发表时间：2015-02-02
石浦是象山县渔业重镇,水产品加工业发达, 特别是鱼糜(鱼粉) 制品加工企业发展迅速。所谓鱼糜制品是将鱼肉经采肉、漂洗、擂溃、拌馅、成型、熟制等工序而制成的产品。鱼糜制品没有腥味、富弹性、风味独特、营养丰富且价格便宜,深受大众喜爱。然而鱼糜加工排放的废水含有大量的水溶性蛋白,COD 高。目前,鱼糜加工废水的处理方法仍采用传统的A/ O工艺,出水水质很难达到《污水综合排放标准》( GB 8978 —1996) 一级标准, 而且处理成本很高。
现以宁波某食品开发有限公司鱼糜加工处理项目为例,介绍采用凝聚回收—气浮—厌氧折流板反应器(ABR) —A/ O 工艺的设计思路和水质监测情况。
鱼糜加工废水处理一、工程概况
该企业生产原料多以狭鳕鱼、日本海蓝鳕鱼、竹筴鱼等鱼类为主,产品包括鱼香肠、鱼丸、冷冻鱼糜、鱼排和鱼糜蟹腿等,远销日本和韩国。为改善鱼糜制品的弹性和凝胶强度,在加工过程中添加淀粉、多磷酸盐、乳清蛋白和大豆蛋白等成分。
企业日排放鱼糜加工废水约800 m3 ,包括鱼肉清洗废水、漂洗混合废水、旋转混合废水和压榨废水。废水水质分析见表1 ,废水污染物进水水质指标设计值见表2。
鱼糜加工废水处理二、工艺选择主要考虑因素
(1) 鱼糜加工废水中除了含有脂肪、无机盐、细小鱼皮等外,还有大量的微细鱼糜和水溶性蛋白等有价物质,约占总量的15 % ,这些物质可以通过凝聚加以回收,在减轻废水处理负荷的同时能产生一定的经济效益。
(2) 由于鱼糜加工废水有机物含量高,采用好氧生物处理能耗大,而采用常规的厌氧生物处理,达到甲烷化阶段时,需要很长的水力停留时间,且设施建造结构复杂。为此采用ABR ,其结构简单,类似于多级上流式厌氧污泥床(UASB) 串联(接近于推流式反应器) ,且无三相分离器,造价低。
(3) 考虑鱼糜加工废水中TP 浓度较高,而氨氮浓度相对较低的特点,采用A/ O 工艺。利用厌氧条件对聚磷菌的抑制作用,促使其以溶解磷的形式释放在好氧池中富集的磷,并大量吸收挥发性有机碳源;利用好氧条件下聚磷菌的过量摄取,使磷能以较快的速率下降 。
三、工艺流程和设计参数
鱼糜加工废水处理3. 1 工艺流程
从经济和处理效果上考虑,最终采用凝聚回收— 气浮—ABR —A/ O 工艺。工艺流程见图1。
鱼糜加工废水处理3. 2 主要工艺设计参数
3. 2. 1 机械格栅选用BGF2600 型机械格栅,最大流量80 m3 / h , 尼龙耙齿间距5 mm ,运行速度2 m/ min。去除废水中残余的鱼头、腐块等杂物,收集后可制作畜禽饲料。
3. 2. 2 鱼肉蛋白的凝聚回收鱼糜加工废水中水溶性蛋白回收的关键在于确定鱼肉蛋白的等电点。采样进行小试,通过调整不同的p H ,均静止10 min 后,用双缩脲比色法测定废水中蛋白质的浓度。最终确定鱼肉蛋白的等电点在 p H = 4. 20～5. 00 ,鱼肉蛋白回收率最高可达87 % , 同时COD 下降42 %。
在实际工程中,采用批量控制方法控制计量泵自动加药,通过设定p H 仪参数,控制废水的p H 在 4. 50～5. 00 。同时,投加适量CaCl2 ,利用Ca2 + 和鱼肉中的肌钙蛋白(具有很强的钙结合能) 结合,使鱼肉失水变硬,使其加速下沉,同时也可去除废水中的部分磷酸盐。
凝聚回收的鱼肉蛋白采用竖流式沉淀池(凝聚池) 固液分离, 设计沉淀表面负荷为0. 60 m3 / (m2 h) 。单独配套离心式脱水机干化,送至专业单位制作鱼浆蛋白粉。
3. 2. 3 气浮设备选用GXQF235 型高效气浮装置,最大处理能力35 m3 / h 。反应区内投加聚合氯化铝( PAC) 、液碱和聚丙烯酰胺( PAM) 药剂,调节气浮出水p H 在 7. 80～8. 20 。
