CN102295362A - 一种肠衣加工废水回用处理的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种肠衣加工废水回用处理的方法，包括如下步骤：肠衣加工废水调节pH值至中性或中性偏碱；将废水加入絮凝剂进行絮凝处理，取上清液；将上清液，加入活性炭进行脱色处理，板框过滤后收集滤液；将滤液经超滤膜超滤处理，收集透膜液；将透膜液经纳滤膜纳滤处理，透膜出水水质达到中水回用的要求。本发明方法通过絮凝沉淀、活性炭脱色、超滤-纳滤处理等成套工艺对肠衣加工废水进行综合处理并使处理后的水质达到中水回用的要求，解决了大量肠衣加工废水资源化利用的问题，为肠衣加工业的节能减排奠定基础。

Description

一种肠衣加工废水回用处理的方法

技术领域

本发明涉及肠衣加工废水的资源化利用方法，具体涉及到一种通过水处理达到肠衣加工废水回用的方法。

背景技术

肠衣是中国传统的出口大宗畜产品，多年来一直位于农产品出口的前五位。目前，在主要的肠衣生产国中国、美国、德国、巴西、新西兰、澳大利亚等国家中，中国已经成为世界上肠衣最大生产国，其产量约占全世界肠衣产量的80％，肠衣的出口量已经占到世界贸易额的50％以上。

肠衣生产在整个加工链中用水量极大，并且产生大量的有机废水。废水干物质中主要成分为氯化物，有机物则以粗蛋白、氨基酸和脂肪为主，突出表现为高COD、高盐、高氨氮和易腐臭等特点。肠衣废水的COD值范围在625～2100mg/L之间，而国标规定的二级排放标准COD值只有120mg/L，因此直接排放极易造成对周围环境的污染。据测算，我国肠衣加工废水年排放量约270万吨，因此，研发肠衣加工废水高效、低能耗的无害化、资源化处理技术，不仅是行业可持续发展的客观诉求，更是环境保护工作中急需解决的重要问题。

由于部分肠衣加工企业的规模较小，缺少废水处理的技术和能力，相当一部分企业的废水仅做简单的处理就直接排放，不仅给当地的环境造成了巨大的危害，同时也严重制约了行业的健康发展。目前，一些规模化的肠衣加工企业开始采用物理、化学以及生物的方法对废水进行无害化处理。

絮凝在肠衣废水的预处理中得到了广泛的应用。肠衣废水中含有丰富的动物蛋白等有机物质，具有很高的回收利用价值。絮凝剂一方面可以将废水中的蛋白质絮凝下来，回收用作饲料；另一方面，在絮凝的同时COD的去除率达到30～70％不等，大大减少后续生化处理的负荷。

对于可生物降解的有机废水，生物处理工艺是最有效和经济的处理方法之一。常见的处理工艺有活性污泥法、序批式间歇活性污泥法(SBR)、投加粉末活性炭的PAC-SBR法、高负荷生物滤池、好氧塘、氧化沟、升流式厌氧污泥床(UASB)、厌氧膨胀颗粒床反应器(EGSB)等。其中，厌氧处理法因水力停留时间短、能耗低、剩余污泥量少、转化效率高、耐冲击负荷等优点得到了广泛的研究和应用。目前，厌氧处理法已经成功地应用于屠宰、肉类加工、制糖、淀粉、味精加工等行业有机废水的处理。

生物法在实际处理肠衣加工废水时遇到了不少问题。与上述食品加工业的有机废水不同，肠衣及肝素加工废水中的悬浮物浓度较高，严重影响到废水处理的效果。大量悬浮物被厌氧污泥吸附，影响了微生物同可溶性物质的接触面积，同时悬浮物被细菌胞外酶降解需要一个过程，表现为废水COD去除率的波动。

肠衣加工废水中的高氯化物含量是影响生物法处理效果的另一个重要因素。根据加工工艺的不同，肠衣加工废水中氯化物的浓度在7000～15000mg/L之间波动。目前生化处理含盐废水的研究结论不很一致，有研究认为当NaCl浓度为8300mg/L时对微生物已有抑制作用。虽然，降低含盐量可以提高COD去除率，但COD去除率仍旧比较低。经过处理后的废水中仍含有一定量的有机物，长期排入河中极易使河水富营养化，从而造成对水体环境的污染。

目前，国内涉及肠衣加工废水处理的专利技术鲜有报道。专利“一种肠衣厂水污染的治理方法及其提取物”(CN101244875)，将肠衣废水通过絮凝、沉淀和静置排放等工艺步骤进行处理，出水水质可达到国家三级排放标准。专利“一种污水作为制备建筑材料用水的应用方法”(CN1944277)，将肠衣厂、制药、肉食加工过程中产生的废水污水，经过过滤后收集到水池或容器中储存待用，作为烧建筑的砖瓦厂及混凝土集中搅拌站的清水替代用水。

