江汉平原水网交错纵横、河湖星罗棋布，是我国淡水鱼类的重要产地。湖北省某加工企业以鲢鱼、草鱼为原料生产鱼糜产品。生产过程中产生含鱼鳞、血污、油脂等的高浓度有机废水。该企业新建规模为2000m³/d的废水处理设施，出水达标后排入下游城市污水处理厂。目前，国内外鱼糜生产废水处理主要有物理法、生物法和化学法等。物理法（如筛滤、气浮）对浮渣和油脂类处理效果显著，但对溶解性有机物及氮磷无法去除；生物法（如活性污泥法）虽成本较低，但对进水水质、水量波动和运行条件（如水温、酸碱度、营养比例等）变化敏感；化学法（如混凝、化学氧化）虽见效快，但存在药剂费用高、二次污染风险问题。随着环保要求日趋严格，针对鱼糜加工废水，多采用物理法+化学法+生物法组合处理工艺，重点关注隔油降碳和脱氮除磷，并对实际工程中容易忽视的油脂凝结导致的格栅堵塞、间歇性生产引起的系统停运及二沉池反硝化浮泥问题探讨解决办法，为同类食品加工废水治理提供参考。

1、鱼糜加工及生产废水水质

鱼糜生产优选鲢鱼或草鱼原料，经冰鲜处理、低温清洗后，依次去鳞、去头、去内脏并清洗残留物；随后分离鱼肉与皮骨，经离心脱水、精滤去杂、二次离心去除水溶性蛋白，制成肉糜；添加抗冻剂与辅料斩拌后，定量分装、速冻、真空包装，成品低温存储。

鱼糜加工过程中会产生大量清洗废水和少量离心脱水废水，清洗废水主要来自鱼体表面、鱼内脏清洗和漂洗，同时刀具、操作台、容器及地面的冲洗也会产生一定的清洗水。其中，去内脏后的鱼腹清洗水为高浓度废水，COD可达1万mg/L；其他如生产工具、场地的清洗水和操作工人卫生用水为低浓度废水，COD低于1000mg/L；离心脱水废水浓度中等，COD为2000~3000mg/L。

该废水中含大量鱼鳞、血污、鱼油、内脏、微细鱼糜和水溶性蛋白等物质等，具有油脂、悬浮物、COD、总氮和总磷浓度高等特点，且因鱼类品种的差异和生产的非连续性，水质具有一定的波动性。废水因含血污而具有一定色度，呈绛红色，总氮和总磷含量较高，总氮可达300mg/L以上，总磷约为100mg/L，其中总氮和总磷主要以有机氮和有机磷形式存在。废水的B/C值为0.4以上，可生化性较好。

2、废水水量、水质及工艺设计

该工程按照处理能力2000m3/d、24h连续运行设计。设计进、出水水质如表1所示。该企业大多白天生产，夜间停产，废水排放具有明显的周期性，水质、水量变化大，因此需设置调节池以减少来水波动的影响，保证后续处理系统连续稳定运行。废水中因杂质多且含油脂，应采取有效的隔渣除油措施；有机物浓度较高，若直接采用好氧生化处理，停留时间长、处理成本高，故宜采用厌氧生化进行预处理；总氮和总磷含量高，应采用生物脱氮除磷工艺，并辅以必要的化学除磷措施。

根据上述排水规律和水质特点，确定采用格栅/隔油+气浮+厌氧+两级A/O+二沉+终沉处理工艺。工艺流程见图1。

2.1 预处理工艺

预处理工艺由格栅池、隔油池、调节池、浅层气浮池组成。

①由于原水中含有鱼头、鱼尾、鱼鳞、鱼鳍、内脏等漂浮的大杂质，容易造成管道和设备堵塞，因此先通过格栅拦截除渣，然后经隔油池去除油脂和部分细小颗粒物。

除渣采用自带高压水冲洗的内进式格栅，自动清渣。隔油采用平流式重力隔油池，2组并联运行，设1台桁车式刮油机，将浮油刮至集油池，定期外运处置。2组隔油池底部共设方形沉渣斗6个，斗壁与水平面的倾角为55°。通过2台气动隔膜泵将沉积于泥斗的细小颗粒物定时排至污泥浓缩池。

②调节池底部设置穿孔管进行空气混合搅拌，避免悬浮物沉积，同时防止废水厌氧酸败。空气由11kW罗茨风机供给，曝气强度为每100m3有效池容1.0m3/min。废水通过潜污泵提升至气浮池。

