CN113697998A - 一种骨明胶浸灰废水处理方法 - Google Patents

一种骨明胶浸灰废水处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种骨明胶浸灰废水处理方法，包括如下步骤：将骨明胶浸灰废水上清液经第一泵通入集水池中，依次向集水池中加入混凝剂、絮凝剂，沉淀完全后，得到第一污泥和上层废水；向上层废水中加入氧化剂，静置为第一上层废水，通入斜板沉降池中，沉降，得到第二污泥和第二上层废水，第二上层废水通入仿生改性超滤膜组件，分离得到产水和浓水，浓水经管道经第二泵输送与骨明胶浸灰废水汇合；将所述产水通入蒸发结晶器蒸发，得到淡水和氯化钙晶体。本发明的方法工艺简便，可连续运行，环保节能。可将骨明胶浸灰废水中有机物和无机物进行高效分离，使得废水最后经蒸发结晶制得淡水和氯化钙晶体，实现资源化利用。

Description

一种骨明胶浸灰废水处理方法
技术领域
本发明属于水处理技术领域，特别涉及一种仿生改性超滤膜组件及骨明胶浸灰废水处理方法。
背景技术
目前明胶是非常重要的天然生物高分子材料之一，已被广泛应用于食品、医药及化工产业。从兽骨中提取明胶是最常用的明胶提取工艺，然而提取明胶过程中会产生大量的废水，主要包括提胶废水、浸酸废水和浸灰废水。其中，浸灰工艺虽然可以制取副产物磷酸氢钙，但废水中大量存在的高COD和油脂，易产生严重的环境污染，主要表现在河流水质恶化、土壤质量下降等方面。传统浸灰车间明胶废水处理工艺流程为原水-预沉集水池-预沉池-综合调节池-反应初沉池-气浮池-A/O池-终沉池-曝气生物滤池。然而，废水中大量存在的小分子氨基酸和离子等无法直接除去，直接排放仍会对环境产生一定的危害。
基于上述问题，现有的专利中，发明专利CN108706768A公开一种用于处理明胶废水的处理工艺，包括将废水送至初沉池进行沉降处理的步骤，经初沉池处理后的废水排入Fenton池内进行氧化处理，在芬顿(Fenton)池内，先向Fenton池内加入Fenton试剂，氧化反应后加入聚合氯化铝，然后再加入聚丙烯酰胺，静置沉降后，Fenton池内的下层污泥送至污泥处理单元，上层废水送至气浮池内继续处理。通过采用Fenton氧化法以及搭配使用聚合氯化铝和聚丙烯酰胺的方式，对明胶综合废水的原水进行充分絮凝沉降，大幅降低废水的综合指标，免除了后期的气浮处理，减少了后续A/O池的处理量，有效节约了企业废水处理成本。但是，该工艺操作流程仍较复杂，而且废水中的离子尤其是大量的钙离子直接以污泥形式排出，没有得到很好的资源化利用。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种仿生改性超滤膜组件。
本发明的第二个目的是提供一种骨明胶浸灰废水处理方法。
本发明的技术方案概述如下：
仿生改性超滤膜组件，用下述方法制成：
(1)以50mM，pH＝8.5Tris-HCl缓冲溶液为溶剂配制浓度为1～10g/L多巴胺的溶液，加入臭氧水使终浓度为0.1-1.0mg/L，搅拌均匀配制成共沉积溶液；所述Tris为三羟甲基氨基甲烷的缩写；
(2)向超滤膜组件的壳程中加入超纯水润湿；排出水；
(3)将步骤(1)获得的共沉积溶液注入步骤(2)获得的超滤膜组件的壳程中，静置涂覆反应1-12h，排净液体；
(4)向步骤(3)获得的超滤膜组件的壳程中用超纯水洗涤2-3次，得到仿生改性超滤膜组件。
