Wie geht man mit Schlachtabwasser um?

　Schlachtabwässer　enthalten hauptsächlich stickstoffhaltige organische Verbindungen, suspendierte Feststoffe, gelöste Feststoffe, Fette und Proteine, einschließlich Blut, Fett, Fleischreste, unverdaute Nahrungsreste, Haare, Kot und Schlamm. Die Konzentration an suspendierten Feststoffen ist hoch, mit einer unangenehmen blutroten Farbe und einem widerlichen blutigen Geruch; sie können auch eine Vielzahl von Bakterien enthalten, die für die menschliche Gesundheit relevant sind. Aufgrund der großen Menge und der starken Verschmutzung wird der Behandlung im Inland große Aufmerksamkeit geschenkt. Einige fortschrittliche Behandlungsverfahren wurden in Schlachthöfen angewendet und haben gute Umwelteffekte erzielt. Für solche leicht abbaubaren organischen Abwässer ist die biologische Behandlung eine der wirtschaftlichsten und effektivsten Behandlungsmethoden. Daher werden im In- und Ausland biologische Verfahren oder physikalisch-chemisch-biologische Kombinationsverfahren, die hauptsächlich auf biologischen Verfahren basieren, zur Behandlung von Schlachtabwässern eingesetzt. Derzeit sind die im In- und Ausland üblicherweise verwendeten Methoden:

　　1 Chemische Methode

　　(1) Alkalische Hydrolyse und enzymatische Hydrolyse

　　Diese Methode verwendet alkalische Substanzen oder enzymatische Hydrolyse, um Fettpartikel im Abwasser zu reduzieren, und wird häufig als Vorbehandlung für Schlachtabwässer eingesetzt. Üblicherweise werden Kalk, NaOH, Lipase, bakterielle Enzyme usw. verwendet. Kalk ist wirtschaftlich und praktisch, erzeugt aber große Mengen an Abfallschlamm; bei der Vorbehandlung mit NaOH kann die Kontrolle der NaOH-Massenkonzentration im Bereich von 150-300 mg/L die durchschnittliche Fettpartikelgröße auf 73% ± 7% der Fettpartikelgröße vor der Behandlung (Din) reduzieren; die Vorbehandlung mit Pankreaslipase erzielt die besten Ergebnisse. Pankreaslipase PL-250 kann die maximale Fettpartikelgröße auf 60% ± 3% der Fettpartikelgröße im Abwasser vor der Behandlung reduzieren, und Pankreaslipase eignet sich besser für die Hydrolyse von Rinderfett; bei der Behandlung mit bakteriellen Enzymen ist eine größere Menge an bakteriellen Enzymen erforderlich, um einen signifikanten Hydrolyseeffekt zu erzielen. Die Behandlung von Schlachtabwässern mit alkalischer Hydrolyse führt jedoch zu Schwankungen des pH-Werts des Abwassers, die schwer zu kontrollieren sind und den nachfolgenden biologischen Oxidationsverfahren usw. die normale Funktion erschweren.

　　(2) Flockungsbehandlung

　　Die Behandlung von Schlachtabwasser erfolgt seit langem hauptsächlich biologisch, wobei die Behandlungswirkung bei niedrigen Temperaturen nur schwer den Anforderungen entspricht. Um dieses Problem zu lösen, haben Forscher neue Wege zur chemischen Flockung und Koagulation von Schlachtabwasser untersucht. Durch die Zugabe von Chemikalien einer bestimmten Konzentration werden die verschiedenen Partikel im Abwasser zur Sedimentation gebracht, die Kolloide destabilisiert und auch eine gewisse Entfernung von gelösten Schadstoffen erzielt, wodurch die Schadstoffbelastung in sehr kurzer Zeit reduziert wird. Die Vorteile sind: einfaches Verfahren, leicht zu implementieren, schnelle Wirkung; kurze Reaktionszeit, geringer Platzbedarf der Anlagen; breite Verfügbarkeit von Koagulationsmitteln, geringe Kosten; geringe Temperaturempfindlichkeit der Behandlungswirkung; Anpassungsfähigkeit an Schwankungen von Wassermenge und Wasserqualität, gleichzeitige Geruchsbeseitigung, Anpassung an verschiedene Behandlungsmaßstäbe.

