一种明胶废水处理方法与流程

本发明涉及废水处理技术领域，尤其涉及了一种明胶废水处理方法。

背景技术：

明胶是胶原的水解产物，是一种天然营养型的食品增稠剂、稳定剂、乳化剂、分散剂等，应用广泛。明胶生产以动物骨骼为主要原料，其工艺可以简述为：骨粒→脱脂→浸酸→退酸水洗→中和→浸灰→退灰水洗→中和→提胶→清胶→板式蒸发器→长网干燥机→粉碎包装。

明胶生产过程中废水主要来源于脱脂、浸酸、浸灰、中和、制胶、磷酸氢钙生产等工序，明胶生产废水具有以下特性：水量水质波动大；可生化性较好；浸酸工段、磷酸氢钙生产工段产生废水呈酸性，主要含Cl^-、Ca²⁺、蛋白质、核酸等有机物，其中Cl^-离子浓度高达20000mg/l；浸灰工段废水呈碱性，产生的废乳液中主要含大量Ca(OH)₂、蛋白质、氨基酸等有机物。Cl^-过高对生化有一定抑制作用，悬浮物浓度高、易腐败，污泥产生量大，废水中还含有少量的磷酸根离子，其与钙离子容易产生磷化钙沉淀，污泥的处理难度大。目前生化阶段采用的主要方法为生物膜法、SBR法、或氧化沟法，采用生物膜法时，由于废水中的Ca²⁺浓度高，微生物的呼吸作用产生的二氧化碳与其反应生成碳酸钙沉淀而使生物膜结垢，影响处理效果；在SBR运行中，SBR属间歇运行，污水中的高浓度Ca²⁺易造成曝气器堵塞，氧化沟占地面积大，又不能保证冬天时的污水温度，影响处理效果。

技术实现要素：

本发明针对现有技术中存在的缺点，提供了一种明胶处理方法，该方法在 有效降低废水中的氨氮总值的同时防止污泥膨胀。

为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：一种明胶废水处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：废水分类收集，将浸酸车间、磷酸氢钙车间及浸灰车间排出的废水分别单独收集，分别通过格栅后进入灰水集水池混合，灰水集水池出水入预沉池进行预沉淀处理，水力停留时间为2～3h。浸酸车间、磷酸氢钙车间排出的含酸性废水和浸灰车间排出的碱性废水事先混合后，会形成大量絮体，增加与预沉处理效果。另外，酸、碱废水中和后可以减少后续加酸量，节约运行成本；通过预沉处理后可以去除大量灰渣，减少进入预曝气调节池的悬浮物含量，避免预曝气调节池曝气系统堵塞；

步骤二：脱脂车间、提交车间、水洗中和车间排出的废水由输水明渠经格栅去除废水中骨粒等粗大物后自流入综合调节池，然后通过提升泵提升至预曝气调节池，预曝气调节池中废水经池内的污水经流量恒定设备后变成流量相对稳定的流体，预曝气调节池出水由泵提升至反应初沉池，在池内投加硫酸调节废水pH为8～8.5，以除去大部分悬浮物和不溶性有机物，此外在碱性条件下，废水中Ca²⁺能将磷酸根离子完全沉淀，再在池内投加聚合氯化铝(PAC)和聚丙烯酰胺(PAM)，通过混凝去除废水中残余的钙离子、胶体物质和悬浮物，以提高共沉淀效果。经预沉池沉淀后的废水还含大量的悬浮物，而且该废水中的少量磷酸根离子会与钙离子将形成磷酸钙沉淀，磷酸钙沉淀沉淀时间太长会结块，增大污泥的处理难度，因而反应初沉池能去除剩余的悬浮物及减少污泥处理负担；

步骤三：经反应初沉池后的废水依次经过厌氧处理和好氧处理，采用的设备包括一个水解池、一个缺氧池和一个推流式活性污泥曝气池，推流式活性污 泥曝气池出水进入二沉池进行固液分离，为保池生化池的污泥浓度，按进水体积的50～70％将二沉池中污泥回流至水解池，水力停留时间为8～12h，水解池出水进入缺氧池，按进水体积的30～50％将二沉池中的污泥回流至缺氧池，水力停留时间为10～12h，缺氧池出水进入推流式活性污泥曝气池进行硝化反应，水力停留时间为40～45h，推流式活性污泥曝气池中300～500％的硝化液回流至缺氧池进行反硝化作用。在水解池中将蛋白质等大分子有机物水解成小分子有机物，以提高有机物去除效率，同时有机氮通过水解转换为氨氮，在后续缺氧池和推流式活性污泥曝气池中，利用系统中活性污泥中的微生物的作用去除大部分溶解态有机污染物，并通过生物硝化与反硝化作用脱氮，通过活性污泥吸附沉降废水中绝大部分钙质，使后续曝气生物滤池系统载体不产生结垢，保证曝气生物滤池系统的稳定运行；

步骤四：二沉池内的上清液进入曝气生物滤池，滤池内投加填料，使硝化微生物附着在填料上生长，在进水曝气过程中，填料内硝化菌利用氨氮作为营养物进行硝化反应，同时利用滤料的过滤作用，降低废水中悬浮物和COD含量，保证废水达标排放，滤液进入回用池。

