علل و راهکارهای فسفر کل بالا در تصفیه فاضلاب کشتارگاه

فاضلاب کشتارگاه با مواد جامد معلق بالا، محتوای چربی بالا، بار ارگانیک بالا و سطح کل فسفر بالا مشخص می شود.تجاوز از محدودیت های تخلیه کل فسفر (TP) رایج ترین و مداوم ترین چالش پیش روی تصفیه آب فاضلاب کشتارگاه استفوسفور در فاضلاب کشتار در اشکال پیچیده ای وجود دارد، از جمله فوسفور آلی، ارتوفوسفات،و پلی فسفات ها که دستیابی به انطباق پایدار با فرآیندهای سنتی درمان بیولوژیکی دشوار است.
فاضلاب کشتارگاه عمدتاً از جوشاندن، برش و شستن، برداشتن خون، تمیز کردن کف و شستشوی دام ها حاصل می شود. بر خلاف فاضلاب شهری یا فاضلاب عمومی صنعتی،فسفر در فاضلاب کشتار عمدتا از خون حیوانات حاصل می شود.مواد مغزی، روده، استخوان ها، بافت چربی، کود و بقایای خوراک، با فسفر ارگانیک که نسبت به فاضلاب شهری نسبت به میزان قابل توجهی بالاتر است.
بیشتر کشتارگاه های چین روند درمان اصلی را اتخاذ می کنند:"بر صفحه نمایش → مخزن تعادل → فلوتاسیون هوا محلول (DAF) → A2/O درمان بیولوژیکی → رسوب ثانویه → انعقادی شیمیایی → ضد عفونی کردندر حالی که این سیستم به طور موثر COD، نیتروژن آمونیاک و مواد جامد معلق را از بین می برد، اغلب با حذف ناقص فسفر، سطح TP در فاضلاب،و عدم ثبات عملیاتی.
به عنوان استانداردهای تخلیه زیست محیطی، اکثر مناطق از کشتارگاه ها می خواهند که مطابق با استاندارد یکپارچه تخلیه فاضلاب برای صنعت پردازش گوشت (GB13457-1992) باشند.که حد TP را ≤0 تعیین می کند.8 میلی گرم در لیتر. برخی از پارک های صنعتی این محدودیت را به 0.5 میلی گرم در لیتر افزایش داده اند.تجاوز TP نه تنها خطر مجازات های نظارتی و خاموش کردن نیروگاه ها را دارد بلکه به ارتفاد در بدن های آب دریافت کننده نیز کمک می کند، باعث شکوفه ی جلبک ها و اختلال در اکوسیستم های آبی محلی می شود.تشخیص دقیق علل ریشه TP超标 و اجرای استراتژی های کنترل فسفر متناسب برای مدیریت موثر فاضلاب در کشتارگاه ها ضروری است.
دلایل اصلی فوسفور کل بالا در فاضلاب کشتارگاه
بیش از حد TP در فاضلاب کشتارگاه به ندرت به یک عامل واحد مربوط می شود؛ بلکه ناشی از اثرات ترکیبی از فشارهای فوسفوری بالا، پیش پردازش ناکافی،فرایندهای بیولوژیکی نامتعادلبر اساس اطلاعات عملیاتی از ده ها کارخانه فاضلاب کشتارگاه های کوچک و متوسط در سراسر چین،علل اصلی به شرح زیر خلاصه شده است::
.1 تاثیر بر کیفیت آب: بار فوسفوری خارجی بالا با اشکال پیچیده و سرکش
این دلیل اساسی برای سطوح TP در آب های فاضلاب کشتارگاه است.
خون، پودر استخوان و بقایای کود در فاضلاب کشتار حاوی غلظت بالایی از فسفر آلی و فسفر معدنی (به عنوان مثال هیدروکسیپتیت) است.که میکروارگانیسم های معمولی نمی توانند به راحتی تجزیه شوند.
مواد تمیز کننده و ضد عفونی کننده حاوی فسفر که برای بهداشت تجهیزات و تمیز کردن تاسیسات استفاده می شوند، بار فسفر غیر ارگانیک را افزایش می دهند.
