申请日2018.05.31
公开(公告)日2018.10.26
IPC分类号C02F9/04; C02F103/36
摘要
本发明公开了一种用于处理明胶废水的处理工艺，包括将废水送至初沉池进行沉降处理的步骤，经初沉池处理后的废水排入Fenton池内进行氧化处理，在Fenton池内，先向Fenton池内加入Fenton试剂，氧化反应后加入PAC，然后再加入PAM，静置沉降后，Fenton池内的下层污泥送至污泥处理单元，上层废水送至气浮池内继续处理。通过采用Fenton氧化法以及搭配使用PAC和PAM的方式，对明胶综合废水的原水进行充分絮凝沉降，大幅降低废水的综合指标，免除了后期的气浮处理，减少了后续A/O池的处理量，有效节约了企业废水处理成本。
翻译权利要求书
1.一种用于处理明胶废水的处理工艺，包括将废水送至初沉池进行沉降处理的步骤，其特征在于，经初沉池处理后的废水排入Fenton池内进行氧化处理，在Fenton池内，先向Fenton池内加入Fenton试剂，氧化反应后加入PAC，然后再加入PAM，静置沉降后，Fenton池内的下层污泥送至污泥处理单元，上层废水送至气浮池内继续处理。
2.如权利要求1所述的用于处理明胶废水的处理工艺，其特征在于，在加入Fenton试剂前，调节Fenton池内废水的pH值在5.0-5.7之间。
3.如权利要求1所述的用于处理明胶废水的处理工艺，其特征在于，在加入PAM之前，向Fenton池内加入粉末活性炭，粉末活性炭的加入量为1-3mg/L，粉末活性炭的粒度为150-200目。
4.如权利要求1所述的用于处理明胶废水的处理工艺，其特征在于，Fenton试剂中，H2O2和FeSO4的质量比为1:1.3，Fenton试剂的加入量为400-520mg/L。
5.如权利要求1-4之一所述的用于处理明胶废水的处理工艺，其特征在于，PAC的加入量为60-80mg/L,PAM的加入量为1-3mg/L。
6.如权利要求5所述的用于处理明胶废水的处理工艺，其特征在于，将废水送至初沉池进行沉降处理的过程中，向初沉池内先加入絮凝剂，絮凝沉降后再加入PAM，废水分层后，将池内上层废水送至Fenton池继续处理。
7.如权利要求6所述的用于处理明胶废水的处理工艺，其特征在于，所述絮凝剂由AlCl3粉末、MgCl2粉末和AEO-7组成，AEO-7的用量为5-20mg/L。
8.如权利要求7所述的用于处理明胶废水的处理工艺，其特征在于，在初沉池内，PAM的加入量为0.5-1.0mg/L。
9.如权利要求8所述的用于处理明胶废水的处理工艺，其特征在于，在加入PAM之前，向初沉池内加入粉末活性炭，粉末活性炭的加入量为20-40mg/L，粉末活性炭的粒度为150-200目。
说明书
一种用于处理明胶废水的处理工艺
技术领域
本发明涉及明胶废水处理领域，特别涉及一种用于处理明胶废水的处理工艺。
背景技术
目前国内骨明胶生产企业大多沿用传统碱法工艺制胶，工艺流程包括：浸酸→退酸水洗→浸灰→退灰水洗→中和→水洗→加热提胶→精制处理→浓缩→蒸发→灭菌→挤胶、干燥，该工艺方法每生产一吨明胶，耗水600-1000吨，产生固废10-20吨，废渣、废水排放量大，其产生的废水中含有大量的可溶性蛋白，包括大量的胶体、油脂、有机物颗粒、悬浊液和乳浊液，这种废水在碱性介质中很难自然沉降、澄清，其必须采用物理或者化学的方法来处理，针对明胶生产废水排放的特点，一般采用取清、污分流分治的方法，传统明胶废水处理的方法存在多种，但主要的处理工艺流程为：原水→预沉集水池→预沉池→综合调节池→反应初沉池→气浮池→A/O池→终沉池→曝气生物滤池(IBAF池)→达标排放。
刘宏斌等人在论文《明胶废水治理新技术》中指出，明胶废水采用Fenton氧化絮凝+气浮+接触氧化组合工艺的处理效果较理想，COD为2500mg/L的原水，经组合工艺处理后，其COD值降为87.8mg/L，处理效果显著，同时，论文中指出，明胶本是一种大分子蛋白质，通常状态为三级螺旋结构，比较稳定，要使明胶蛋白质从水中析出，首先要破坏立体结构，而加双氧水，可使其三级结构中的氢键等次级键氧化断裂，使之脱稳凝结析出，另外，双氧水也可使硫酸亚铁中的Fe2+氧化成Fe3+，而新生成的的氢氧化物Fe(OH)3具有很强的吸附和絮凝作用，采用FeSO4+H2O2(Fenton试剂)+PAM(聚丙烯酰胺)的方式可使明胶废水的COD值降至150-1000mg/L。