海产品加工废水处理研究进展【文献综述】 8页

'毕业设计文献综述环境科学海产品加工废水处理研究进展[摘要]沿海地区海产品丰富,海产品加工企业也随之增多,加工过程中产生的废水污染严重，影响近岸海域的环境和近岸海水养殖业的发展。海产品加工废水主要来自于海产品加工过程中的原料解冻和清洗工序。废水量大,有机物浓度高,蛋白质、油脂等大分子有机物质多。不少沿海企业使用深海海水进行原料清洗，虽然节约了大量淡水资源,但也产生了大量的高盐度水产品加工废水。海产品加工废水成分越来越复杂，研究废水的生化处理技术具有非常重要的意义。通过采用A/O结合循环式活性污泥法、RSSP工艺、混凝-接触氧化工艺、气浮-接触氧化工艺、膜生物反应器等对海产品加工废水进行生物处理，对海产品加工废水生物处理进行深入而系统的研究，以期解决加工废水生物处理的关键技术。[关键词]:海产品加工、废水处理、高盐度7 MarineProductsProcessingWastewaterTreatment[Abstract]Coastalareasrichinmarineproducts,marineproductsprocessingenterpriseswillbeincreased,thewastewatergeneratedduringprocessingseriouspollutionoftheenvironmentandinshorecoastalwatersmaricultureindustry.Seafoodprocessingwastewatermainlycomesfromprocessingofrawmaterialsseafoodthawingandcleaningprocesses.Wastewatervolume,highconcentrationoforganicmatter,protein,fatandothermacromolecularorganicmattermore.Manycompaniesusedeepseawatercoastalcleaningmaterials,thoughsavingalotoffreshwaterresources,butalsoproducedalargenumberofaquaticproductsprocessingwastewaterwithhighsalinity.Seafoodprocessingwastewatercomponentsandmorecomplextostudythebiochemicalwastewatertreatmenttechnologyhasveryimportantsignificance.ThroughtheuseofA/Ocombinedwithcyclicactivatedsludge,RSSPprocess,coagulation-contactoxidationprocess,flotation-contactoxidationprocess,membranebioreactorforseafoodprocessingwastewaterbiologicaltreatment,biologicalwastewaterofseafoodprocessingProcessingdepthandsystematicresearchtoaddresskeybiologicalwastewatertreatmentprocesstechnology.[Keywords]Marineproductsprocessing;Wastewatertreatment;High-salinity7 引言随着工业的发展，大量废水产生。某些难降解的有机物质和有毒物质，需要运用微生物的方法进行处理，污水具备微生物生长和繁殖的条件，因而微生物能从污水中获取养分，同时降解和利用有害物质，从而使污水得到净化。而高盐废水产量逐渐增加，由于盐度对微生物的抑制作用,这类废水处理目前采用方法蒸发、膜处理等物化技术,但是费用昂贵,难以广泛推广。[1]因而近十几年,对生物法处理高盐废水的研究较多。处理好海产品加工废水，具有十分重要的意义[2]1海产品加工行业废水处理概况1.1海产品加工行业废水的来源及水质情况海产品加工可分为两大类：①渔获物处理，即将新捕获的鱼类、贝类、藻类等新鲜品经清洗、挑选、除去不需要的部位等处理，制成干鲜品、冷冻品及水产罐头等；②二次加工，即将以上制品根据需要进行精制，制成鱼肉松、烤鱼片等炼制品、调味品等。海产品加工主要过程可分为原料处理、中间产品加工和成型产品加工三个部分。其中，原料处理段用水量最大，达到50%，所排废水污染物浓度较低，COD一般为500～800mg/L；中间产品加工段用水量略少，约占总用水量的30%，但所排废水污染物浓度最高，COD平均达2000mg/L左右；成型产品加工段用水量只占总用水量的20%，同时所排废水污染物浓度也较低，平均为200～400mg/L。