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鱼业废水的生物处理方法

上传者:雷海浜
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上传时间:2015-04-24
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鱼业废水的生物处理方法

第器彦摹;膂

发酵科技通讯

鱼业废水的生物处理方法

(青岛科技大学化工学院

山东青岛

266042)

摘要:在养鱼产业中,高张力废水的排出处理,在全世界都是一个很热门的话题。生物处理法是处

理废水的最好方法。厌氧固定床和流化床反应器(AFB)、升流式厌氧污泥床反应器(UAsB)可以除去80 ̄9()%的有机物,同时产生生物气。需氧过程如活性淤泥,旋转的生物接触器,渗漉器,曝气生物滤池也可以除去有机物。对污水先进行厌氧消化,再进行需氧过程处理是最适合的方法。

关键词:废水

生物处理法厌氧处理

需氧处理

Biologicaltreatmentprocessesforfishproeessing

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Keywords:wastewaterBiolo舀cal

treatmentAerobictreatmentanaembictreatment

渔业和水产养殖为大约5.4亿人提供生计,根据联合国粮农组织2011年1月31号公布的《世界渔业和水产养殖状况》,鱼品对全球膳食的贡献已经达到人均17公斤的记录,为超过30亿人提供至少15%的动物蛋白摄人量。同时一些环境问题开始显现。国内对于养殖废水处理工艺流程的研究近年来逐渐增多,物理处理措施也是其中一种【l】,例如混凝沉降法,虽然操作简单、设备维护方便,但设备占地面积大、污泥生成量多、处理水质不稳定。气浮法不仅耗电量大,而且曝气头布局的局限性、起泡过大、气泡运行路径短造成了气浮池目前不能达到理想的气浮效果回。这篇文章主要讲的是在渔业加工过程中使用到的生物技术。

鱼类加工过程中产生废水的特性

1.1固体含量

固体悬浮物会影响水生生物的生长。在英国不同的鱼类中,固体悬浮物在废水中浓度是

20℃3000rng/l。固体悬浮物占总的悬浮物的10—30%。总的来说,废水中悬浮的固体一般是蛋白质和类脂类【3】,其中40%的是有机物。

1.2

pH

一般情况下废水的pH接近中性,pH在5。7—7.4范围内,平均是648。在鱼肉的生产过程中,鱼肉浓缩物是在pH为9到10时得到的。氨水排出的多少和蛋白质物质的腐败都和pH有直接的关系【4】。

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■—■一

l13

动物脂肪(FOG)

脂肪(FOG)的含量也是衡量废水的一个参数,

大约有60%的脂肪是在屠宰过程中得到的阁,剩下的动物脂肪是在制作罐头过程中得到的【q。1.4有机物含量

在排出的废水中,BOD,最初是来自含碳和含氮的化合物,排出的COD高于BOD,的量。鱼罐头制造业排出的有机物质的含量比较高,浓度在10,000一50,000m∥L之间,我们已经知道,在鱼粉

的制造过程中,会产生较高的有机废物,在清洗鱼浆的过程中也会产生较高的有机废物。

1.5氮磷的含量

过量的N和P会影响水生植物的生长。N:P等于5:1是适合生物生长的条件。虽然N和P在废水中都存在,但是在大多数情况下它们的含量比较少同。较高浓度的蛋白质会导致废水中氮元素的增加。同样的,废水中的P元素一部分来自

鱼体本身,另一部分来自加工过程和澄清剂嘲。2生物处理过程

废水的生物处理技术就是利用微生物的新陈代谢功能,使废水中呈溶解和胶体状态的有机污染物被降解并转化为无害稳定的物质,从而使废

水得以净化。根据参与作用的微生物种类和供氧情况,分为好氧生物处理和厌氧生物处理二大类。

生物处理方法运行费用低廉,与其他方法组合可以大大提高渔业废水的处理效率。

2.1

厌氧过程

厌氧处理过程将废水中的有机污染物,例如

COD、BOD5大部分转化为生物气和小部分的污泥,同时产生一些不分解的物质。厌氧处理系统适

合处理鱼加工过程产生的废水,因为可以很好的

除去BOD,,和有氧处理相比减少了成本,产生的污泥稳定性高且易脱水。更重要的一点是,研究表明:厌氧消化所产生的CH4和CO:的体积比大致为(1.44~1.8):1【9】,产生的生物气体可以做为燃料再使用。

2.1.1厌氧固定床和流化床反应器(AFB)

