“兩次曝氣法”開辟小型屠宰廢水處理的新思路
伴隨著我國人均經(jīng)濟(jì)發(fā)展及肉食消費(fèi)水平的不斷增長，屠宰及肉類加工業(yè)也得到了長足的發(fā)展。近年來，屠宰及肉類加工業(yè)一直是我國日常生活保障供給的支柱產(chǎn)業(yè)之一。而該行業(yè)產(chǎn)生的廢水據(jù)第一次全國污染普查結(jié)果顯示也是我國較大的工業(yè)污染源廢水排放一。對屠宰行業(yè)污水進(jìn)行治理，已成為環(huán)境保護(hù)工作的另一項(xiàng)任務(wù)。
一、我市屠宰行業(yè)目前的處境和現(xiàn)狀
據(jù)調(diào)查，西安市日均消費(fèi)生豬約3000頭，春節(jié)期間日均消費(fèi)量將達(dá)到5000－6000頭，需求量很大，而本土的養(yǎng)殖業(yè)已不能滿足目前西安市場的需求，為了保證日常需求西安市商貿(mào)局經(jīng)常與渭南市臨渭區(qū)、蒲城縣、白水縣等地進(jìn)行專項(xiàng)定單采購。渭南市的生豬年產(chǎn)量約90萬－120萬頭，而其中只有15萬頭左右進(jìn)入西安，其余遠(yuǎn)走外省。但渭南的這些企業(yè)則往往承擔(dān)著我市日供應(yīng)生豬320頭、白條肉23噸的任務(wù)。
每天平均約3000-6000頭生豬的需求量，對西安本土屠宰行業(yè)來說則完全有能力承擔(dān)這項(xiàng)任務(wù)。就目前的西安市來說，僅現(xiàn)有的屠宰企業(yè)就有57家，日屠宰量按照每家企業(yè)100頭/日計(jì)算，每天的的屠宰量在5700頭左右，完全可以滿足市場的需求。
國內(nèi)很多大型城市中，供應(yīng)城市居民肉類食品的定點(diǎn)屠宰場通常也限定在1－3家，深圳市有2家屠宰場，北京有5家，大連只有1家。然而，以西安每天6000頭的市場需求量來看，卻存在近60余家屠宰場，同時(shí)還有象黑屠宰場、衛(wèi)生條件不達(dá)標(biāo)等非法屠宰點(diǎn)及私人屠宰場地的出現(xiàn)，使西安的屠宰市場秩序變的混亂則是必然的現(xiàn)象。在屠宰行業(yè)市場混亂的情況下，伴隨而來最突出的就是環(huán)保問題，目前西安市場沒有一家屠宰企業(yè)建設(shè)污染防治處理設(shè)施，對所排放的廢水也未進(jìn)行處理。
第一次全國污染源普查數(shù)據(jù)顯示，屠宰及肉類加工的廢水排放量約占全國工業(yè)廢水排放量的 6%，且還有不斷增加的趨勢。按照日屠宰生豬每頭產(chǎn)生廢水0.3-0.7噸計(jì)算，西安市每天將會(huì)有1710-3990噸廢水排放，而屠宰與肉類加工行業(yè)生產(chǎn)排放廢水的主要特點(diǎn)是耗水量較大、廢水污染物濃度高、雜質(zhì)多、可生化性好，污染物排放因子主要包括 BOD5 ，CODCr 、SS、TN、動(dòng)植物油及色度，此外還包括了惡臭氣體如NH 、H S、糞臭素（3- 甲基吲哚）等。這類廢水不但會(huì)污染環(huán)境，還會(huì)嚴(yán)重影響人類健康和周圍環(huán)境衛(wèi)生。這些未經(jīng)過處理的廢水CODCr 濃度高達(dá)1500mg/L左右，按照這樣計(jì)算的話每天將會(huì)有2.5-5.98噸CODCr 排入水體，這么高濃度的廢水未經(jīng)過處理直接排放，勢必影響西安市的水體環(huán)境狀況及污染減排。
以灞橋區(qū)為例，總計(jì)有屠宰企業(yè)7家，通過區(qū)商貿(mào)局的綜合整治，有4家企業(yè)正式保留，日屠宰生豬量在280頭左右，牛30頭。日排水200噸，經(jīng)環(huán)境監(jiān)測，最高時(shí)CODcr達(dá)1200mg/L左右，按這樣高濃度的污染因子計(jì)算，將日排放CODCr240公斤，年排放CODCr84噸，這么大的污染物排放量與目前的污染減排是背道而馳的，屠宰行業(yè)污染治理勢在必行。
二、灞橋環(huán)保先行，積極推進(jìn)屠宰行業(yè)污染治理