الگوهای تخلیه متناوب باعث افزایش کوتاه مدت آب فاضلاب پر از فسفر در ساعات اوج تولید می شود.اين موج ها سيستم بيولوژيکي رو غرق ميکنن، حذف فسفر را مختل می کند.
برخلاف فاضلاب شهری که ارتوفوسفات در آن غالب است، فسفر ارگانیک می تواند 30 تا 50 درصد کل فسفر را در فاضلاب کشتارگاه تشکیل دهد.فرآیندهای بیولوژیکی به تنهایی نمی توانند فسفر ارگانیک مولکولی بزرگ را از بین ببرند، باعث می شود که تجاوز TP بدون درمان اضافی اجتناب ناپذیر باشد.
.2 خرابی واحد پیش پردازش: حذف ناکافی از مواد جامد، که منجر به بارگذاری بیش از حد فرآیندهای پایین می شود
قبل از درمان اولین خط دفاعی در برابر فسفر در فاضلاب کشتارگاه است. بسیاری از کارخانه های کوچک به دلیل کمبود در این مرحله از محدودیت های TP فراتر می روند:
غربالگری ناکارآمد: شکاف های بسیار بزرگ در صفحه ی نوار یا حذف نادر از زباله های گیر افتاده، اجازه می دهد موها، قطعات گوشت، قطعات استخوان و کود به فرآیندهای پایین رود وارد شوند.حاوی ذرات فاسفوری که در کل سیستم بدون درمان باقی می مانند.
حذف ناقص روغن/چرب: محتوای بالای چرب در فاضلاب کشتار ذرات حاوی فسفر را در خود جای می دهد.روغن های شناور و مواد جامد معلق وارد مرحله بیولوژیکی می شوند، انسداد غشا سلول های میکروبی و مهار ارگانیسم های جمع آوری فوسفور (PAO).
عدم رسوب در مخازن تعادل: رسوب نادر منجر به تجمع لجن غنی از فسفر در کف مخزن می شود.آزاد شدن فسفر درونی از این لجن باعث افزایش TP در سطح بالا می شود.، به طور مداوم واحد های پایین رودخانه را آلوده می کند.
.3 سیستم بیولوژیکی نامتعادل: از دست دادن کنترل بر فرآیندهای حذف فسفر هسته
اکثر کارخانه های فاضلاب کشتار به فرایندهای A2/O یا AO متکی هستند که در آن PAO ها از طریق آزاد شدن بی هوا و پس از آن جذب هوا فسفر را از بین می برند.عدم تعادل پارامتر در این مرحله علت اصلی تجاوز TP است.:
اکسیژن بیش از حد محلول شده (DO) در مناطق بی هوا: PAO ها نیاز به شرایط بی هوا سخت دارند (DO ≤ 0.2 mg/L).یا نشت هوا به مناطق بی هواخوردگی به طور مستقیم از آزاد شدن فسفر جلوگیری می کند.، کاهش شدید جذب پس از فسفر.
کمبود منبع کربن و عدم تعادل مواد مغذی: پس از حذف چربی از طریق DAF، فاضلاب کشتارگاه اغلب فاقد اسیدهای چرب فرار (VFAs) هستند.نسبت پایین کربن به فسفر (C/P < 35) مانع از تکمیل چرخه متابولیک PAO ها می شود، حذف فسفر را قطع می کند.
زمان نگهداری زیر بهینه لجن (SRT): حذف فسفر بستگی به تخلیه لجن اضافی غنی از فسفر دارد. SRT > 12 روز باعث پیری لجن و آزاد شدن فسفر داخلی می شود.SRT < 5 روز منجر به شستشوی PAO و از دست دادن دائمی ظرفیت حذف فسفر می شود.SRT بهینه برای فاضلاب کشتارگاه 7-10 روز است.
نسبت جریان بازگشت غیرطبیعی: نسبت بازگشت نیترات یا لجن نامناسب نیترات را به منطقه بی هوا وارد می کند.ایجاد دنیترفیکیشن که در رقابت با PAOs برای منابع کربن و سرکوب انتشار فسفر آناروبی است.
