微电解-接触氧化法处理甲壳素生产废水

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1、微电解-接触氧化法处理甲壳素生产废水　　甲壳素（chitin）亦称甲壳质、几丁质、明角质、壳多糖、聚乙酰氨基葡萄糖，是1，4-连接的2-乙酸氨基-2-脱氧-p-D-葡萄糖，其分子式（C8H13NO5）n，分子量（203.19）n，为白色至浅黄片状物，广泛存在于昆虫、甲壳纲动物外壳及真菌细胞壁中，是自然界中产量仅次于纤维素的天然多糖。甲壳素的化学性质稳定，有一定的强度，此外还具有生物分解性，可被生物内的溶菌酶分解，与生物的亲和性好，无毒，但甲壳素水溶性差，只可溶于浓盐酸、硫酸、冰醋酸和78％－97％磷酸，几乎不溶于水、稀酸、碱、乙醇和其它有

2、机溶剂。由于具有生物适应性、吸湿性、保湿性、成膜性和通透性、凝胶性和粘稠性、絮凝性、金属络合性等特殊性质，使其被广泛应用于化工、医疗、农业、食品等领域[1]，但其生产废水的处理在国内一直是一大难题。1甲壳素废水的特点　　国内大多从蟹、虾壳中提取甲壳素，蟹、虾壳先经盐酸分解碳酸盐，氢氧化钠溶液脱蛋白质和脂肪，再经过脱色处理生产甲壳素。由于生产工艺的特殊性，其排放废水的特点是PH特别低，Cl-浓度高，废水CODcr浓度波动大，一般的生物处理工艺对其很难有好的处理效果。本文所研究的废水来源于浙江某甲壳素生产厂，其主要原料是蟹、虾壳，这些原料在进

3、厂前，已由原料供应商作预处理，因此废水主要来源于甲壳素后期提取生产工艺，污染程度相对较轻。废水水质见表1。表1甲壳素废水水质　水量/（m3.d-1)pHCODcr/(mg.L-1)Cl-(mg.L-1)母液12.0-3.012000-150006000-10000其他废水1200.6-1.01000-15003000-60002微电解试验　　为掌握微电解处理效果，我们先进行了实验室小试。主要考察了微电解在不同的电解时间，对甲壳素废水的pH值，CODcr去除效果的影响，从而得出实际运行的最佳设计参数。试验在烧杯内进行，先加入500mLPH为

4、0.7、CODcr为3400mg/L的甲壳素废水，投加一定量的铁屑并鼓入空气，在不同的时间内取出水样，过滤后分别测试pH值和CODcr，测试结果见图1、图2，由图可知：电解2h的CODcr去除率最高，但此时废水的pH值较低。为减少后续中和反应的碱投加量，电解时间以6h为好。实际工程中以此作为设计参数[2-5]。 3工程实例3.1工程设计要求　　设计处理规模150m3／d，设计进水水质：pH为1.0，CODcr为1500mg／L，Cl-为5280mg／L。出水要求达到GB8978－1996中的一级排放标准。3.2工艺流程及设计参数　　工艺流

5、程如图3所示。　　废水首先排放到微电解池，内置铁屑，进行微电解反应。同时兼有调节池的作用，均衡进水水质、水量。经电解反应后的废水用泵提升至中和池进行中和反应，投加石灰乳调节废水的pH值至8－9，经初沉淀后，上清液自流到A／O池的兼氧段进行兼氧生物处理，然后进人好氧段进行好氧生物处理。接触氧化出水经二沉池沉淀后，经砂滤池过滤、活性炭吸附计量排放。二沉池部分污泥回流至A／O池，剩余污泥和初沉池污泥排放至污泥池，经压滤机脱水后外运处置，滤液回流至集水池。　　各主要处理单元的设计参数如下：①微电解池HRT=6h；②中和反应池HRT＝15min；③

6、初沉池设计表面负荷0.8m3／（m2·h）；④接触氧化池总HRT=52h，其中A段为16，O段为36h；⑤二沉池设计表面负荷0.6m3／（m2.h)。3.3工艺特点　　本工艺系统分为三个单元：①预处理单元，采用微电解来提高废水的pH值，减少后续中和反应所需的碱投加量；同时去除部分CODcr，提高废水的可生化性。为增强效果，鼓入空气进行曝气。微电解出水经加碱中和使其达到生化处理对进水pH值的要求。②生化处理单元，采用两段式生物处理去除大部分的CODcr，为提高生物处理单元的耐负荷能力和抗冲击能力，采用接触氧化法，分A段（兼氧段）和O段（好氧

7、段）串联运行。③后处理单元，采用砂滤和活性炭吸附对二沉池出水进行把关，去除主要由三价铁离子引起的色度、SS以及部分CODcr后排放。3.4工艺调试运行结果　　工程自2001年3月初开始工艺调试，调试初期往生化池内投加2t脱水干污泥，并一次性加入尿素、磷肥、葡萄糖和面粉等营养物质，闷曝2d后开始逐步进少量污水，同时继续投加大粪等营养物质。经15d运作后，开始见到有污泥絮体生成，污泥沉降速度也明显增加。但之后的近一个月内，进水水质一直波动很大，进水CODcr经常高达2000mg／L以上，最高时甚至超过10000mg／L。同时由于操作工投加石灰

8、乳量不当，生化进水pH值失控，在3.5－10范围内波动，致使A／O池内的微生物大量死亡，生化处理基本无处理效果。随后我们及时进行了调整，控制生化池进水的pH值在8－9之间。5月初重新投加污泥并