2010年灞橋區(qū)政府將屠宰行業(yè)污染治理工作作為環(huán)境保護(hù)工作及污染減排的重點(diǎn)工作來抓，并以區(qū)政府環(huán)保目標(biāo)責(zé)任書的形式對有關(guān)部門進(jìn)行了下達(dá)。環(huán)保灞橋分局聯(lián)合區(qū)商貿(mào)總公司對轄區(qū)7家屠宰行業(yè)進(jìn)行了調(diào)研，通過現(xiàn)場說法（環(huán)境保護(hù)法）、解法（水污染防治法、渭河污染防治條例）讓企業(yè)明白了污染防治及處理的重要性，提高了企業(yè)的環(huán)境保護(hù)意識，目前轄區(qū)金水岸肉制品公司、東興屠宰場兩家屠宰企業(yè)已被列為污染處理示范工程單位，補(bǔ)辦了環(huán)境影響評價(jià)程序，制定了屠宰企業(yè)污水處理工程設(shè)計(jì)方案，繪制了污染處理工程進(jìn)度表等相關(guān)措施落實(shí)污染處理防治工作。
1、對轄區(qū)屠宰企業(yè)污水處理的探索
目前國內(nèi)許多屠宰場或肉類加工廠均建成了廢水處理設(shè)施，但由于設(shè)計(jì)、工藝、運(yùn)行及管理等方面均存在著一定的問題，導(dǎo)致許多廢水治理工程的處理和凈化效果并不理想，一些治理工程甚至無法進(jìn)行正常穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)、達(dá)標(biāo)排放。某些廢水治理工藝運(yùn)行效果雖然比較好，但存在著工程建設(shè)投資大、運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用高等問題，在一定程度上限制了處理技術(shù)的推廣和運(yùn)用。針對目前屠宰企業(yè)面臨的污水處理難的問題，我們根據(jù)轄區(qū)企業(yè)實(shí)際情況走訪了相關(guān)污染治理單位，并結(jié)合灞橋區(qū)屠宰企業(yè)的規(guī)模及經(jīng)營情況，率先在西安市提出了“雙曝氣法”污染處理工藝，對轄區(qū)兩家屠宰行業(yè)進(jìn)行示范治理。
灞橋區(qū)7家屠宰企業(yè)建場較早，企業(yè)建設(shè)從設(shè)計(jì)到投產(chǎn)均沒有環(huán)境保護(hù)方面的相關(guān)內(nèi)容，在污染防治上只是落實(shí)了商貿(mào)委提出的“三級沉淀”要求。實(shí)際存在并正常生產(chǎn)的有4家企業(yè)，均有完整的生產(chǎn)流水線，主要以屠宰生豬為，有1家從事牛的屠宰。設(shè)計(jì)能力較大的一家為300頭豬/天，其他兩家均為100頭/天，牛是50頭/天，實(shí)際屠宰量均沒有達(dá)到設(shè)計(jì)能力，較大的東興屠宰場日屠宰量為150-170頭，其它兩家只有50-70頭左右，企業(yè)經(jīng)營狀況水平一般。在環(huán)境保護(hù)方面目前都沒有建設(shè)污染處理設(shè)施，現(xiàn)在要求治理污染，也是對企業(yè)建設(shè)的補(bǔ)充和完善。
屠宰企業(yè)的污水主要來自待宰前短期飼養(yǎng)排泄的糞便沖洗用水、殘留動(dòng)物肢體，燙毛高溫廢水、車間內(nèi)帶血污的地面沖洗水、腸胃內(nèi)殘留的糞便洗滌以及員工的生活污水等？偝鏊贑OD濃度約在1000-1500mg/L之間，BOD、油脂、SS都比生活污水高出許多，是比較復(fù)雜的廢水。
就現(xiàn)行各種污水處理技術(shù)，經(jīng)過處理后使其達(dá)標(biāo)排放都不存在技術(shù)問題，但應(yīng)有相對應(yīng)的資金投入，我區(qū)屠宰企業(yè)均為小規(guī)模企業(yè)，加上目前屠宰源難尋等問題，企業(yè)經(jīng)營不佳，資金緊缺，污水處理難的問題比較突出。為此，我走訪了幾家工程公司及從事環(huán)保專業(yè)技術(shù)人員，為尋求一種行為有效、經(jīng)濟(jì)、實(shí)惠的處理污水技術(shù)，又要資金投入低廉，且有較好處理效果的工藝作為目前解決屠宰污水處理問題的方案。
經(jīng)過與西安天泰能源環(huán)保公司、青島玉泉環(huán)保公司、陜西航天機(jī)電環(huán)境工程設(shè)計(jì)院聯(lián)系、考察、論證，最后確定了“雙曝氣法”、SBR法兩種工藝處理方法對廢水的處理更為經(jīng)濟(jì)有效。