③通过絮凝气浮除去悬浮物、油脂类物质，聚合氯化铝（PAC）投加量为150~200mg/L，聚丙烯酰胺（PAM）投加量为3~5mg/L。气浮单元采用部分回流加压浅层气浮，回流比为30%，气浮设备安装于设备间屋面，出水自流至厌氧池。浮渣含固量近5%，直接进叠螺脱水机进行脱水处理或通过支管排至污泥浓缩池。

2.2 生化处理工艺

生化处理工艺为厌氧池+两级A/O池+二沉池。

①厌氧池。经预处理后的废水仍含有高浓度有机物，若直接采用好氧处理，存在停留时间长、曝气能耗大、运行成本高等问题。采用厌氧工艺可将有机物转化为甲烷、二氧化碳和水，同时通过厌氧氨化作用实现有机氮向氨氮的转化及有机磷的无机化，为后续处理创造有利条件。

厌氧池2座，并联运行。将布水与混合搅拌相结合，脉冲布水器（每座配置1台）位于池顶，废水慢进快出，通过周期性的脉冲虹吸均匀分配于厌氧池底部，充水时间约120s，放水时间为10~15s，上升流速可达8m/h，形成的脉冲冲击力使池底污泥处于悬浮状态并与废水充分混合，污泥不易沉积和流失。厌氧产生的沼气进入内燃式火炬点火燃烧。

②两级A/O池。厌氧出水氨氮、总氮浓度较高，采用传统A/O工艺对总氮去除效果有限。为此，本工程采用两级A/O工艺：一级完成大部分脱氮任务，二级重点去除残余硝态氮和有机物。该工艺可显著提升脱氮效率，同时增强系统的抗冲击负荷能力。

缺氧池A1配置4台1.5kW潜水搅拌机，缺氧池A2配置2台1.5kW潜水搅拌机，搅拌形成环流，既可使硝化回流液与进水充分混合，又能保证泥水充分接触混合，从而确保反硝化脱氮效果，并防止污泥沉积。

好氧池O1配置2台（1用1备）7.5kW立式离心泵，将硝化液回流至缺氧池A1；好氧池O2配置2台（1用1备）7.5kW立式离心泵，将硝化液回流至缺氧池A2，两级A/O硝化液回流比均为300%。

废水经厌氧处理后氨氮高达300mg/L以上，好氧硝化时会产生大量酸度，需要相应的碱度来维持酸碱度平衡。当pH持续低于7时，开启碳酸钠溶液投加装置。因硝化反应往往在碳化反应之后，故碳酸钠溶液投加点设在好氧池后1/3位置。好氧段末端DO值设定为2~4mg/L，风机风量实行变频调节，曝气器采用可提升安装方式，维护检修时无需放空池水。

③二沉池。采用平流式沉淀池，长宽比为4.2∶1，长深比为7.2∶1。采用穿孔花墙布水，配置1台桁车式虹吸泥机，生化污泥先排至池边的污泥槽暂存，再由2台（1用1备）3.7kW立式污泥泵回流至A1缺氧池，污泥回流管上设排泥支管和控制阀门，可将剩余污泥排入污泥浓缩池。

2.3 深度处理工艺

深度处理工艺采用混凝终沉池。二沉池出水进入混凝池，投加PAC生成磷酸盐去除。混凝区配置3台2.2kW框式搅拌机，使PAC与废水充分混合反应。终沉池采用平流式沉淀池，长宽比为4∶1，长深比为6.8∶1，穿孔花墙布水，配置1台桁车式泵吸泥机，沉淀所产生的含磷污泥由2台（1用1备）排泥泵排至污泥浓缩池。PAC投加量为80~100mg/L，PAM投加量为2~3mg/L。

2.4 污泥脱水

该系统物化污泥产量为1140kgDS/d，生化污泥产量为480kgDS/d，共计1620kgDS/d。经重力浓缩后，污泥含水率可降至97%，然后通过气动隔膜泵送至叠螺机脱水，最终泥饼含水率稳定在83%左右。脱水污泥进入储泥斗暂存，因为富含氮磷营养物质，定期装车外运作为市政园林公司堆肥原料进行资源化利用。

2.5主要构筑物及设备参数

①格栅池：1座，尺寸5.0m×1.5m×5.0m；设内进式格栅机1台，N=1.5kW，栅隙2mm，最大过水量150m3/h；配套中压和高压清洗水泵各1台，中压清洗水泵N=2.2kW，高压清洗水泵N=4.0kW。

