本发明涉及明胶废水处理工艺领域，特别涉及一种明胶综合废水初沉池处理工艺。
背景技术：
目前国内骨明胶生产企业大多沿用传统碱法工艺制胶，工艺流程包括：浸酸→退酸水洗→浸灰→退灰水洗→中和→水洗→加热提胶→精制处理→浓缩→蒸发→灭菌→挤胶、干燥，该工艺方法每生产一吨明胶，耗水600-1000吨，产生固废10-20吨，废渣、废水排放量大，其产生的废水中含有大量的可溶性蛋白，包括大量的胶体、油脂、有机物颗粒、悬浊液和乳浊液，这种废水在碱性介质中很难自然沉降、澄清，其必须采用物理或者化学的方法来处理，针对明胶生产废水排放的特点，一般采用取清、污分流分治的方法，传统明胶废水处理的方法存在多种，但主要的处理工艺流程为：原水→预沉集水池→初沉池→综合调节池→反应初沉池→气浮池→a/o池→终沉池→曝气生物滤池(ibaf池)→达标排放。
在传统的明胶处理工艺中，初沉池阶段一般添加无机絮凝剂，无机絮凝剂一般包括铝盐系和铁盐系，在使用过程中，铝盐系无机絮凝剂因性价比较高而广泛使用，然而，铝盐系无机絮凝剂的絮凝沉降效果有限，不能显著降低原水的cod值和ss值，这也是在初沉池后，设置多个处理工序的主要原因，一般cod值为4000-6000mg/l和ss值为1000-1500mg/l的原水，经初沉池沉降处理后，得到的上层废水cod值只能达到3500-4500mg/l，ss值只能达到1000-1200mg/l，这样水质的废水只能被送至综合调节池和反应初沉池内进行进一步处理后，再经气浮池气浮处理才能达到水解酸化池的入水标准，这也是导致传统明胶废水处理工序多且繁杂，处理时间长的主要原因之一。
技术实现要素：
本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种明胶综合废水初沉池处理工艺，通过向初沉池内添加一种复配的絮凝剂，以显著提高初沉池内的絮凝沉降效果，使初沉池的出水水质明显提高，进而减少部分后续处理的工序，解决传统明胶废水所存在的不足。
本发明采用的技术方案如下：一种明胶综合废水初沉池处理工艺，包括将明胶综合废水排入预沉集水池的阶段，其特征在于，废水经预沉集水池静置沉降处理后，上层废水排入初沉池内，下沉污泥送至污泥处理单元，在初沉池内，在搅拌状态下，向初沉池中加入200-300mg/l的絮凝剂，絮凝沉降后，上层废水排入下一工序，下层污泥送至污泥处理单元，其中，絮凝剂由alcl3粉末、mgcl2粉末和aeo-7组成，aeo-7的用量为5-20mg/l。
在本发明中，通过复配得到一种组合型的絮凝剂，相比于传统单一的絮凝剂，本发明的絮凝剂的絮凝效果更加突出，特别是aeo-7的首次应用，将aeo-7首次应用于明胶废水处理中，aeo-7本身属于脂肪醇聚氧乙烯醚的一种，其本为一种非离子表面活性剂，而不是一种絮凝剂，其主要用于与油脂和酯化物形成乳化物，对絮体本身的无絮凝效果，本发明将其作为絮凝剂的一部分使用，通过研发人员在实验中的发现，aeo-7与絮凝剂一同使用时，具有促进絮凝剂絮凝沉降的作用(可参考本发明的实施例7-10的数据)，作用原理尚未明确，猜想的可能的原因是：aeo-7与油脂和酯化物所形成乳化物能够与絮凝剂所形成的絮体会产生协同作用，乳化物与絮体混合后会有助于絮体体积变大和吸附，进而促进其沉降，废水中的絮体得到了有效减少，降低了废水的cod值和ss值。
进一步，为了扩大絮凝沉降的效果，在加入絮凝剂絮凝沉降后，加入20-40mg/l的粉末活性炭搅拌后继续絮凝沉降，其中，粉末活性炭的粒度为150-200目。粉末活性炭主要用于对初沉池内的大粒径絮体和油脂进行吸附沉降，经粉末活性炭处理后的废水，其cod值在2644-2677mg/l之间，ss值在656-745mg/l之间，絮凝沉降效果较好。