　　Gängige Koagulationsmittel sind Metallsalze wie Aluminiumsalze und Eisensalze. Unter diesen erzielt die Behandlung von Schlachtabwasser mit polyferrischem Sulfat eine bessere Wirkung. Um die Menge an Aluminiumsalzen zu reduzieren, kann auch polyaluminiumchlorid (PAC) und Polyethylen gemischt als Koagulationsmittel verwendet werden. Bei der Synthese von polyferrischem Sulfat werden Aluminiumsalze beliebigen Verhältnisses und Silikate in einem bestimmten Verhältnis sowie eine geringe Menge Polyacrylamid zu einem neuen Koagulationsmittel CPFA-CS hinzugefügt. Dieses Verbund-anorganisch-polymere Koagulationsmittel hat einen breiten pH- und Temperaturbereich. Bei Verwendung als Koagulationsmittel zur Behandlung von Schlachtabwasser können die Entfernungsraten von COD und Farbe über 75 % bzw. 95 % liegen, und eine einmalige Koagulationsbehandlung kann den umfassenden Abwassereinleitungsstandard erreichen oder ihm nahe kommen. Ein offensichtliches Problem der reinen Koagulationsbehandlung ist, dass das Blutwasser, das bei der Schlachtung anfällt, schwer zu entfernen ist und gleichzeitig große Mengen an Schlamm und Abfallschlacke entstehen. Wenn das Schlachtabwasser vor der Behandlung mit einem Koagulationsmittel einer geeigneten Denaturierungsbehandlung unterzogen wird und dann mit einem Verbundkoagulationsmittel aus Eisensulfat und Calciumoxid behandelt wird, kann die Massenkonzentration von COD im Ablauf auf 197,4 mg/L gesenkt werden, was eine gute Behandlungswirkung erzielt. Darüber hinaus ist diese Methode einfach und effizient und hat gute Umwelteffekte. Allerdings ist das mit dieser Methode behandelte Abwasser auf Abwasser mit einer COD-Massenkonzentration von weniger als 1000 mg/L beschränkt. Die Koagulationsmethode zur Abwasserbehandlung ist kostengünstig und erzielt bei niedrigen Temperaturen eine gute Behandlungswirkung. Diese Methode wird häufig zur Behandlung von Abwasser mit geringer Konzentration oder als Vorbehandlung für hochkonzentriertes Abwasser eingesetzt, um die Belastung der nachfolgenden biologischen Behandlung zu reduzieren.

　　Eine Schlachtfabrik in Yingkou verwendet polyferrisches Sulfat (PFS) in Kombination mit einem Koagulationshilfsmittel (MZ). Die COD-Entfernungsrate liegt über 88 % und die Entfärbungsrate über 90 %. Die Ablaufwerte erfüllen die nationalen Einleitungsstandards.