PH و دمای پایین: فعالیت PAO به شدت کاهش می یابد اگر pH خارج از محدوده 7.0 ٫ 8.0 یا دمای پایین تر از 15 ° C در زمستان کاهش یابد.
.4 کمبود در درمان های پیشرفته فیزیک شیمیایی
از بین بردن فسفر بیولوژیکی دارای محدودیت های نظری است؛ فاضلاب کشتارگاه به عنوان یک مرحله پولیش، نیاز به انعقادی شیمیایی دارد. بسیاری از گیاهان در این مرحله شکست می خورند:
انتخاب نادرست ضخیم کننده: کلرید پلی آلومینیوم استاندارد (PAC) نمی تواند به طور موثر فسفر آلی را در آب فاضلاب محکم کشتارگاه به وجود آورد.اغلب به نمک های آهن یا مواد مخصوص حذف فسفر نیاز است.
دوز ناکافی یا نقاط دوز نامناسب: دوز های کم کوآگلانت نمی توانند فوسفات های پیچیده را به طور کامل ایجاد کنند؛ دوز دادن کوآگلانت ها بیش از حد زود (به عنوان مثال در مرحله بیولوژیکی) می تواند فعالیت میکروبی را مهار کند.
شرایط ضعیف انعقادی/ترشی: عدم شدت مخلوط کردن یا زمان نگهداری کافی باعث تولید فلک های گسسته می شود.حذف تاخیر آب لاله از مخازن رسوب باعث آزاد شدن فسفر از آب لاله مستقر می شود.، افزایش TP فاضلاب.
عدم فیلتر کردن: بدون فیلتر شن یا واحدهای فیلتر دقیق، فلک های نازک پر از فسفر مستقیماً به آب خارج می شوند.
.5 عملکرد ضعیف و شیوه های مدیریت زباله
این یک عامل انسانی است که اغلب در کشتارگاه های کوچک نادیده گرفته می شود:
تخلیه مد بیش از حد به تاخیر افتاده و باعث می شود که فسفر در داخل سیستم به گردش بازگردد و تجمع یابد.
بازیافت فیلترات فوسفوری بالا از لجن تخلیه آب به مخزن تعادل، ایجاد یک چرخه فوسفوری بسته.
نظارت ناکافی بر کیفیت آب، جلوگیری از تشخیص زودهنگام افزایش فوسفور بالا
عدم نگهداری تجهیزات، که منجر به خرابی در تهویه، پمپ های بازگشت یا سیستم های دوز شیمیایی می شود که ثبات فرآیند را مختل می کند.
راه حل های هدفمند و برنامه های مهندسی ترمیم
رسیدگی به تجاوز به TP نیاز به یک رویکرد جامع با اولویت بندی کنترل منبع، بهینه سازی فرآیند بیولوژیکی، پولیش فیزیکی شیمیایی پیشرفته و مدیریت عملیاتی حلقه بسته دارد.راه حل ها به استراتژی های پایداری بلند مدت و پروتکل های واکنش اضطراری برای مناسب شدن با سناریوهای عملیاتی مختلف طبقه بندی می شوند..
.1 کنترل منبع و بهبود پیش پردازش: کاهش بار فسفر
جدایی منبع در مناطق تولید: آب فاضلاب خون با قدرت بالا و آب pen冲洗 را به طور جداگانه جمع آوری کنید و قبل از ادغام با جریان اصلی آنها را پیش از درمان کنید.حذف مواد تمیز کننده / ضد عفونی کننده حاوی فسفر. جریان تخلیه را در طول اوج تولید تنظیم کنید تا از افزایش هیدرولیک و ارگانیک کوتاه مدت جلوگیری شود.
شناسایی مواد جامد را تقویت کنید: پرده های نازک و خشن را حفظ کنید؛ هر 2 ساعت یکبار پرده ها را حذف کنید تا قطعات استخوان، گوشت و مواد جامد معلق را ضبط کنید.بهینه سازی جدایی روغن از آب در تله های چربی با افزایش زمان نگهداری. ارتقاء واحد های DAF با دوز اولیه از PAC با دوز پایین برای شکستن کالویدهای چربی، حذف ذرات فسفر و چربی کاهش بار TP به پایین > 30٪
تخلیه منظم مخازن تعادل: هر ۳ تا ۶ ماه یکبار رسوب مخازن را تمیز کنید تا از انتشار فسفر داخلی جلوگیری شود.نصب مخلوط کننده های تهویه برای همگن سازی کیفیت نفوذ و بوفر نوسانات بار تولید.
