蓝湿皮生产工业明胶废水处理工艺

2017-03-15 10:00:09 3

   食品明胶是一种从动物的结缔或表皮组织中的胶原部分水解出来的蛋白质,在食品工业中广泛地用作胶冻、乳化剂、稳定剂、黏合剂和澄清剂等。工业明胶则广泛应用于板材、家具、火柴、饲料、包装、造纸、纺织、丝绸、印染、印刷、陶瓷、石油、日化、涂料、冶金等行业的各种产品中,并在其中主要起增稠、稳定、凝聚、调和、上光、上浆、黏合、固水等作用。而以蓝湿皮边角料为原料生产的工业明胶是制革工业的副产物,它的应用对减少环境污染,维持制革工业的可持续发展具有十分重要的意义[1]。

  山西某明胶生产厂家以蓝湿皮边角料为原料,通过“一酸两碱”法对蓝湿皮边角料进行脱铬处理,而后进入制胶工段,获得工业明胶产品。该种明胶仅限于工业明胶生产,不能作为药用明胶、食用明胶[2]。在其生产过程中产生了大量的工业废水,具有水量大、油脂含量高、悬浮物高、盐分高,并含有一定的重金属铬等难处理物质的特点,处理难度大。2010年7月安徽省轻工业设计院有限公司应邀对该厂废水进行综合治理,经过实施运行,使废水达到国家《污水综合排放标准》(GB 8978—1996)一级排放标准,处理后的废水回用于生产。

  1 废水水质水量及排放标准

  该厂废水产生量为6 000 m3/d,其中浸酸废水500 m3/d,处理后出水达到国家《污水综合排放标准》(GB 8978—1996)一级排放标准,处理后的废水回用于生产。设计废水水质和排放标准见表1。

  2 处理工艺

  2.1 浸酸废水预处理工艺

  对于浓硫酸水洗工段前三遍产生的废水,由于该废水酸性较强,并且含有重金属铬,而铬对生化处理过程中的微生物具有一定的毒害作用,且铬的混入使污泥处置更为复杂,增加污泥处置费用,带来二次污染,因此必须对含铬废水实行单独治理。采用图1所示工艺对浸酸废水进行处理。

 

 图1 浸酸废水处理工艺流程

  含铬废水先进入还原池,在此投加Na2S2O5,搅拌作用下将Cr6+还原成Cr3+;通过氧化还原电位仪控制ORP为250 mV左右,同时控制pH在2~3[3],从而确保Cr6+彻底还原,出水进入反应池,通过加碱(NaOH)与Cr3+发生反应,通过不断搅拌防止沉淀,出水进入沉淀池,沉淀池上清液进入综合调节池。沉淀池污泥通过排泥泵排至铬泥池,沉淀铬污泥经浓缩后,经螺杆泵抽入板框压滤机压滤,泥饼作为危废处置。

  2.2 碱洗废水预处理工艺

  碱洗工段排出的废水pH一般为9~10,含有大量的皮碎屑、悬浮物和油脂,因此需要单独处理,防止悬浮物和油脂对后续生化系统造成冲击负荷,采用图2所示工艺对碱洗废水进行处理。

 

 图2 碱洗废水处理工艺流程

  废水经格栅去除大颗粒悬浮物和皮渣进入初沉池,去除废水中的大部分悬浮物,沉淀的污泥浓缩后采用卧螺污泥脱水机进行脱水,脱水后的污泥外运。

  2.3 综合废水处理工艺

  通过预处理后的浸酸废水与碱洗废水的出水在综合调节池内混合后进入气浮池,去除其中的非溶解性有机物、油脂和细小悬浮物等。出水流入厌氧池,在厌氧菌作用下水中的大分子有机物水解为小分子有机物,可生化性得以提高,同时污泥产生量减少,然后废水进入好氧段的卡鲁塞尔氧化沟,通过好氧菌降解废水中的有机污染物,经二沉池泥水分离后,大部分污泥回流至厌氧池和氧化沟内,剩余污泥进入污泥浓缩池,浓缩后的污泥经带式压滤机进行脱水,泥饼外运。综合废水处理工艺流程如图3所示。