2、處理工藝選擇過程中的思考
近幾年來從國外引進(jìn)了許多新工藝、新設(shè)備、新材料，就常規(guī)水處理而言，從厭氧、好氧、沉淀、過濾等階段都有設(shè)計(jì)新穎、高效、節(jié)能的設(shè)備，如UASB厭氧反應(yīng)器、淺層零速高效氣浮、MBR工藝、A2/O工藝、陶瓷濾件等。不僅縮短了污水處理周期提高了處理效率。過去公認(rèn)的難度大的造紙、印染等廢水，應(yīng)用現(xiàn)代技術(shù)工藝處理到中水回用的標(biāo)準(zhǔn)已不是很難。屠宰廢水處理到回用標(biāo)準(zhǔn)同樣可行，然而，先進(jìn)的處理工藝獲得的高效率要有相對應(yīng)的資金投入。綜合分析這一點(diǎn)，我區(qū)幾家屠宰企業(yè)均沒有相應(yīng)的資金能力承載。以適應(yīng)現(xiàn)實(shí)情況為原則，選擇兩段曝氣工藝，滿足達(dá)標(biāo)排放，則成為我區(qū)處理屠宰廢水的首選。
兩段曝氣工藝依據(jù)屠宰廢水的COD值為1500-2000mg/L，BOD5值為800-1000 mg/L、SS值為750-1000mg/L，動(dòng)植物油50-200mg/L的濃度處理到三級標(biāo)準(zhǔn)，水量在15-30噸之間，投資資金10-15萬元，運(yùn)行費(fèi)用0.5元/噸-0.55元/噸。相對來說比較經(jīng)濟(jì)。同時(shí)考慮到企業(yè)可能存在遷廠的問題，所以地下設(shè)施工程盡量減少，設(shè)備完全可拆卸，便于移動(dòng)，遷移時(shí)不需再投入過多資金是綜合考慮的主要因素。
3、兩次曝氣法、工藝流程及技術(shù)說明
此工藝是由兩個(gè)不同原理的獨(dú)立系統(tǒng)構(gòu)成的，分別簡稱為吸附段和降解段。吸附段由一次曝氣，一次沉淀組成；降解段由二次曝氣，二次沉淀組成。各自有獨(dú)立的污泥回流裝置，分別按比例回流到產(chǎn)生的水體。
兩段水體都有較高的污泥濃度，有抗沖擊能力，來水的水量及水質(zhì)即是有大的變化，也能保持功能穩(wěn)定進(jìn)行。吸段的污泥濃度正常情況下應(yīng)為1.5~2.0㎏BOD5/（㎏MLSS·d）。污泥負(fù)荷可在2~6㎏BOD/（㎏MLSS·d）段水體特征所產(chǎn)生的微物主要是細(xì)菌，繁殖速度快，代謝時(shí)期短，去除污染出所產(chǎn)生的作用只有1/3。去除污染物的主要原理是吸附，依靠污泥形成的絮體和顆粒吸附。
應(yīng)用吸附原理作為一種處理污水的工藝有較長的歷史，可以說在未建立污水處理概念之前，人類就有應(yīng)用吸附方式凈化水的經(jīng)驗(yàn)。這項(xiàng)工藝雖然沒有高深理論支持，不需復(fù)雜設(shè)施，不需化學(xué)支助，但效果明顯，費(fèi)用低廉的水處理工藝，其原理是水體中的溶質(zhì)和溶劑之間靜電引力的不平衡所產(chǎn)生布朗式的運(yùn)動(dòng)形式，溶質(zhì)中不易溶解的有機(jī)物在運(yùn)動(dòng)中與溶劑的接觸，因引力的作用，使其貼附在固體表面完成吸附過程。去除效率可在50%~60%。降解因素在這一過程作用很小。所以這一階段稱為吸附段。經(jīng)過沉淀50%污泥回流保持曝氣池的污泥濃度。
污水經(jīng)吸附段沉淀之后進(jìn)入降解段，開始第二階段的處理。系統(tǒng)之所以稱為污水，尤其屠宰行業(yè)用水過程是動(dòng)物的飼養(yǎng)屠殺過程都要伴隨水的消耗，進(jìn)入水體中的微生物和病菌不只是單一的，是多樣的，所以只采用一種方法解決不了全部問題，因此針對不同的污染對象選擇不同的處理工藝才能達(dá)到凈化水的目的。此段是依賴水體中生成的好氧性微生物，如細(xì)菌、真菌、原生動(dòng)物和后生動(dòng)物以及無機(jī)物組成。具有降解水中有機(jī)物污染的能力，有機(jī)污染物通過細(xì)菌消化代謝被降解，有的成新的有機(jī)體，使細(xì)菌增殖。有的在氧化之后生成CO2和H2O等，也就是生物降解的過程。降解過程的污泥負(fù)荷通常為0.15-0.3㎏BOD5/(㎏MLSS·d)卻除率可達(dá)90%-98%。
