生物酶催化技術(shù)應(yīng)用于卡拉膠廢水處理工程

齊愛玖，林祥進，孫祥章

（福州晨翔環(huán)保工程有限公司，福州 350001）

生物酶催化技術(shù)應(yīng)用于卡拉膠廢水處理工程

齊愛玖，林祥進，孫祥章

（福州晨翔環(huán)保工程有限公司，福州 350001）

卡拉膠廢水成分復(fù)雜，含有難生化降解的有機污染物種類多，且濃度高，堿性大，含鹽量高，按現(xiàn)有的處理工藝，很難達到排放標(biāo)準。本文以福建省石獅市中科海藻制品發(fā)展有限公司卡拉膠廢水處理工程為例，闡述了生物酶催化技術(shù)在卡拉膠廢水處理中的應(yīng)用。通過在生化系統(tǒng)建立酶體系，利用生物酶催化作用，提高廢水中難降解有機物的可生化性與可處理性，從而使出水達到《污水綜合排放標(biāo)準》（GB8978—1996）規(guī)定的一級排放標(biāo)準。

生物酶催化;卡拉膠廢水;達標(biāo)排放

卡拉膠（Carrageenan），又稱為鹿角菜膠、角叉菜膠。卡拉膠是從某些紅藻類海草中提煉出來的親水性膠體，它的化學(xué)結(jié)構(gòu)是由半乳糖及脫水半乳糖所組成的多糖類硫酸酯的鈣、鉀、鈉、銨鹽。由于其中硫酸酯結(jié)合形態(tài)的不同，可分為K型（Kappa）、I型（Iota）、L型（Lambda）。卡拉膠廣泛應(yīng)用于食品、日用化工和醫(yī)藥等行業(yè)，但其生產(chǎn)加工時所產(chǎn)生的廢水組分復(fù)雜，污染物濃度高、色度大，不僅含有大量有機污染物，而且pH變化較大，C/N比例失調(diào)，同時氯離子含量較大，處理難度大?？ɡz廢水的特點為：水量波動大，水質(zhì)不穩(wěn)定；污水中的有機物濃度高；在設(shè)計中還需考慮氯離子對生化處理的影響。

本文以福建省石獅市中科海藻制品發(fā)展有限公司卡拉膠廢水處理工程為例，闡述了生物酶催化技術(shù)在卡拉膠廢水處理中的作用。

1 廢水處理工程概況

福建省石獅市中科海藻制品發(fā)展有限公司主要從事卡拉膠原料的加工和制作，生產(chǎn)過程中主要是堿處理、洗堿、鉀化膠凝和壓榨脫水工序產(chǎn)生廢水，該混合廢水呈微堿性，pH為9.0～11.0，廢水中含有海藻表皮纖維，海藻蛋白等有機物質(zhì)，其中CODCr為700～900mg/L，鹽度156mg/L，廢水顏色棕黃，其懸浮物含量高。

1.1 廢水水質(zhì)

該公司卡拉膠廢水進水水質(zhì)根據(jù)已有的同類行業(yè)廢水水質(zhì)情況綜合考慮，設(shè)計規(guī)模為80m3/d，出水水質(zhì)執(zhí)行《污水綜合排放標(biāo)準》（GB8978-1996）中一級排放標(biāo)準。具體數(shù)值見表1。

表1 設(shè)計進出水水質(zhì)

1.2 工藝流程（見下圖）

該公司卡拉膠廢水處理采用生物酶催化+生化處理工藝。污水經(jīng)調(diào)節(jié)池進行pH加酸調(diào)節(jié)后進入?yún)捬醭?，在其中消解長鏈有機污染物后，分解有機氮為小分子氨氮和氮氣，并通過部分回流達到反硝化作用，出水經(jīng)提升泵1進入中間池，后用提升泵2抽至初沉池進行沉淀處理后去除較大的顆粒以便于后續(xù)生化處理，自流進入酶催化氧化池，進行酶催化反應(yīng)，考慮到色度的去除和由于生化反應(yīng)水力停留時間過長，土建造價成本和運行成本增加等多方面因素，利用特選生物酶對于難降解有機物高效迅速的降解機理，將難降解有機物如萘、菲等非氯化芳香族化合物、氯化芳香族化合物、磷酸酯、鄰苯二甲酸酯、酚類化合物和苯胺類化合物等分解成小分子可降解物質(zhì)，進一步提高可生化性，從而降低了后續(xù)生化反應(yīng)單元的土建造價和能耗。利用接觸氧化池中填料表面附著的豐富的生物膜以及由曝氣設(shè)備（鼓風(fēng)機及其曝氣系統(tǒng)）提供的溶解氧去除水中的有機污染物和氨氮；混合液經(jīng)沉淀池進行泥水分離后，沉淀污泥部分回流至厭氧池，剩余污泥排入污泥濃縮池；沉淀后的污水自流進入清水池，利用回流清水泵回用于生產(chǎn)，達到污染減量化的目的，處理后多余的污水則達標(biāo)排放。