通过分析可以知道，Fenton试剂主要用于将溶解于水中的大分子蛋白质析出，然后再通过Fe(OH)3来吸附形成絮体，以此来实现絮凝沉降，然而，该方式在实际应用中的絮凝效果并不理想，原因在于，Fe(OH)3吸附形成的絮体受到析出的大分子蛋白质分散度的影响而形成大小不一、分散不均的絮体，这些絮体形态不稳定，若直接加入PAM对其进行沉降，由于PAM为高分子混凝剂，其混凝机理主要为吸附架桥作用，并且对使用量和水体pH值较为敏感，当絮体分散度过高、形态不稳定时，其吸附效果有限，导致PAM并不能完全将废水中的絮体吸附沉降，进而使一部分的絮体无法有效地被吸附絮凝，废水中依然含有相当一部分的絮体，且主要以微小絮体为主，这表明PAM对微小絮体的吸附效果较差，在工业应用中，采用FeSO4+H2O2(Fenton试剂)+PAM的处理方式只能使原水的COD值降至800-1200mg/L，导致后期的A/O池的处理量较大。
刘焕统等人在论文《混凝剂在明胶废水治理中的应用》指出，当PAM和PAC(聚合氯化铝)联合使用时，不仅混凝效果良好，而且混凝剂的用量也大大减少，然而，刘焕统等人在实验阶段研究时，是将PAM作为助凝剂，PAC作为混凝剂来联合添加的，并且指明先添加助凝剂PAM，后添加混凝剂PAC，而且还指出最佳投药量为PAC40mg/L，PAM 0.125mg/L。作为业内常识，PAC的混凝效果比PAM的混凝效果差，但PAC稳定性较PAM好，对微小絮体吸附效果好，同时PAC对废水的pH值和温度不敏感，按照常规推断，以PAC为主混凝剂的混凝效果比以PAM为主混凝剂的混凝效果差，因此，刘焕统等人对PAC和PAM的使用并没有发挥出两者的最佳混凝效果，也即是说，刘焕统等人并没有发现PAM和PAC两者在絮凝沉降过程中的差异，也未发觉两者各自的混凝特点，故并没有充分发挥出PAC和PAM联合添加的最佳混凝效果。同时，PAC和PAM联合使用的方式只是针对废水中不溶性絮体，而对废水中溶解的大分子蛋白质无絮凝沉降效果，因此，该方式在絮凝沉降效果上存在较大的提升空间。
发明内容
本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种用于处理明胶废水的处理工艺，通过采用Fenton氧化法以及搭配使用PAC和PAM的方式，对明胶综合废水的原水进行充分絮凝沉降，大幅降低废水的综合指标，免除了后期的气浮处理，减少了后续A/O池的处理量，有效节约了企业废水处理成本。
本发明采用的技术方案如下：一种用于处理明胶废水的处理工艺，包括将废水送至初沉池进行沉降处理的步骤，其特征在于，经初沉池处理后的废水排入Fenton池内进行氧化处理，在Fenton池内，先向Fenton池内加入Fenton试剂，氧化反应后加入PAC，然后再加入PAM，静置沉降后，Fenton池内的下层污泥送至污泥处理单元，上层废水送至气浮池内继续处理。
在上述中，Fenton试剂用于将溶解于废水中的明胶蛋白质从水中析出，以便于将其絮凝沉降。对废水进行Fenton氧化处理后，由于析出的大分子蛋白质形成的絮体微小分散且形态不稳定，利用PAC(聚合氯化铝)吸附微小絮体效果好的特点，先加入PAC进行絮凝预处理，其主要用于将微小分散且形态不稳定的絮体吸附形成较大颗粒状的形态稳定的絮体，并同时对较大体积的絮体进行絮凝沉降，PAC絮凝沉降完成后，再加入PAM进行絮凝沉降，利用PAM对较大颗粒状的絮体吸附强的特点，对Fenton池内的废水进行絮凝沉降处理，由此可使废水中绝大部分的絮体吸附沉降，进而显著提高Fenton池内絮体的沉降效果。在本发明中，用PAC对析出的明胶蛋白质进行预絮凝处理是极佳的处理方式，PAC和PAM的搭配使用能够充分发挥出各自的吸附絮凝特点，以最大限度地对废水进行澄清，当然，若PAC和PAM的加入顺序颠倒，同时以PAC为主要混凝剂，则会导致PAC和PAM各自的优势发挥不出来，Fenton池内的絮凝沉降效果改善不明显。
进一步，为了保证Fenton氧化处理的效果，在加入Fenton试剂前，调节Fenton池内废水的pH值在5.0-5.7之间。
进一步，考虑到Fenton池内存在少量油脂和其他不溶性大分子有机物，为了降低PAM的使用量和消除油脂，在加入PAM之前，向Fenton池内加入粉末活性炭，粉末活性炭的加入量为1-3mg/L，粉末活性炭的粒度为150-200目。粉末活性炭可以有效去除Fenton池内的油脂以及其他不溶性大分子有机物，使其形成大颗粒絮状物，增加沉降分离效果，有效降低PAM的使用量，同时，粉末活性炭还能够为微小絮体提供凝聚点，进而有助于微小絮体形成粒径较大的絮体，由此可以放大PAC吸附絮凝的效果。