进一步，为了进一步提高絮凝沉降效果，在加入絮凝剂絮凝沉降后，加入0.5-1.0mg/l的pam搅拌后继续絮凝沉降。经pam絮凝沉降处理后，废水的cod值在2537-2582mg/l之间，ss值在625-688mg/l之间，絮凝沉降效果较使用粉末活性炭的效果好。
进一步，为了显著提高初沉池内的絮凝沉降效果，在加入絮凝剂絮凝沉降后，先加入20-40mg/l的粉末活性炭搅拌后静置一段时间，然后再加入0.5-1.0mg/l的pam搅拌后继续絮凝沉降。通过首次在初沉池添加粉末活性炭和pam，经实际应用后，该方式能够使初沉池的出水水质一次性达到最佳水质标准，其cod值可达到2315-2447mg/l，ss值达到515-587mg/l，这是传统处理工艺所不能达到的，本发明通过复配alcl3粉末、mgcl2粉末、aeo-7活性剂、粉末活性炭和pam，发现了它们之间的内在联系，应用它们之间的相互促进作用，使初沉池的出水水质达到了最佳，为后续的废水处理工序创造了良好的水质条件，显著提高了初沉池内的絮凝沉降效果。
本发明采用絮凝剂、粉末活性炭和pam的原理为：絮凝剂用于对初沉池内的絮体进行预沉降，部分剩余未沉降的絮体经粉末活性炭吸附沉降后，剩余的微小絮体和部分未被粉末活性炭吸附的微小絮体在pam的作用下，以粉末活性炭为吸附点而形成粒径较大的絮体，进而完成进一步的絮凝沉降，有效提高了絮凝沉降的效果。在本发明中，粉末活性炭和pam的加入顺序不能颠倒，否则不能达到上述效果，若在初沉池内先加入pam，由于经絮凝剂处理后的明胶废水中，其悬浮的絮体较多，絮体间大小不一，pam在对其进行吸附絮凝时，不仅需要大量的pam，而且在吸附效果上，絮凝形成的较大粒径的絮体之间由于缺少可靠吸附点而单独的悬浮在废水中，并且对油脂的吸附效果欠佳，即使在搅拌的作用下，废水中的絮体沉降量较少，有相当一部分的絮体依然悬浮在废水中，此时，再加入粉末活性炭时，由于大粒径的絮体会吸附较多的粉末活性炭，而导致大粒径的絮体会消耗较多的粉末活性炭，粉末活性炭所捕获的微小絮体变少，而且，由于消耗了太多的粉末活性炭，废水中的油脂吸附效果较差，废水表面上存在油膜，在絮凝沉降的效果上，在使用相同量的粉末活性炭和pam的情况下，先加入pam的方式所获得的絮体沉降量相对较少，废水中的悬浮的絮体较多，废水澄清效果较差。
作为优选，絮凝剂的用量为260mg/l，其中，alcl3粉末的用量为150mg/l，mgcl2粉末的用量为100mg/l，aeo-7的用量为10mg/l。
作为优选，粉末活性炭的用量为28mg/l，pam的用量为0.7mg/l。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：本发明通过在初沉池内添加alcl3粉末、mgcl2粉末和aeo-7活性剂，使初沉池的废水水质质量显著升高，其技术效果远高于单独使用alcl3粉末和mgcl2粉末时的技术效果，在絮凝剂添加总量不变的情况下，alcl3粉末和mgcl2粉末的搭配使用克服了单个絮凝剂絮凝沉降效果有限的问题，这是传统明胶废水处理工艺所未披露的，同时，通过首次在初沉池添加粉末活性炭和pam，通过实际应用后，能够使初沉池的出水水质一次性达到最佳水质标准，其cod值可达到2315-2447mg/l，ss值达到515-587mg/l，这是传统处理工艺所不能达到的，本发明通过复配alcl3粉末、mgcl2粉末、aeo-7活性剂、粉末活性炭和pam，使初沉池的出水水质达到最佳，为后续的废水处理工序创造了良好的水质条件，显著提高了初沉池内的絮凝沉降效果。
