肠衣加工废水处理技术

发布时间:2015-6-4 8:58:46

肠衣是家畜的大、小肠经刮制而成的坚韧半透明薄膜,主要用作填充香肠和灌肠的外衣;羊肠衣还可制成肠线,供制作网球拍线、弓弦、乐器弦线和外科缝合线等。中国是世界上肠衣最大生产国,其产量约占全世界肠衣产量的80%,其中猪肠衣多产于华东和华中。江苏如皋市目前有400多家肠衣生产加工企业,年产成品肠衣25万桶(50~200L/桶),产量和出口量均占全国1/3以上。肠衣的加工主要包括以下步骤:扯肠清污→入缸浸泡→刮肠净洗→配扎肠把→灌水检查→肠衣的腌制(盐渍肠衣法、干制肠衣法)→肠衣的包装与贮藏运输等。

肠衣加工废水主要来源于肠衣灌水分路工序,据推算我国肠衣加工废水排放量为2250~7500t/d。由于大部分肠衣生产加工企业属作坊式生产,各企业清洁生产水平参差不齐。一般认为,肠衣废水中粗蛋白占8%~10%,氯化物质量浓度约为900~40000mg/L,CODCr为600~20000mg/L。总体而言,肠衣废水超标排放现象严重。为杜绝环境污染,必须将肠衣加工废水进行集中处理,使其达标排放。

1肠衣加工废水处理技术进展

肠衣加工废水属于高盐、高水溶性有机物废水,其中含有丰富的动物蛋白等难以降解的有机物质,具有很高的回收利用价值。因此,在对其进行处理过程中应首先考虑回收利用废水中的有用物质,如采用沉淀、絮凝、气浮、超滤等方法,结合水解、中和、螯合、浓缩、干燥等过程提取废水中的蛋白质,既能提高产业附加值,又可减轻环境污染。

目前,肠衣加工废水的处理方法主要有生物法、物化法、物化生物法等。

1.1生物法

生物法主要是利用耐盐嗜盐微生物的降解作用。侍爱秋等提出了运用生物学原理处理肠衣废水的工艺,即首先提取肠衣加工废水中的盐分和肝素钠,再用氧化塘和鱼塘对废水进行处理。该方法已在盐城联益肠衣制品有限公司废水处理厂肠衣加工废水处理中得到了成功应用。氧化塘生长的水葫芦、水花生等可吸收废水中富余的养分及盐分;经污泥中微生物和细菌的分解,废水中的脂肪、蛋白质被降解为易溶于水的物质,成为鱼的饵料进入鱼塘。当该废水处理系统进水氯化物质量浓度为970mg/L时,处理后出水氯化物质量浓度可达65mg/L左右。该方法具有处理成本低、容易实施等特点,但占地面积大,在城镇地区应用受限。

生物接触氧化法兼有活性污泥法和生物膜法的特点,具有管理简单、耐冲击负荷和处理效果稳定等优点,因此,生物接触氧化法在肠衣加工废水处理中的应用较为广泛。杨建生等采用上流式厌氧污泥床(UASB)-好氧法对上海县马桥肠衣厂高浓度肠衣加工废水进行了处理。结果表明,当进水CODCr为3564~13138mg/L,Cl-为1794~6205mg/L时,CODCr去除率可达90%~95%。厌氧法启动周期和HRT较长,但经济效益、环境效益明显,处理lm3肠衣加工废水可产沼气1.36m3。厌氧处理肠衣废水不能去除NH3-N,可加碱曝气脱氮。当pH为10~11,曝气时间为12~14h时,NH3-N去除率达55%~65%。

吕宝一等采用二级A-O接触氧化(A2/O2)-混凝沉淀工艺对上海某肠衣厂肠衣加工废水进行了处理。该系统对COD的去除率可达到96%,而且处理系统对盐度、有机负荷冲击具有较强的耐受能力。镜检发现污泥絮体结构较好,原生、后生生物具有多样性,这是A2/O2法去除效果较好的原因之一。

邵春利深入研究了A2/O2工艺对肠衣加工废水的处理效果。研究表明,当肠衣加工废水中的盐度在1.9%~4.5%时,COD平均去除率可高达96.2%,氨氮平均去除率可达到90.2%,总氮去除率为59.3%

高廷东等采用水解酸化/循环活性污泥系统对肠衣加工废水进行了处理。该工艺集反应、沉淀、排水于一体,具有较好的脱氮效果。当进水COD为1200~1500mg/L、Cl-为1300~2000mg/L、SS为300~500mg/L、NH4+-N为120~150mg/L时,系统出水水质可达到《污水综合排放标准》(GB8978—1996)的一级标准。