在本发明的Fenton试剂中，H2O2和FeSO4的质量比为1:1.3，Fenton试剂的加入量为400-520mg/L。Fenton试剂的组成比和加入量跟废水的水质息息相关，若废水的水质较差，例如COD值超过2700mg/L时，Fenton试剂就不能按照上述的比例和加入量来执行，其需根据实际使用量来确定，上述所指出的Fenton试剂的比例和加入量的适用范围为：废水COD值不超过2700mg/L，SS值不超过2000mg/L。
进一步，为了更好地实施本发明，PAC的加入量为60-80mg/L,PAM的加入量为1-3mg/L。
进一步，由于明胶综合废水在经预沉集水池沉降处理后，废水的水质指标很差，若直接排入Fenton池中处理，将会严重影响Fenton池的正常工作，导致部分Fenton试剂“中毒”而使整个氧化效果较差，因此，将废水送至初沉池进行沉降处理的过程中，向初沉池内先加入絮凝剂，絮凝沉降后再加入PAM，废水分层后，将池内上层废水送至Fenton池继续处理。通过在初沉池中进行絮凝处理，以去除废水中大部分的不溶性有机物，有效改善废水水质，保证进入Fenton池内的废水水质在规定的范围内。在对初沉池进行絮凝沉降过程中，絮凝剂和PAM的搭配使用能够进一步提高絮凝沉降的效果，进一步保证进入Fenton池内的废水水质在规定的范围内。
进一步，为了更好地对初沉池内进行絮凝沉降，所述絮凝剂由AlCl3粉末、MgCl2粉末和AEO-7组成，AEO-7的用量为5-20mg/L。
进一步，在初沉池内，PAM的加入量为0.5-1.0mg/L。
进一步，在加入PAM之前，向初沉池内加入粉末活性炭，粉末活性炭的加入量为20-40mg/L，粉末活性炭的粒度为150-200目。在初沉池内加入粉末活性炭的目的在于，粉末活性炭主要用于对初沉池内的大粒径絮体和油脂进行吸附沉降，在粉末活性炭吸附沉降后，剩余的微小絮体和部分未被粉末活性炭吸附的微小絮体在PAM的作用下，以粉末活性炭为吸附点而形成粒径较大的絮体，进而完成进一步的絮凝沉降，有效提高了絮凝沉降的效果，进一步地，在初沉池内，粉末活性炭和PAM的加入顺序不能颠倒，否则不能达到上述效果，若在初沉池内先加入PAM，由于经絮凝剂处理后的明胶废水中，其悬浮的絮体较多，絮体间大小不一，PAM在对其进行吸附絮凝时，不仅需要大量的PAM，而且在吸附效果上，絮凝形成的较大粒径的絮体之间由于缺少可靠吸附点而单独的悬浮在废水中，并且对油脂的吸附效果欠佳，即使在搅拌的作用下，废水中的絮体沉降量较少，有相当一部分的絮体依然悬浮在废水中，此时，再加入粉末活性炭时，由于大粒径的絮体会吸附较多的粉末活性炭，而导致大粒径的絮体会消耗较多的粉末活性炭，粉末活性炭所捕获的微小絮体变少，而且，由于消耗了太多的粉末活性炭，废水中的油脂吸附效果较差，废水表面上存在油膜，在絮凝沉降的效果上，在使用相同量的粉末活性炭和PAM的情况下，先加入PAM的方式所获得的絮体沉降量相对较少，废水中的悬浮的絮体较多，废水澄清效果较差。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、本发明的用于处理明胶废水的处理工艺，通过将传统的Fenton氧化处理和PAC/PAM共同絮凝沉降处理相结合后，在实际应用中并未出现彼此之间相互制约的问题，由此说明本发明所采用的方式是成功的，确定了两种处理方式结合后所产生的技术效果，同时，本发明在添加PAC和PAM时，一反传统的搭配方式和添加顺序，通过先添加PAC后添加PAM的方式，以PAM为主混凝剂，最大限度的发挥出了各自的优势，使PAC和PAM在组合使用时，彼此之间相互促进，进而达到了最佳混凝效果，而粉末活性炭的加入使这种混凝效果被进一步放大，进而使Fenton池的出水水质直接达到了A/O池入水水质标准，取得的这一技术效果是传统处理工艺所不具有并且没有给出任何披露的。
2、本发明的用于处理明胶废水的处理工艺，主要解决传统明胶综合废水处理工艺工序复杂繁多、造价高、运行成本高、处理周期长，处理量和处理效果一般的问题，通过简化废水处理工序和缩短废水处理周期的方式，在保证出水水质的条件下，克服了传统明胶综合废水处理工艺所存在的上述问题。