附图说明
图1是本发明的明胶综合废水处理工艺流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明作详细的说明。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，一种明胶综合废水处理工艺，包括以下步骤：
步骤1、将明胶综合废水一并排入预沉集水池内静置沉降处理，通过刮泥机的撇渣、刮泥作用，预沉集水池内的上层废水(原水)排入初沉池内继续处理，下层污泥送至污泥处理单元继续处理；
步骤2、初沉池接收废水后，在刮泥机的搅拌作用下按200-300mg/l的加入量加入絮凝剂，絮凝沉降1-2h，然后加入20-40mg/l的粉末活性炭，吸附沉降0.5h后，再加入0.5-1.0mg/l的pam，静置沉降0.5h后，通过刮泥机的作用，上层废水排入fenton池内进行氧化处理，下层污泥送至污泥处理单元继续处理；
步骤3、fenton池对废水进行氧化处理，在fenton池内，先调节fenton池的ph值在5.0-5.7之间，然后向fenton池内加入fenton试剂，fenton试剂的加入量为400-520mg/l，h2o2和feso4的质量比为1:1.3，氧化反应0.5h后加入60-80mg/l的pac，静置沉降后，再加入1-3mg/l的粉末活性炭，静置10min后，最后加入1-3mg/l的pam，静置沉降后，fenton池内的下层污泥送至污泥处理单元，上层废水送至a/o池内继续处理；
步骤4、a/o池对废水进行厌氧好氧处理后，将a/o池内的废水送至终沉池内继续处理；
步骤5、向终沉池内加入1-3mg/l的粉末活性炭和0.2-0.5mg/l的pam，絮凝沉降后，污泥部分进行回流，回流量为40％，废水部分被送至ibaf池内继续处理；
步骤6、废水经ibaf池处理后，达标排放。
上述中，使用的粉末活性炭的粒度为150-200目，所述絮凝剂包括alcl3粉末、mgcl2粉末和aeo-7活性剂其中的一种或多种组合，当絮凝剂包括aeo-7活性剂时，aeo-7活性剂的加入量为5-20mg/l。
为了更好地说明本发明在初沉池中使用絮凝剂、粉末活性炭和pam后所取得的技术效果，表1和表2给出了向初沉池的废水中添加絮凝剂、粉末活性炭和pam的实施例，表3和表4给出了各实施例在初沉池的废水中所取得的技术效果，其中，初沉池的废水水质指标为cod为4350mg/l，ss为1364mg/l，以1吨废水为实验处理量，废水中cod值和ss值的测定均按照国家规定检测标准执行。
表1絮凝剂配比表
注：在表1中，所涉及的数值的单位均为mg/l。
表2絮凝剂、粉末活性炭和pam配比表
注：1、在表2中，所涉及的数值的单位均为mg/l。
2、实施例17-19是先添加粉末活性炭后，再添加pam。表3初沉池出水水质测定结果
注：在表3中，所涉及的数值的单位均为mg/l。
表4初沉池出水水质测定结果
注：在表4中，所涉及的数值的单位均为mg/l。
在本发明中，aeo-7非离子表面活性剂属于脂肪醇聚氧乙烯醚的一种，其主要用于去除废水内的油脂和酯化物，而对絮体的无絮凝效果，因此其用量不宜过多，在本发明中，根据初沉池原水中油脂含量的情况，aeo-7的用量应控制在5-20mg/l，但是，在对比实施例7-9和实施例10时，添加aeo-7和不添加aeo-7时，废水的cod值和ss值均差别明显，这说明aeo-7具有促进絮凝剂絮凝沉降的作用，作用原理尚未明确，猜想的可能的原因是：aeo-7与油脂和酯化物所形成乳化物能够与絮凝剂所形成的絮体会产生协同作用，乳化物与絮体混合后会有助于絮体的沉降，进而减少废水中的絮体，降低废水的cod值和ss值。
