1 工程概况
山西某肉类加工厂主营畜禽屠宰加工和熟肉生产加工业务，废水主要来自猪、鸡、鸭等畜禽屠宰车间、分割肉加工车间、肉制品加工车间和圈舍等。废水中主要含有血液、油脂、碎肉、畜毛和粪便等污染物，属高浓度有机废水。该废水呈褐红色，具有较浓的腥臭味。废水排放量为2 000 m3/d。设计出水水质要求同时达到《肉类加工工业水污染物排放标准》(GB 13457—92) 的一级排放标准及《污水综合排放标准》(GB 8978—1996) 的一级排放标准，处理难度较大。
设计进、出水水质见表1。
表1 设计进、出水水质
Tab．1 Design influent and effluent quality
2 工艺设计及主要构筑物
废水处理工艺流程见图1。
图1 废水处理工艺流程
Fig．1 Flow chart of wastewater treatment process
首先通过隔油沉淀池来收集、清除废水中的油脂，这样不仅可以降低进水负荷，确保达标排放，还可以产生可观的经济效益。鉴于屠宰车间水质水量变化大，为保证生物处理设施进水水质水量均衡，设置了均衡调节池，采用预曝气使废水中微小颗粒物质相互碰撞、粘结，产生絮凝作用，有利于沉淀分离，同时可将废水中H2 S等有害气体吹脱。气浮法能有效地去除废水中呈乳化状态的油，同时去除由油类物质引起的COD。采用计量泵投加PAC 与PAM，以提高气浮效果。为提高废水的BOD5/COD值而设置了水解酸化池，其作用在于使结构复杂的不溶性或溶解性的高分子有机物经过水解和产酸，转化为简单的低分子有机物，改善废水的可生化性，并提高生化系统的耐冲击负荷能力。
生化系统采用A2/O + MBR 组合工艺。A2/O工艺去除氨氮的效果已经得到广泛认可，具有去除率高、运行稳定、成本低的特点。MBR 集膜的高效分离和生物降解于一体，是将污水生物处理技术与膜分离技术相结合的新型污水处理工艺。采用膜组件代替传统活性污泥工艺中的二沉池，可进行高效固液分离，克服了传统工艺中出水水质欠稳定、污泥易膨胀等不足。生物反应器内保持较高的污泥浓度，硝化能力强，污染物去除率高，部分混合液回流至缺氧池进行反硝化去除氨氮。MBR 池出水进入消毒池进行消毒后，可达标排放。
主要构筑物尺寸及设计参数见表2。
表2 主要构筑物及设计参数
Tab．2 Sizes and design parameters of structures
3 运行效果及分析
3. 1 运行过程分析
①水解酸化
水解酸化单元采用缺氧状态运行，溶解氧(DO)控制在0．2 ～ 0．5 mg/L。池内设有高效组合填料。
监测结果表明，水力停留时间过长会使出水VFA 浓度升高，对后续处理不利，而且酸化时间＞9 h 时，水解速度开始变缓。因此，从经济性考虑，水解酸化过程中水力停留时间宜控制在9 h 内; 另外，适当增加污泥浓度有助于COD 的去除，但污泥浓度不能太高，最佳MLSS 以6．5 g/L为宜。
②厌氧池
为强化传质效果，采用搅拌方式。由于污泥量大，沼气上升产生的推动力不足，而利用水泵打回流的方式搅拌容易吸入空气，造成DO 值升高，破坏厌氧微生物的生存环境，所以在池内设置潜水搅拌机。
控制池内氧化还原电位(ORP) 值＜-250 mV。
③缺氧池
缺氧池内设软性组合填料，安装间距为150 mm× 150 mm，填料支架为槽钢，采用螺纹钢制作，安装高度距底部1．2 m，上部距液面0．3 m。池内设潜水搅拌机。由于MBR 池内混合液回流带来硝态氮，需控制池内ORP 值＜-100 mV。
④ MBR 池
MBR 工艺采用平板膜组件。膜组件在蠕动泵抽吸作用下间歇出水，膜单元的曝气装置置于膜片下方。MBR 池内安装穿孔曝气管，采用鼓风机曝气，设置变频器实现曝气量的实时调整。平板膜组件在安装过程中将加药管路与抽吸管连接，定期进行在线药洗即可满足正常使用的要求。另外，间歇式抽停方式可有效减缓膜污染，由PLC 自动控制系统调节。当抽停时间分别为12、4 min 时，系统能保持膜过滤性能的稳定。
3. 2 运行效果
调试运行结束后，出水水质基本稳定，各项污染物指标均达到排放标准，具体处理效果见表3 (连续5 d 监测结果平均值) 。
表3 各单元的处理效果(5 d 平均值)
Tab．3 Treatment effects of each unit (5 day average) mg·L-1
由表3 可见，总排污口平均出水COD、BOD5、SS、氨氮、动植物油分别低于30、10、20、5、10 mg/L，优于设计指标，同时达到《肉类加工工业水污染物排放标准》(GB 13457—92) 一级标准及《污水综合排放标准》(GB 8978—1996) 一级标准。
4 经济分析
本工程总投资为678．46 万元，其中设备费用为479．98 万元，土建费用为110．75 万元，其他费用(设计、安装、调试等) 为87．73 万元。工程总装机功率为255．18 kW，总运行功率为145．3 kW。电价按0．6 元/(kW·h) 计，则电费为1．02 元/m3 ; 人员编制为6 人，平均工资为2 000 元/(月·人)，则人工费为0．2 元/m3。药剂费(PAC、PAM、消毒剂等)约为0．62 元/m3。运行费用合计1．84 元/m3 (不含设备折旧) 。
本工程运行后，出水水质良好且稳定，可以直接回用。工程运行后每年COD 减排量约2 467 t，BOD5减排量约1 237 t，SS 减排量约1 235 t，氨氮减排量约76 t，动植物油减排量约69 t，大大减轻了水体污染，为企业的可持续发展提供了坚实保障。。
5 结论
采用水解酸化-A2/O-MBR 工艺处理肉类加工废水，处理规模为2 000 m3/d。工程运行结果表明，该工艺处理效率高，最终出水COD、BOD5、SS、氨氮、动植物油分别低于30、10、20、5、10 mg/L，同时达到《肉类加工工业水污染物排放标准》(GB13457—92) 一级标准和《污水综合排放标准》(GB8978—1996) 一级标准，处理后的水质良好且稳定，可以直接回用。该工艺自动化程度高，操作简单，管理方便，并适合在北方地区的冬季正常运行。
