摘要:采用凝聚回收—氣浮(fu)—厭氧折(zhe)流板反應器(qi)(ABR) —A/ O 工藝處(chu)理高濃度魚糜加工廢(fei)水(shui)。工程設(she)計處(chu)理能力為800m3/ d ,進水(shui)COD 為8 439 mg/ L ,處(chu)理后出水(shui)達到《污水(shui)綜合排(pai)放標準(zhun)》( GB 8978 —1996) 一級(ji)標準(zhun)。實際運行(xing)結(jie)果表明,該廢(fei)水(shui)處(chu)理工藝不僅(jin)能保證出水(shui)水(shui)質,而且(qie)高效(xiao)低耗,是一種切實可行(xing)的處(chu)理技(ji)術。

關鍵詞:魚糜加工廢水(shui),厭氧折流板(ban)反應器(qi),水(shui)溶性蛋白,廢水(shui)處理

石浦是象山(shan)縣漁業(ye)重鎮,水(shui)產品(pin)(pin)加工(gong)業(ye)發(fa)達, 特別(bie)是魚(yu)糜(mi)(魚(yu)粉(fen)) 制(zhi)(zhi)品(pin)(pin)加工(gong)企(qi)業(ye)發(fa)展(zhan)迅速。所謂魚(yu)糜(mi)制(zhi)(zhi)品(pin)(pin)是將魚(yu)肉(rou)經采肉(rou)、漂洗(xi)、擂潰、拌餡、成(cheng)(cheng)型、熟(shu)制(zhi)(zhi)等工(gong)序而制(zhi)(zhi)成(cheng)(cheng)的產品(pin)(pin)。魚(yu)糜(mi)制(zhi)(zhi)品(pin)(pin)沒(mei)有腥味、富彈性、風味獨特、營養(yang)豐富且價(jia)格便(bian)宜,深受大眾(zhong)喜愛。然而魚(yu)糜(mi)加工(gong)排(pai)放的廢(fei)水(shui)含有大量的水(shui)溶性蛋白,COD 高。目前,魚(yu)糜(mi)加工(gong)廢(fei)水(shui)的處理方法仍(reng)采用傳統的A/ O工(gong)藝,出水(shui)水(shui)質很難達到《污水(shui)綜合排(pai)放標(biao)準》( GB 8978 —1996) 一級(ji)標(biao)準, 而且處理成(cheng)(cheng)本很高。

現以寧波某食品開發有限公(gong)司魚糜加工廢水處理項目為例,介紹采(cai)用凝(ning)聚(ju)回(hui)收—氣(qi)浮—厭氧折流板(ban)反應器(ABR) —A/ O 工藝的設計思路和水質監測情況。

1 　工程概況

該企(qi)業生(sheng)產(chan)原料多(duo)以狹鱈(xue)(xue)魚(yu)(yu)(yu)(yu)、日(ri)本海藍鱈(xue)(xue)魚(yu)(yu)(yu)(yu)、竹筴魚(yu)(yu)(yu)(yu)等(deng)(deng)魚(yu)(yu)(yu)(yu)類(lei)為主,產(chan)品包(bao)括魚(yu)(yu)(yu)(yu)香腸(chang)、魚(yu)(yu)(yu)(yu)丸、冷(leng)凍(dong)魚(yu)(yu)(yu)(yu)糜(mi)、魚(yu)(yu)(yu)(yu)排和魚(yu)(yu)(yu)(yu)糜(mi)蟹腿等(deng)(deng),遠銷日(ri)本和韓(han)國。為改善(shan)魚(yu)(yu)(yu)(yu)糜(mi)制品的彈性和凝膠強度,在加工過程中添加淀粉、多(duo)磷酸鹽、乳清蛋白和大豆蛋白等(deng)(deng)成分。

