一种骨明胶废水的处理方法

文档序号:9741292阅读:1172来源:国知局
一种骨明胶废水的处理方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及废水处理技术领域,具体而言,涉及一种骨明胶废水的处理方法。
【背景技术】
[0002] 明胶是将动物的皮、骨、腱与韧带中含有的胶原,经复杂的理化处理得到的一种无 脂肪高蛋白易被人体吸收的产品,被广泛用于医药、食品、照相等行业。骨明胶是从动物骨 中提取的明胶,现有明胶比较成熟的生产工艺有酸法和碱法两种。无论采取酸法还是碱法 工艺路线,均需消耗大量新鲜水,而且排放的废水污染物种类繁多,尤其是碱法工艺,排放 大量高1丐、高化学需氧量(chemical oxygen demand,C0D)和高氮的碱性废水。另外,浸灰工 段产生的石灰废渣、提胶工段产生的恶臭和胶渣,对周围环境产生严重影响。
[0003] 碱法工艺制备明胶的基本流程包括:浸酸、水洗、浸灰、水洗、中和、水洗、抽提、固 液分离、蒸发、干燥等工序。由于国内大多数一般来说采用碱法生产骨明胶,浸酸和浸灰工 序是主要产污环节。浸酸废水中含矿、(:1'0 &2+、?043'1%2+等离子和油脂、蛋白质、核酸等有 机质,其中Cr浓度高达5%,Ca 2+约2%。浸酸废水经回收磷酸氢钙后排入污水处理站;浸酸 之后洗涤骨料的洗涤水也含上述杂质,但浓度比浸酸废水低。
[0004] 浸灰工序产生的废灰乳中主要成分为Ca(0H)2、蛋白质、氨基酸、氮、磷等成分,部 分明胶生产企业将其与浸酸废液作用,回收其中的营养物质和磷酸氢钙,但回收磷酸氢钙 所消耗的废灰乳并不多,大部分废灰乳作为浸灰废水外排,主要为饱和氢氧化钙溶液。浸灰 后的中和洗涤废水成分与浸灰废水类似,但浓度低于浸灰废水。这样,排放的浸酸和浸灰废 水混合后,pH高达11-13,C0D高达几千甚至上万,Ca 2+和Cr浓度高达几千甚至上万mg · Γ1, 造成了高pH、高钙、高有机物污染,废水达标处理难度较大。
[0005] 采用传统的活性污泥法处理骨明胶废水,工艺路线复杂,处理单元庞大,设备多, 出水水质差,臭味大,周边居民反映强烈。出现这种情况主要原因是:一方面是进水C0D远远 超过一般活性污泥法的进水C0D上限,致使实际污泥负荷高于设计参数,严重影响了活性污 泥的活性;另一方面,废水高C1'高Ca 2+对污泥的活性有很大的冲击,使得工艺运行很难正 常,出水很难达标。综上所述,要提高活性污泥对废水C0D的去除率,寻求经济高效的预处理 以降低进水(》0、?!^ &2+、(^浓度成为必然。
[0006] 明胶、骨胶和皮胶工业的主要污染物是废水。国内外在明胶、骨胶和皮胶工业生产 废水的处理方面做了大量的工作。由于浸酸废水中含有一定量的磷酸氢钙,如果对其中的 磷酸氢钙进行回收,可减轻污水处理站的处理负荷,降低污水处理成本,而且可以回收有用 的磷酸氢钙副产品,提高企业经济效益。目前,国内大多数企业采用了磷酸氢钙回收技术, 尚有少数企业未进行回收。该回收工艺应作为清洁生产工艺在以骨料为原料的企业推广使 用。
[0007] 目前,常用的废水治理工艺主要有物化法、生化法和物化-生化法等。
[0008] (1)物化法:明胶、骨胶和皮胶工业废水中存在着大量的可溶性蛋白质,这种废水 在碱性介质中很难自然沉降、澄清,必须首先破坏胶体的稳定性而使之凝聚,才能有效降低 有机物浓度。因此,混凝-气浮法成为处理明胶工业废水常用的物理化学方法。随着国内外 絮凝剂研究不断获得突破,新型高效絮凝剂被应用到明胶工业废水治理中,如聚合氯化铝 (PAC)、聚合硫酸铝(PAS)、聚合硫酸氯化铝(PACS)和聚丙烯酰胺(PAM)等高分子絮凝剂。目 前,德国已有直接应用混凝处理技术实现废水达标排放的报道。
[0009] 但是,综合考虑治理成本和环境效益,混凝处理与生物化学处理配合使用效果更 好。
[0010] (2)生化法:大部分明胶、骨胶和皮胶工业生产废水属于高浓度有机废水,其中的 有机物主要为蛋白质,可以作为微生物的营养物质。因此,采用生化法处理该类废水具有重 要的实用意义。
[0011] 但是,由于废水中含有大量的cr和Ca2+对生物活性菌有较强抑制作用的污染物, 而且其中的油脂、皮肩和高分子的胶原蛋白也大大降低了废水的可生化性。因此,很少采用 独立的生化法处理该类废水,生化法常与其它处理方法配套使用。
[0012] 目前,生化法处理明胶工业废水的主要问题有以下几方面:①水中高浓度Ca2+易在 生物处理阶段形成碳酸钙沉淀,堵塞反应器并造成污泥钙化,降低污泥活性;②废水中大量 的cr和S 2-易对微生物产生很大的毒害作用,抑制其生物活性;③多数治理工艺基本未考虑 到脱氮、除磷要求,出水的TN、TP浓度仍然较高,甚至超标;④一般没有考虑废水中的其它特 征污染物,如硫化物、重金属等。
[0013] 基于以上原因,目前骨明胶生产企业的废水处理是制约企业发展的很关键的因 素。
[0014] 另一方面,由于骨明胶生产的原料动物骨头中含有大量的钙,致使骨明胶生产工 艺的浸酸环节只能采用盐酸作为原料(硫酸会生成硫酸钙沉淀而影响骨胶产量和质量),这 就导致浸酸后的乏酸中含有大量的Cr和P〇4 3'浸酸废水的排放,一方面大大增加了污水处 理站的处理负荷,造成污水处理站很难达标;另外一方面,造成大量的盐酸的浪费。

