厌氧消化-化学混凝-SNAD联合工艺处理海产品加工废水

第59卷第4期2019年7月大连理工大学学报JournalofDalianUniversityofTechnologyVol.59,No.4July2019文章编号:1000-8608(2019)04-0336-07厌氧消化-化学混凝-SNAD联合工艺处理海产品加工废水于洪淼,王超,王晓静,杨凤林*,张树深(大连理工大学环境学院工业生态与环境工程教育部重点实验室,辽宁大连116024)摘要:设计厌氧消化-化学混凝-SNAD联合工艺对海产品加工中的高浓泡药间废水进行处理.厌氧消化对废水中COD去除率最高可达94.37%,平均可达89.77%,有机氮与聚合磷转化为NH+4-N、PO3-4-P,浓度分别达总氮、总磷浓度的85%~90%;20g·L-1的聚合氯化铝可实现总磷浓度1000mg·L-1废水的总磷去除率99.83%,出水磷浓度为1.70mg·L-1.SNAD系统中控制温度为32~35℃,以空气流量10~15mL·min-1间歇曝气(ton/toff=10min/5min)控制DO为0.1mg·L-1左右,pH为7.5~8.0,HRT为24h,运行稳定时最高可处理总氮浓度为655mg·L-1的废水,总氮、COD去除率分别为72.71%、56.70%.高通量测序结果表明反应器内形成了SNAD系统,AOB、AnAOB和DNB含量分别为2.72%、2.09%、1.46%.关键词:海产品加工废水;厌氧消化;化学混凝;SNAD;除碳脱氮除磷中图分类号:X52文献标识码:Adoi:10.7511/dllgxb201904002收稿日期:2019-02-27;修回日期:2019-05-17.基金项目:国家自然科学基金资助项目(21777018).作者简介:于洪淼(1994-),女,硕士生,E-mail:15636561182@163.com;杨凤林*(1944-),男,教授,E-mail:yangfl@dlut.edu.cn.0引言大连地区有黄海流域和渤海流域两大水系,自然生态环境优越,水产品资源丰富,是全国重点水产基地之一.随着我国海产品消费量的提高,海产品加工废水排放量日益增加.海产品加工废水,主要指鱼、虾等剖杀清洗废水、蒸煮废水、泡药废水以及工作台面和地面的清洗废水等[1-2].通常,废水的主要成分为脂类和蛋白质,部分废水中还有较高浓度的总氮和总磷[3].目前,针对海产品加工废水的处理技术以生物处理为核心,生物段主要处理工艺为MBR、A/O等活性污泥法,此外气浮、混凝沉淀等联合处理也有运用[4-6].已报道的工艺研究主要针对含有高浓度有机物或盐度较高的加工废水,设计工艺主要考虑指标为COD、氨氮和总磷[7-8],针对总氮较高的废水研究较少.好氧/厌氧工艺中对氮的去除主要依靠硝化-反硝化工艺,该过程需氧量大、运行成本高.SNAD(simultaneouspartialnitrification,anammoxanddenitrification)工艺,即同时亚硝化、厌氧氨氧化和反硝化工艺[9-10].与硝化-反硝化工艺相比,SNAD工艺具有脱氮效率高、能耗低的优点,在高氨氮污水的处理中已有较多应用[11-12].大连市庄河地区某鱼片加工厂目前废水处理思路为所有车间废水混合后处理,工艺流程为缺氧池—厌氧池—好氧池1—好氧池2—沉淀池—过滤气浮,处理后的废水中COD基本达标,出水总氮浓度150~200mg·L-1、氨氮浓度110~150mg·L-1、磷酸盐浓度60~100mg·L-1,距达标排放有较大差距.该厂废水中,高浓泡药间废水占全部废水的10%~15%,该股废水因浸泡肉类富含大量有机氮,同时浸泡过程添加的保水剂致使废水中含有大量的聚合磷酸盐,是原有工艺处理不达标的主要原因,全混废水中的总磷和总氮约80%来自该股废水.本研究提出先处理高浓泡药间废水,再与其他车间废水混合处理的思路,以减小厂区原有工艺处理进水的总氮和总磷负荷.研究针对高浓泡药间废水设计了厌氧消化-化学混凝-SNAD联合工艺,首先通过厌氧消化系统处理大部分的COD,将有机氮氨化并将聚合磷酸盐转化为正磷酸盐,然后通过化学混凝法高效除磷,最后通过SNAD工艺同时脱氮除碳.1实验装置和方法1.1实验装置与工艺流程实验装置与运行参数分别如图1和表1所示.废水经过厌氧反应器,而后混凝除磷,之后进入SNAD系统.考虑SBR反应器占地面积小、易操作等优点,选择SBR作为SNAD工艺的反应装置,3个单元均由时间继电器控制进出水蠕动泵、曝气和搅拌等装置,曝气装置是位于反应器底部的穿孔曝气管,曝气系统由空气泵和气体流量计组成,反应器外带有恒温水浴层.厌氧反应器:共运行86d,设置回流比6∶1,反应器内上升流速达到1.0~1.5m3·(m2·h)-1.工艺启动初将原水稀释以防止高浓度的COD对污