脂肪酸廢水處理
1含脂肪酸廢水的來(lái)源
環(huán)境水體中脂肪酸的來(lái)源主要有以下幾種:肉類加工廢水、油脂加工廢水、合成脂肪酸廢水、乳制品加工廢水、日用化工廢水等。肉類加工廢水主要來(lái)自原料處理階段的屠宰、解凍、洗肉、切肉、鹽漬和加工階段的原料切碎或攪拌、配料、混合、調(diào)味等工序排出的廢水。該廢水中含有大量的油、脂肪酸、碎肉、脂肪、血液、還含有少量蛋白質(zhì)和氨。
油脂加工廢水主要來(lái)自生產(chǎn)車間的浸出、物理、化學(xué)精煉過(guò)程中的各個(gè)工序。主要包括煉油車間的油脂堿煉和水洗工序廢水、毛油經(jīng)堿中和后產(chǎn)生的堿煉廢水。廢水中含有高濃度的油、脂肪酸、皂以及酸堿鹽和固體懸浮物,COD和BOD5很高。
合成脂肪酸廢水是石蠟氧化法生產(chǎn)脂肪酸工藝中產(chǎn)生的有機(jī)廢水,主要來(lái)自氧化蠟沉降水、氧化蠟水洗水、芒硝水、回收醇廢水等。該廢水中絕大部分是低碳脂肪酸、醛、酮、酯、烴等有機(jī)物,均溶解或乳化在水中,污染成分復(fù)雜,廢水呈強(qiáng)酸性。
乳制品廢水是乳制品加工過(guò)程中排放的廢水,根據(jù)其來(lái)源可分為三大類:即洗滌廢水、冷卻廢水和產(chǎn)品加工廢水。廢水中主要含有酪蛋白、油、脂肪、脂肪酸、乳糖和無(wú)機(jī)鹽等,洗滌廢水中還含有清洗設(shè)備的洗滌劑和殺菌劑。
2含脂肪酸廢水的處理方法及分析
2.1廢水處理現(xiàn)狀及分析
2.1.1化學(xué)法處理
常用的化學(xué)法主要有水解、化學(xué)沉淀等,主要是去除廢水中的油、脂肪酸等。此法一般作為廢水的預(yù)處理,也可作為廢水的最終處理。
2.1.2混凝處理
常用的混凝劑有鋁鹽、鐵鹽等,其中聚合硫酸鐵混凝處理含脂肪酸廢水效果較好。
單純的混凝處理存在一個(gè)明顯的問(wèn)題,就是肉類加工廠排放的含脂肪酸廢水中含有大量的血水,難以除去,并且產(chǎn)生大量的污泥和廢渣。所以在使用混凝劑處理前,先對(duì)含脂肪酸廢水進(jìn)行適當(dāng)?shù)淖冃蕴幚,再采用硫酸亞鐵和氧化鈣復(fù)合混凝劑處理,處理效果較好。
2.1.3好氧生物處理
①活性污泥法
SBR法用于肉類加工廢水處理,COD去除率可達(dá)95%以上。在SBR法的基礎(chǔ)進(jìn)行改進(jìn)后出現(xiàn)了二段SBR法,其特點(diǎn)是系統(tǒng)設(shè)兩段SBR池串聯(lián),分別培養(yǎng)出適宜于不同有機(jī)物的專性菌,從而使不同種類的有機(jī)物在不同的生化條件下都得到充分降解。該法對(duì)水質(zhì)水量的變化適應(yīng)能力強(qiáng),運(yùn)行靈活,抗沖擊能力強(qiáng),出水的水質(zhì)穩(wěn)定,易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。SBR法處理含脂肪酸廢水是一種較為經(jīng)濟(jì)有效的方法,但肉類加工廢水含有大量的油脂、血水,易產(chǎn)生油性泡沫而使污泥松散和指數(shù)增高,易出現(xiàn)高粘性膨脹而導(dǎo)致污泥流失問(wèn)題,且存在污泥上浮現(xiàn)象;另外該方法對(duì)油、SS、色度的去除效果并不理想,必須輔以一定的預(yù)處理。
②生物膜法
生物膜法具有水力條件好、抗沖擊負(fù)荷強(qiáng)、生物濃度高的特點(diǎn)。在相同運(yùn)行條件下,生物膜系統(tǒng)處理效果優(yōu)于活性污泥系統(tǒng),其COD、BOD5和油脂去除率分別可達(dá)97%、99%和82%。出水水質(zhì)可達(dá)廢水綜合排放二級(jí)標(biāo)準(zhǔn),達(dá)到相同的污染物去除率時(shí),生物膜系統(tǒng)的運(yùn)行管理更方便,且克服了活性污泥系統(tǒng)存在的污泥流失等問(wèn)題與污泥上浮現(xiàn)象。但生物膜法對(duì)油脂、SS、色度的去除能力有限,也需要進(jìn)行預(yù)處理。
2.1.4厭氧生物處理
與好氧法相比,厭氧法在獲得同樣高的BOD5去除率條件下具有成本低,產(chǎn)生的污泥少、穩(wěn)定、易脫水,占地面積小,操作方便,且產(chǎn)生的甲烷可作為燃料再利用的優(yōu)點(diǎn)。