在處理末端加入消毒處理工藝，殺死動(dòng)物致癌病菌后排放，更符合處理要求和規(guī)范。
此項(xiàng)工藝的特點(diǎn)：1、是具有兩個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)，各自有不同的水體環(huán)境形成不同的原理。2、污泥分別回流到產(chǎn)生的水體，有相同的微生物及水質(zhì)條件，回流后立即發(fā)生作用，不存在培養(yǎng)和適應(yīng)期等待過程。
綜合分析SBR法、MBR法、UASB法后我們認(rèn)為面對目前我區(qū)屠宰行業(yè)的處境“雙曝氣法”更為經(jīng)濟(jì)和實(shí)用，企業(yè)也能接受。按照目前“雙曝氣法”來看，噸水的處理投資額在0.2-0.35萬元之間，SBR法的噸水的處理投資額在0.4-0.5萬之間，按照現(xiàn)行的屠宰行業(yè)污水處理技術(shù)規(guī)范（討論稿）的話采用深度處理的技術(shù)，噸水的處理投資額在0.6萬元以上，目前我區(qū)的小規(guī)模屠宰企業(yè)還不能完全接受。
經(jīng)過反復(fù)的討論，論證和研究后，最終我區(qū)確定了金水岸屠宰場采用SBR法、東興屠宰場采用“雙曝氣法”的結(jié)論，目前兩家企業(yè)編制了污水處理工程方案，現(xiàn)已開始動(dòng)工建設(shè)。
4、以循環(huán)經(jīng)濟(jì)為主導(dǎo)，推動(dòng)對資源的綜合利用
解決環(huán)境污染的治理問題不僅可以喚起企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)人的環(huán)境保護(hù)行為，更要為企業(yè)謀求資源綜合利用帶來的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境利益。如果能把完成產(chǎn)品過程產(chǎn)生的廢棄物作為一種資源加以利用，環(huán)境治理所需的支出還能增加企業(yè)的收入。
自然界中動(dòng)植物微生物在光合作用之后形成的有機(jī)體稱為生物質(zhì)，它們生長和存在過程在陽光的作用下，把太陽能轉(zhuǎn)化為生物質(zhì)能儲(chǔ)存在體內(nèi)成為一種能量形式，其形態(tài)有固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)。這種能源屬可再生能源，非常廣泛，貯量非常大。養(yǎng)殖行業(yè)，屠宰行業(yè)的廢棄物中，如牛、豬、羊排泄物，動(dòng)物飼養(yǎng)場地、屠宰廢水，動(dòng)物肢體均蘊(yùn)貯這種能量，所以說這是一種可利用的資源。這種能源的特點(diǎn)：①可再生性。②低污染性。③廣泛分布性。屠宰和養(yǎng)殖企業(yè)的動(dòng)物排泄物和廢水就是生物能的載體，可以轉(zhuǎn)化為沼氣。經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，廢水中2㎏COD可轉(zhuǎn)化為0.4瓦的電量，一立方混合氣體中含甲烷60%，一立方沼氣發(fā)電量在1.5-2.0KWh之間。屠宰廠的油脂也可以在有管理前提下回收。金水岸屠宰場在充分考慮各方面綜合因素的情況下，在設(shè)計(jì)方案中充分考慮了沼氣池的建設(shè)，以綜合利用各類廢物及廢水，從而實(shí)現(xiàn)綜合利用價(jià)值。
目前我區(qū)的屠宰行業(yè)污水治理工作已經(jīng)開始動(dòng)工，相信治理后的屠宰行業(yè)將會(huì)實(shí)現(xiàn)環(huán)保的規(guī)范化和資源的綜合利用化，企業(yè)以削減自身的污染物排放，并履行企業(yè)對社會(huì)的環(huán)境責(zé)任，會(huì)實(shí)現(xiàn)企業(yè)更好更健康的發(fā)展。
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