总之，目前肠衣加工废水处理的专利报道采用絮凝沉淀、固液分离的方法去除肠衣废水中的有害成分，或简单处理后作为建筑业用水。现有技术存在如下问题，一是废水处理后仅达到国家三级排放标准，不能满足国家对行业要求的二级排放标准；二是废水处理的深度不够，大量的加工废水无法回用。因此，通过肠衣加工废水的深度处理以达到中水回用是肠衣加工业实现节能减排和清洁生产的方向。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种肠衣加工废水回用处理的方法，该方法有利于肠衣加工废水的深度处理，且通用性较高。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种肠衣加工废水回用处理的方法，该方法包括如下步骤：

(1)肠衣加工废水调节pH值至中性或中性偏碱；

(2)将步骤(1)得到的废水加入絮凝剂进行絮凝处理，取上清液；

(3)将步骤(2)得到的上清液，加入活性炭进行脱色处理，板框过滤后收集滤液；

(4)将步骤(3)得到的滤液，经超滤膜超滤处理，收集透膜液；

(5)将步骤(4)得到透膜液，经纳滤膜纳滤处理，透膜出水水质达到中水回用的要求。

步骤(1)中，调节pH值至7.0～7.5，优选pH值为7.0，可用稀氢氧化钠溶液进行调节。

步骤(2)中，所述的絮凝剂为壳聚糖，添加量为0.2～0.3g/L，优选0.3g/L。

步骤(2)中，所述的絮凝处理，其方法为：加入絮凝剂，先搅拌，再静置。优选的方式是，加入絮凝剂后，先搅拌(100r/min)5分钟，再静置絮凝30分钟。絮凝得到的上清液和原水相比COD的去除率可达到80％以上，蛋白去除率在90％以上。

步骤(3)中，所述的脱色处理，以活性碳为脱色剂，以硅藻土为助滤剂，活性炭的添加量为2g/L，活性炭和硅藻土的质量比为1∶(1～2)，优选1∶1，脱色处理时间为20～60分钟，优选30分钟。

步骤(3)中，板框过滤的压力为1.8～2.2Mpa，优选2MPa。

步骤(4)中，所述的超滤膜为陶瓷膜，孔径为20～50nm，优选20nm，超滤处理的压力为0.2～0.3MP，优选0.25MP，循环超滤时间为1小时。

步骤(5)中，所述的纳滤膜为所述的纳滤膜为市售美国GE公司的DL系列高通量三层复合膜，截留分子量为150～300道尔顿，纳滤处理的压力为1.4～1.6Mpa，优选1.5MPa，循环纳滤时间为3小时。

有益效果：本发明的肠衣加工废水回用处理的方法与现有技术相比具有如下优点：

1、絮凝剂采用生物絮凝剂——壳聚糖。与聚合氯化铝、聚合硫酸铁等常规无机絮凝剂相比，絮凝效果更为突出，COD和蛋白去除率更高，且壳聚糖无毒、絮凝得到的蛋白质可进一步加工应用。

2、采用超滤和纳滤相结合的物理方法处理肠衣加工废水，废水处理周期较短，优于现有的生化处理的方法。

3、肠衣加工废水经过絮凝、脱色、超滤和纳滤处理之后，出水水质优于现行的处理工艺所达到的二级或三级排放标准，并可以达到中水回用的标准(GB/T19923-2005)。

4、本发明设计的工艺路线简捷，设备投入少，设备占地面积较小、运行时能耗较低、工业化前景可行，为肠衣加工废水的回用处理奠定基础。

具体实施方式

根据下述实施例，可以更好地理解本发明。然而，本领域的技术人员容易理解，实施例所描述的具体的物料配比、工艺条件及其结果仅用于说明本发明，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本发明。

以下实施例中，COD、COD去除率、蛋白去除率、BOD₅、悬浮物浓度(SS)、色度的检测和计算方法如下：

1)COD的测定(以CODcr计)——重铬酸钾法：

按照GB11914-89执行。

2)COD去除率的计算方法

采用重铬酸钾法(GB11914-89)分别测定废水处理前后的COD值，根据下式计算COD去除率：

$X=\frac{C1-C2}{C1}\×100\%$

其中：X：COD去除率(％)；

      C1：废水处理前的COD值(mg/L)；

      C2：废水处理后的COD值(mg/L)。

3)蛋白去除率的检测和计算方法如下：

采用微量凯氏定氮法分别测定废水处理前后的粗蛋白含量，根据下式计算蛋白去除率：

$Y=\frac{W1-W2}{W1}\×100\%$

其中：X：蛋白去除率(％)；

      W1：废水处理前的粗蛋白含量(mg/L)；

      W2：废水处理后的粗蛋白含量(mg/L)。

4)BOD₅的测定——稀释与接种法

按照HJ505-2009执行。

5)悬浮物浓度(SS)的测定——重量法

按照GB11901-89执行。

6)色度的测定——稀释倍数法

按照GB11903-89执行。

7)浊度(NTU)的测定——分光光度法

按照GB13200-91执行。

8)氯离子(mg/L)的测定——硝酸银滴定法

按照GB/T11896-89执行。

实施例1：

肠衣加工废水(来自南通某肠衣加工企业)，收集废水进集水池，采用稀氢氧化钠溶液将废水pH值调节至7.5；按照0.2g/L的添加量加入壳聚糖，先搅拌(100r/min)5分钟，再静置絮凝30分钟，废水分层后收集上清液。絮凝得到的上清液和原水相比COD的去除率可达到81％，蛋白去除率为90％。