②隔油池：1座，尺寸12.5m×5.0m×5.0m；桁车式刮油机，1台，长5m，N=1.5kW；气动隔膜泵2台，Q=0~170L/min。

③调节池：1座，尺寸16.0m×14.0m×5.0m，停留时间6.5h；提升泵（潜污泵）2台，1用1备，Q=100m3/h，H=175kPa，N=11kW；布气搅拌系统1套；罗茨鼓风机2台，1用1备，Q=5.12m3/min，P=58.8kPa，N=11kW。

④浅层气浮池：1套，D=5m，Q=110~120m3/h，N=11.5kW。

⑤厌氧池：2座，单座尺寸12.5m×12.0m×13.0m，停留时间1.8d，容积负荷2kgCOD/（m3·d）；脉冲布水器2台；水封罐2台；气液分离罐1台；在线pH计2台；循环泵（立式离心泵）2台，Q=10m3/h，H=100kPa，N=0.75kW；内燃式沼气火炬1套。

⑥两级A/O池：1座，A1尺寸25.0m×5.0m×5.8m，停留时间6.6h；O1尺寸39.5m×25.0m×5.8m，停留时间55.3h；A2尺寸15.0m×5.5m×5.8m，停留时间4.6h；O2尺寸（10.0m×5.5m+25.0m×11.0m）×5.8m，停留时间18.4h；需氧量1.5kgO2/kgBOD5，硝化液回流比为300%；污泥负荷0.063kgBOD5/（kgMLSS·d）；微孔曝气器2428支，硝化液回流泵（立式离心泵）4台，2用2备，Q=260m3/h，H=55kPa，N=7.5kW；罗茨鼓风机3台，2用1备，Q=35.34m3/min，P=58.8kPa，N=55kW，变频控制；潜水搅拌机6台，桨叶转速960r/min，N=1.5kW；在线pH计2台，在线DO仪2台。

⑦二沉池：1座，尺寸25.0m×5.8m×4.5m，表面负荷0.65m3（/m2·h）；桁车式虹吸泥机1台，长6m，N=0.75kW。

⑧污泥回流池：1座，尺寸25.0m×1.3m×4.5m，污泥回流比为100%；污泥回流泵（立式离心泵）2台，1用1备，Q=85m3/h，H=90kPa，N=3.7kW。

⑨混凝终沉池：1座，尺寸22.5m×6.0m×4.5m，混凝池停留时间26.6min，表面负荷0.76m3（/m2·h）；桁车式泵吸泥机1台，长5m；框式搅拌机3套，桨外径1.0m，功率2.2kW，转速25r/min。

⑩污泥浓缩池及叠螺脱水机：污泥浓缩池2座，单座尺寸4.5m×4.0m×5.0m，固体负荷为45kg/（m2·d）；中心导流筒2个；污泥泵（气动隔膜泵）2台，1用1备，Q=0~170L/min。叠螺脱水机1台，处理能力240~480kg/h，功率7.5kW。

3、运行效果及分析

经过3个多月的厌氧培菌（好氧培菌同步进行）后，系统运行趋于稳定，出水水质达标。2023年9月，对各处理单元的进出水COD、氨氮、总氮、总磷取样监测，水质分析结果平均值见表2。从表2可以看出，实际水质与原设计水质存在一定差异，其中，进水COD低于设计水质，氨氮和总氮接近设计水质，但总磷大幅高于设计水质，同时经过厌氧处理后，氨氮浓度升高5倍以上，因此脱氮除磷应是鱼糜加工废水处理的重点和难点。运行数据表明，当原水COD、氨氮、总氮、总磷月平均值分别为5866.1、64.2、436.9、124.4mg/L时，出水COD、氨氮、总氮、总磷月均值分别为129.3、9.0、53.3、2.9mg/L，相应去除率可分别达到97.8%、86.0%、87.8%、97.7%，出水稳定达到下游城市污水处理厂纳管标准。

2023年9月进出水COD、氨氮、总氮、总磷浓度及其去除率数据见图2。由于原水总氮以有机氮为主，经过厌氧氨化后，氨氮大幅上升，因此以厌氧出水氨氮作为去除率计算基准。