作为优选，预沉池中设有刮泥撇渣装置，即可去除沉泥，又可去除浮渣，刮泥撇渣装置的行走速度为1.5m/min。

作为优选，灰水集水池及预曝气调节池中设置爪型曝气器，常规的穿孔曝气器或膜片曝气器为固定式又易堵塞，一旦损坏后很难维修，采用爪型曝气器既不易堵塞又维修方便，具有很强的实用性。

作为优选，为了加快蛋白质水解和大分子分解，设计在A/O工艺前端加一段厌氧水解池，不仅提高有机物去除效率，同时有机氮通过水解转换为氨氮，水解池的池内上升流速为0.8～1.8m/h，为了保持其处理的高效率，必须保持池 内足够多的活性污泥，上升流速为0.8～1.8m/h既能保证污泥不沉积，同时又使得活性污泥不流失。

作为优选，推流式活性污泥曝气池的氨氮负荷(Ns_NH3-N)为0.020～0.025kgNH₃-N/kgMLSS.d，有机负荷为0.08～0.10kgBOD5/kgMLSS.d，有机负荷率(F/M)小于0.15kgBOD5/kgMLSS.d，属于低负荷延时曝气工艺。曝气池的水力停留时间和污泥龄比一般生物处理法长得多，废水中有机物可以在曝气池中得到较彻底的降解，二沉池出水较好，运行稳定。

作为优选，填料为陶粒、沸石或砂子。陶粒、沸石或砂子具有生物化学稳定性强、比面积大及表面粗糙度高等特点，因而适宜微生物附着生长，并投加硝化微生物，确保硝化效果。

作为优选，将二沉池的剩余污泥通过泥浆泵进入箱式压滤机脱水，压滤脱水后的泥饼外运安全填埋，压滤后的废水进入综合调节池循环处理。

本发明由于采用了以上技术方案，具有显著的技术效果：将明胶生产中酸车间、磷酸氢钙车间排出的含酸性废水和浸灰车间排出的碱性废水事先混合后，会形成大量絮体，增加预沉处理效果；能够有效的去除明胶废水中的Ca²⁺及磷酸根离子；采用推流式活性污泥法，即可避免Ca²⁺结垢，又可防止污泥膨胀；本发明操作简单、运行稳定，出水可达标排放。

附图说明

图1为本发明的流程示意图。

具体实施方式

下面实施例是对本发明进一步详细描述，但不是限制本发明的范围。

一种明胶废水处理方法，如图1所示，包括以下步骤：

步骤一：废水分类收集，将浸酸车间、磷酸氢钙车间及浸灰车间排出的废 水单独收集，分别通过格栅后进入灰水集水池混合，灰水集水池出水入预沉池进行预沉淀处理，水力停留时间为2～3h，预沉池中设有刮泥撇渣装置，即可去除沉泥，又可去除浮渣，刮泥撇渣装置的行走速度为1.5m/min。浸酸车间、磷酸氢钙车间排出的含酸性废水和浸灰车间排出的碱性废水事先混合后，会形成大量絮体，增加与预沉处理效果。另外，酸、碱废水中和后可以减少后续加酸量，节约运行成本；通过预沉处理后可以去除大量灰渣，减少进入预曝气调节池悬浮物含量，避免预曝气调节池曝气系统堵塞；

步骤二：脱脂车间、提交车间、水洗中和车间排出的废水由输水明渠经格栅去除废水中骨粒等粗大物后自流入综合调节池，然后通过提升泵提升至预曝气调节池，预曝气调节池中废水经池内的污水经流量恒定设备后变成流量相对稳定的流体，预曝气调节池出水由泵提升至反应初沉池，在池内投加硫酸调节废水pH为8～8.5，以除去大部分悬浮物和不溶性有机物，此外在碱性条件下，废水中Ca²⁺能将磷酸根离子完全沉淀，再在池内投加聚合氯化铝(PAC)和聚丙烯酰胺(PAM)，通过混凝去除废水中的残余的钙离子、胶体物质和悬浮物，以提高共沉淀效果。经预沉池沉淀后的废水还含大量的悬浮物，而且该废水中的少量磷酸根离子会与钙离子将形成磷酸钙沉淀，磷酸钙沉淀沉淀时间太长会结块，增大污泥的处理难度，因而反应初沉池能去除剩余的悬浮物及减少污泥处理负担；

步骤三：经反应初沉池后的废水依次经过厌氧处理和好氧处理，采用的设备包括一个水解池、一个缺氧池和一个推流式活性污泥曝气池，推流式活性污泥曝气池出水进入二沉池进行固液分离，为保池生化池的污泥浓度，按进水体积的50～70％将二沉池中污泥回流至水解池，水力停留时间为8～12h，水解后出水进入缺氧池，按进水体积的30～50％将二沉池中的污泥回流至缺氧池，水力停 留时间为10～12h，缺氧池出水进入推流式活性污泥曝气池进行硝化反应，水力停留时间为40～45h，推流式活性污泥曝气池中300～500％的硝化液回流至缺氧池进行反硝化作用。在水解池中将蛋白质等大分子有机物水解成小分子有机物，以提高有机物去除效率，同时有机氮通过水解转换为氨氮，在后续缺氧池和推流式活性污泥曝气池中，利用系统中活性污泥中的微生物的作用去除大部分溶解态有机污染物，并通过生物硝化与反硝化作用脱氮，通过活性污泥吸附沉降废水中绝大部分钙质，使后续曝气生物滤池系统载体不产生结垢，保证曝气生物滤池系统的稳定运行；

