摘 要:水产加工企业在中国沿海地区近年来越来越多,所以水产加工废水也会增加,如果不对其进行有效的处理,废水将对水环境造成严重污染。此类废水有机物含量、含氮量较高,水质水量波动也很大,废水盐度较高。通过对一些国内外主要处理方法的研究与分析,对各个工艺的优点与缺点进行综合考虑,最后选择厌氧法与好氧法的相结合的方法,得出采用UASB两级接触氧化工艺处理水产加工废水,该工艺具有主要构筑物设备简单,占地面积小,抗冲击负荷能力强、处理效果好等特点,其中UASB处理效率高,适合于处理COD和SS浓度均较高的废水。且其与好氧工艺相结合,处理效果显著,可有效的使废水达标排放。
关键词:水产品;好氧法与厌氧法;UASB两级接触氧化工艺
1水产品加工废水的处理
1.1 水产加工废水现状
因为水产加工企业在中国沿海地区近年来越来越多,所以水产加工废水也会增加。如果不对其进行有效的处理,废水将对水环境造成严重污染。
1.2 水产品加工废水的特点
废水中有机物含量、含氮量较高,水质水量波动也很大。另外,有些企业为了节省水资源节约开销便使用海水清洗原料,使得此类废水盐度较高。水产加工废水通常还具有水温低,生化降解性好的特点。
1.3 国内外处理方法
目前,国内外采用生物处理方法较多,且多为厌氧与好氧组合工艺,取得了良好的效果。但依然存在以下两方面问题:①现在的很多处理流程都设计得很复杂,构筑物相对较多,其占地面积大、投资高;②所设计的工艺其系统的管理和维护较复杂,如果处理不当,就会影响整个系统的预想效果,并且影响最后的出水水质。国外也有采用构筑湿地系统(constructed wetlands)处理海产品加工废水的报道。构筑湿地系统是基于生态工程学的原理,通过人工构筑湿地、稳定塘、水生植物塘、土地处理系统以及上述诸处理工艺的组合。泰国有采用厌氧塘与五级兼性塘组合法或是曝气塘—兼性塘—精制塘组合法处理海产品加工废水的报道,取得较好的效果。但是,构筑湿地系统也有其明显的不足:①工艺流程复杂,占地面积大;②如果气候恶劣,不能很好地抵御;③作物生长成熟程度很可能会影响净化能力。此外,可能还需要控制蚊蝇滋生等。
1.4 水产品加工废水来源
水产加工废水主要来自于海产品加工过程中的原料清洗、原料处理和解冻等工序,废水量大,有机物浓度高,原水中含有大量油脂、游离性蛋白质及盐分。若不经有效处理,将会污染周围水体、水域,对环境产生严重污染。在原鱼的加工处理工艺(原鱼→冲洗鱼体→原料处理→冻结→冻结层处理→包装)中产生废水的工艺流程是冲洗鱼体和原料处理。而在冻鱼的加工处理工艺(冻鱼→解冻→去内脏、清洗→切片冲洗→烘干→成品)中产生废水的工艺流程是解冻、清洗去内脏、切片冲洗。
1.5处理方法确定
通过对水产品加工废水的分析,得出其具有有机物浓度高;悬浮物浓度高;属高浓度易生化有机废水,但不易直接被好氧生物降解的特点。所以需要用厌氧法与好氧法相结合的方法去处理。
目前水产加工主要分为渔获物处理和二次加工两大类,水产加工废水主要来自于水产品加工过程中的原料清洗、原料处理和解冻等工序。废水中有机物浓度较高,而且含有油脂、蛋白质等大分子有机物质,此外还含有色素、植物纤维、泥砂、胶体等成分。污水的五日的生化需氧量/重铬酸钾指数达到0.5~0.6,易于生物降解。根据查阅资料和分析对比,要达到投资少、效果好、费用低、占地小等要求,可采用厌氧-好氧组合工艺。
2主要处理工艺
对于水产加工废水处理,如今国内外都已经采用了很多技术,主要有以下几种:吸附-生物降解工艺、水解(酸化)+生物接触氧化工艺、气浮+接触氧化工艺、气浮+A/O+CASS工艺、UASB+好氧生物处理工艺、絮凝床+SBR工艺等。
2.1 生物接触氧化法处理工艺
生物接触氧化法(biological contact oxidation process)是从生物膜法派生出来的一种废水生物处理法,即在生物接触氧化池内装填一定数量的填料,利用栖附在填料上的生物膜和充分供應的氧气,通过生物氧化作用,将废水中的有机物氧化分解,达到净化目的。
生物接触氧化法具有以下三个特点:
①由于填料比表面积大,池内充氧条件良好,池内单位容积的生物固体量较高,因此,生物接触氧化池具有较高的容积负荷。
②由于生物接触氧化池内生物固体量多,水流完全混合,故对水质水量的骤变有较强的适应能力。
③剩余污泥量少,不存在污泥膨胀问题,运行管理简便。