.2 بهینه سازی پارامترهای سیستم بیولوژیکی: افزایش حذف بیوفوسفور
برای سیستم های A2 / O یا AO، کنترل دقیق پارامترهای کلیدی عملیاتی فعالیت PAO را بازگرداند:
کنترل دقیق مناطق بی هوا: نقاط نشت هوا را مهر بزنید؛ DO ≤ 0.2 mg/L را حفظ کنید. نسبت بازگشت نیترات را کاهش دهید تا نفوذ نیترات به مناطق بی هوا به حداقل برسد.از بین بردن رقابت در زمینه دی نیتریفیکیشن.
منابع کربن مکمل优质: در دوره های کمبود کربن، اسیتات سدیم یا منابع کربن مرکب با وزن مولکولی پایین را به منطقه آناروبی تزریق کنید تا اطمینان حاصل شود که C/P ≥ 35 است.حمایت از متابولیسم PAO.
کنترل دقیق SRT و تخلیه زباله: SRT را در 7-10 روز حفظ کنید؛ فرکانس تخلیه زباله اضافی را افزایش دهید تا زیست توده غنی از فسفر را از سیستم حذف کنید و چرخه داخلی فسفر را قطع کنید..
بهینه سازی پارامترهای محیط زیست: pH را در 7.08 حفظ کنید.0● نصب عایق یا گرمایش برای عملیات زمستانی برای حفظ فعالیت PAO. کنترل DO هوازی در 2.0~3.0 mg / L برای حداکثر کردن جذب فسفر.
.3 بهینه سازی حذف پیشرفته فسفر شیمیایی: اطمینان از انطباق آب روان
آب فاضلاب کشتارگاه نمی تواند تنها به درمان بیولوژیکی برای رسیدن به محدودیت های سختگیرانه TP تکیه کند؛ یک سیستم تزریق بیولوژیکی + شیمیایی ضروری است:
بهینه سازی استراتژی انتخاب و دوز قایق: اولویت قایق های آهن (به عنوان مثال سولفات پلیفرریک [PFS] ، کلورید آهن) در مخزن پس از انعقاد بیولوژیکی.نمک های آهن از نمک های آلومینیوم در فاضلاب کم قلیایی کشتارگاه بهتر استاستفاده از مواد ترکیبی مخصوص برای حذف فسفر در حوادث زیاد.هرگز مقادیر زیادی از کوگولانت ها را به مرحله بیولوژیکی تزریق نکنید..
شرایط واکنش را بهینه کنید: pH مخزن انعقادی را در 7.5-8 حفظ کنید.5; کنترل دقیق زمان مخلوط شدن سریع، فلکولاسیون آهسته و نگهداری رسوب برای تشکیل فلوک های متراکم و غنی از فسفر.
بهبود درمان پایانی: برای سایت هایی که محدودیت های TP سختگیرانه دارند، فیلتراسیون شن کوارتز یا فیلتراسیون کربن فعال را پس از مخازن رسوب اضافه کنید تا فلک های پر از فسفر را جذب کنید.
تخلیه مکرر مخزن رسوب: کوتاه کردن فواصل حذف لجن در مخازن انعقادی و رسوب ثانویه برای جلوگیری از شناور شدن لجن و آزاد شدن فسفر داخلی.
.4 مدیریت و شیوه های عملیاتی استاندارد زباله
مدیریت حلقه ای بسته از لجن غنی از فسفر: جمع آوری تمام لجن بیولوژیکی اضافی و لجن شیمیایی در یک ضخیم کننده متمرکز؛ آب زدایی و از بین بردن آن به عنوان زباله های خطرناک مطابق با مقررات.بازیافت فیلترات فوسفوری بالا از آب زدایی لجن فقط تا مرحله پیش ترمیم، هرگز به طور مستقیم به سیستم بیولوژیکی.