进一步地，通过对比实施例1-6可以得到，mgcl2的絮凝沉降效果不及alcl3的絮凝沉降效果，因此，絮凝剂在单独选择mgcl2和alcl3时，絮凝剂优选为alcl3，通过对比实施例1-9可以得到，当mgcl2和alcl3混合使用时，其絮凝沉降效果较佳，因此，絮凝剂优选为mgcl2和alcl3混合使用的情况。
进一步，通过将实施例7-9和实施例11-13进行对比可以得出，在添加粉末活性炭后，废水的cod值和ss值均明显下降，且在粉末活性炭添加至28mg/l时，达到较低值，由此说明，粉末活性炭的添加有助于废水中絮体的沉降，能够有效降低废水的cod值和ss值。通过将实施例7-9和实施例14-16进行对比可以得出，将絮凝剂与pam组合时候后，废水的cod值和ss值均明显下降，技术效果显著，比单独添加絮凝剂和pam时的效果好，说明絮凝剂和pam的混合应用是成功的，絮凝剂和pam之间并没有产生相互制约的副作用。通过对比实施例11-19可以得到，粉末活性炭和pam的组合使用效果优于分别单独使用时的效果，由此说明，本发明所指出的粉末活性炭和pam组合使用的原理是可靠的，其能够有效提高初沉池内的絮凝沉降效果，明显降低初沉池的cod值和ss值，其cod值可达到2315mg/l的技术效果，其ss值可达到515mg/l的技术效果，废水处理效果显著，为后续的fenton池氧化创造了良好地水质条件。
为了更好地说明本发明使用fenton试剂、pac、pam和粉末活性炭后所取得的技术效果，以实施例18的废水为例，表5-8给出了分别添加以及组合添加fenton试剂、pac、pam和粉末活性炭配比表的实施例，表9至表13给出了各实施例在fenton池的废水中所取得的技术效果，其中fenton池的原水为实施例18的处理后的废水，其水质指标为cod为2315mg/l，ss为515mg/l，氨氮16mg/l，总磷3mg/l。
表5fenton试剂、pac、pam和粉末活性炭分别单独添加的配比量
注：在表5中，所涉及的数值的单位均为mg/l。
表6在添加470mg/l的fenton试剂的条件下，分别添加pac、pam和粉末活性炭的配比量
注：在表6中，所涉及的数值的单位均为mg/l。
表7在添加470mg/l的fenton试剂和3mg/l的pam的条件下，分别添加pac和粉末活性炭的配比量
注：1、在表7中，所涉及的数值的单位均为mg/l。
2、实施例41-46是在先添加pam的情况下再添加pac和粉末活性炭，实施例47-52是先添加粉末活性炭和pac的情况下再添加pam。
表8在添加470mg/l的fenton试剂和72mg/l的pac的条件下，添加粉末活性炭和pam时的配比量
注：1、在表8中，所涉及的数值的单位均为mg/l。
2、实施例59-67是在先添加粉末活性炭的情况下再添加pam。
表9fenton池出水水质测定结果
注：在表9中，所涉及的数值的单位均为mg/l。
表10fenton池出水水质测定结果
注：在表10中，所涉及的数值的单位均为mg/l。
表11fenton池出水水质测定结果
注：在表11中，所涉及的数值的单位均为mg/l。
表12fenton池出水水质测定结果
注：在表12中，所涉及的数值的单位均为mg/l。
表13fenton池出水水质测定结果
注：在表13中，所涉及的数值的单位均为mg/l。