 图3 综合废水处理工艺流程

  3 主要构筑物及设计技术要点

  3.1 浸酸废水预处理

  格栅采用316L特种防腐材质,栅隙3 mm;收集池有效容积300 m3,停留时间14 h,池内设置316L材质特种泵2台,1用1备;还原池有效容积50 m3,停留时间2 h,pH调节池和絮凝反应池有效容积均为25 m3,停留时间1 h,斜管沉淀池有效容积75 m3,停留时间3 h,表面负荷0.8 m3/(m2·h);污泥浓缩池采用竖流式重力浓缩方式,有效容积50 m3,固体负荷30 kg/(m2·h),配套G40污泥螺杆泵2台,80 m2板框压滤机1台,加药设备4套。

  3.2 碱洗废水预处理

  格栅采用316L特种防腐材质,栅隙3 mm;考虑该废水悬浮物含量较高,不易沉降,且时变化系数较大,可达2.2,因此设计时需考虑足够的余量;本次设计设置2座直径16 m辐流式沉淀池,采用半桥式周边传动刮泥机,底部排泥,停留时间6 h,表面负荷0.5 m3/(m2·h);污泥浓缩池采用1座直径8 m、高 5 m的圆形浓缩池,配置中心传动污泥浓缩机,有效容积200 m3,固体负荷30 kg/(m2·h),配置G50-1污泥螺杆泵2台,450型卧螺离心脱水机1台,加药设备2台。

  3.3 综合废水处理

  综合调节池有效池容2 000 m3,停留时间8 h,设置穿孔曝气管保证废水水质均匀,配150 m3/h提升泵3台,2用1备;气浮池采用2台钢制一体化成套设备,单台处理量150 m3/h,配套加药设备、排渣设备及溶气设备;厌氧池有效容积1 000 m3,停留时间4 h,设置潜水搅拌机3台;氧化沟采用三沟式卡鲁塞尔氧化沟,单沟宽度7 m,总容积6 000 m3,污泥负荷(以BOD5/MLSS计)0.2 kg/(kg·d)[4],配套6台22 kW转碟曝气机,8台5.5 kW潜水推流器;二沉池采用1座直径22 m中心进水周边出水辐流式沉淀池,配套半桥式周边传动刮泥机1台,污泥回流泵2台;污泥浓缩池采用1座直径10 m的圆形浓缩池,配置中心传动污泥浓缩机1台,配套G50污泥螺杆泵2台,2 m带式压滤机1台,加药设备1台;回用水池有效容积3 000 m3,采用全地下式钢砼结构。

  4 运行效果与分析

  工程于2011年初开始调试,经过4个月的系统调试,各个工段均达到设计要求,出水满足企业回用水的水质要求,监测验收部门对该废水处理工程进行了连续监测,出水结果见表2。

  由表2可知,该站出水各项指标均优于《污水综合排放标准》(GB 8978—1996)一级排放标准,完全满足回用水质要求。

  5 技术经济指标分析

  本工程总投资1 000万,其中土建部分550万,设备部分450万,日处理6 000 m3废水,其中80%的废水回用于生产,其余外排;废水处理站平均运行成本0.7元/m3,其中电费为0.4元/m3、药剂费为0.2元/m3、人工费0.1元/m3。具体参见污水技术资料更多相关技术文档。

  6 结论

  (1)根据该类废水水量大、变化大、油脂含量高、悬浮物高、盐分高,并含有一定的重金属铬等难处理物质的特点,选用分类分质的处理流程,有效降低废水处理成本,保证运行效果。对三个处理流程所产生的不同性质的污泥,采用不同的脱水方式,保证污泥得到有效处理。

  (2)由于该类废水的盐分含量较高,同时在生产工段不断加入硫酸和氢氧化钠,如果废水全部回用,会造成盐分和难降解有机物的累积,致使废水处理站无法正常运行,经过运行摸索,回用量在80%左右可保持废水中的盐分不升高,维持在生化处理的要求范围之内。

  (3)实践证明,采用前置反硝化的氧化沟工艺对该类废水进行处理,处理效果稳定,抗冲击负荷效果好,运行成本低,具有良好的经济、社会和环境效益,由此可见该工艺在工业明胶废水处理实践中可行、可靠。

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