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鱼粉加工废水综合利用与处理技术研究

张博  
【摘要】:鱼粉加工废水有机物浓度高(30-120 gCOD/L)、蛋白质含量高(2-5%)、高盐度(10 g/L)、粘度大和含有大量鱼类碎体等特点,而且由于此类废水仅产生于部分沿海地区,对其处理技术的研究投入不足,最终导致鱼粉废水的处理一直是污水处理领域的难点问题。目前,国内外对鱼粉废水的处理手段多为单一的物/生化处理手段和简单的物化组合工艺,迄今为止缺乏切实有效的物化生化相结合的处理工艺。 本文以典型的鱼粉废水作为研究对象,针对此类废水的水质特点,制定了从资源化利用和低成本处理两方面开展针对性的研究。基于鱼粉废水的水质特点,拟采取的处理工艺为:混凝→发酵生产微生物油脂→厌氧颗粒污泥处理→水解提取氨基酸。首先采用混凝法将废水中胶态的和悬浮态的有机物质进行回收,再通过接种产脂酵母菌将废水中剩余的溶解态物质加以利用生产微生物油脂,继而采用厌氧生物处理,同时在厌氧前采用水解提取氨基酸工艺,以达到最大限度的回收有用物质及减轻厌氧负荷的目的。同时研究了各处理工艺的最佳运行控制参数,得出了如下的主要结论: (1)采用混凝法进行回收鱼蛋白的预处理,在pH为7,PFS投加量为600mg/L,快速搅拌(200 r/min,120s),慢搅梯度(80 r/min,8 min)的条件下,COD和SS去除率分别达到45.5%和92.4%。 (2)采用鱼粉废水为培养基,利用斯达式油脂酵母HL发酵生产微生物油脂。结果表明:原液初始pH为6.5,发酵培养6d后,生物量为5.3 g/L,油脂产率为1.1 g/L;添加20 g/L的葡萄糖,初始pH为4时,生物量高达17.6 g/L油脂产率为2.7g/L, COD去除率可达到43.4%。所产油脂中脂肪酸主要成分为肉豆蔻酸(C14:0)和棕榈酸(C16:0)。通过均匀实验设计发现Mn2+的含量对油脂产量的提高有显著影响,当添加4 g/L的MnSO4.H2O时,油脂产率较参照组提高了30.1%。 (3)采用厌氧颗粒污泥处理混凝后的鱼粉废水,当容积负荷为7.5kgCOD/(m3·d), COD的去除率为86%。鱼粉废水的高盐特性对颗粒污泥具有潜在的抑制作用。当废水的盐度在0.52 to 7.6 g/L时,没有观察到对颗粒污泥活性的抑制作用。当盐度高于9.0 g/L时,会对微生物的代谢活动产生很强的抑制作用,并导致COD去除率的下降及污泥颗粒强度的降低。所形成的颗粒污泥呈黑色椭圆状,表面规则、光滑,粒径分布在0.3-3 mm之间,污泥浓度为25g MLSS/L,沉速为53-140 m/h。 (4)盐析法提取氨基酸实验表明,当进水COD为18 g/L,水解5h后,生成的氨基酸为2.7g/L。然后投加5 g/L CaCl2,调节pH到9,氨基酸提取率和COD去除率分别达到31.6%和37.7%。


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