厌氧流化床工艺沿用了化工中的固体颗粒流态化技术,构建筑一般为柱状反应器,内装细而轻的载体,因而给厌氧微生物生长提供的比表面积可很大,载体流化时,污水于微生物之间具有巨大

—l

的接触面积。

Balslev—Olesenetal对把制造罐头产生的废水使用了厌氧过滤反应器和厌氧流动床反应器实现了中试规模的研究,清楚的了解了有机物质的消耗比率和COD的变化量。观察发现随着温度的降低,COD也会跟着减少,导致产生的生物气体也会减少。可以得出这样的结论,使用适当的控制系统和充分的准备时间,无氧生物膜反应器有较好的使用效果和较低的生产成本。更重要的是无氧反应器在使用一周以上也不会存留有机物质。

2.1.2升流式厌氧污泥床反应器(UASB)

厌氧消化法采用的反应器形式主要有上流式

厌氧污泥床(UASB)反应器、复合式厌氧反应器、厌

氧膨胀颗粒污泥床(EGSB)反应器[10】,而UASB反应器具有结构紧凑、简单,无需搅拌装置、负荷能力高等优点,所以UASB反应器在处理工业废水上有很广泛的应用。可以处理温度在14—16C甚至更低温度的水。根据Palenzuela-Rollonetal㈩。可以知道,UASB是一个很有前景的处理方法。可以种类的油脂。他们指出在最佳条件下,可以除去78±8%的COD,其中61±17%。COD的转变成甲烷气体。当废水中含有高浓度油脂时,需要使用两次UASB,可以除去92%的COD,其中47%可以转化为甲烷。

2.1.3盐度对厌氧操作的影响

在贮存鱼的过程中需要大量的盐(NaCI),废水中含有大量的蛋白质,有机物质和盐类。卤化物的出现不利于厌氧处理过程。当废水中钠离子的浓度超过109,L时,甲烷的生成将受到严重的抑制【l21。上流式厌氧处理可以解决盐度高的难题。在处理高盐度废水时,厌氧消解器比活性淤泥处理效果更好。

2.1.4

pH和氨水含量对厌氧过程的影响

排出的冷凝物含有较高的挥发性固体,包括

三甲基胺(TMA)和挥发性脂肪酸(VFA)。氨水含量会高达2000mgN/L,pH值在9到10。Sandbe略

and

Ahring在UASB反应器中,对高的pH对无氧

降解作用的影响进行了研究。根据Boone

andXun

的研究发现,大部分产甲烷的细菌最适合pH在7和8之间,但是降解挥发性脂肪酸的细菌最适合pH值要低一些。研究表明,pH的增加是很有必要的,但是最大不能超过8.2。Aspeetal【133研究表明

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氨水的产生会抑制无氧降解,从而抑制甲烷的生

处理沙丁鱼和鲔鱼罐头制造中废水排出物中不同

成。蛋白质的降解会导致氨水的增加,从而降低甲烷的生成。2.2需氧过程2.2.1活性污泥系统

渔业废水中油脂含量比较高,在以往曝气处

理过程中,油脂不溶于水体,使得污泥里的微生物

不容易与油脂接触。而表面活性剂鼠李糖脂是微生物在代谢过程中分泌出的具有表面活性的代谢产物。它能在流动相界面以不同的极性和氢键很好地分布;它能够降低表面或界面张力,并具有良好的去污、乳化、发泡和分散能力,能够促使油脂很好的溶解在水中,从而促进油脂的降解。

浙江大学材料与化学工程学院的研究人员在采用活性污泥法处理实际废水的曝气池中的试验进一步表明,对油脂的生物降解能力而言,添加鼠李糖脂发酵液比未添加的处理效果要显著得多;CMC的最优条件下,废水中废油24h的生物降解率高达89%。另外,循环式活性污泥法工艺流程简单,工艺系统运行费用低。由于污泥回流比较低(通常为日平均流量的20%,且无其他内回流系统)以及无需搅拌设施,故节省大量能耗11m。2.2.2旋转式接触器(RBC)

RBC反应器既是一个生物固定膜,又可以部分的浸入污水中【】5】。其处理废水的原理是先将微生物固定在转盘表面,形成一层生物膜,工作时转盘部分浸没于污水中,污水中的有机物被盘上的生物膜吸附,当转盘转离污水时,被吸附的有机物在生物膜中的有机物作用下氧化分解,从而达到净化目的。