【发明内容】

[0015] 本发明的目的在于提供一种骨明胶废水的处理方法,所述的方法能够去浸酸产生 的废液中的Ca2+、cr,同时废液经过处理后还能回收利用。
[0016] 为了实现本发明的上述目的,特采用以下技术方案:
[0017] 一种骨明胶废水的处理方法,包括以下步骤:
[0018] 将浸酸槽内处理过骨粒的废液排入反应槽,并向反应槽内加入石灰乳,对反应槽 内的反应产物进行固液分离得到第一滤液和第一沉淀物;
[0019] 将第一滤液排入置换槽内进行置换反应,并向置换槽内添加浓硫酸并搅拌,对置 换槽内的产物经固液分离得到第二滤液和第二沉淀物;以及
[0020] 将第二滤液的部分或者全部返回浸酸槽进行回收利用;
[0021] 其中,石灰乳的质量分数为12-18%,且石灰乳的用量为废液质量的10-15%;浓硫 酸的质量分数为70-98%,且浓硫酸的用量为废液质量的5-10%。
[0022] 与现有技术相比,本发明的有益效果为:
[0023] (1)能够去除废液中的Ca2+和P043'将部分Ca 2+和绝大部分P043-转化磷酸氢钙产 品。
[0024] (2)通过浓硫酸的S〇42_置换废液中的Cl、将氯化钙转化为硫酸钙产品。
[0025] (3)处理后的废液中主要成分是HC1,将处理后的废液用于骨料的浸酸,不仅能够 节约盐酸的用量,还可以减少废液排放,既经济又环保。
【附图说明】
[0026] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,以下将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
[0027] 图1为本发明实施例1的骨明胶废水的处理方法的流程图。
【具体实施方式】
[0028] 下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述,但是本领域技术人员将会 理解,下列实施例仅用于说明本发明,而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体 条件者,按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者,均为 可以通过市售购买获得的常规产品。
[0029] 一种骨明胶废水的处理方法,包括依次进行的步骤(1)、步骤(2)和步骤(3)。
[0030] 步骤(1):将浸酸槽内处理过骨粒的废液排入反应槽,并向反应槽内加入石灰乳, 对反应槽内的反应产物进行固液分离得到第一滤液和第一沉淀物。石灰乳的质量分数为 12-18%,且石灰乳的用量为废液质量的10-15%。
[0031] 现有技术中,采用碱法工艺制备明胶时,需要经过浸酸的步骤,浸酸是用稀盐酸在 浸酸槽内浸渍骨料用以去除骨料的矿物质,通常采用逆流循环的方式以避免骨粒中的有机 质遭受破坏。骨料在浸酸过程中,酸液向骨料深层渗透,同时酸液与矿物质发生化学反应。 在骨料浸酸过程中,主要发生以下化学反应:
[0032] Ca3 (P〇4) 2+4HC1 ^Ca (H2PO4) 2+2CaCl 2
[0033] Ca3C〇3+2HCl^CaCl2+H2〇+C02T
[0034] 浸酸槽内处理过骨粒的废液中主要成分是Ca3(P〇4)2和CaCl2。在骨料经浸酸处理 后的废液(钙水)中加入适量的石灰乳后,控制好恰当的中和值,会产生白色沉淀物磷酸氢 钙,再将白色沉淀物经水洗处理除去杂质和离心固液分离(或真空吸水),然后再经干燥得 到磷酸氢钙。其化学反应机理如下:
[0036] 2HCl+Ca(OH)2-CaCl2+H2〇
[0037] 最好要严格控制pH值,当pH 2 6.3时,磷酸氢钙发生分解反应,反应方程式如下:
[0039] CaHP〇4会部分分解为Ca3(P〇4)2和Ca(H2P〇4)2,这种分解对生产甚为不利。
[0040]作为优选,加入石灰乳后使得反应槽内的pH值为4.5-6。
[0041 ]进一步优选,加入石灰乳后使得反应槽内的pH值为4.8-5.2。
[0042]第一沉淀物是废水处理的副产物磷酸氢钙,稍加处理也可以回收利用。
[0043]作为优选,将第一沉淀物洗涤后进行固液分离,并对固液分离得到的固体物进行 干燥得到磷
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