企(qi)業日排放(fang)魚(yu)糜(mi)加工廢(fei)(fei)水(shui)約800 m3 ,包括魚(yu)肉清洗廢(fei)(fei)水(shui)、漂洗混(hun)(hun)合廢(fei)(fei)水(shui)、旋(xuan)轉混(hun)(hun)合廢(fei)(fei)水(shui)和壓榨廢(fei)(fei)水(shui)。廢(fei)(fei)水(shui)水(shui)質分(fen)析見(jian)表(biao)1 ,廢(fei)(fei)水(shui)污染物進水(shui)水(shui)質指標(biao)設計值見(jian)表(biao)2。

2 　工藝選擇主要考慮因素

(1) 魚糜(mi)加(jia)工(gong)廢水(shui)(shui)中除了含有(you)脂肪、無機鹽、細(xi)(xi)小魚皮(pi)等(deng)外,還有(you)大量的(de)微細(xi)(xi)魚糜(mi)和水(shui)(shui)溶性蛋白等(deng)有(you)價物(wu)質,約占總(zong)量的(de)15 %[1 ] ,這些物(wu)質可以通過凝聚加(jia)以回收(shou),在減輕廢水(shui)(shui)處理負荷的(de)同時能產生一定的(de)經濟效益。

(2) 由于(yu)魚(yu)糜(mi)加工(gong)廢(fei)水有(you)機物含(han)量(liang)高,采用好(hao)氧(yang)生(sheng)物處理能耗大,而采用常規的厭(yan)氧(yang)生(sheng)物處理,達(da)到甲烷化階(jie)段(duan)時(shi),需要很長的水力(li)停留時(shi)間,且設施建造(zao)結(jie)構復雜。為此采用ABR ,其結(jie)構簡單,類似于(yu)多級(ji)上流式厭(yan)氧(yang)污泥床(UASB) 串聯(lian)(接近于(yu)推流式反應器(qi)(qi)) ,且無三(san)相分(fen)離器(qi)(qi),造(zao)價低。

(3) 考慮魚糜加工廢水中(zhong)TP 濃(nong)度(du)(du)較高,而氨氮濃(nong)度(du)(du)相對(dui)較低的(de)特點,采用(yong)(yong)A/ O 工藝。利用(yong)(yong)厭氧條件對(dui)聚磷菌的(de)抑制作用(yong)(yong),促使其以溶(rong)解(jie)磷的(de)形(xing)式釋放(fang)在好氧池(chi)中(zhong)富集的(de)磷,并(bing)大量吸收揮發性有機碳源;利用(yong)(yong)好氧條件下聚磷菌的(de)過量攝(she)取,使磷能以較快的(de)速率下降(jiang)[2 ] 。

3 　工藝流程和設計參數

3. 1 　工藝流程

從經濟和處(chu)理效果上(shang)考(kao)慮,最終采用(yong)凝(ning)聚回收— 氣浮—ABR —A/ O 工藝。工藝流程(cheng)見圖(tu)1。

3. 2 　主要工藝設計參數

3. 2. 1 　機械格柵

選用BGF2600 型機械格柵,最大流量80 m3 / h , 尼龍(long)耙齒間距5 mm ,運行速度(du)2 m/ min。去(qu)除廢水(shui)中殘余的魚頭、腐塊(kuai)等雜物(wu),收(shou)集(ji)后可制作(zuo)畜禽飼料。

3. 2. 2 　魚肉蛋白的凝聚回收

魚(yu)(yu)糜加工(gong)廢(fei)水(shui)中水(shui)溶性蛋(dan)白(bai)回收(shou)的(de)關鍵在(zai)于(yu)確(que)定魚(yu)(yu)肉(rou)蛋(dan)白(bai)的(de)等(deng)(deng)電點。采樣(yang)進行小試,通過調整不同的(de)p H ,均靜止10 min 后,用(yong)雙縮脲比色法測(ce)定廢(fei)水(shui)中蛋(dan)白(bai)質的(de)濃度。最(zui)終確(que)定魚(yu)(yu)肉(rou)蛋(dan)白(bai)的(de)等(deng)(deng)電點在(zai) p H = 4. 20～5. 00 ,魚(yu)(yu)肉(rou)蛋(dan)白(bai)回收(shou)率最(zui)高可(ke)達87 % , 同時COD 下降42 %。