优选地，超滤膜组件膜基材为聚砜、聚醚砜、聚偏氟乙烯、聚碳酸酯或聚氯乙烯。
一种骨明胶浸灰废水处理方法，包括如下步骤：
(1)将骨明胶浸灰废水上清液经第一泵1通入集水池2中，依次向集水池中加入混凝剂、絮凝剂，沉淀完全后，得到第一污泥和上层废水，第一污泥送至污泥处理单元；
(2)向所述上层废水中加入氧化剂，静置10-20min为第一上层废水，通入斜板沉降池3中，沉降10-30min，得到第二污泥和第二上层废水，第二污泥送至污泥处理单元；
(3)第二上层废水通入上述仿生改性超滤膜组件4，分离得到产水和浓水，浓水经管道经第二泵6输送与骨明胶浸灰废水汇合；将所述产水通入蒸发结晶器5蒸发，得到淡水和氯化钙晶体。
优选地，混凝剂的添加量为骨明胶浸灰废水上清液的10-200mg/L。
优选地，混凝剂为硫酸铝、三氯化铁、硫酸亚铁、硫酸铝钾、硫酸铁或聚合度n＝2-5的聚合氯化铝。最好是聚合度n＝2-5的聚合氯化铝。
优选地，絮凝剂的添加量为骨明胶浸灰废水上清液的1-10mg/L。
优选地，絮凝剂为氯化铝、氯化铁或聚合度n＝10000-100000的聚丙烯酰胺。
优选地，氧化剂的添加量为骨明胶浸灰废水上清液质量的10％-30％。
优选地，氧化剂为质量浓度为3％-10％的双氧水、浓度为0.1-1.0mg/L的臭氧水、次氯酸钠或次氯酸钙。
有益效果：
1.本发明的方法工艺简便，可以将骨明胶浸灰废水中有机物和无机物进行高效分离，使得废水最后经蒸发结晶制得淡水和氯化钙晶体，实现资源化利用。
2.本发明可连续运行，达到环保节能的目的。
附图说明
图1为一种骨明胶浸灰废水处理方法示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1
仿生改性超滤膜组件，用下述方法制成：
(1)以50mM，pH＝8.5Tris-HCl缓冲溶液为溶剂配制含有5g/L多巴胺的溶液，加入臭氧水使终浓度为0.05mg/L，搅拌均匀配制成共沉积溶液；所述Tris为三羟甲基氨基甲烷的缩写；
(2)向超滤膜组件的壳程中加入超纯水润湿；排出水；
(3)将步骤(1)获得的共沉积溶液注入步骤(2)获得的超滤膜组件的壳程中，静置涂覆反应6h，排净液体；
(4)向步骤(3)获得的超滤膜组件的壳程中用超纯水洗涤2次，得到仿生改性超滤膜组件。
超滤膜组件膜基材为聚砜。
实施例2
仿生改性超滤膜组件，用下述方法制成：
(1)以50mM，pH＝8.5Tris-HCl缓冲溶液为溶剂配制含有1g/L多巴胺的溶液，加入臭氧水使终浓度为0.1mg/L，搅拌均匀配制成共沉积溶液；所述Tris为三羟甲基氨基甲烷的缩写；
(2)向超滤膜组件的壳程中加入超纯水润湿；排出水；
(3)将步骤(1)获得的共沉积溶液注入步骤(2)获得的超滤膜组件的壳程中，静置涂覆反应12h，排净液体；
(4)向步骤(3)获得的超滤膜组件的壳程中用超纯水洗涤2次，得到仿生改性超滤膜组件。
超滤膜组件膜基材为聚醚砜。
实施例3
仿生改性超滤膜组件，用下述方法制成：
(1)以50mM，pH＝8.5Tris-HCl缓冲溶液为溶剂配制含有10g/L多巴胺的溶液，加入臭氧水使终浓度为1.0mg/L，搅拌均匀配制成共沉积溶液；所述Tris为三羟甲基氨基甲烷的缩写；
(2)向超滤膜组件的壳程中加入超纯水润湿；排出水；
(3)将步骤(1)获得的共沉积溶液注入步骤(2)获得的超滤膜组件的壳程中，静置涂覆反应1h，排净液体；
