广东某明胶厂应用混凝—气浮—生物接触氧化组合工艺处理明胶废水,运行实践表明:该工艺切实可行,处理出水水质达到广东省《水污染物排放限值》(DB 44/26—2001)一级标准。Gelatine wastewater from a gelatine factory in Guangdong Province was treated by coagulation/air flotation/biological contact oxidation process.The operation result demonstrats that this process is feasible, and the treated effluent quality can meet first class of Limits for Emissions of Water Pollutants(DB 44/26-2001)

刘惠成

周小飞

熊代群

陈航

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混凝 ) 气浮 ) 生物接触氧化处理明胶废水熊代群1, 2,  刘惠成 3,  陈  航3,  周小飞 4( 1.北京科技大学 土木与环境工程学院, 北京 100083; 2.海南农垦科技创新中心,海南 海口 570206; 3.顺环市政工程设备有限公司, 广东 佛山 528300; 4. 厦门大学环境科学中心, 福建 厦门 361005)  摘  要:  广东某明胶厂应用混凝 ) 气浮 ) 生物接触氧化组合工艺处理明胶废水,运行实践表明:该工艺切实可行, 处理出水水质达到广东省《水污染物排放限值》( DB 44 /26) 2001)一级标准。  关键词:  明胶废水;  混凝;  气浮;  生物接触氧化中图分类号: X703. 1  文献标识码: C  文章编号: 1000- 4602( 2006) 22- 0069- 03GelatineW astewater Treatm entUsing Coagulation /A ir F loatation /B iological ContactOxidation ProcessX IONG D a-i qun1, 2,  LIU Hu-i cheng3,  CHEN H ang3,  ZHOU X iao- fe i4(1. School of C ivil and Environmental Engineering, University of Science and T echnologyB eijing, Beijing 100083, China; 2. Innovation C entre for S cience and T echno logy, H ainanFarm sBureau, H aikou 570206, China; 3. ShunhuanM unicipa lE ng ineering Equipmen tC o.L td., F oshan 528300, China; 4. Environmental S cience R esearch C entre, X iamen University,X iamen 361005, Ch ina)  Abstract:  Gelatine w astew ater from a ge latine factory in Guangdong Prov incew as treated by coag-u lation /a ir flota tion /b iolog ical contact ox idation process. The operat ion result demonstrats that thisprocess is feasib le, and the treated effluen t qua lity can meet first class o fL im its for Em issions of WaterPollutants ( DB 44 /26- 2001).  Key words:  gelatine w astew ater;  coagu lation;  a ir flo tation;  b iolog ical contact ox idation  明胶业是我国重要的工业之一, 主要产品有食用明胶、医用明胶、黑白及彩卷明胶等。明胶生产废水量大、有害物质负荷高且组成复杂,特别是明胶生产浸灰工段排放的高钙、高有机物的碱性废水,严重地污染了周围环境[ 1]。1 工程概况广东某明胶厂于 1991年建成投产, 原料主要来自牛骨。该厂废水主要来自水力脱脂、酸化、浸灰、淘洗等过程,含有大量的碱溶性蛋白质、油脂、可溶性钠盐、钙盐、硫化物和骨素纤维等,属强碱性废水。该厂废水排放量为 2 000 m3/d,采用沉淀 ) 生化处理工艺。主要处理构筑物见表 1。表 1 主要处理构筑物Tab. 1 M ain treatm ent construc tions处理单元 尺寸 /( m @ m @m ) 结构 数量集水池 5. 75 @ 8. 50 @ 1. 85 地下式, 钢筋混凝土 1调节池 16. 0 @ 21. 5 @ 3. 8 地上式, 钢筋混凝土 1初沉池 4. 