在實際工(gong)程中,采用批量(liang)控(kong)制方法(fa)控(kong)制計量(liang)泵自動(dong)加藥,通過設(she)定p H 儀參數,控(kong)制廢水的(de)p H 在 4. 50～5. 00 。同時,投加適量(liang)CaCl2 ,利用Ca2 + 和魚(yu)肉中的(de)肌鈣(gai)蛋白(bai)(具有很強的(de)鈣(gai)結(jie)合能) 結(jie)合,使魚(yu)肉失水變硬,使其加速下沉[3 ] ,同時也可去除廢水中的(de)部分磷酸鹽。

凝(ning)聚回收的魚(yu)肉(rou)蛋(dan)白采(cai)用豎流式(shi)沉淀池(凝(ning)聚池) 固液分離(li), 設(she)計沉淀表面負荷為0. 60 m3 / (m2 ·h) 。單(dan)獨配套離(li)心式(shi)脫水機干化,送至專業單(dan)位制(zhi)作魚(yu)漿(jiang)蛋(dan)白粉。

3. 2. 3 　氣浮設備

選用GXQF235 型高(gao)效氣(qi)浮(fu)裝(zhuang)置,最(zui)大(da)處理能力35 m3 / h 。反應(ying)區內投加聚(ju)合氯化鋁(lv)( PAC) 、液堿和聚(ju)丙烯酰胺( PAM) 藥劑,調節氣(qi)浮(fu)出水p H 在 7. 80～8. 20 。

3. 2. 4 　ABR

ABR 是美國著名教授(shou)MCCARTY 于1982 年開發出來(lai)的一種高效節能厭(yan)氧裝置。ABR 的結構見圖2 。

在實際工程中采用4 格(ge)ABR ,前3 格(ge)每格(ge)上、下(xia)流室體積比為(2. 5～3. 0) ∶1. 0 ,第4 格(ge)安裝聚酯紡粘(zhan)長絲(si)布填料,可有效控制污泥流失現象(xiang)。ABR 設計(ji)COD 負荷為5. 6 kg/ (m3 ·d) ,有效容積800 m3 ,水力停留(liu)時間24. 0 h 。

3. 2. 5 　A/ O 生化池、二沉池

A 池設計反硝化速率常(chang)數( MNO - 3 2N / MMLVSS ,20 ℃) 為(wei)0. 03～0. 04 ,有效容積140 m3 ,水(shui)力(li)停留時間 4. 2 h 。采用傘(san)型(xing)攪拌機(ji)攪拌。

在(zai)(zai)兼(jian)氧段,生物(wu)除(chu)磷系(xi)統適(shi)宜的p H 為中(zhong)性或微堿(jian)性,范圍(wei)在(zai)(zai)6～8[4 ] 。由于厭氧生化(hua)段是(shi)酸(suan)化(hua)過程(cheng),ABR 出水p H 在(zai)(zai)5. 6 左右,為避免污泥中(zhong)毒,在(zai)(zai) A 池滴(di)加液堿(jian),回(hui)調p H 到(dao)7. 8 左右。

由(you)于生物(wu)除磷(lin)工藝(yi)采用的是高污泥(ni)(ni)負(fu)荷、低污泥(ni)(ni)齡系統[5 ] ,通(tong)過排泥(ni)(ni)完成磷(lin)的去(qu)(qu)除,因此O 池(chi)設計污泥(ni)(ni)BOD 負(fu)荷為(wei)0. 10～0. 12 kg/ (kg ·d) (以 ML SS 計) ,有(you)效容積(ji)720 m3 ,水力停留時間21. 6 h 。池(chi)底安裝可提升(sheng)式微孔曝氣器充氧(yang),供氣量按(an)去(qu)(qu)除1 kg BOD 需(xu)要(yao)1. 2 kg O2 計算。