　　2 Physikalische Methode

　　Das Prinzip der Flotation besteht darin, Abwasser mit einer ausreichenden Menge an winzigen Luftblasen zu versorgen, die hochdispersen Mikroblasen als Träger zu nutzen, um suspendierte Feststoffe im Abwasser zu adsorbieren, so dass ihre Dichte geringer als die von Wasser wird und sie an die Wasseroberfläche aufsteigen, um einen Fest-Flüssig-Trennungsprozess zu erreichen. Es kann zur Trennung von Feststoff-Feststoff, Feststoff-Flüssig, Flüssig-Flüssig und sogar von Ionen in gelösten Stoffen im Wasser eingesetzt werden. Als effiziente und schnelle Fest-Flüssig-Trennungstechnologie wurde die Flotation erstmals in der Erzaufbereitung eingesetzt. 1905 wurde in einer US-Patentanmeldung die Druck-Gas-Auflösungstechnologie veröffentlicht, und 1907 erfand H. Norris die Strahl-Gas-Auflösungs-Flotationstechnologie. Durch die Erfindung dieser Technologien wurde die Gas-Auflösungs-Flotation weit verbreitet und kann nicht nur zur Behandlung von Trinkwasser und industriellem Brauchwasser, sondern auch zur Behandlung von Abwässern aus der Erdölraffination, der chemischen Industrie, der Papierherstellung, der Schlachtung, der Textilindustrie, dem Drucken und Färben, der Stahlindustrie, der Lebensmittelindustrie, der Pharmaindustrie und anderen industriellen Abwässern sowie städtischen Abwässern eingesetzt werden. Seit den 1970er Jahren hat diese Technologie im Bereich der Wasseraufbereitung große Aufmerksamkeit von in- und ausländischen Gelehrten erhalten und sich schnell entwickelt. Derzeit wird sie in der Wasserversorgung, insbesondere bei der Reinigung von Wasser mit niedriger Temperatur, niedriger Trübung und hohem Algengehalt, sowie bei der Behandlung von städtischen Abwässern und industriellen Abwässern weit verbreitet eingesetzt. Der Flotationsprozess kann je nach Art der Blasenbildung in elektrochemische (koagulative) Flotation, Belüftungsflotation und Gas-Auflösungs-Flotation unterteilt werden, wobei die Druck-Gas-Auflösungs-Flotation mit teilweisem Rücklauf die am häufigsten verwendete Technologie in der Wasseraufbereitung ist und in gewisser Hinsicht als neue Technologie zur Ersetzung der Sedimentation dienen kann. Dennoch basieren die Auslegung und der optimale Betrieb von Flotationsanlagen immer noch auf Pilotversuchen und Erfahrungen, so dass die Flotationsmechanismen, die Ausrüstung und die Prozesskombinationen der Flotationstechnologie weiter erforscht werden müssen. Die Behandlung von Trinkwasser, Abwasser und städtischem Abwasser sowie Schlamm unter Berücksichtigung unterschiedlicher Flotationsmittel, Parameter von Flotations-Koagulationsprozessen und der gemeinsamen Koagulation von Blasen und Flocken ist die Richtung für die weitere Erforschung der Flotation.

　　3 Kombinierte Verfahren

　　Um sowohl eine bessere Behandlungswirkung zu erzielen als auch die Behandlungskosten zu senken, werden bei der Behandlung von Schlachtabwässern häufig Verfahren kombiniert. Nachfolgend werden einige typische kombinierte Verfahren beschrieben:

　　(1) Druckbeaufschlagtes biologisches Kontakt-Oxidations-Koagulations-Sedimentations-Kombinationsverfahren

　　Dieses Verfahren eignet sich zur Behandlung von Schlachtabwässern mittlerer Konzentration. Das Abwasser wird zunächst einer Druck-Bio-Kontakt-Oxidation unterzogen, um die Auflösungsrate von Sauerstoff und den Abbau von organischen Stoffen im Abwasser zu erhöhen. Nach der Flockungs- und Sedimentationsbehandlung kann es die sekundären Einleitungsstandards bestehender Unternehmen erreichen. Dieses Verfahren ist bei der Behandlung von Abwässern mittlerer Konzentration sehr effizient, hat aber hohe Behandlungskosten und ist schwer zu warten und zu verwalten.

　　(2) Zweistufiges Hochgeschwindigkeits-Anaerobic-Schlammbett (UASB)-Verfahren und Dissolved Air Flotation-Upflow Anaerobic Sludge Blanket (DAF-UASB)-Verfahren

　　Dieses Verfahren ist eine verbesserte Version des einzelnen UASB-Verfahrens und eignet sich zur Behandlung von Schlachtabwässern mit hoher Konzentration an suspendierten Feststoffen, Fettpartikeln und Öl.

　　(3) Oxidationsgraben-Verfahren

　　Der Behandlungsablauf dieses Verfahrens ist: Abwasser → Vorbehandlung → Anaerobe Grube → Fakultative Grube → Aerobe Grube → Abwasser.

　　Die Betriebsergebnisse dieses Verfahrens zeigen, dass der Oxidationsgraben erhebliche Schwankungen der hydraulischen und organischen Belastung aufnehmen kann. Die Qualität des Abwassers kann für den Schlachtbetrieb wiederverwendet werden.