RBC的主要优点是水力停留时间短,比表面积大,处理的生物量浓度高,对毒性底物敏感度低,脱去的生物膜的积聚少,耗能低,操作简单。RBC适合处理高张力的废水,例如从鱼产业中排出的废水。通过三个阶段的实验室规模,我们可以很清楚的得到有机负荷率(OLR)和COD去除比率的关系。当OLR从18.449/m天升高到36.899/m天时,COD的去除比率从97.4%降低至85.4%。另外,实验证明,当旋转速度从3rpm增高到1lrpm时,COD去除比率从62.7%升高至93.7%和活性污泥系统相比,RBC在稳定性,挥发性固体的含量,在循环和所需能量方面有更大的优势。RBC反应器更加的稳定,需要的能量低,也没有污泥在循环的必要。

2.2.3滴滤器

生物滴滤器主要有两种形式,即滴滤池和滴滤塔,其工作原理是反应器内装有填料(石块、陶瓷片、玻璃片、塑料等)将微生物固定在填料表面上形成一层由菌膜胶团组成的菌膜,废水通过填料层时,其有机物即被微生物“吃”掉,从而达到净化污水的目的。滴滤塔因占地少,效率高。日益比滴滤池更受重视。

使用高液体回流率和空气回流可以除去90%的BOD5。对于所有的生物系统来说,低温会降低渗滤器的降解活性。所以在较冷的地区,渗滤器都被覆盖着。

2.2.4曝气生物滤池(BAF’)

曝气生物滤池是80年代末在欧美发展起来的一种新型污水处理技术。其独特的填料式设计,借鉴了生物滤池和生物接触氧化法的优点,综合了过滤、吸附和生物代谢等多种废水处理工艺,使其具有水力负荷高、抗冲击能力强、污泥产量少、无污泥膨胀等优点。生物曝气滤池主要应用于废水的深度处理,适应于处理低有机负荷废水,不同

的填料尺寸对应不同的废水处理要求,并在固定

化微生物技术方面有着良好的应用前烈悯。

2.2.5盐度对需氧过程的影响

大家都知道,高盐度会影响需氧的生物处理过程对污水的处理效率。如果污水中卤化物的浓度大于5000—8000mg/L,处理效率会降低。尽管如

此,据Doudoroff(1940)and

Pillaiand

Rajagopalan

(1948)研究,在活性污泥系统中,处理效率不会受

到影响。Stewartet

al高盐度和高有机负荷会促进

BOD5的降解。2。6整体的生物工艺

Achou一17】对冲洗设备得到的浓缩的液体排出

物进行了生物降解处理,同时使用了厌氧操作和需氧操作。他们先使用了上流的厌氧固定床反应器进行厌氧降解,接着使用活性污泥系统反应器进行污水处理。他们得到的结论是,厌氧操作除去

接近50%的COD,同时得到O.25mCH钒g产物,

有氧处理可以除去85%的COD。预处理后,经过厌氧降解和充气的生物反应器处理后,可除去

95%的COD。

3展望

从国内外废水生物处理的研究与应用现状发

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—●

展来看,各种新型的废水处理工艺不断推出,废水处理效率越来越高。废水生物处理技术以其消耗少、效率高、成本低、工艺操作管理方便可靠和无二次污染等显著优点而备受人们的青睐。未来废水处理将向着先进、高效、节能,自动化程度更高的方向发展。

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【8]Intrasungkha,N.,KeUer'J.,BlackalI,L.L.,1999.Biolo奇cal

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噬菌斑的形状怎样?噬菌体的效价怎样计算?

噬菌体是平板检查时出现的圆形空斑,它是噬菌体的一种特殊性标志,在一定条件下是相对稳定的。但是它又随寄主生理状态、菌龄,以及培养条件不同而变化。噬菌斑的形态,有的形成晕圈,有的形成多重同心圆斑,也有的近似圆形,斑的大小差异悬殊,一般直径在0.1IIll~O.2IIll左右。

噬菌体效价,是指每IIll液体中含有噬菌体的数量,实际上以其形成噬菌斑的个数作为

计算单位,通常效价以单位,ml表示。

测定时应用1%的pH7.0的蛋白胨液作为稀释剂。要求每一稀释样用三个双层平板培养计数,每以三个平板的平均值计算效价。

效价(单位/m1)=培养皿菌斑数(平均值)×稀释倍数×取样量折算数。

——《味精生产问答》题219——

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