生物酶催化技术应用于卡拉胶废水处理工程

齐爱玖，林祥进，孙祥章

（福州晨翔环保工程有限公司，福州 350001）

生物酶催化技术应用于卡拉胶废水处理工程

齐爱玖，林祥进，孙祥章

（福州晨翔环保工程有限公司，福州 350001）

卡拉胶废水成分复杂，含有难生化降解的有机污染物种类多，且浓度高，碱性大，含盐量高，按现有的处理工艺，很难达到排放标准。本文以福建省石狮市中科海藻制品发展有限公司卡拉胶废水处理工程为例，阐述了生物酶催化技术在卡拉胶废水处理中的应用。通过在生化系统建立酶体系，利用生物酶催化作用，提高废水中难降解有机物的可生化性与可处理性，从而使出水达到《污水综合排放标准》（GB8978—1996）规定的一级排放标准。

生物酶催化;卡拉胶废水;达标排放

卡拉胶（Carrageenan），又称为鹿角菜胶、角叉菜胶。卡拉胶是从某些红藻类海草中提炼出来的亲水性胶体，它的化学结构是由半乳糖及脱水半乳糖所组成的多糖类硫酸酯的钙、钾、钠、铵盐。由于其中硫酸酯结合形态的不同，可分为K型（Kappa）、I型（Iota）、L型（Lambda）。卡拉胶广泛应用于食品、日用化工和医药等行业，但其生产加工时所产生的废水组分复杂，污染物浓度高、色度大，不仅含有大量有机污染物，而且pH变化较大，C/N比例失调，同时氯离子含量较大，处理难度大。卡拉胶废水的特点为：水量波动大，水质不稳定；污水中的有机物浓度高；在设计中还需考虑氯离子对生化处理的影响。

本文以福建省石狮市中科海藻制品发展有限公司卡拉胶废水处理工程为例，阐述了生物酶催化技术在卡拉胶废水处理中的作用。

1 废水处理工程概况

福建省石狮市中科海藻制品发展有限公司主要从事卡拉胶原料的加工和制作，生产过程中主要是碱处理、洗碱、钾化胶凝和压榨脱水工序产生废水，该混合废水呈微碱性，pH为9.0～11.0，废水中含有海藻表皮纤维，海藻蛋白等有机物质，其中CODCr为700～900mg/L，盐度156mg/L，废水颜色棕黄，其悬浮物含量高。

1.1 废水水质

该公司卡拉胶废水进水水质根据已有的同类行业废水水质情况综合考虑，设计规模为80m3/d，出水水质执行《污水综合排放标准》（GB8978-1996）中一级排放标准。具体数值见表1。

表1 设计进出水水质

1.2 工艺流程（见下图）

该公司卡拉胶废水处理采用生物酶催化+生化处理工艺。污水经调节池进行pH加酸调节后进入厌氧池，在其中消解长链有机污染物后，分解有机氮为小分子氨氮和氮气，并通过部分回流达到反硝化作用，出水经提升泵1进入中间池，后用提升泵2抽至初沉池进行沉淀处理后去除较大的颗粒以便于后续生化处理，自流进入酶催化氧化池，进行酶催化反应，考虑到色度的去除和由于生化反应水力停留时间过长，土建造价成本和运行成本增加等多方面因素，利用特选生物酶对于难降解有机物高效迅速的降解机理，将难降解有机物如萘、菲等非氯化芳香族化合物、氯化芳香族化合物、磷酸酯、邻苯二甲酸酯、酚类化合物和苯胺类化合物等分解成小分子可降解物质，进一步提高可生化性，从而降低了后续生化反应单元的土建造价和能耗。利用接触氧化池中填料表面附着的丰富的生物膜以及由曝气设备（鼓风机及其曝气系统）提供的溶解氧去除水中的有机污染物和氨氮；混合液经沉淀池进行泥水分离后，沉淀污泥部分回流至厌氧池，剩余污泥排入污泥浓缩池；沉淀后的污水自流进入清水池，利用回流清水泵回用于生产，达到污染减量化的目的，处理后多余的污水则达标排放。

废水处理工艺流程图

2 废水处理工程的调试和运行

废水处理工程的调试及试运行是废水处理工程建设的重要阶段，是指在满负荷进水条件下，优化、摸索运行参数，取得最佳的去除效果，同时对工程整体质量进一步全面考核，为今后长期稳定运行奠定基础，是检验废水处理工程前期设计、施工、安装等工程质量的重要环节。

2.1 物化处理阶段工程调试

物化处理部分的调试工作主要包括调节进水pH、进水流量、盐酸（HCl）投加量，并考察运行效果。通过现场试验和调试，可得：进水pH7～9，CODCr700～900mg/L，12小时连续运行，流量7m3/h。

2.2 生化处理阶段工程调试

该厂废水处理站的生化处理阶段调试主要是生化反应池的生物菌培养和驯化，即厌氧池和接触氧化池的调试，在厌氧池和接触氧化池分别实现生物菌正常的新陈代谢。生化调试最关键的是生化池的启动。污泥的培养驯化采用接种培养法，即在厌氧池和接触氧化池中加入其它污水处理厂的活性污泥。每天需向厌氧池、好氧池投加碳源，以使厌氧池、好氧池内的BOD5增加200mg/L；投加氮、磷时，厌氧池按BOD5∶N∶P =300∶5∶1的比例投加，好氧池按BOD5∶N∶P =100∶5∶1的比例投加。间歇运行时，沉淀池内的污泥量较少，分别回流至酶生物厌氧池、中间池、酶催化氧化池。培养期间应通过镜检密切观察生化池中微生物相的变化；同时进行进、出水水质及反映活性污泥性能指标的测定，包括SV、MLSS、SVI、CODCr、BOD5等。