二沉(chen)池采用豎流式(shi)沉(chen)淀池,設計沉(chen)淀表面負荷為1. 00 m3 / (m2 ·h) 。安裝臥式(shi)離心泵(beng)回流污泥(ni)(ni), A 池的(de)(de)污泥(ni)(ni)回流比(bi)取1. 0 ∶0. 6 ,保證反硝化脫氮; ABR 的(de)(de)污泥(ni)(ni)回流比(bi)取1. 0 ∶0. 1 ,以促進污泥(ni)(ni)顆粒(li)的(de)(de)形成,保持(chi)ABR 內(nei)的(de)(de)污泥(ni)(ni)濃度。

3. 2. 6 　終沉池

終沉池(chi)采用斜(xie)管式沉淀池(chi),設計沉淀表(biao)面負荷(he)為0. 68 m3 / (m2 ·h) 。反應(ying)區投加PAC 和(he)PAM。安裝直(zhi)徑50 mm 的PVC 型蜂(feng)窩斜(xie)管。

4 　工程監測數據

工程(cheng)于2007 年初動工,同年7 月建(jian)成(cheng)并開始進水(shui),經過(guo)近4 個(ge)月工藝調試(shi)正式投入使用。整套(tao)設施一直穩定運(yun)行,寧波(bo)市環境監(jian)測中心對該工程(cheng)進行了監(jian)測,監(jian)測結果(平均值) 見(jian)表3 。

由表3 可以(yi)看出,廢水(shui)經處理(li)后,出水(shui)各項指標能滿足GB 8978 —1996 一級(ji)標準(zhun)要求(qiu),整個(ge)工程達到設計(ji)要求(qiu)。

5 　經濟效益分析

在(zai)工(gong)程(cheng)設計(ji)(ji)的總(zong)(zong)體布(bu)局(ju)上,采用(yong)廢水(shui)2 次提升, 池體一(yi)體化組合設計(ji)(ji),使整套廢水(shui)處理設施簡潔、緊湊、便(bian)于操(cao)作管(guan)理,減少了一(yi)次性投資。該項工(gong)程(cheng)總(zong)(zong)投資344 萬元,工(gong)程(cheng)占(zhan)地1 000 m2 ,運行費用(yong)為(wei)4. 24 元/ m3 。

6 　討論與總結

(1) 通過調節p H ,使廢(fei)水(shui)中的魚肉蛋白到達(da)等電點(dian),廢(fei)水(shui)開(kai)始分(fen)層,其回(hui)收率(lv)達(da)80 %以上,同時廢(fei)水(shui)COD 下降42 % ,具(ju)有明顯(xian)的環(huan)境效(xiao)益。

(2) ABR 具有(you)復雜的混合(he)型水力流(liu)態,且更接(jie)近于推流(liu)式(shi)反應(ying)器。在ABR 中,各個反應(ying)室中的微(wei)生物相是隨流(liu)程逐級遞變(bian)的,通過鏡檢可以(yi)觀察到短桿、長桿、弧(hu)菌(jun)、絲(si)狀菌(jun)和(he)球菌(jun)等,其中產甲烷菌(jun)以(yi)絲(si)狀菌(jun)和(he)桿菌(jun)為主。

(3) 由于厭(yan)氧處(chu)理(li)反應器中存在一定數量的(de) “喜氧”甲烷菌,這些甲烷菌可在有氧的(de)條件下保持(chi)良(liang)好的(de)活性,同(tong)時由于污泥床的(de)阻隔作用,可保持(chi)污泥床的(de)良(liang)好厭(yan)氧環境。因(yin)而對于具有分段特性的(de) ABR ,與A/ O 工藝(yi)相結合,可以取得很(hen)好的(de)廢水處(chu)理(li)效(xiao)果。

(4) 雖然(ran)A/ O 工藝具(ju)有很好(hao)的生物(wu)脫(tuo)氮(dan)除磷效果,但(dan)是要降低(di)魚糜加(jia)工廢水中的磷酸鹽(yan)濃度,還是要依靠(kao)投(tou)加(jia)藥劑去除。

參考文獻:

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