2.2 SBR法处理高盐度海产品加工废水
为了节约淡水资源,在海产品加工过程的一些工序中(如解冻、清洗外表等)采用了海水,但随之而来的是其产生的高盐度废水的处理问题。高盐度废水对传统活性污泥系统的影响非常大,对于浓度相对恒定的高盐度有机废水,活性污泥的驯化或接种耐盐微生物是处理系统取得成功的最重要因素;SBR工艺作为一种先进的活性污泥法对许多传统活性污泥法难以处理的废水都具有较好的处理效果。
SBR具有一定的抗盐度冲击负荷能力,用SBR处理高盐度废水时,进水中氯离子浓度不宜超过10000mg/L,另外系统的运行应该尽量保持进水中盐度的恒定,因为盐度的变化会给微生物系统带来一定的冲击,进而影响系统的处理效果,当进水中盐度变化时,需要充分的稳定时间使系统中的微生物来适应变化的环境。较大幅度的盐度变化会对生物系统造成致命的冲击,微生物数量减少,系统处理效率降低,出水水质恶化,直至最终生物系统的完全崩溃,所以在工艺运行中要尽量避免盐度的突然变化。
2.3 A/O结合循环式活性污泥法处理海产品加工废水
与传统的SBR反应器不同,CASS反应池的前端设有小容积的生物选择区,通常在缺氧-厭氧条件下运行,进入CASS反应池的污水和从主反应区内回流的活性污泥在选择区混和接触,对难降解有机物起到了良好的水解作用,还可发生显著的反硝化作用。设置选择区的目的是使系统选择出絮凝细菌,克服污泥膨胀。CASS工艺运行过程的一个周期由充水-曝气、充水-泥水分离、上清液滗除和充水-闲置等四个阶段组成,具有系统组成简单、投资低、运行灵活、可靠性好、无污泥膨胀等优点,尤其是还具有优越的脱氮除磷效果。
废水经过回转格栅,粗大的固体物质被去除,然后流经隔油集水池隔去浮油,水中高浓度的油脂被有效地去除。再用泵将出水提升到气浮池,采用碱式氯化铝为絮凝剂,将废水中富含蛋白质的悬浮固体、胶体去除,气浮池的浮渣由刮泥机刮去。气浮池出水溢流入A/O池,在A/O池中,废水处于缺氧-好氧交替的生化环境,经过反硝化反应和硝化反应的交替进行,使得氨氮和总氮得到有效脱除。两个A/O工艺进行串联的优点是,可以借助A段反硝化过程中产生的碱度来对O段硝化过程中消耗的碱度进行内部补充,使O段不必补加碱度而顺利进行硝化作用。出水交替进入CASS池,经过充水曝气、沉淀、滗水、闲置,后进入清水池,达标排放,一部分回用做气浮池的溶气水。
2.4气浮——强化A段-A/O工艺处理海产品加工废水
强化A段由A池及中沉池构成,A池采用高负荷活性污泥工艺,水力停留时间为8小时,其主要作用是去除有机物及厌氧释磷以降低后续A/O段负荷。A/O段由A/O池及二沉池构成,A/O池采用低负荷活性污泥工艺,水力停留时间为27小时,废水在其中交替进行缺氧及好氧处理,混合液回流由推流式潜水搅拌器完成,其功能为去除残余的有机物、实现氨氮的硝化及硝酸盐氮的部分反硝化。
2.5 工艺的选择
厌氧工艺有水解酸化池、厌氧消化池、升流式厌氧污泥床(UASB)
厌氧折流板反应器(ABR),而好氧工艺有间歇式活性污泥法(SBR)
氧化沟工艺、生物滤池法、生物接触氧化法、循環式活性污泥法(CAST)
最后通过查阅资料及文献,得出厌氧处理法选取UASB反应器,而好氧处理法选取生物接触氧化法,采用UASB两级接触氧化工艺处理水产加工废水,该工艺具有主要构筑物设备简单,占地面积小,抗冲击负荷能力强、处理效果好等特点,其中UASB处理效率高,适合于处理COD和SS浓度均较高的废水。且其与好氧工艺相结合,处理效果显著,可有效的使废水达标排放。
工艺流程为:
进水→格栅→调节池→气浮池→水解酸化池→UASB→一级生物接触氧化池→二级生物接触氧化池→沉淀池→出水
3前景展望
多数厂家用地紧张,应尽量开发、采用占地面积少,处理效率高的工艺;联合应用物化处理和生物处理,对大多数海产品加工废水是可行的;高盐度海产品加工废水属极难处理的废水,厌氧法可能成为该种废水较有效的治理技术;如能较好地解决膜污染问题,联合采用膜技术与生物处理技术,也将是一种颇具前景的处理方法。盐含量变化对水体的污染具有一定的应用价值。
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作者简介:
王凌骅(1990—),男,汉族,辽宁沈阳人,辽宁大学环境学院,环境科学专业,硕士研究生。