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鱼粉加工技术多为湿法,其工艺的特点是原料经过粉碎-蒸煮-压榨-烘干后制成鱼粉,压榨出的废水中蛋白质含量高达2%~5%左右,故一般称为鱼蛋白水,且含有较多的鱼油,废水COD值高达数10万mg/L,悬浮物含量高达0.1kg/L左右,远远高于《GB8978-1996污水综合排放标准》所要求的标准。目前我国鱼粉加工企业尤其是生产规模小的企业,多将废水鱼汁作为废弃物直接排放到近海环境中,严重污染了周围的海水。另外废水鱼汁含有大量营养物质,因此回收利用废弃榨液中的蛋白质等营养物质,不仅避免了环境污染,而且能够回收资源。
本课题首先采用混凝法回收鱼粉加工废水中的营养物质,降低废水的COD,然后采用上流式厌氧污泥床反应器(UASB)对混凝后废水进行处理,为后续好氧生物处理奠定基础,以便最终实现达标排放。针对鱼粉加工废水特点,筛选适用于鱼蛋白凝聚的高效、经济的化学水处理剂,确定其最佳条件和投药量,以达到最大限度地回收鱼蛋白。絮凝沉淀后的出水采用UASB厌氧反应器进行处理,研究污染物负荷、水力停留时间、盐份、氨氮、pH值、VFA等因素对污染物去除效果的影响,研究颗粒污泥的特性。为降低后续好氧处理单元的氨氮负荷,课题还进行了控制水解酸化直接提取氨基酸的研究,采用CaCl2提取氨基酸,研究水力停留时间、pH值、CaCl2投加量对氨基酸提取率及COD去除率的影响。
研究表明,采用聚合硫酸铁进行混凝,有大量物质沉淀析出,反应的最佳条件是pH=7,投加量为600mg/L,其COD、SS去除率分别为45.5%、92.4%。影响聚合硫酸铁混凝效果的主要因素是速度梯度,当快搅梯度为:200r/min,120s,GT值为26832;慢搅梯度为:80r/min;8 min,最佳总GT值为38832时,能取得较好效果。
研究结果还表明,对混凝后鱼粉加工废水,采用UASB反应器能取得较好效果,当容积负荷为7.5kgCOD/(m3·d)时,COD的去除率为86%,出水COD浓度为2000mg/L,产气量为0.45L/gCOD,CH4含量可达80%以上,具有较高的利用价值。UASB反应器中易形成颗粒污泥,其颗粒呈黑色椭圆状,粒径分布在0.3~3 mm之间,污泥浓度为25 gMLSS/L,MLVSS/MLSS为0.908,颗粒污泥的沉速为52.5~138 m/h,沉降性能良好。
水解酸化提取氨基酸的研究结果表明,当进水COD为1800mg/L,氨基酸含量为2350mg/L,停留时间为5h时,生成的氨基酸最多为2660mg/L。在pH=9,CaCl2投加量为5g/L条件下,氨基酸提取率最大为31.6%,COD去除率为37.7%。