潘锋等采用颗粒污泥膨胀床(EGSB)反应器对肠衣加工废水进行了处理,结果表明,当水力停留时间为8h、进水可溶性蛋白质质量浓度为950mg/L时,出水蛋白质质量浓度可达540mg/L,蛋白质降解率为43.2%。该工艺通过引入颗粒污泥增加了生物量,通过提高上升流速增强了污泥与介质的接触,从而取得了较好的处理效果。研究还发现,采取降低悬浮物的预处理措施有利于EGSB反应器COD去除率的提高;废水中溶解态的蛋白质降解产物对EGSB反应器内pH具有缓冲作用。

1.2物化法

物化法主要包括吸附法、混凝法、膜分离法等,一般通过采用组合工艺来提高水处理系统的适应性和处理效率。微滤适用于对液体介质的降浊、除菌处理,超滤可用于低分子溶解物与有机大分子物质的分离。如果将两种技术特点结合起来,可以去除水中大多数的污染物。许春龙等采用微滤/超滤集成系统处理南通天龙畜产品有限公司的肠衣加工废水。该厂肠衣加工废水日产量约为200t,废水经该工艺处理后,蛋白质的回收率达80%以上,可年产饲料蛋白粉300t;废水的COD去除率约为70%以上。该工艺对环境友好,处理过程中不会造成二次污染,排放水水质能够达到国家二级排放标准。该工艺在减少环境污染的同时能创造显著的经济效益。

为了进一步提高水处理效率,尹振声等采用电氧化-微滤法(简称电滤法)对长沙肠衣厂肠衣加工废水进行了处理。该工艺首先利用废水中的高盐分子通过电极反应产生氧化剂氧化去除部分污染物,以废治废,然后用微滤膜(孔径为0.025~10μm)微滤去除大粒度的污染物。当进水CODCr为160~890mg/L,Cl-为1232.9mg/L时,经处理后CODCr为20~80mg/L,Cl-<4mg/L。废水经净化处理后,可循环用于生产,具有较好的环境效益和经济效益。与其他方法相比,使用微滤膜处理废水不需要投加特殊的水处理药剂,占地面积小,操作简便,系统运行稳定可靠,易于控制、维修,处理效率高。但微滤膜容易被堵塞,采用连续自清洗的正交流结构的膜元件可以较好地解决这一缺陷。

1.3物化生物法

物化生物法结合了物化法与生物法的特点,具有适应能力强,处理效果好等优点,备受关注。李松江等采用微电解混凝化学法-生物法组合工艺对黑龙江省某肠衣厂肠衣加工废水进行了处理。该废水CODCr为1100mg/L,Cl-为150mg/L,废水经处理后CODCr为110mg/L,CODCr去除率约为90%。该工艺采用生物、物化组合法处理肠衣加工废水,效率高,成本低,代表了高盐肠衣加工废水处理工艺的发展方向。具体参见http://www.dowater.com更多相关技术文档。

陈郭建利用絮凝-粉末活性炭-序列间歇式活性污泥生化处理法(絮凝-PAC-SBR)对肠衣加工废水进行处理。结果表明,当原水Cl-、NH3-N、CODCr分别为9000、145、2000mg/L时,Cl-、NH3-N和CODCr去除率可分别达到30%、95%和90%以上。活性炭在进水阶段具有吸附作用,可减少进水中有毒和难降解污染物的浓度,从而减轻其对生物的抑制作用。另外,活性炭的大比表面积也为微生物的生长提供了空间。SBR法具有显著的脱氮性能,PAC可以强化其生化效果,提高系统的耐冲击性,改善污泥沉降性能。研究发现,菌种经过筛选与驯化,Cl-的极限质量浓度可以提高到5000mg/L甚至25000mg/L以上,表明了PAC-SBR系统中的污泥有着极好的生物活性及耐冲击性。实践中发现,随着水处理时间的延长,粉末活性炭的活性有逐渐下降的趋势。如何对活性炭进行有效、便利的再生以及对系统进行优化设计是今后的研发重点。

2结论与展望

肠衣加工废水具有盐含量高、难以生物降解等特点,物化法处理彻底但运行费用较高;生物法处理效率适中,运行费用较低,但投资和占地面积较大。因此,物化法与生物法相结合是肠衣加工废水处理技术的发展方向。未来应根据肠衣加工废水的特点,在做好清洁生产的基础上,加强水处理的材料设计、设备设计、工艺设计以及系统的优化设计,提高处理效率、降低处理成本,彻底解决肠衣加工废水的处理难题。

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