从图2可以看出，当进水COD为4000~7000mg/L、厌氧出水氨氮为300~500mg/L、总氮为350~500mg/L、总磷为100~160mg/L时，终沉池出水COD稳定达到130mg/L左右，氨氮≤10mg/L，总氮≤60mg/L，总磷≤4mg/L，说明该工艺具有较强的耐冲击负荷能力，除磷和脱氮高效稳定。

4、问题与讨论

①格栅堵塞

出于保鲜的需要，鱼糜加工常使用大量冷水（水温不大于10℃）进行清洗，废水中的油脂类物质极易凝固从而造成格栅堵塞，因此格栅除渣系统的选择非常关键。工程初期选用回转式格栅除污机，经常发生堵塞，过水不畅，冬天尤甚，需要频繁进行人工清理。后期更换为内进式格栅除污机，因自带高压水冲洗装置，可及时清除格栅间隙附着的下脚料、动物油脂，从而有效地解决堵塞问题。为便于维护检修，建议采用两条格栅渠，交替使用。

②调节池停留时间

鱼糜加工废水有机物浓度高，可生化性较好，调节池停留时间的确定需要考虑以下两方面因素：一方面，在无氧条件下停留时间过长，废水容易厌氧酸败甚至产生沼气，需要加碱调节pH导致运行成本上升，而沼气外逸还存在燃烧或爆炸的风险；另一方面，企业白天生产，夜间停产，为了避免处理系统长时间停运，调节池停留时间不宜过短，调节池容积可按给水工程中水塔容积计算方法计算确定。该企业每天生产12h，计算所得调节池有效容积约1000m3，停留时间宜为12h左右，同时为了抑制酸败和减少池内悬浮物沉积，建议设置空气搅拌。

③厌氧反应器有机物去除率

鱼糜加工废水的厌氧处理需兼顾脱氮效率与碳源平衡。传统观点认为有机物去除率高是工艺优势，但该废水中总氮以有机氮为主，经过厌氧处理后，绝大部分有机氮通过氨化作用转化为氨氮，浓度高达300~500mg/L，但总氮浓度没有显著降低，过度去除有机物将导致后续A/O系统碳源不足。当要求反硝化脱氮时，为满足BOD5/TKN>4的脱氮条件，厌氧出水BOD5不宜小于1200mg/L，否则可能因为碳源不足而影响脱氮效率，甚至需要外加碳源。因此，厌氧反应器不宜追求过高有机物去除率。由于生产企业不具备热源条件，厌氧反应器采用常温发酵，而原水温度常年不高于20℃，冬季甚至低于12℃，因此厌氧反应器的有机物处理效率通常为60%~75%。

④二沉池浮泥

二沉池浮泥的原因主要有：a.活性污泥膨胀引起的污泥结构松散、体积增大、沉降性变差；b.刮吸泥设备或池体结构缺陷形成刮泥死角，引发局部厌氧，黑色块状腐化污泥上浮；c.间歇运行工况下，污泥在二沉池内停留时间过长发生缺氧反硝化生成氮气，形成土灰色污泥成片上浮。该工程受企业昼排夜停生产模式的制约以及调节池设计停留时间过短、夜间停运时间较长的影响，二沉池反硝化浮泥现象频发。为了解决上述问题，采取以下措施：实施日间水量调蓄机制，有效减少夜间停运时间；加快刮泥机行走速度，加大排泥量并提高污泥回流比，缩短二沉池水力停留时间；优化曝气，确保二沉池内一定的溶解氧浓度，从而抑制反硝化反应发生。实践表明，采取上述措施后浮泥控制效果显著。

5、经济分析

该废水处理工程总投资为1344.24万元，其中土建费用768.49万元，设备费用376.45万元，其他费用199.30万元。设计和实际运行费用对比见表3，其中实际运行费用按最近一年实际支出进行核算。

6、结论

采用格栅+隔油池+调节池+气浮池+厌氧池+两级A/O池+二沉池+终沉池组合工艺可以有效处理鱼糜加工废水，COD、氨氮、总氮、总磷平均去除率分别为97.8%、86.0%、87.8%、97.7%，出水水质稳定达到下游城市污水处理厂纳管标准。实际运行中应重点关注油脂凝结引发的格栅堵塞、生产间歇性导致的运行中断及二沉池浮泥问题。针对高氮磷废水的处理难点，应优化生物脱氮除磷工艺运行条件，充分利用废水自身碳源以减少运行成本，并辅以化学除磷措施，确保总磷达标排放。