廢水處理工藝流程圖

2 廢水處理工程的調(diào)試和運行

廢水處理工程的調(diào)試及試運行是廢水處理工程建設(shè)的重要階段，是指在滿負荷進水條件下，優(yōu)化、摸索運行參數(shù)，取得最佳的去除效果，同時對工程整體質(zhì)量進一步全面考核，為今后長期穩(wěn)定運行奠定基礎(chǔ)，是檢驗廢水處理工程前期設(shè)計、施工、安裝等工程質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。

2.1 物化處理階段工程調(diào)試

物化處理部分的調(diào)試工作主要包括調(diào)節(jié)進水pH、進水流量、鹽酸（HCl）投加量，并考察運行效果。通過現(xiàn)場試驗和調(diào)試，可得：進水pH7～9，CODCr700～900mg/L，12小時連續(xù)運行，流量7m3/h。

2.2 生化處理階段工程調(diào)試

該廠廢水處理站的生化處理階段調(diào)試主要是生化反應(yīng)池的生物菌培養(yǎng)和馴化，即厭氧池和接觸氧化池的調(diào)試，在厭氧池和接觸氧化池分別實現(xiàn)生物菌正常的新陳代謝。生化調(diào)試最關(guān)鍵的是生化池的啟動。污泥的培養(yǎng)馴化采用接種培養(yǎng)法，即在厭氧池和接觸氧化池中加入其它污水處理廠的活性污泥。每天需向厭氧池、好氧池投加碳源，以使厭氧池、好氧池內(nèi)的BOD5增加200mg/L；投加氮、磷時，厭氧池按BOD5∶N∶P =300∶5∶1的比例投加，好氧池按BOD5∶N∶P =100∶5∶1的比例投加。間歇運行時，沉淀池內(nèi)的污泥量較少，分別回流至酶生物厭氧池、中間池、酶催化氧化池。培養(yǎng)期間應(yīng)通過鏡檢密切觀察生化池中微生物相的變化；同時進行進、出水水質(zhì)及反映活性污泥性能指標(biāo)的測定，包括SV、MLSS、SVI、CODCr、BOD5等。

為加快掛膜速度，縮短調(diào)試時間，采用生物酶催化技術(shù)進行生化階段調(diào)試，使設(shè)施盡快投入運行。即在生化厭氧段，投加生物酶制劑，進行酶催化反應(yīng)，提高生化效果及降解率。污水處理工程運行20天之后觀察，SV為4%左右，出水CODCr含量仍較高。通過鏡檢觀察到菌膠團比較松散，原生動物較少。10天之后繼續(xù)觀察，鏡檢中出現(xiàn)了輪蟲等后生動物，但數(shù)量不是很多，這表明污泥正在進一步馴化。再進一步提高BOD5負荷，開始以15m3/h連續(xù)進水，一天進水10h。這段時期污泥增長速度很快，SV呈線性上升，出水CODCr含量一直比較穩(wěn)定。繼續(xù)提高負荷至40m3/h，最終SV為15%左右，主曝氣區(qū)污泥濃度為2g/L。10天后觀察，厭氧池組合填料微生物掛膜狀況良好，接觸氧化池生物污泥色澤呈淺黑色，鏡檢時原生動物與后生動物均較多，而且較活躍。這表明活性污泥培養(yǎng)基本成功。從監(jiān)測的水質(zhì)情況看，經(jīng)過采用生物酶催化技術(shù)對上述各階段的調(diào)試和試運行，縮短了調(diào)試時間，取得了良好效果。