5 @ 4. 5 @ 3. 8 地上式, 钢筋混凝土 2预曝气池 6. 0 @ 21. 5 @ 3. 8 地上式, 钢筋混凝土 1曝气池 14. 0 @ 4. 0 @ 3. 7 半地上式,钢筋混凝土 12二沉池 4. 5 @ 4. 5 @ 3. 8 半地上式,钢筋混凝土 4污泥池 5. 5 @ 4. 3 @ 1. 5 地上式, 钢筋混凝土 1#69#第 22卷  第 22期2006年 11月            中 国 给 水排 水CH INA WATER & WASTEWATER             Vo.l 22 No. 22Nov. 20062 明胶废水处理工程改造211 设计水质、水量2002年后该厂为适应市场需求, 扩大了生产规模,明胶废水量增至 3 300m3/d,而此时需执行相对较严的广东省《水污染物排放限值》( DB 44 /26)2001)第二时段的一级排放标准, 所以原处理设施无法满足达标要求,必须对其进行改造。为节省新占地和降低投资,改造在原有构筑物的基础上进行。该厂全天 24 h生产,设计流量为 150 m3/h,设计进、出水水质见表 2。表 2 设计进、出水水质Tab. 2 Design influent and effluent qua lity项目 pHCOD /(mg# L- 1 )BOD5 /(mg# L- 1 )S2- /(mg# L- 1 )SS /(mg# L- 1 )废水水质 9~ 132 800~3 5001 100~1 80013~ 201 500~2 000排放标准 6~ 9 [ 90 [ 20 [ 0. 5 [ 100212 工艺流程及设计说明基于该厂废水间歇排放, 水质、水量不稳定,含有较多硫化物、油脂、蛋白质,为高浓度有机废水等特点, 设计了如下处理流程 (见图 1)。图 1 明胶生产废水处理流程F ig. 1 F low cha rt of ge latinew astew ate r treatm ent在明胶生产过程中, 脱脂、浸酸、浸灰、提取车间排放的废水浓度不同, 各车间的废水必须流入集水池, 以均匀水量、水质[ 2]。明胶废水中含有大量可溶性蛋白质,实际上是悬胶体、悬浊液、乳浊液等混合物。这种废水在碱性介质中很难自然沉降、澄清,必须先采用物理或化学法破坏胶体的稳定性而使之凝聚[ 3]。明胶废水中还含有大量的油脂杂质,这些油脂不溶于水, 难以沉淀, 所以一定要设置气浮。经沉淀、气浮处理后, 废水的 COD降至 1 000mg /L以下。由于废水中尚有较多的硫化物,如果用传统的厌氧处理方式,会增加硫化物的浓度,产生恶臭, 因此用好氧处理来降低 COD和 S2-浓度。工艺流程如下:废水汇集至集水池,之后进入调节池调匀水质、水量, 调节池中设置穿孔管预曝气,由 1台罗茨鼓风机供气。废水经水泵提升至初沉池, 在反应区由 pH 控制仪控制, 自动投加浓硫酸,将 pH值调到 10, 投加混凝剂 PAC、PHP, 产生大量絮体,可去除 CaO、碎骨等。废水进一步入初级气浮池, 在反应区内也设置 1台 pH 控制仪, 自动加硫酸, 使 pH值降至 8, 又投加 PAC、PHP, 可将废水中大量浮油去除。原水经混凝沉淀和气浮后, COD去除率可达 70%以上。气浮处理出水再经四级生物接触氧化池进行处理。生物接触氧化池内挂组合纤维填料和煤渣填料,依靠填料上的微生物分解废水中污染物。第四级生物接触氧化池内脱落的生物膜形成污泥流入二沉池。废水经二级沉淀和二级气浮后外排。沉淀池内的沉渣和气浮池的浮渣流到污泥池中,经带式压滤机脱水,泥饼外运到填埋场进行无害化处理。213 主要构筑物设计参数①  集水池:原有。②  预曝气池:原有。③  调节池: 原有。内设穿孔曝气管, 间距 20cm,孔径 6mm, HRT= 8 h, 气水比 5 B1。④  初沉池: 新增, 1座,尺寸为 12. 0m @ 6. 0 m@ 5. 0m,内放 PP斜管 66 m2, HRT= 2. 1 h。原初沉池被改造为污泥池。⑤  初级气浮池: 新增, 1座, 尺寸为 12. 0 m @6. 0 m @ 3. 0 m, 处理能力为 150 m3 /h, 回流比为30% , HRT = 1 h, 地上式钢板结构, 气浮机型号为ZSQF- 150。⑥  四级生物接触氧化池:改造, 12座。原来每个曝气池加高 0. 8m,单池尺寸为 14. 0m @ 4. 0 m@ 4. 5m, 内放 2. 5 m高组合纤维填料和煤渣填料,微孔曝气器共 432个, BOD容积负荷为 1. 5 kg / ( m3# d) , HRT= 18 h,气水比为 15 B1。⑦  二沉池: 改造, 4座。在原有基础上加高0. 5 m,尺寸为 4. 5 m @ 4. 5 m @ 4. 3 m,内放 PP斜管20m2,表面负荷 1. 85 m3/ ( m2 # h), 部分无法下沉的污泥由后续气浮去除。⑧  二级气浮池: 新增, 1座, 尺寸为 12. 0 m @6. 0 m @ 3. 0 m, 处理能力为 150 m3 /h, 回流比为30% , HRT = 1 h, 地上式钢板结构, 气浮机型号为#70#第 22期                    中 国 给 水 排水                   第 22卷ZSQF- 150。⑨  污泥池:原有 1座,改造 2座。