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肉类加工废水的来源和水质特质

肉类加工厂是屠宰和加工猪、牛、羊等牲畜和家禽、生产肉类食品和副食品的工厂。随着人们生活水平的逐步提高,肉类年消耗量不断增长,肉类加工厂在提供人们日常生活所需的食品方面的作用正变得愈来愈重要。有关资料表明,我国日宰生猪500-5000头的肉联厂已不下600个,禽蛋加工厂也不下几百个。肉类加工生产中要排出大量血污、油脂、油块、毛、肉屑、内脏杂物、未消化的食料和粪便等,废水的排放量逐年增多,废水中还含有大量与人体健康有关的微生物。
肉类加工废水如不经处理直接排放,会对周围环境和人畜健康造成严重危害。例如,废水中的大量有机物进入水体后,会消耗水中的溶解氧,造成鱼类和其他水生生物因缺氧而死亡,缺氧还会促使水中和底部有机物在厌氧条件下分解,产生臭味,恶化水质,污染环境,危害人畜。因此,处理好肉类加工废水对保护生态环境和人类健康是十分重要的。

肉类加工废水的来源

肉类加工指猪、牛、羊等畜类和鸡、鸭等禽类的屠宰加工。其生产过程大致为:在屠宰时进入屠宰区,首先用机械、电力或者化学方法将牲畜致晕,然后悬挂后脚割断静脉宰杀放血。宰杀后,牛采用机械剥皮,而猪一般不去皮,猪体进入水温为60℃的烫毛池煮后去毛。而后剖肚取出内脏,将可食用部分和非食用部分分开,再冲洗胴体、分割、冷藏,以及加工成不同的肉类食品,如新鲜肉或花色配制品和腊、腌、熏、罐头肉等。图7-1表示了一个作业线完整的典型肉类加工厂的生产过程。
屠宰和肉类加工厂的废水主要产生在屠宰工序和预备工序。废水主要来自于圈栏冲洗、宰前淋洗和屠宰、放血、脱毛、解体、开腔劈片、清洗内脏肠胃等工序,油脂提取、剔骨、切割以及副食品加工等工序也会排放一定的废水。此外,在肉类加工厂还有来自冷冻机房的冷却水,以及车间卫生设备、洗衣房、办公楼和场内福利设施排出的生活污水等。