通过实施例20-31可知，单独对废水进行fenton氧化处理时，废水的cod值和ss值降低不明显，废水的cod值达到2047-2166mg/l，ss值达到467-503mg/l，单独添加pac时，废水的cod值和ss值降低明显，废水的cod值达到1217-1454mg/l，ss值达到341-467mg/l，单独添加pam时，废水的cod值和ss值降低明显，废水的cod值达到1604-1752mg/l，ss值达到423-464mg/l，单独添加粉末活性炭时，废水的cod值和ss值降低较明显，废水的cod值达到1956-2056mg/l，ss值达到463-487mg/l，由此可以说明，单独添加pac时，其效果最佳，但其消耗量较多，达到60-80mg/l。
进一步，通过实施例32-40可以得到，在进行fenton氧化后，单独添加pac时，废水的cod值达到716-844mg/l，ss值达到338-367mg/l，废水的cod值和ss值显著降低，说明在进行fenton氧化后添加pac进行混凝沉降的方式是可行的，能够取得较佳的混凝沉降效果；在进行fenton氧化后，单独添加pam时，废水的cod值达到867-1123mg/l，ss值达到416-447mg/l，废水的cod值和ss值显著降低，说明在进行fenton氧化后添加pac进行混凝沉降的方式是可行的，能够取得较佳的混凝沉降效果，这也佐证了刘宏斌等人在其论文中所提出的技术效果，但是，通过对比实施例32-34和实施例35-37可以发现，在进行fenton氧化后，单独添加pac和单独添加pam所取得的技术效果存在明显差异，单独添加pac的技术效果优于单独添加pam的技术效果，这并不是由于添加量不同所带来的技术效果差异，因为pam的添加量一般不会超过3mg/l，如果超过了就会出现胶体溶液产生再稳的问题，而使得技术效果变差，因此，在使用量较多的情况下，pac的混凝沉降效果优于pam，但同时，由于pam的使用量比pac的使用量低很多，而在沉降效果上差异不是很大，这也佐证了pam的混凝沉降能力强于pac的混凝沉降能力。进一步，在进行fenton氧化后，单独添加粉末活性炭时，废水的cod值达到1498-1588mg/l，ss值达到452-471mg/l，废水的cod值和ss值明显，说明在进行fenton氧化后添加粉末活性炭进行混凝沉降的方式是可行的，能够取得较好的混凝沉降效果，但其混凝沉降效果较单独添加pam的混凝沉降效果差。
进一步，通过对比实施例41-46可以得到，在先添加fenton试剂和pam后，单独添加pac时，废水的cod值达到705-753mg/l，ss值达到327-382mg/l，其与实施例35-37相比，废水的cod值和ss值降低明显，说明pac和pam的组合使用能够有效提高废水的水质，混凝沉降效果优于分别单独添加时的混凝沉降效果。在先添加fenton试剂和pam后，单独添加粉末活性炭时，废水的cod值达到783-824mg/l，ss值达到381-411mg/l，其与实施例35-37相比，粉末活性炭和pam的组合使用能够有效提高废水的水质，混凝沉降效果优于分别单独添加时的混凝沉降效果。先添加fenton试剂和pac后，再添加pam时，废水的cod值达到596-675mg/l，ss值达到267-317mg/l，其与实施例41-43相比，先添加pac后添加pam的方式所取得的混凝沉降效果明显优于先添加pam后添加pac的方式所取得的混凝沉降效果，这也佐证了上述本发明所提出的pac和pam组合使用的理论。先添加fenton试剂和粉末活性炭后，再添加pam时，废水的cod值达到780-816mg/l，ss值达到362-382mg/l，其与实施例44-46相比，cod值降低不明显，而ss值降低明显，说明先添加fenton试剂和粉末活性炭后，再添加pam时，有助于废水中的悬浮物量下降，其效果优于先添加fenton试剂和pam的方式。