保留原有的 1座污泥池,另外将原有的 2座初沉池改造为污泥池。3 污泥培养各处理单元完工后, 灌满水, 检查是否有裂漏。确认无裂漏后, 就可进行菌种培养。向生物接触氧化池内灌满水,启动鼓风机,投放污水厂的活性污泥泥饼 20 m3, 闷曝 2 d,再启动污水泵, 以废水设计流量 ( 150 m3/h)的 1 /3, 连续 7 d进水培养菌种。此后,以 7 d为 1个周期,依次增加废水量的 1 /3,至第4周污泥外观呈大团絮状, 触摸有光滑感。连续培养菌种 1个多月, 直到废水全部处理清澈,表明菌种培养成熟。鼓风机全天 24 h运行, 轮流自动转换,保证四级生物接触氧化池 DO分别达 0. 5、1、2、2mg /L。另外,明胶废水流量大时要特别留意布水均匀、填料负荷及气水比等参数。4 运行结果该废水处理系统运行两个月后, 运行情况稳定,于 2003年 7月通过当地环保局验收。运行效果见表 3,各处理单元在运行稳定后第 5周的处理效果见表 4。表 3 设施运行效果Tab. 3 Operationa l resu lts采样时间(运行稳定后 )pHCOD /(mg# L- 1 )BOD5 /(mg# L- 1 )S2- /(mg# L- 1 )SS /(mg# L- 1 )进水出水进水出水进水出水进水出水进水出水第 1周 11. 298. 113 308 92 1 320 18 18. 3 0. 5 1 850 42第 3周 12. 218. 532 976 81 1 123 16 13. 8 0. 3 1 643 38第 5周 12. 297. 603 356 87 1 614 19 18. 3 0. 4 1 863 35表 4 各处理单元处理效果Tab. 4 T reatm ent resu lt o f each treatm ent unit处理单元pHCOD /(mg# L- 1 )BOD5 /(mg# L- 1 )S2- /(mg# L- 1 )SS /(mg# L- 1 )进水出水进水 出水进水出水进水出水进水出水调节池12. 2912. 613 3563 0201 6141 45218. 3 17. 9 1 8631 852初沉池12. 619. 83 3 0201 8121 452 871 17. 9 11. 3 1 8521 296初级气浮池9. 83 8. 32 1 812 906 871 433 11. 3 6. 4 1 296 389生物氧化池8. 32 8. 12 906 135 433 86 6. 4 1. 3 389 154二沉池 8. 12 8. 21 135 108 86 46 1. 3 0. 8 154 89二级气浮池8. 21 7. 60 108 87 46 19 0. 8 0. 4 89 35  由表 3、4可知,处理出水水质稳定且全部达到或优于《水污染物排放限值》( DB 44 /26) 2001)一级排放标准。5 经济分析该厂明胶废水处理要消耗硫酸、PAC和 PHP等药剂,需专职技术管理人员 2名,废水处理运行费用及总投资如下:①  电费:设备运行功率为 137 kW, 功率因数为 0. 8, 电价以 0. 8元 / ( kW # h)计, 则电费为 0. 58元 /m3。②  药剂费: 处理吨水消耗硫酸、PAC和 PHP量分别为 0. 5、0. 02、0. 5 kg,三者市场价依次为 800元 / t、2. 6元 /kg、28元 /kg, 则处理吨废水需药剂费合计 0. 47元 /m3。③  人工费: 技术管理人员需 2名, 平均工资1 500元 /月,则人工费为 0. 05元 /m3。综上可知, 明胶废水处理工程的运行费用为1. 10元 /m3。④  总投资: 土建改造、设备、设计及调试费用分别为 50、165、13. 17万元, 总投资为 228. 17万元。6 经验与建议①  应用混凝 ) 气浮 ) 生物接触氧化工艺处理明胶废水,出水水质能满足广东省《水污染物排放限值》( DB 44 /26) 2001)一级排放标准。②  明胶废水流量大时要特别留意布水均匀、填料负荷及气水比等参数。③  设置气浮很必要, 因为明胶废水中含有大量浮油。④  改造工程是在原有构筑物的基础上进行的, 不仅节约了占地,而且降低了投资。参考文献:[ 1]  邹小兵,孟刚,郑泽根, 等. 治理明胶生产废水污染研究进展 [ J]. 明胶科学与技术, 2004, 24 ( 2): 74- 82.[ 2]  许文锋,殷峻, 陈英旭. 兼氧 ) 好氧 ) 混凝工艺在明胶废水处理中的应用 [ J]. 环境工程, 2001, 19 ( 6): 11 -12.[ 3]  贺冬妮. 明胶废水治理研究 [ J]. 内蒙古水利, 2005, 6( 1): 58- 59.E- ma il: x iao fe izh99@ scuta. o rg收稿日期: 2006- 07- 26#71#第 22期 熊代群,等: 混凝 ) 气浮 ) 生物接触氧化处理明胶废水 第 22卷

Gelatine Wastewater Treatment Using Coagulation/Air Floatation/Biological Contact Oxidation Process

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