　　(4) UASB+SBR-Verfahren

　　Dieses Verfahren verwendet die UASB-Technologie für die anaerobe Behandlung und die SBR-Technologie (Sequencing Batch Reactor) für die aerobe Behandlung und ist eine ideale Ausrüstung für die Behandlung von Abwasser mit hoher und niedriger Konzentration. Dieses Verfahren hat eine gute Behandlungswirkung auf organische Stoffe mit Kohlenstoffquelle, ist flexibel im Betrieb, einfach zu bedienen und verfügt über eine Stickstoffentfernungsfunktion. Das Verfahren ist ausgereift, zuverlässig und stabil, um die Standards zu erfüllen. Die anfänglichen Investitions- und laufenden Betriebskosten sind gering, der gesamte Prozess ist einfach und reibungslos, die Bedienung ist bequem und es hat einen breiten Wert für die Förderung.

　　(5) Hydrolyse-Ansäuerung-Bioadsorptions-Regenerations-Kontakt-Oxidations-Verfahren. Dieses Verfahren eignet sich besonders für die Behandlung von Abwässern mit hoher Konzentration und großen Schwankungen in Wasserqualität und -menge.

　　(6) CAF-Wirbel-Luftflotation-SBR-Verfahren

　　Dieses Verfahren entfernt den Großteil der festen Verunreinigungen durch mechanische Rechen, vermeidet, dass große feste Partikel die Luftflotations- und Belüftungsverfahren beeinträchtigen, reduziert die Behandlungslast der nachfolgenden Verfahren erheblich und wird dann durch mechanische Filtration kontrolliert, um eine stabile Einhaltung der Auslasswasserstandards zu gewährleisten, Betrieb und Wartungskosten zu sparen. Die COD-Entfernungsrate des mit diesem Verfahren behandelten Abwassers erreicht 80-90%.

　　(7) Aufwärtsströmender anaerober Schlammbettfilter (UASBAF) - Sequenzielles Batch-Aktivschlammverfahren (SBR)-Verfahren

　　Dieses Verfahren eignet sich für die Behandlung von Abwässern mit großen Schwankungen in der Wasserqualität und hohem Proteingehalt. Das Verfahren zeichnet sich durch einen einfachen Prozessablauf, hohe Stoßlastbeständigkeit, einfache Betriebsführung, geringe Ingenieurkosten und niedrige Betriebskosten aus und eignet sich für die Abwasserbehandlung in kleinen Fleischverarbeitungsbetrieben.

　　(8) Forschung zur Behandlung von Schlachtabwässern mit SBBR

　　Li Weiguang et al. führten experimentelle Studien zur Behandlung von Schlachtabwässern mit sequenziellen Batch-Biofilmreaktoren durch. Die Schlachtabwässer wurden zunächst durch ein Sieb von groben suspendierten Feststoffen befreit und durch Ölabscheidung von Öl befreit, dann durch sequenzielle Batch-Biofilmreaktoren (SBBR) behandelt, um organische Stoffe weiter zu entfernen, und schließlich gefiltert, um Farbe und feine suspendierte Feststoffe zu entfernen. Die Ergebnisse zeigten, dass die Entfernungsraten der Schadstoffindikatoren COD 97%, BOD5 99%, Fett 52%, TKN 92%, SS 82,4% betrugen und die Qualität des ablaufenden Wassers den nationalen Sekundäremissionsstandard erfüllte. Fang Qian et al. untersuchten Vergleichsexperimente zur Behandlung von Schlachtabwässern mit SBBR und SBR. Die Versuchsergebnisse zeigten, dass unter den gleichen Betriebsbedingungen die Behandlungswirkung des Biofilmsystems besser war als die des Aktivschlammsystems. Bei gleicher Schadstoffentfernungsrate war die Betriebsführung des Biofilmsystems einfacher und überwand einige Probleme des Aktivschlammsystems. Zhao Ling untersuchte den Prozess und die Wirkung der Entfernung von organischen Stoffen und Stickstoff durch ein kombiniertes SBR-System mit YDT-elastischem stereoskopischem Füllmaterial als Biocarrier. Die Ergebnisse zeigten, dass unter aeroben Bedingungen eine Denitrifikation auftrat, d. h. eine synchrone Nitrifikations-Denitrifikationswirkung. Unter den Versuchsbedingungen, wenn der gelöste Sauerstoff 3,0-5,0 mg/L betrug, konnte die Gesamtstickstoffentfernungsrate 84% erreichen, während die COD-Entfernungsrate 95% erreichte.