(4)向步骤(3)获得的超滤膜组件的壳程中用超纯水洗涤3次，得到仿生改性超滤膜组件。
超滤膜组件膜基材为聚偏氟乙烯。
本实施例中的超滤膜组件膜基材也可以选用聚碳酸酯或聚氯乙烯。
实施例4
一种骨明胶浸灰废水处理方法(见图1)，包括如下步骤：
(1)将骨明胶浸灰废水上清液经第一泵1通入集水池2中，依次向集水池中加入混凝剂、絮凝剂，沉淀完全后，得到第一污泥和上层废水，第一污泥送至污泥处理单元；
(2)向所述上层废水中加入氧化剂，静置15min为第一上层废水，通入斜板沉降池3中，沉降20min，得到第二污泥和第二上层废水，第二污泥送至污泥处理单元；
(3)第二上层废水通入实施例1制备的仿生改性超滤膜组件4，分离得到产水和浓水，浓水经管道经第二泵6输送与骨明胶浸灰废水汇合；将所述产水通入蒸发结晶器5蒸发，得到淡水和氯化钙晶体。
混凝剂的添加量为骨明胶浸灰废水上清液的100mg/L。混凝剂为聚合度n＝5的聚合氯化铝。
絮凝剂的添加量为骨明胶浸灰废水上清液的5mg/L。絮凝剂为聚合度n＝100000的聚丙烯酰胺。
氧化剂的添加量为骨明胶浸灰废水上清液质量的20％；氧化剂为质量浓度为10％的双氧水。
实施例5
一种骨明胶浸灰废水处理方法，包括如下步骤：
(1)将骨明胶浸灰废水上清液经第一泵1通入集水池2中，依次向集水池中加入混凝剂、絮凝剂，沉淀完全后，得到第一污泥和上层废水，第一污泥送至污泥处理单元；
(2)向所述上层废水中加入氧化剂，静置10min为第一上层废水，通入斜板沉降池3中，沉降10min，得到第二污泥和第二上层废水，第二污泥送至污泥处理单元；
(3)第二上层废水通入实施例2制备的仿生改性超滤膜组件4，分离得到产水和浓水，浓水经管道经第二泵6输送与骨明胶浸灰废水汇合；将所述产水通入蒸发结晶器5蒸发，得到淡水和氯化钙晶体。
混凝剂的添加量为骨明胶浸灰废水上清液的10mg/L。混凝剂为硫酸铝。
絮凝剂的添加量为骨明胶浸灰废水上清液的1mg/L。絮凝剂为氯化铝。
氧化剂的添加量为骨明胶浸灰废水上清液质量的10％；氧化剂为质量浓度10％的双氧水。
实验证明，用质量浓度3％的双氧水替代本实施例质量浓度10％的双氧水，其它同本实施例，可以对骨明胶浸灰废水进行处理。
实施例6
一种骨明胶浸灰废水处理方法，包括如下步骤：
(1)将骨明胶浸灰废水上清液经第一泵1通入集水池2中，依次向集水池中加入混凝剂、絮凝剂，沉淀完全后，得到第一污泥和上层废水，第一污泥送至污泥处理单元；
(2)向所述上层废水中加入氧化剂，静置20min为第一上层废水，通入斜板沉降池3中，沉降30min，得到第二污泥和第二上层废水，第二污泥送至污泥处理单元；
(3)第二上层废水通入实施例3制备的仿生改性超滤膜组件4，分离得到产水和浓水，浓水经管道经第二泵6输送与骨明胶浸灰废水汇合；将所述产水通入蒸发结晶器5蒸发，得到淡水和氯化钙晶体。
混凝剂的添加量为骨明胶浸灰废水上清液的200mg/L。混凝剂为三氯化铁。
絮凝剂的添加量为骨明胶浸灰废水上清液的10mg/L。絮凝剂为氯化铁。也可以用聚合度n＝10000的聚丙烯酰胺。
氧化剂的添加量为骨明胶浸灰废水上清液质量的30％；氧化剂为次氯酸钠。
实验证明，用硫酸亚铁、硫酸铝钾、硫酸铁、聚合度n＝2的聚合氯化铝、聚合度n＝3的聚合氯化铝替代本实施例的三氯化铁，其它同本实施例，可以对骨明胶浸灰废水进行处理。