肉类加工废水的水量水质特征

  1. 肉类加工废水的水量
    肉类加工工业是食品工业中的排污大户,全国每年排放废水近2*10^9m3,占废水总排放量的6%左右。肉类加工废水主要来自宰前饲养、屠宰、肉制品综合利用等排出的污水,主要是屠宰废水。肉类加工废水量与加工对象、数量、生产工艺、管理水平等因素有关。肉类加工生产一般都有明显的季节性,因此,肉类加工厂的废水流量在一年内有很大的变化(见图7-2),由于各肉类生产厂都具有其本身的生产特点,如每日一班生产、两班生产或三班连续生产,因此,废水流量在一天内也有较大的变化(见图7-3和图7-4),远非均匀流出。
    研究结果表明,在生产工艺、管理水平一定的条件下,废水量与家畜生产加工对象的数量(头数)有关。数量越大,则加工单位家畜的用水量或排水量越低。
    国内某单位根据对某肉类加工厂废水量的实测结果,经统计分析,得出以下计算式:
    q=0.849-0.0000592X
    式中q--废水排水定额,m3废水/头猪,见表7-1;
    X--每日屠宰加工量,头猪/d。
    国内一些肉类加工厂的排水定额(m3/头猪)
    厂名 排水定额 厂名 排水定额 厂名 排水定额 厂名 排水定额
    北京肉联厂 0.85 江苏黄桥肉联厂 0.4 齐齐哈尔肉联厂 0.48 沈阳肉联厂(牛,羊) 0.88
    上海大场肉联厂 0.3 杭州肉联厂 0.5 安徽蚌埠肉联厂 0.67 四川渡口肉联厂 1.23
    上海龙华肉联厂 0.24 成都南郊肉联厂 0.67 湖北当阳冷冻厂 0.35 上海食品批发(鸡) 23
    南京肉联厂 0.4 广西南宁肉联厂 0.6 贵州水城肉联厂 0.5 福州冷冻厂 0.67
    注:牛按3头猪计,羊按一头猪计,鸡为23L/只。
  2. 肉类加工废水的水质
    肉类加工废水含有大量的血污、油脂、蛋白、碎屑、畜毛、杂物、未消化食物、粪便和多种病原微生物,污水有令人不适的血红色和使人厌恶的腥臭味,悬浮物浓度很高。是一种典型的有机废水。该废水一般不含重金属及有毒化学物质,但含蛋白质及油脂,含盐量也较高。以屠宰加工为例,其废水中主要含高浓度含氮有机化合物、悬浮物、溶解性固体物、油脂和蛋白质、食物残渣、毛、粪便和泥沙等。还可能含有多种与人体健康有关的细菌(如粪便大肠菌、细螺旋体菌、梭状芽孢杆菌、志贺氏菌和沙门氏菌等)。屠宰废水ROD5在800--1500mg/L左右,色度高,约500倍,外观呈暗红色。
    肉类加工废水所含污染物主要为呈溶解、胶体和悬浮等物理形态的有机物质,其污染指标主要有pH、BOD、COD、SS等,此外还有总氮、有机氮、氨氮、硝态氮、总固体、总磷、硫酸根、硫化物和总碱度等,在微生物方面的指标为大肠杆菌。
    由于受加工对象、生产工艺、用水量、废物清除方法等的影响,肉类加工废水的水质变化范围很大,国内与国外肉类加工厂废水的浓度相差也很大。一般来说,国外肉类废水的浓度要大于国内的浓度。这主要是由于国外肉类加企业设备较先进,用水量较少和废弃物清除方法不同所致,表7-2和表7-3给出了部分国内肉类加工厂的废水水质资料。表7-4、表7-5给出了国外一些肉类加工厂废水水质资料。图7-5和图7-6给出了国内外肉类加工废水水质的变化情况。
    国内一些肉类加工废水资料
    指标 北京肉联厂 南京肉联厂 武汉肉联厂 齐齐哈尔肉联厂 沈阳肉联厂 邯郸肉联厂
    pH 7 7 7 7.0-7.6 6.9-7.6 6.8-7.4
    BOD5 31-721 759 475 180-655 801 300-700
    COD 621-1778 1401   246-1023 1962  
    油脂 65-133   224   28  
    SS 234-800 556 573 310-1036 544 1200-2700
    总氮 34.7-65.2   207 39.1-44.1    
    有机磷 30.1          
    NH+4 -N 17.2-80.4 42 32 1.51-28.5 6.25-48.0  
    硝酸盐氮       2.56-5.5 1.58-45.2  
    总磷 0.17-35.8   61.6 2.22-3.66    
    大肠杆菌 (1.64-238)*10^10   <1.74*10^8     >1.6*10
    沙氏门菌 (1.6-2.4)*10^4       阳性率81.3%  
    溶解固体 875     268-486    
    硫酸根 10.1-16.3   46.8      
    硫化物 2.1-9.4          
    总碱度 8.3-10.6     3.81    
    注:pH无单位,大肠杆菌和沙氏门菌的单位为cfu/100mL,其余指标的单位为mg/L。
    国内某肉联厂分车间废水水质资料
    指标 饲养车间 屠宰 畜产品厂 牛羊车间 总出水口
    pH 8 7.58 7.2 7.2 6.8
    BOD5 736-770 458-521 583-604 334-375 177-208
    COD 1432 1054 1120 824 562
    SS 934-1017 70-905 1178-1234 1403-1625 1164-1201
    有机氮 237 137-157 237-317 93-125 117
    蛋白质 137-157 97-117 97-117 61 117
    氨氮 850 100 200 75 46-66
    总固体 5610-62.6 5068-5990 5380-5533 5362-6796 5030-6306
    注:除pH外,其余指标的单位为mg/L。
    美国各肉类加工厂的典型废水水质
    指标 Peyton(美国) W.E.Weeves(美国) JohnMoriell﹠Co.(美国) Mcerewa(新西兰) Hendrix(荷兰) 阿卡普尔科(墨西哥)
    BOD5 5800 372-2800 1600 575-1765 300-1200 893
    COD 9400 1675 2340 1131-1725 500-2000 2224
    SS 3140 392-536 920 660-3020    
    油脂 2000 434-1823 570 402-1480    
    NH+4 -N   10.0-15.5 11.4 7.2-23.8    
    凯氏氮 100 79.0-110   29.2-71.4    
    总磷   11.0-31.4        
    大肠杆菌           5.7*10^7
    注:大肠杆菌的单位为cuf/100mL,其余指标的单位为mg/L。
    美国肉类加工厂分车间废水水质
    指标 屠宰 屠宰加工 加工车间
    BOD5 650-2200 400-3000 200-400
    SS 930-3000 230-3000 100-800
    油脂 200-1000 200-1000 100-300


    由以上表格及折线图可见:其一肉类加工厂各车间、工序排出废水的水质指标的数据是不相同的,而且有很大的差距;其二,从全厂总排水来看,由于生产工艺、排放体制的不同,不同时间、不同时刻的废水浓度也会有很大差异,有高峰也有低谷。因此,在进行废水处理系统的规划设计时,应考虑设置调节池,以调节水质、水量,保证处理系统的正常运行。

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