进一步地，通过对比实施例53-58可以得到，先添加fenton试剂和pac后，再添加pam时，废水的cod值达到612-665mg/l，ss值达到280-336mg/l，与实施例44-46相比，废水的cod值和ss值降低明显，说明先添加fenton试剂和pac后，再添加pam的方式是成功的，优于实施例44-46的方式。先添加fenton试剂和pac后，再添加粉末活性炭时，废水的cod值达到628-674mg/l，ss值达到287-325mg/l，废水的cod值和ss值降低明显，说明先添加fenton试剂和pac后，再添加粉末活性炭的方式是成功的。
进一步，通过对比实施例59-67可以得到，先添加fenton试剂和pac后，再添加粉末活性炭，最后添加pam时，废水的cod值达到571-655mg/l，ss值达到261-315mg/l，废水的cod值和ss值显著明显，说明先添加fenton试剂和pac后，再添加粉末活性炭，最后添加pam的方式取得了显著的混凝沉降效果，fenton池的出水水质高，在未使用二沉池和气浮池的情况下，达到了a/o池的入水水质处理标准，佐证了上述本发明所提出的fenton试剂、pac、pam和粉末活性炭组合使用的理论。
本发明的明胶综合废水处理工艺，能够有效对明胶综合废水进行处理，通过初沉絮凝、fenton氧化絮凝、a/o厌氧好氧处理、终沉絮凝处理和曝气生物处理后，可将预沉集水池出来的原水的水质降低至排放标准以下排放，水质处理效果显著，在本发明中，在初沉池阶段，通过添加絮凝剂、粉末活性炭和pam的方式，能够将原水中大部分的不溶性絮体絮凝沉降，以降低后续fenton池的处理量，降低不溶性絮体对后续处理工艺的影响；在fenton池阶段，通过fenton试剂的氧化作用、pac的预混凝作用、粉末活性炭的混凝效果放大作用以及pam的混凝沉降作用，能够显著提高fenton池的出水水质，便于后续工艺在高水质标准下进行处理，最终，fenton池的出水在经过传统的a/o池、终沉池和ibaf池处理后，其水质指标达到国家排放标准，技术效果显著。进一步，为了在整体上更好地说明本发明的技术效果，同样以预沉集水池出来的原水为例，表14给出了在各个处理阶段对原水的处理效率。
表14明胶废水处理工艺中，各个处理阶段对原水的处理效率
由表14可以得到，本发明采用的“预沉集水池→初沉池→fenton池→a/o池→终沉池→ibaf池→达标排放”的工艺，通过在不同阶段添加不同的混凝剂和絮凝剂，使处理后的废水完全达到了国家废水排放标准，本发明在未设置二沉池、气浮池等情况下，达到了相近的技术效果，由此提供了一种与传统废水处理工艺不同的明胶废水处理工艺，本发明的明胶废水处理工艺与传统工艺相比，其主要实质区别在于：简化了废水处理工序和缩短了废水处理周期，排放的废水水质远高于国家标准。这些区别对于企业来说尤为重要，具体地说，明胶废水处理工序的简化意味着企业在建造废水处理系统时的建造成本大大降低，企业才会有足够的投入资金，企业环保压力得到减轻，并且间接降低了企业生产明胶的成本，相应地，废水处理周期的缩短意味着企业每天能够处理的废水总量的能力得到提升，利于企业规模化、连续化的生产，间接提高了企业的市场竞争力，处理后的废水水质高，可重复利用，企业工业用水压力得到有效减缓，这些技术效果对于传统明胶废水处理工艺来说，均有所欠缺，这也是传统明胶废水处理工艺亟待改进的主要原因(建造成本高、处理周期长、废水处理效果一般)。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。