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治理明胶生产废水污染研究进展
本文参考文献38篇,详细论述了废水处理技术在明胶生产废水治理中的应用与发展.在分析明胶废水污染现状、废水水质特性的基础上,从混凝、生物处理、污泥处理、超滤膜处理、蛋白质回收、环境健康研究几个方面综述了迄今为止围绕明胶生产废水治理所开展的有关研究工作和治理技术.
ZOU Xiaobing
Zheng Zhegen
Cen Lijuan
PENG Bixian
作者单位：
重庆大学城市建设与环境工程学院,重庆,400045
中国科学院理化技术研究所,北京,100101
年，卷(期)：
机标分类号：
在线出版日期：
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明胶生产废水及其治理
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3秒自动关闭窗口明胶生产废水处理
预曝气—水解酸化-
（漯河市环境监测中心站，漯河，462000）
摘要：采用预曝气—水解酸化-硝化反硝化工艺处理明胶生产废水,
水解工艺对进水悬浮物去除效果和有机氮的氨化作用明显,硝化反硝化可将水解产生的NH3—N全部转化。实际运行结果表明,在进水COD为2500
mg/L、氨氮为200 mg/L的情况下,系统出水COD & 60 mg/L, 氨氮& 10
mg/L,达到了《污水综合排放标准》(GB )的一级标准。
关键词: 明胶生产废水;
水解酸化;硝化反硝化
明胶是胶原的水解产物，无脂肪的高蛋白，不含胆固醇，是一种天然营养型的食品增稠剂、稳定剂、增稠剂、发泡剂、乳化剂、分散剂、澄清剂等，应用广泛。
　明胶生产工业的耗水量大、污染物排放量大,明胶废水的高钙、高碱、高有机污染物含量使得其对人类的生产、生活及生态环境的危害较大[1]
,处理难度也相对较高,仅采用单一的好氧生物处理难以达标排放[2]
,而采用物化法则成本太高。为此,笔者借鉴了传统AB法的基本思想,开发了厌氧水解—硝化反硝化的二级生化工艺来处理利用猪皮、牛皮加工生产明胶的生产废水,第Ⅰ级厌氧水解进行预处理,使高浓度有机污染物得到一定程度的降解,同时将废水中的有机氮转化为氨氮;第Ⅱ级则采用在时间序列上实现A
- O的运行方式,从而达到硝化反硝的处理效果。
一、明胶生产工艺及废水特点
漯河市某明胶有限公司成立于始创于1996年12月，生产车间按GMP标准设计，净化级别达30万级。公司充分利用漯河食品名称的加工优势，利用牛皮，猪皮边角废料及牛骨猪骨为原料生产明胶精细化工产品，年产食用明胶3000吨.
目前企业主导产品明胶生产工艺采用的是碱法生产工艺，其工艺流程见下图。
明胶生产的工艺决定了明胶生产既是用水大户, 也是污染大户,
特别是明胶生产浸灰工段排放高有机物废水, 严重地污染了周围环境。
为了治理明胶生产废水污染,
各国科研和工程技术人员做了大量研究工作。在发达国家, 明胶废水的污染问题得到了一定的控制, 有许多值得借鉴的治理经验,
〕。但由于明胶生产耗水量大, 污染物总量多, 排水量大,
处理费用负从工艺流程上分析，该项目污水主要来源于设备冲洗、鲜皮清洗、浓缩、冷却水的浓水排放。
公司原建设有原有3000t/d污水处理设施，处理工艺设计为A2/O，处理简单，水中悬浮物多，分离效果差，不能实现达标排放。根据新的环保要求，对现有废水处理系统进行升级改造，通过改造，提高废水处理系统的处理效果，增加废水的深度处理设施，处理后排放水达到《城市杂用水水质标准》（GB
）主要指标，回用于生产中的预处理环节，减少一次水用量，实现节水。
二、明胶生产废水处理工艺选择
明胶生产废水COD比较高，油脂是引起COD的主要因素，污水处理的重点是除油，难点是除氮。
（一)除油工艺的选择
明胶生产废水重污染污水主要来源于鲜皮清洗、浓缩、设备冲洗。排放废水中的油脂主要为脂类。脂类以两种形式存在于水中，鲜皮清洗废水中的脂类大多以游离状态存在；浓缩、冲洗设备废水中的脂类主要以O/W（水包油）的乳化状态形式存在。废水中的氮主要由动物蛋白质引起。脂类和动物蛋白质是废水COD的主要构成部分，因此该废水的处理首先从除油开始，尽量通过简便的方法将油脂去除。
游离状态的油可以通过比重差分层去除，采用隔油沉淀池分层，刮油系统和收集系统将此部分油分离。
气浮的作用是进行废水的固液分离，将压缩空气在一定压力下溶解于水中，将施加于水的压力降低至大气压时，空气则呈微小气泡释放出来，这种微小气泡则与刚刚形成的微细絮粒的碰撞粘附，然后在上浮过程中再相互聚合长大，形成“颗粒～气泡”复合体，浮至液面，使废水得到澄清。气浮法与其他处理方法相比有如下优点：反应时间短，一般为30min；去除率高，一般SS去除率在80％左右，COD去除率为50％左右，且投资省、占地面积少、运行简便。