上清液中按比例加入活性炭和硅藻土，活性炭的添加量为2g/L，活性炭和硅藻土的比例为1∶2；脱色处理30分钟后用板框过滤机收集滤液；板框过滤机的操作压力为1.8MPa。

滤液利用陶瓷膜进行超滤处理，操作压力为0.2MP，陶瓷膜的膜孔径为50nm，循环处理1小时后收集透膜液；透膜液在1.4MPa压力下进行纳滤处理，采用DL系列高通量三层复合膜，循环处理的时间为3小时；经过上述工艺处理，出水水质可达到工业用中水回用的标准。原水和每一步工序处理结束后水质的主要指标见表1。

表1

实施例2：

肠衣加工废水(来自南通某肠衣加工企业)，收集废水进集水池，采用稀氢氧化钠溶液将废水pH值调节至7.0；按照0.3g/L的添加量加入壳聚糖，先搅拌(100r/min)5分钟，再静置絮凝30分钟，废水分层后收集上清液；絮凝得到的上清液和原水相比COD的去除率可达到85％，蛋白去除率为94％。

上清液中按比例加入活性炭和硅藻土，活性炭的添加量为2g/L，活性炭和硅藻土的比例为1∶1；脱色处理30分钟后用板框过滤机收集滤液；板框过滤机的操作压力为2.0MPa。

滤液利用陶瓷膜进行超滤处理，操作压力为0.25MP，陶瓷膜的膜孔径为20nm，循环处理1小时后收集透膜液；透膜液在1.5MPa压力下进行纳滤处理，采用DL系列高通量三层复合膜，循环处理的时间为3小时；经过上述工艺处理，出水水质可达到工业用中水回用的标准。原水和每一步工序处理结束后水质的主要指标见表2。

表2

对比例1：

同实施例1的方法，所不同的是絮凝剂采用碱式氯化铝，絮凝沉淀后COD的去除率为50％，蛋白去除率为62％，因此后续超滤-纳滤工艺的负荷较大，最终出水水质中CODcr和BOD₅等指标未能达到中水回用的标准。

对比例2：

同实施例1的方法，所不同的是脱色工艺中未加入硅藻土作为助滤剂，造成最终出水水质中色度指标超出中水回用的标准。

对比例3：

同实施例1的方法，所不同的超滤处理选用100nm的陶瓷膜，最终超滤-纳滤处理后的出水水质中CODcr和BOD₅等指标未能达到中水回用的标准。

Claims (8)

1.一种肠衣加工废水回用处理的方法，其特征在于该方法包括如下步骤：

(1)肠衣加工废水调节pH值至中性或中性偏碱；

(2)将步骤(1)得到的废水加入絮凝剂进行絮凝处理，取上清液；

(3)将步骤(2)得到的上清液，加入活性炭进行脱色处理，板框过滤后收集滤液；

(4)将步骤(3)得到的滤液，经超滤膜超滤处理，收集透膜液；

(5)将步骤(4)得到透膜液，经纳滤膜纳滤处理，透膜出水水质达到中水回用的要求。

2.根据权利要求1所述的肠衣加工废水回用处理的方法，其特征在于，步骤(1)中，调节pH值至7.0～7.5。

3.根据权利要求1所述的肠衣加工废水回用处理的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述的絮凝剂为壳聚糖，添加量为0.2～0.3g/L。

4.根据权利要求1或3所述的肠衣加工废水回用处理的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述的絮凝处理，其方法为：加入絮凝剂，先搅拌，再静置。

5.根据权利要求1所述的肠衣加工废水回用处理的方法，其特征在于，步骤(3)中，所述的脱色处理，以活性碳为脱色剂，以硅藻土为助滤剂，活性炭的添加量为2g/L，活性炭和硅藻土的质量比为1∶(1～2)，脱色处理时间为20～60分钟。

6.根据权利要求1所述的肠衣加工废水回用处理的方法，其特征在于，步骤(3)中，板框过滤的压力为1.8～2.2Mpa。

7.根据权利要求1所述的肠衣加工废水回用处理的方法，其特征在于，步骤(4)中，所述的超滤膜为陶瓷膜，孔径为20～50nm，超滤处理的压力为0.2～0.3MP，循环超滤时间为1小时。

8.根据权利要求1所述的肠衣加工废水回用处理的方法，其特征在于，步骤(5)中，所述的纳滤膜为DL系列高通量三层复合膜，截留分子量为150～300道尔顿，纳滤处理的压力为1.4～1.6Mpa，循环纳滤时间为3小时。