厭氧生物處理法主要用于處理高濃度有機(jī)廢水,但厭氧反應(yīng)器處理含脂肪酸廢水時(shí)受廢水中懸浮固體及其油脂、脂肪濃度的影響較大,主要原因是:第一、容易漂浮的油脂使菌體難以長(zhǎng)時(shí)間保留。第二、脂類降解產(chǎn)生的長(zhǎng)碳鏈脂肪酸對(duì)厭氧微生物有強(qiáng)烈的抑制作用。長(zhǎng)碳鏈脂肪酸對(duì)產(chǎn)甲烷菌的抑制破壞了厭氧代謝的平衡,使揮發(fā)性脂肪酸等中間產(chǎn)物得以積累,導(dǎo)致反應(yīng)中的pH值下降,影響厭氧處理效果。出水水質(zhì)往往達(dá)不到排放標(biāo)準(zhǔn),需與好氧處理相結(jié)合。
2.2含脂肪酸廢水生物處理新技術(shù)
除了對(duì)常規(guī)的生物處理工藝?yán)^續(xù)研究外,目前國(guó)內(nèi)外對(duì)含脂肪酸廢水生物處理研究的重點(diǎn)已擴(kuò)展到微生物選育技術(shù)(也稱生物強(qiáng)化技術(shù))及膜生物反應(yīng)器方面。
2.2.1微生物選育技術(shù)
在加強(qiáng)對(duì)生物處理的工藝及設(shè)備研究的同時(shí),對(duì)降解脂肪酸的專用微生物的篩選、馴化、培養(yǎng)以及相關(guān)的研究成為關(guān)注的焦點(diǎn)。目前的研究多集中在選種和育種,即應(yīng)用各種篩選方法從自然界和工業(yè)生產(chǎn)中選擇和培養(yǎng)符合要求的菌種,以提高含脂肪酸廢水生物處理過(guò)程中微生物的降解率。當(dāng)前脂肪酸降解菌的篩選培養(yǎng)方法有兩種:一是污泥馴化(自然篩選)。二是篩選高效菌株(人工篩選)從處理含脂肪酸廢水的活性污泥中篩選出兩株高效細(xì)菌,分別屬于芽孢桿菌和產(chǎn)堿桿菌但目前用經(jīng)篩選培養(yǎng)的優(yōu)勢(shì)菌群處理含脂肪酸廢水正處于實(shí)驗(yàn)室研究階段,還未投入工程運(yùn)行。
2.2.2膜生物反應(yīng)器(MBR)
MBR法處理廢水技術(shù)是把傳統(tǒng)的活性污泥法和膜分離技術(shù)組合在一起而形成的一種新型的污水處理工藝。厭氧MBR工藝處理高濃度食品廢水,當(dāng)COD負(fù)荷為2~3KG/(m3?D)時(shí),COD去除率可達(dá)80%~90%,SS、色度和細(xì)菌的去除率分別可達(dá)100%、98%和99.9%。好氧MBR工藝處理油脂廢水,COD、SS、油的去除率可穩(wěn)定在85%以上。但因?yàn)槟ど锾幚泶嬖谀の廴镜膯?wèn)題,該技術(shù)在實(shí)際處理中應(yīng)用很少。
2.3含脂肪酸廢水處理強(qiáng)化
從影響含脂肪酸廢水處理的不利因素來(lái)看,我們認(rèn)為應(yīng)從以下幾個(gè)方面加以強(qiáng)化,才能確保其達(dá)到理想的處理效果。
2.3.1采用高效反應(yīng)器,提高微生物的活性和數(shù)量在對(duì)含脂肪酸廢水的處理中,脂肪酸對(duì)顆粒污泥的抑制作用較絮凝污泥小。因此,可采用高效反應(yīng)器,如升流式厭氧污泥床(UASB)、厭氧膨脹顆粒污泥床(EGSB)、內(nèi)循環(huán)反應(yīng)器(IC)等,這些反應(yīng)器主要利用上升水流和氣流產(chǎn)生的剪切力,培養(yǎng)出具有優(yōu)良理化和生物學(xué)特性,沉降性能好的顆粒污泥。這種顆粒污泥能在反應(yīng)器中負(fù)載大量的微生物,保持反應(yīng)器中微生物的數(shù)量;另外,污泥的顆粒化優(yōu)化了反應(yīng)器中菌群的組合,使產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌有較好的共生關(guān)系,提高了微生物的活性。從而使代謝速率加快,提高脂肪酸的降解效率。
3結(jié)語(yǔ)
含脂肪酸廢水的處理越來(lái)越受到人們的關(guān)注與重視,含脂肪酸廢水處理的新技術(shù)也在不斷地涌現(xiàn)、更新和發(fā)展。在采用生物處理方法對(duì)含脂肪酸廢水進(jìn)行處理的過(guò)程中,需要結(jié)合其它物理化學(xué)方法的預(yù)處理。在主體處理單元中出現(xiàn)了各種各樣的高效反應(yīng)器如UASB、EGSB等,也出現(xiàn)了多種生物反應(yīng)器聯(lián)合起來(lái)的趨勢(shì),并在工藝流程和生物活性上進(jìn)行改善與提高,獲得強(qiáng)化的目的。物理化學(xué)技術(shù)和生物技術(shù)的結(jié)合將為含脂肪酸廢水的處理探索出新的方法,也為致力于含脂肪酸廢水處理的科研工作者提出了努力方向。
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