步骤四：二沉池内的上清液进入曝气生物滤池，滤池内投加填料，使硝化微生物附着在填料上生长，在进水曝气过程中，填料内硝化菌利用氨氮作为营养物进行硝化反应，同时利用滤料的过滤作用，降低废水中悬浮物和COD含量，保证废水达标排放，滤液进入回用水池。将二沉池中的剩余污泥通过泥浆泵进入箱式压滤机脱水后，泥饼外运填埋，压滤后的废水进入调节池循环处理。

作为优选，集水池及预曝气调节池中设置爪型曝气器，常规的穿孔曝气器或膜片曝气器为固定式膜片微孔曝气器，一旦损坏后很难维修，采用爪型曝气器既不易堵塞又维修方便，具有很强的实用性。

作为优选，为了加快蛋白质水解和大分子分解，设计在A/O工艺前端加一段厌氧水解池，不仅提高有机物去除效率，同时有机氮通过水解转换为氨氮，水解池的池内上升流速为0.8～1.8m/h，为了保持其处理的高效率，必须保持池内足够多的活性污泥，上升流速为0.8～1.8m/h既能保证污泥不沉积，同时又使得活性污泥不流失。

作为优选，推流式活性污泥曝气池的Ns_NH3-N为0.020-0.025kgNH₃-N/kgMLSS.d，有机负荷为0.08～0.10kgBOD5/kgMLSS.d，F/M小于0.15 kgBOD5/kgMLSS.d，属于低负荷延时曝气工艺。曝气池的水力停留时间和污泥龄比一般生物处理法长得多，废水中有机物可以在曝气池中得到较彻底的降解，二沉池出水较好，运行稳定。

作为优选，填料为陶粒、沸石或砂子。陶粒、沸石或砂子具有生物化学稳定性强、比面积大及表面粗糙度高等特点，因而适宜微生物附着生长，并投加硝化微生物，确保硝化效果。

实施例1

某明胶股份有限公司废水，日处理量为500m³/d，原水水质如表1所示。具体处理步骤如下：

步骤一：废水分类收集，将浸酸车间、磷酸氢钙车间及浸灰车间排出的废水单独收集，分别通过格栅后进入灰水集水池混合，灰水集水池出水入预沉池进行预沉淀处理，水力停留时间为3h，预沉池中设有刮泥撇渣装置，即可去除沉泥，又可去除浮渣，刮泥撇渣装置的行走速度为1.5m/min；

步骤二：脱脂车间、提交车间、水洗中和车间排出的废水由输水明渠经格栅去除废水中骨粒等粗大物后自流入综合调节池，然后通过提升泵提升至预曝气调节池，预曝气调节池中废水经池内的污水经流量恒定设备后变成流量相对稳定的流体，预曝气调节池出水由泵提升至反应初沉池，在池内投加硫酸调节废水pH为8～8.5，以除去大部分悬浮物和不溶性有机物，此外在碱性条件下，废水中Ca²⁺能将磷酸根离子完全沉淀，再在池内投加PAC和PAM，PAC、PAM的投加量分别为50mg/L、60mg/L，通过混凝去除混凝废水中的残余的钙离子、胶体物质和悬浮物，以提高共沉淀效果；

步骤三：经反应初沉池后的废水依次经过厌氧处理和好氧处理，采用的设 备包括一个水解池、一个缺氧池和一个推流式活性污泥曝气池，为保池生化池的污泥浓度，推流式曝气池出水进入二沉池进行固液分离，按进水体积的70％将二沉池中污泥回流至水解池，水力停留时间为10h，水解后出水进入缺氧池，按进水体积的30％将二沉池中的污泥回流至缺氧池，水力停留时间为12h，缺氧池出水进入推流式活性污泥曝气池进行硝化反应，水力停留时间为40h，推流式活性污泥曝气池中350％的硝化液回流至缺氧池进行反硝化作用。

步骤四：，二沉池内的上清液进入曝气生物滤池，滤池内投加沸石，上层液体入回用水池，沸石的离子交换能力强，能够吸附水中的NH₄⁺，而适宜环境的硝化菌的大量生长，使NH₄⁺转化为硝酸盐，沸石使硝化微生物附着在填料上生长。二沉池中的剩余污泥通过泥浆泵进入箱式压滤机脱水后，泥饼外运作肥料，压滤后的废水进入综合调节池循环处理。

具体各单元水质如表1所示。

表1

表1各代表指标英文名称所代表的中文含义、计量单位、测定方法见表2

表2

总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本发明专利的涵盖范围。