3. 2. 4 ABRABR 是美国著名教授MCCARTY 于1982 年开发出来的一种高效节能厌氧装置。ABR 的结构见图2 。
在实际工程中采用4 格ABR ,前3 格每格上、下流室体积比为(2. 5～3. 0) ∶1. 0 ,第4 格安装聚酯纺粘长丝布填料,可有效控制污泥流失现象。ABR 设计COD 负荷为5. 6 kg/ (m3 d) ,有效容积800 m3 ,水力停留时间24. 0 h 。
3. 2. 5 A/ O 生化池、二沉池A 池设计反硝化速率常数( MNO – 3 2N / MMLVSS ,20 ℃) 为0. 03～0. 04 ,有效容积140 m3 ,水力停留时间 4. 2 h 。采用伞型搅拌机搅拌。
在兼氧段,生物除磷系统适宜的p H 为中性或微碱性,范围在6～8。由于厌氧生化段是酸化过程,ABR 出水p H 在5. 6 左右,为避免污泥中毒,在 A 池滴加液碱,回调p H 到7. 8 左右。加工废水处理建议使用绿鼎牌污泥脱水机，咨询热线：400-6633-126。
由于生物除磷工艺采用的是高污泥负荷、低污泥龄系统,通过排泥完成磷的去除,因此O 池设计污泥BOD 负荷为0. 10～0. 12 kg/ (kg d) (以 ML SS 计) ,有效容积720 m3 ,水力停留时间21. 6 h 。池底安装可提升式微孔曝气器充氧,供气量按去除1 kg BOD 需要1. 2 kg O2 计算。
二沉池采用竖流式沉淀池,设计沉淀表面负荷为1. 00 m3 / (m2 h) 。安装卧式离心泵回流污泥, A 池的污泥回流比取1. 0 ∶0. 6 ,保证反硝化脱氮; ABR 的污泥回流比取1. 0 ∶0. 1 ,以促进污泥颗粒的形成,保持ABR 内的污泥浓度。
3. 2. 6 终沉池终沉池采用斜管式沉淀池,设计沉淀表面负荷为0. 68 m3 / (m2 h) 。反应区投加PAC 和PAM。安装直径50 mm 的PVC 型蜂窝斜管。
鱼糜加工废水处理四、工程监测数据
工程于2007 年初动工,同年7 月建成并开始进水,经过近4 个月工艺调试正式投入使用。整套设施一直稳定运行,宁波市环境监测中心对该工程进行了监测,监测结果(平均值) 见表3 。具体参见更多相关技术文档。
由表3 可以看出,废水经处理后,出水各项指标能满足GB 8978 —1996 一级标准要求,整个工程达到设计要求。
鱼糜加工废水处理五、经济效益分析
在工程设计的总体布局上,采用废水2 次提升, 池体一体化组合设计,使整套废水处理设施简洁、紧凑、便于操作管理,减少了一次性投资。该项工程总投资344 万元,工程占地1 000 m2 ,运行费用为4. 24 元/ m3。
鱼糜加工废水处理六、讨论与总结
(1) 通过调节p H ,使废水中的鱼肉蛋白到达等电点,废水开始分层,其回收率达80 %以上,同时废水COD 下降42 % ,具有明显的环境效益。
(2) ABR 具有复杂的混合型水力流态,且更接近于推流式反应器。在ABR 中,各个反应室中的微生物相是随流程逐级递变的,通过镜检可以观察到短杆、长杆、弧菌、丝状菌和球菌等,其中产甲烷菌以丝状菌和杆菌为主。
(3) 由于厌氧处理反应器中存在一定数量的 “喜氧”甲烷菌,这些甲烷菌可在有氧的条件下保持良好的活性,同时由于污泥床的阻隔作用,可保持污泥床的良好厌氧环境。因而对于具有分段特性的 ABR ,与A/ O 工艺相结合,可以取得很好的废水处理效果。
(4) 虽然A/ O 工艺具有很好的生物脱氮除磷效果,但是要降低鱼糜加工废水中的磷酸盐浓度,还是要依靠投加药剂去除。