乳化状态油非常细小，表面有一层稳定的隔膜，阻碍油滴合并。该部分油水的分离有许多方法，但是比较常见的主要是电介质破乳、生化破乳，所以本方案采用加药气浮的方法将乳化状态的油除去。
溶解状态的油一般水中仅有几个ppm，不作为重点考虑。
(二)脱氮工艺的选择
目前常用的去除污水中氨氮的方法主要分为物化法和生化法两大类。对于氨氮含量高的废水，目前普遍采用物化之后加A/O的处理工艺，即硝化、反硝化的生物处理工艺。
●传统硝化——反硝化工艺
传统硝化——反硝化工艺常用的工艺形式有氧化沟、（A/O法）、SBR及生物转盘等。这些工艺的优点是：都能产生较好的脱氮效果，且不造成二次污染，能耗较物理化学法低。
缺点：工程实施占地面积较大，脱氮效率不高。而且由于基质NH3等对于生物（尤其硝酸细菌）有较强的抑制效应，因而针对氨浓度较高的废水，传统工艺就显现出其不足。
●短程硝化——反硝化工艺
此工艺是较之传统硝化反硝化工艺而得名的。该工艺将硝化控制在亚硝酸盐阶段，反硝化则从亚硝酸盐而至氮气，比传统硝化反硝化流程缩短：
该工艺较传统工艺流程短，从式（1）和式（2）可以看出氧气节省25%；从式（3）和式（4）看出反硝化阶段甲醇投加量节省40%。而且系统对基质毒性的耐受力增强，这对系统稳定高效运行产生积极影响，不需回流即可充分利用反硝化产生的碱度。
系统运行对温度要求较高，系统运行环境条件要求苛刻，调试技术性较高。
●厌氧氨氧化工艺
厌氧氨氧化是20世纪90年代发现的微生物反应。反应过程中的亚硝酸盐作为氧化剂将氨氧化成氮气。
优点：与传统生物脱氮相比，此工艺节省大量能源及化工原料，减少了费用支出。产泥量小，减轻了对剩余污泥处理的负担。
由于菌体倍增时间较长，该工艺生物培养、系统启动需较长时间，优化营养条件和环境条件有利于细菌生长，且目前国内尚无成功工程实例。
新型的短程硝化与Anammox（厌氧氨氧化）工艺以及一些物化工艺虽然从不同方面显示出优越性，但我们从运行的稳定性和是否对环境形成二次污染等方面综合考虑，并针对该厂综合废水的特点，选用了硝化反硝化工艺作为主要处理工艺。
三、废水处理工艺设计
为了达到良好的除油，降低COD的目的，采用化学方法投加电解质破乳除油。常用的硝化反硝化工艺有前置生物脱氮法(A/O工艺)和后置生物脱氮法。后置生物脱氮法占地比前置生物脱氮法的大，增加了工程的基建投资。而前置生物脱氮法具有占地少、效果好的优点，因此，本工程的主体工艺采用前置反硝化的生物脱氮方法即A/O工艺。
综上所述，该废水预处理采用隔油沉淀池和浅层气浮池，生化处理采用水解酸化加硝化反硝化的工艺，由于该污水处理工程COD的去除主要以除油和生化反应为主。游离油比较容易去除，该方案将隔油沉淀池放置在工艺的前端。浅层气浮池需要相对稳定的流量，为了便于操作，将加药破乳除油放置在调节池之后，末端设置硝化和反硝化池，重点去除污水中的氨氮。由于本工艺要求回用，本方案采用二级出水+组合气浮+过滤+消毒的处理工艺，该方案工艺流程确定如下图。
五、运行效果及成本
（1）运行效果
该工程于2011年06月建成，监测表明，出水水质稳定COD在40-60 mg/L之间
,氨氮稳定在3-6mg/L之间，实现稳定达标排放，并实现部分回用。
(2) 运行费用
本工程最大装机容量约为96.5kW，运行功率约为62.8kw，吨水运行电费1.25元/吨，人均工资福利0.09元/吨，絮凝剂等药剂费约合0.10元，助凝剂约合0.10元。
正常运行后，絮凝剂、助凝剂用量也相应减少，此时运行费用可降低到每吨水1.4元以下。
（1）水解工艺主要完成对进水中有机氮的氨化作用，可将水解产生的NH3
-N全部转化。
（2）水解—硝化反硝化处理工艺对明胶浸灰工序生产废水的处理效果颇佳,出水COD &60
mg/L,达到《污水综合排放标准》( GB )的一级标准。
（3）该工艺的脱氮效果良好,系统对TN的去除率& 80%
,出水TN浓度为10～35 mg/L。
从以上分析可以看出，该工程投入运行后减少了对受纳水体污染物排放量,对改善受纳水体水质起到积极的作用，保证了当地控制检测断面水质的稳定达标。
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北京:中国轻工业出版社, 2000.
[2]杨健,杜文华. 驯化活性污泥处理明胶有机废水的实验[J].
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[8]邹小兵等，明胶生产废水污染研究进展[J].明胶科学与技术,
作者简介：李俊峰（1965—），男，河南临颍人，漯河市环境监测中心站高级工程师，工学学士，研究方向为企业节能减排和污染治理工艺技术，污染监测技术。
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