好氧生物處理

   活性污泥處理系統是當前污水處理領域應用較廣泛的處理技術之一。普通活性污泥法處理屠宰廢水很難達到處理要求，普遍存在以下困難：污水排放量季節性變化幅度大，難以滿足連續流曝氣池對水流穩定性的要求;全年均可發生污泥膨脹難以防治;剩余污泥量大、含水率高，沉淀脫水性能差，污泥處置費用高;脫氮除磷的效率僅20%左右，難以滿足高氮屠宰廢水的除氮要求。針對普通活性污泥法存在的問題，一些新的處理工藝開發和成功應用到屠宰廢水的處理領域。 序批式活性污泥系統(SBR)    SBR(SequencingBatchReactor)工藝適應當前好氧生化處理工藝的發展趨勢，屬簡易、高效、低耗的污水處理工藝，廣泛地應用于屠宰廢水的處理中。其主要優點有：    流程簡單，無二沉池和污泥回流設備，節省了大量用地和設備。投資省，運行費用低，比普通活性污泥法節省基建投資30%，運行費用可降低10~20%。不易發生污泥膨脹，出水水質好;剩余污泥性質穩定，便于濃縮和脫水。自動控制，反應池中交替處于好氧、缺氧和厭氧狀態，具有較強的脫氮除磷能力。耐沖擊負荷能力強，高峰負荷在正常負荷的2.5倍情況下仍能獲得穩定處理效率。    SBR間歇運行的特點使其很適合處理流量變化大甚至間歇排放的工業廢水，已在亞洲、北美和歐洲等很多國家廣泛應用于小型污水領域。很多屠宰場的水量少，且間斷排放，采用SBR工藝，既可節省基建費用又可靈活操作。SBR工藝處理屠宰廢水CODCr、BOD5的去除率可分別達到80%、90%以上，而且有較好的脫氮除磷效果，氨氮去除率可達80%~90%。J.Keller等人在研究SBR處理屠宰廢水脫氮的過程中發現，通過控制溶解氧的濃度可使約50%的氮通過同步硝化反硝化去除，而控制這種脫氮過程對減少處理費用，提高出水水質有重要意義。    隨著SBR工藝的蓬勃發展，許多SBR改進工藝被開發出來。CASS工藝在SBR反應器前部增加了一個生物選擇器，由于實現了連續進水，在屠宰廢水的處理中也得到了廣泛的應用。此工藝剩余污泥性質穩定，產生的剩余污泥量只有傳統活性污泥法的60%左右。 水解酸化-好氧生物處理    對酸化-SBR工藝的研究表明，在保證處理效果的同時(見表2)，此工藝總投資、占地面積和能耗比傳統活性污泥工藝減少20%~30%，處理成本降低50%以上。萬秀林等人采用兼氧-AB工藝在低溫條件下處理屠宰廢水也取得良好的處理效果，廢水各項主要污染物去除率均達90%以上。 注：工藝參數：酸化池LV為4.8kgCOD/m3.d;HRT為4.0h;SBRLV為1.25kgCOD/m3.d，T為6~8h，水溫25℃。運行條件與實驗條件相近。括號中數字為推算值，運行成本(計回用水收入)0.1元/m3。 厭氧生物處理    一般地，厭氧生物處理CODCr濃度在大于1，000mg/l的中高濃度工業廢水具有優勢，一些研究認為，對CODCr濃度小于1，000mg/l的廢水采用厭氧處理也是完全可行的[9]。同好氧處理相比，厭氧處理可以回收生物能源，無能耗或低能耗，容積負荷率高，對環境的要求低;剩余污泥產量僅為好氧系統的1/10~1/6且非常穩定;投資費用低、管理簡易，有廣闊的應用潛力。    ASBR較其他厭氧處理工藝處理屠宰廢水具有不需要脫氣和回流設備，有機物和SS去除率高的優勢，因而被譽為屠宰廢水處理中很有發展前途的工藝。ASBR消化過程中產生的生物氣可用于系統的攪拌，也可作為能源直接用于處理過程。D.I.Masse研究表明ASBR處理屠宰廢水的適宜條件是：采用間歇攪拌，溫度25~35℃，反應時間24h，污泥負荷0.2~0.5kg/(kgMLSS.d)，在此條件下CODCr和SS的去除率分別達到98%和91%。 高效厭氧反應器    近年來隨著高效厭氧生物反應器的研究深入，運用高效厭氧生物反應器處理屠宰廢水成為熱點。高效厭氧反應器通過強化傳質和提高污泥濃度成功地實現了在很短的時間內達到良好的去除效果，高效厭氧反應器較傳統厭氧消化池較大的優勢是負荷能力高、水力停留時間短、占地小。    國內外應用高效厭氧反應器處理屠宰廢水的主要有：上流式厭氧污泥床(UASB)、厭氧濾池(AF)、厭氧流化床(AFB)、厭氧折流床反應器(ABR)、厭氧固定膜反應器(AFFR)、內循環反應器(IC)等。    UASB反應器以其結構緊湊、簡單、無需攪拌和填料載體，負荷能力高等優點而廣受青睞。AyoobTorkian實驗表明UASB處理屠宰廢水是非常有效的方法，在13～30kgCODCr/m3.d的負荷下，CODCr的去除率為75～90%。然而UASB也存在一些問題，如污泥易流失，顆粒污泥難于形成，系統難于啟動等。針對這些問題，研究人員不斷采用新的方案以改進UASB的性能。I.Ruiz和RafaelBorja等人分別將UASB與AF串聯使用處理屠宰廢水，使反 應器同時具有UASB和AF反應器的特點。 厭氧生物的預處理    屠宰廢水中含有的大量的SS和油脂，如不加以去除直接進入厭氧系統，會大大降低厭氧反應的速度和甲烷的產量，進入UASB還會引起污泥上浮和流失。因此在進入厭氧系統前對屠宰廢水進行去除SS和油脂的預處理是十分必要和有效的，而較常用的方法就是氣浮。N.T.Manjuanth在UASB前采用壓力氣浮作為預處理單元，結果表明氣浮可以去除原水50%的污染物，同時氣浮后厭氧處理的反應速率及產甲烷量均較未處理的原水有所提高。    厭氧處理的缺陷是出水的NH3-N、硫化物等還原性污染物還較多，沒有脫氮能力，有時出水的BOD5偏高，還需進一步處理。