[3]1.2海产品加工废水处理及回用技术的国内外研究现状和水平废水处理方面，国内外主要集中在废水的处理工艺上，通常的废水处理单项技术运行成本高，处理出水常常难以达标排放。国内外对海产品加工废水主要是末端控制，采用的技术主要为：混凝+接触氧化工艺、气浮-强化A段-A/O工艺、气浮+A/O+CASS工艺、气浮+接触氧化工艺、AB（吸附-生物降解）工艺、水解（酸化）+生物接触氧化工艺、UASB+好氧生物处理工艺、气浮+SBR工艺、絮凝床+SBR工艺等。[4][5]国内大多数海产品加工废水处理都没有从清洁生产、用水平衡、资源回收角度系统分析海产品加工过程中的工艺特点，进行废水的综合处理。目前，我国海产品加工行业废水深度处理与回用技术仍相对落后。关于海产品加工行业废水深度处理与回用技术及其回用标准，国内外尚无形成一套比较系统和完善的工艺和成套集成技术。[6]1.3海产品加工行业废水深度处理及回用的必要性中国是拥有13亿人口、472.7平方公里水域面积的水产品消费大国和水产养殖大国，目前我国水产品加工企业有53262家，年加工能力上亿吨。目前，海产品加工行业废水处理方式一般为简单处理后直接排放大海，既污染环境又浪费资源。7 近年来，随着经济快速发展，排入大海的污染物逐年增加，海产品加工行业废水排放量逐年增加，对沿岸海域水质、近岸海湾养殖和生态环境保护十分不利。对海产品加工行业废水进行深度综合处理与循环利用，具有十分重要的经济效益、环境效益和社会效益，符合我国大力提倡的节能减排政策，促进社会和谐发展。[7]2处理海产品加工废水的方法2.1A／O结合循环式活性污泥法循环式活性污泥系统(CASS)，是间歇式好氧活性污泥反应器(SBR)工艺的一种更新变型，1978年由Goronszy教授在氧化沟技术和SBR工艺的基础上开发而成[]。与传统的SBR反应器不同，CASS反应池的前端设有小容积的生物选择区，通常在缺氧一厌氧条件下运行，进入CASS反应池的污水和从主反应区内回流的活性污泥在选择区混和接触，对难降解有机物起到了良好的水解作用，还可发生显著的反硝化作用。[8]设置选择区的目的是使系统选择出絮凝细菌，克服污泥膨胀。工艺根据微生物的实际增殖情况自动排除剩余污泥量，处理出水通过移动式滗水器排出系统。整个系统以推流方式运行，而各反应区则以完全混合的方式运行以实现同步硝化一反硝化功能。[9]CASS工艺运行过程的一个周期由充水--曝气、充水--泥水分离、上清液滗除和充水--闲置等四个阶段组成[10]，具有系统组成简单、投资低、运行灵活、可靠性好、无污泥膨胀等优点，尤其是还具有优越的脱氮除磷效果。目前CASS工艺已在欧美等国家得到较为广泛的应用[10]，国内也已开始对此工艺进行研究并逐步在城市污水[11-12]、啤酒引、医院、制药、印染和化工等工业废水处理的实际工程中得到应用。[13]空气废水初沉池曝气池二沉池处理水回流污泥剩余污泥图2.1废水处理工艺流程2.2RSSP工艺对应于海产品废水水量大、C／N、C／P低的特点传统的脱氮除磷工艺很难实现厌氧磷释放和反硝化过程各自独立高效的进行。因此存在着硝化和除磷之间的矛盾。在针对海产品废水生物脱氮除磷工艺进行深入研究后。应用了一种回流污泥分离工艺(ReturnSludgeSeparateProcess，RSSP)。它具有高效、稳定等优点。从而在很大程度上解决了这个矛盾现有处理工艺在海产品废水氮、磷处理上的问题主要存在于以下两个方面：第一，反硝化细菌和聚磷细菌对碳源有机物的竞争。尤其是对于一些易快速降解COD(如挥发性有机酸VFA)7 的竞争。而事实上反硝化细菌在这一竞争中占有明显优势。这种竞争结果往往导致除磷效率难以达到理想状态；第二，硝酸盐对厌氧释磷的影响。硝酸盐的存在使得反硝化过程优先利用污水中的有机底物。从而影响磷的厌氧释放过程此外，当原废水中VFA浓度较低时。硝酸盐的存在还可以诱导聚磷菌进行缺氧吸磷。抑制厌氧释磷过程的顺利进行。进而影响生物除磷的效果。目前许多工艺都考虑将回流污泥先回流到缺氧区或者中间接触池（使硝酸盐因在此段进行反硝化而去除)，然后再回流至厌氧区。但是这些工艺的内回流太多，而回流的控制非常困难．因此实际应用效果并不理想。[14]废水回转格栅隔油集水池气浮池A/O池A/O池CASS池清水池回用排放图2.2回流污泥分离工艺（RSSP）流程[15]2.3混凝-接触氧化工艺废水栅格筛网隔油池调节池混凝池沉淀池接触氧化池砂滤池空气聚铝+聚铁出水图2.3处理工艺流程图废水经过格栅筛网等去除大颗粒悬浮物后,进入隔油池除去大部分浮油,经调节池调节废水的水量和浓度,然后进入混凝反应池,加聚合氯化铝(聚铝)和聚合硫酸铁(聚铁),调节pH值至微碱性,经沉淀后除去大部分悬浮物和CODCr后进入生物接触氧化池,进一步降解废水中的污染物,最后经砂滤池除去少量脱落的细菌膜后出水。