اجرای پروتکل های بازرسی استاندارد: نظارت بر نفوذ، واحد بیولوژیکی و TP، DO، pH و غلظت لجن روزانه. به طور پویا دوز شیمیایی، هوا،نرخ تخلیه گِل بر اساس برنامه های تولید کشتار.
نگهداری منظم تجهیزات: اطمینان از عملکرد پایدار سیستم های تهویه، پمپ های بازگشت و سیستم های دوز خودکار برای جلوگیری از اختلال در فرآیند.
.5 پروتکل های واکنش اضطراری
برای سناریوهای اضطراری مانند فروپاشی سیستم بیولوژیکی یا افزایش ناگهانی فوسفور بالا:
به طور موقت افزایش دوز فوسفور از بین بردن عامل تخصصی در مرحله نهایی به سرعت سرکوب TP فاضلاب.
افزایش فرکانس تخلیه لجن اضافی برای حذف سریع فسفر تجمع یافته.
کاهش بار ورودی با هدایت فاضلاب با قدرت بالا به مخازن ذخیره اضطراری.
دارو های میکروبی فوسفوری را برای بازسازی جوامع بیولوژیکی آسیب دیده مصرف کنید.
تصورات نادرست و ملاحظات انتقادی
برای رفع تجاوز TP تنها به افزایش دوز کواکولنت تکیه نکنید. استفاده بیش از حد از کواکولنت رنگ آب را افزایش می دهد، حجم لجن را افزایش می دهد، هزینه های عملیاتی را افزایش می دهد،و ممکن است فعالیت بیولوژیکی را مهار کند..
اجتناب از طولانی کردن نابیناً زمان تهویه: بیش از حد بالا بودن DO در مناطق هوازی، حذف فسفر را بهبود نمی بخشد، اما پیری لجن را تسریع می کند و آزاد شدن فسفر داخلی را افزایش می دهد.
اولویت بندی تجزیه فسفر آلی: بسیاری از گیاهان تنها ارتوفوسفات را کنترل می کنند در حالی که فسفر آلی را نادیده می گیرند.تجزیه هدفمند از فسفر ارگانیک مولکول بزرگ ضروری است.شکستن ذرات مبتنی بر پیش پردازش در ترکیب با اکسیداسیون پیشرفته می تواند به تخریب فسفر آلی سرکش کمک کند.
کنترل هزینه های عملیاتی: اولویت بندی بهینه سازی پارامترهای فرآیند و کنترل آلودگی منبع برای کاهش بار فسفر.استفاده از دوزهای شیمیایی فقط به عنوان یک مرحله پولیش برای به حداقل رساندن هزینه های تخمک گذاری و لجن.
نتیجه گیری
سطح کل فسفر بالا و مداوم در فاضلاب کشتار ناشی از اثرات ترکیبی از ویژگی های ذاتی فاضلاب، محدودیت های طراحی فرآیند، عملکرد تجهیزات،و مدیریت عملیاتیحل تجاوز TP نمی تواند تنها بر روی دوز شیمیایی تکیه کند؛ در عوض، یک سیستم کنترل فرآیند کامل با یکپارچه سازی اعتراض منبع، حذف فوسفور بیولوژیکی بهبود یافته، پولیش شیمیایی،و مدیریت استاندارد لجن باید ایجاد شود.
برای اکثر کارخانه های فاضلاب ذبحگاه های کوچک و متوسط، اصلاح کمبودهای قبل از درمان، بهینه سازی DO و SRT در مخازن بیولوژیکی،و پیاده سازی پروتکل های تخلیه لجن نظم یافته می تواند > 80٪ از مسائل تجاوز TP را حل کندکنترل سختگیرانه فرآیندهای حذف فسفر شیمیایی پایین به دنبال اطمینان از انطباق مداوم با استانداردهای ملی کلاس I و محدودیت های سختگیرانه تر تخلیه محلی است.
در عمل، تنظیم دینامیک پارامترهای فرآیند با توجه به الگوهای تولید متناوب کشتارگاه هاو انطباق با مقررات، کنترل پایدار فسفر در سیستم های فاضلاب.