2.3 生物酶催化技術(shù)在生化處理階段工程調(diào)試中的作用

生化處理階段的調(diào)試是整個廢水處理工程調(diào)試的關(guān)鍵。生物膜的培養(yǎng)實質(zhì)就是在一段時間內(nèi)，通過一定的手段，使處理系統(tǒng)中產(chǎn)生并積累一定量的微生物，使生物膜達到一定厚度，選擇適應(yīng)實際水質(zhì)情況的微生物，淘汰無用的微生物，對于有脫氮除磷功能的處理工藝，通過馴化使硝化菌、反硝化菌、聚磷菌成為優(yōu)勢菌群，生物膜培養(yǎng)成功，直到出水BOD5、SS、CODCr等各項指標(biāo)達到設(shè)計要求。影響調(diào)試的因素，除接種污泥外，還有廢水的水質(zhì)特征、有機質(zhì)負荷和有毒污染物負荷、環(huán)境條件、填料種類等。生化調(diào)試所需時間較長，一般在20～28周不等。為加快掛膜速度，縮短調(diào)試時間，采用生物酶催化技術(shù)進行生化階段調(diào)試，使設(shè)施盡快投入運行。采用生物酶催化技術(shù)進行生化處理階段調(diào)試，即在生化厭氧段，投加生物酶制劑，進行酶催化反應(yīng)，提高生化效果及降解率。生物酶催化技術(shù)在生化處理段調(diào)試工程中的作用有：

（1）提高生化處理效率及污染物降解率；

（2）加快生化處理掛膜速度，縮短調(diào)試時間；

（3）促進生化處理系統(tǒng)中的微生物生長；

（4）提高生化處理系統(tǒng)抗沖擊負荷、抗鹽性。

3 廢水處理工程運行效果

該公司廢水處理站經(jīng)生物酶催化技術(shù)調(diào)試、試運行2個多月后，有關(guān)環(huán)保部門進行不定時監(jiān)測。監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，出水水質(zhì)各項指標(biāo)達到《污水綜合排放標(biāo)準》（GB8978-1996）中的一級排放標(biāo)準（水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果見表2）。

表2 卡拉膠廢水處理監(jiān)測結(jié)果匯總

從表2的監(jiān)測結(jié)果可以看出，該公司廢水處理工程經(jīng)生物酶催化技術(shù)調(diào)試后，運行2個月以來，對CODCr、BOD5的去除能力有很大的提高，且縮短了調(diào)試時間。進水水質(zhì)：CODCr980～1025mg/L，BOD5280～340mg/L；出水水質(zhì)：CODCr≤50mg/L，BOD5≤20mg/L；CODCr平均去除率為95%，BOD5平均去除率為93.5%，各項指標(biāo)均達到相關(guān)排放標(biāo)準。

4 結(jié)語

該項目經(jīng)過近2個月的調(diào)試運行，廢水處理站各構(gòu)筑物、設(shè)備均能滿足設(shè)計要求，整個系統(tǒng)運行正常、穩(wěn)定。處理規(guī)模和出水水質(zhì)均能達到設(shè)計要求，已通過環(huán)保部門相關(guān)驗收。同時經(jīng)生物酶催化技術(shù)進行調(diào)試，可提高生化處理效率及污染物降解率，加快生化處理掛膜速度，縮短調(diào)試時間，促進生化處理系統(tǒng)微生物生長，可提高生化處理系統(tǒng)抗沖擊負荷。表明卡拉膠廢水采用生物酶催化技術(shù)處理的工藝流程是適宜的，工藝處理能耗低，運行效果穩(wěn)定。

[1]孫祥章，敖小平，林祥進.固定化酶復(fù)合材料及其制備方法的研究[J].中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)，2007（11）.

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[4]孫祥章，齊愛玖，宋守清.印染廢水處理工程調(diào)試過程及關(guān)鍵問題[J].知識經(jīng)濟，2008（1）.

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Bio-enzymatic Technology Used in Carrageenan Wastewater Treatment Engineering Practice

QI Ai-jiu, LIN Xiang-jin, SUN Xiang-zhang
(Fuzhou Chenxiang Environmental Engineering Co., Ltd, Fuzhou 350001, China)

The complex composition of carrageenan wastewater contains difficult biochemical degradation of many kinds of organic pollutants, and high concentrations, alkaline, high salt content. It is difficult to achieve the emission standards according to the existing treatment process. By taking carrageenan wastewater treatment works of Fujian Shishi City Seaweed Products Development Co., Ltd. as an example, the article describes the application of bio-enzymatic technology in wastewater treatment of carrageenan. Enzyme system is set in bio-chemical system, the article uses bio-enzyme catalysis to improve biochemistry and treatment of in-degradability of organic matter in wastewater, so as to meet the first grade discharge standard stipulated in〈the Comprehensive Discharge Standard of Wastewater〉 (GB8978-1996).

biological enzymatic catalysis; carrageenan wastewater; discharge standards

X703

A

1006-5377（2012）11-0026-03