实验证明，用浓度为0.1mg/L的臭氧水、1.0mg/L的臭氧水、0.5mg/L的臭氧水、次氯酸钙替代本实施例的次氯酸钠，其它同本实施例，可以对骨明胶浸灰废水进行处理。
仿生改性膜及骨明胶浸灰废水处理效果见表1和表2。
表1仿生改性膜效果
Figure BDA0003246514550000051
表2骨明胶浸灰废水处理效果
膜清洗频率 膜更换频率 有机物清除效率 氯化钙晶体产品品质
实施例4 1.5个月 1年 75％ 中等
实施例5 1个月 1年 50％ 中等
实施例6 3个月 1.5年 90％ 优级

Claims (10)

1.仿生改性超滤膜组件，其特征是用下述方法制成：
(1)以50mM，pH＝8.5Tris-HCl缓冲溶液为溶剂配制浓度为1～10g/L多巴胺的溶液，加入臭氧水使终浓度为0.1-1.0mg/L，搅拌均匀配制成共沉积溶液；所述Tris为三羟甲基氨基甲烷的缩写；
(2)向超滤膜组件的壳程中加入超纯水润湿；排出水；
(3)将步骤(1)获得的共沉积溶液注入步骤(2)获得的超滤膜组件的壳程中，静置涂覆反应1-12h，排净液体；
(4)向步骤(3)获得的超滤膜组件的壳程中用超纯水洗涤2-3次，得到仿生改性超滤膜组件。
2.根据权利要求1所述的仿生改性超滤膜组件，其特征是所述超滤膜组件膜基材为聚砜、聚醚砜、聚偏氟乙烯、聚碳酸酯或聚氯乙烯。
3.一种骨明胶浸灰废水处理方法，其特征是包括如下步骤：
(1)将骨明胶浸灰废水上清液经第一泵(1)通入集水池(2)中，依次向集水池中加入混凝剂、絮凝剂，沉淀完全后，得到第一污泥和上层废水，第一污泥送至污泥处理单元；
(2)向所述上层废水中加入氧化剂，静置10-20min为第一上层废水，通入斜板沉降池(3)中，沉降10-30min，得到第二污泥和第二上层废水，第二污泥送至污泥处理单元；
(3)第二上层废水通入权利要求1或2的仿生改性超滤膜组件(4)，分离得到产水和浓水，浓水经管道经第二泵(6)输送与骨明胶浸灰废水汇合；将所述产水通入蒸发结晶器(5)蒸发，得到淡水和氯化钙晶体。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征是所述混凝剂的添加量为骨明胶浸灰废水上清液的10-200mg/L。
5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征是所述混凝剂为硫酸铝、三氯化铁、硫酸亚铁、硫酸铝钾、硫酸铁或聚合度n＝2-5的聚合氯化铝。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征是所述混凝剂为聚合度n＝2-5的聚合氯化铝。
7.根据权利要求3所述的方法，其特征是所述絮凝剂的添加量为骨明胶浸灰废水上清液的1-10mg/L。
8.根据权利要求3或7所述的方法，其特征是所述絮凝剂为氯化铝、氯化铁或聚合度n＝10000-100000的聚丙烯酰胺。
9.根据权利要求3所述的方法，其特征是所述氧化剂的添加量为骨明胶浸灰废水上清液质量的10％-30％。
10.根据权利要求3或9所述的方法，其特征是所述氧化剂为质量浓度为3％-10％的双氧水、浓度为0.1-1.0mg/L的臭氧水、次氯酸钠或次氯酸钙。
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