根据水质,将实验室内分离、驯化出的分解碳水化合物、蛋白质、油脂等好氧优势菌群和硝化、反硝化菌进行扩大培养后,固定于粒径3～4cm的新型多孔填料或焦炭上,然后将新型多孔填料和焦炭分别置于相同的好氧池内,好氧池为内直径130mm、高950mm的有机玻璃柱,填料高度800mm,有效体积10L。然后加废水和少量营养液,闷曝一天,第二天慢慢通水8h,第三天后逐渐增加进水量,第五天开始正式运行。运行一周后可见填料的表面生长有细菌膜,以后细菌膜逐渐增厚,系统的处理效果较好并且稳定,表明生物接触氧化池的启动已完成。整个系统稳定运行2个半月。对废水分别用聚铝、聚铝+聚铁、聚铝+壳聚糖、聚铝+聚铁+壳聚糖进行混凝。采用不同混凝剂对废水的处理效果略有差异。[16]采用混凝-生物接触氧化工艺处理海产品加工废水，效果是不错的。废水经聚铝+聚铁混凝处理后,能大大去除废水中的有机污染物和氨氮。在生物接触氧化池中用焦炭作填料,生物膜生长较紧密,7 不易脱落,系统去除有机污染物的效果稍优于多孔填料,而多孔填料去除氨氮的效果较焦炭好。在生物接触氧化池内投加高效降解菌能加速系统的启动速度,而且处理效果好,处理时间短,系统运行稳定。[17]2.4气浮-接触氧化工艺含盐废水用生物法处理具有一定的可行性，普通活性污泥中的微生物在受到盐度废水冲击时，会通过自身的渗透压调节机制平衡细胞内的渗透压或保护细胞的原生质，这些调节机制包括细胞聚集低分子量物质，如氨基酸、糖、甘氨酸三甲基内盐来形成新的胞外保护层，调节自身的新陈代谢，改变遗传基因。因此通过污泥驯化，可实现高盐废水的生物处理。但高盐废水的生物处理有诸多不利因素，其影响作用主要表现在以下两方面：(1)盐度的升高，会使微生物细胞脱水，引起细胞原生质分离，使细菌无法生长存活。(2)废水中的盐度使废水的密度增加，造成废水与微生物的比重差减小，菌胶团絮体难以沉降，使得活性污泥容易上浮流失。针对这种情况，同时考虑废水油脂较多的特点，首先采取气浮法进行预处理，然后采用好氧接触氧化法进行后续处理。原水加药气浮接触氧化沉淀出水图2.4处理工艺流程高盐度海产品加工废水处理时，应考虑到废水密度的变化对污泥沉降性能的影响，采用气浮法处理高盐度废水具有一定的合理性和优势。高盐度海产品加工废水的生物处理是可行的，其运行成功的关键在于活性污泥的驯化。耐盐污泥的驯化可在普通活性污泥的基础上进行，驯化过程中，既要保证盐度按一定的梯度增加，又要保证废水中的营养充足。[18]2.5膜生物反应器膜生物反应器（membranebioreactor,MBR）是一种由膜过滤取代传统生化处理技术中二次沉淀池和砂滤池的水处理技术，是一种膜分离技术与生物技术有机结合的新型污水处理技术。它集合了膜分离技术和活性污泥法的特点，采用膜分离取代传统的重力沉降过程，利用膜分离设备将生化反应池中的活性污泥和大分子有机物截留住，活性污泥浓度因而得到大幅度提高。由于实现了水力停留时间和污泥年龄的彻底分离，因此反应器可以维持较高的污泥浓度，有利于世代时间较长的微生物（如硝化菌）的截留和生长，硝化能力强。[19]7 曝气管曝气管鼓风机吸引泵处理水原水膜曝气槽图2.5膜生物反应器试验装置图海产品加工废水成分复杂，有机物、蛋白质、COD、氨氮等含量高，直接排放严重污染环境，水处理中心采用膜生物反应器工艺（MBR）深度处理海产品加工废水，结果表明：出水水质稳定，完全可以回用于水产品加工原料处理用水。仅此一项就可以为企业节约大量的生产用水，并减少污水排放，对降低企业成本，提高企业综合经济效益、社会效益和环境效益，促进企业技术进步等方面有着重要意义。[20]3讨论以上介绍的方法都是处理海产品加工废水常用的。由于采用了以微生物为主的生物手段，大大减轻了二次污染带来的问题。这些方法的普及、完善和推广对于防止水体污染、维持水循环稳定和生物资源的循环利用等方面都具有重要意义。但是，在采用这些方法时，还存在一些问题，比如处理条件的控制、处理效果的提高等，这些都是我们需要考虑的问题。怎样使处理效果达到最佳，我们还要不断地进行研究和改进。[参考文献][1]崔有为,王淑莹.NaCl盐度对活性污泥处理系统的影响[J].环境工程2004,22(1):19-35.[2]叶文飞,周恭明.活性污泥法处理高盐废水的可行性研究[J].江苏环境科技,2008,21(3):33-35.[3]张亚军,陈丽丽,楼亚男.膜生物反应器在海产品加工废水处理中的应用[J].水工业市场,2008(11):15-17.[4]尤作亮,蒋展鹏.海水直接利用及其环境问题分析[J].给水排水,1998,24(3):64-67.[5]杨健,郭长虹.废水中高浓度钠盐对活性污泥法系统的影响[J].污染防治技术,1998,11(4):199-203.[6]裘巧俊,尹炜,吕谋.SBR法处理高盐度海产品加工废水[J].环境工程,2006,24(2):79-81.[7]郝瑞霞.SBR工艺在废水处理中的应用[J].河北科技大学学报,1999,20(1):64-68.7 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