《Case Studies in Chemical and Environmental Engineering》：The effect of the combined process of microfiltration and ozonation on the effluent quality of poultry slaughterhouse wastewater
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本研究针对禽类屠宰场(PSH)废水有机负荷高、可生化性差的难题，创新性地将文献计量分析与实验研究相结合，系统评估了微滤(MF)与臭氧(O3)联用工艺对二级出水的深度处理效果。结果表明，20μm滤膜与15g O3>/90min组合(A1B3)可显著降低COD(33.2%)和TSS(52%)，并有效提升废水可生化性。技术经济分析证实该工艺在工业规模(100m3/天)下运营成本仅0.15美元/m3，为资源受限地区提供了高效低成本的废水处理方案。
随着全球鸡肉产量以年均2.51%的速度增长至2023年的1.42亿吨，现代化禽类屠宰场在保障肉类供应安全的同时，也面临着严峻的废水处理挑战。每处理一只鸡需消耗10-30升水，导致屠宰场产生含有高浓度有机物、油脂和病原微生物的废水，其化学需氧量(COD)常超过2000mg/L，生化需氧量(BOD)超过1300mg/L。这类废水若直接排放会引发水体富营养化，并携带大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等致病微生物威胁公共健康。虽然现有膜生物反应器(MBR)、电化学法等技术能有效处理废水，但其高昂的运营成本制约了在基础设施薄弱地区的推广应用。
发表于《Case Studies in Chemical and Environmental Engineering》的研究通过文献计量分析发现，针对高蛋白废水的物化处理优化研究尚属细分领域。为此，团队设计了一种将低成本微滤与臭氧氧化相结合的深度处理工艺。研究人员从印尼玛格坦市日处理2000头禽类的屠宰场二级出水槽取样，采用20μm和50μm聚丙烯滤芯进行预处理，继而使用产能10g/小时的臭氧发生器，设置5g/30min、10g/60min、15g/90min三组参数进行氧化实验。通过监测COD、BOD、TSS、pH及菌落总数等指标，结合方差分析(ANOVA)和邓肯多重检验(DMRT)评估处理效果。
3.1 文献计量分析：识别全球趋势与研究空白
通过Scopus数据库对227篇文献的分析显示，屠宰场废水处理研究在2021年达到峰值。主题图谱将关键词归类为四大集群：生物物化处理（红）、厌氧消化产沼（绿）、微生物风险（蓝）、高级氧化优化（黄）。值得注意的是，"优化"和"COD去除"主题位于细分研究象限，这为实验设计中选用20-50μm滤膜而非昂贵超滤系统提供了理论依据。
3.2 禽类屠宰场废水特性
初始废水BOD/COD比值仅为0.30，表明经生物处理后的残留有机物多为难降解组分。这种低可生化性特征凸显了采用高级氧化工艺(AOP)的必要性。
3.3 化学需氧量(COD)削减
A1B3处理组（20μm滤膜+15g O3/90min）实现最高COD去除率（33.2%），将浓度从549.33mg/L降至366.67mg/L。小孔径滤膜通过去除悬浮固体削弱了臭氧的"清除效应"，使臭氧更高效氧化溶解性有机物。
3.4 生化需氧量(BOD)变化
各处理组BOD值无显著差异(p>0.05)，但臭氧将大分子有机物分解为小分子中间体，客观上提升了废水的可生化性，为后续生物处理创造了条件。
3.5 总悬浮固体(TSS)去除效能
A1B3组合实现52%的TSS去除率，证实20μm滤膜对颗粒物的截留效果显著优于50μm滤膜。臭氧的微絮凝作用也促进了胶体颗粒的聚集沉降。
3.6 pH变化与消毒效应
所有处理组pH值均显著升高至7.50-7.62，源于臭氧分解产生的氢氧根离子(OH-)对有机酸的氧化作用。A1B2处理组（20μm滤膜+10g O3/60min）将菌落数降至9.2CFU/mL，证明过滤与臭氧的协同消毒效果。
研究结论表明，20μm滤膜达到了临界颗粒截留阈值，能显著提升臭氧对溶解性有机物的氧化效率。虽然出水COD(366.67mg/L)和TSS(162mg/L)仍高于印尼环境 forestry部标准(250mg/L和100mg/L)，但工艺展现出良好的技术经济性。工业级成本模拟（采用袋式过滤器）可将运营成本降至0.15美元/m3，远低于超滤(UF)等传统工艺。这种兼顾效能与成本效益的技术路线，为发展中国家禽类屠宰场提供了一种易于运维的废水深度处理方案，对实现水资源可持续利用具有重要实践意义。