为加快挂膜速度，缩短调试时间，采用生物酶催化技术进行生化阶段调试，使设施尽快投入运行。即在生化厌氧段，投加生物酶制剂，进行酶催化反应，提高生化效果及降解率。污水处理工程运行20天之后观察，SV为4%左右，出水CODCr含量仍较高。通过镜检观察到菌胶团比较松散，原生动物较少。10天之后继续观察，镜检中出现了轮虫等后生动物，但数量不是很多，这表明污泥正在进一步驯化。再进一步提高BOD5负荷，开始以15m3/h连续进水，一天进水10h。这段时期污泥增长速度很快，SV呈线性上升，出水CODCr含量一直比较稳定。继续提高负荷至40m3/h，最终SV为15%左右，主曝气区污泥浓度为2g/L。10天后观察，厌氧池组合填料微生物挂膜状况良好，接触氧化池生物污泥色泽呈浅黑色，镜检时原生动物与后生动物均较多，而且较活跃。这表明活性污泥培养基本成功。从监测的水质情况看，经过采用生物酶催化技术对上述各阶段的调试和试运行，缩短了调试时间，取得了良好效果。

2.3 生物酶催化技术在生化处理阶段工程调试中的作用

生化处理阶段的调试是整个废水处理工程调试的关键。生物膜的培养实质就是在一段时间内，通过一定的手段，使处理系统中产生并积累一定量的微生物，使生物膜达到一定厚度，选择适应实际水质情况的微生物，淘汰无用的微生物，对于有脱氮除磷功能的处理工艺，通过驯化使硝化菌、反硝化菌、聚磷菌成为优势菌群，生物膜培养成功，直到出水BOD5、SS、CODCr等各项指标达到设计要求。影响调试的因素，除接种污泥外，还有废水的水质特征、有机质负荷和有毒污染物负荷、环境条件、填料种类等。生化调试所需时间较长，一般在20～28周不等。为加快挂膜速度，缩短调试时间，采用生物酶催化技术进行生化阶段调试，使设施尽快投入运行。采用生物酶催化技术进行生化处理阶段调试，即在生化厌氧段，投加生物酶制剂，进行酶催化反应，提高生化效果及降解率。生物酶催化技术在生化处理段调试工程中的作用有：

（1）提高生化处理效率及污染物降解率；

（2）加快生化处理挂膜速度，缩短调试时间；

（3）促进生化处理系统中的微生物生长；

（4）提高生化处理系统抗冲击负荷、抗盐性。

3 废水处理工程运行效果

该公司废水处理站经生物酶催化技术调试、试运行2个多月后，有关环保部门进行不定时监测。监测数据显示，出水水质各项指标达到《污水综合排放标准》（GB8978-1996）中的一级排放标准（水质监测结果见表2）。

表2 卡拉胶废水处理监测结果汇总

从表2的监测结果可以看出，该公司废水处理工程经生物酶催化技术调试后，运行2个月以来，对CODCr、BOD5的去除能力有很大的提高，且缩短了调试时间。进水水质：CODCr980～1025mg/L，BOD5280～340mg/L；出水水质：CODCr≤50mg/L，BOD5≤20mg/L；CODCr平均去除率为95%，BOD5平均去除率为93.5%，各项指标均达到相关排放标准。

4 结语

该项目经过近2个月的调试运行，废水处理站各构筑物、设备均能满足设计要求，整个系统运行正常、稳定。处理规模和出水水质均能达到设计要求，已通过环保部门相关验收。同时经生物酶催化技术进行调试，可提高生化处理效率及污染物降解率，加快生化处理挂膜速度，缩短调试时间，促进生化处理系统微生物生长，可提高生化处理系统抗冲击负荷。表明卡拉胶废水采用生物酶催化技术处理的工艺流程是适宜的，工艺处理能耗低，运行效果稳定。

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Bio-enzymatic Technology Used in Carrageenan Wastewater Treatment Engineering Practice

QI Ai-jiu, LIN Xiang-jin, SUN Xiang-zhang
(Fuzhou Chenxiang Environmental Engineering Co., Ltd, Fuzhou 350001, China)

The complex composition of carrageenan wastewater contains difficult biochemical degradation of many kinds of organic pollutants, and high concentrations, alkaline, high salt content. It is difficult to achieve the emission standards according to the existing treatment process. By taking carrageenan wastewater treatment works of Fujian Shishi City Seaweed Products Development Co., Ltd. as an example, the article describes the application of bio-enzymatic technology in wastewater treatment of carrageenan. Enzyme system is set in bio-chemical system, the article uses bio-enzyme catalysis to improve biochemistry and treatment of in-degradability of organic matter in wastewater, so as to meet the first grade discharge standard stipulated in〈the Comprehensive Discharge Standard of Wastewater〉 (GB8978-1996).

biological enzymatic catalysis; carrageenan wastewater; discharge standards

X703

A

1006-5377（2012）11-0026-03