生物酶催化技術應用于卡拉膠廢水處理工程

齊愛玖，林祥進，孫祥章

（福州晨翔環保工程有限公司，福州 350001）

生物酶催化技術應用于卡拉膠廢水處理工程

齊愛玖，林祥進，孫祥章

（福州晨翔環保工程有限公司，福州 350001）

卡拉膠廢水成分復雜，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，按現有的處理工藝，很難達到排放標準。本文以福建省石獅市中科海藻制品發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在卡拉膠廢水處理中的應用。通過在生化系統建立酶體系，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《污水綜合排放標準》（GB8978—1996）規定的一級排放標準。

生物酶催化;卡拉膠廢水;達標排放

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，它的化學結構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。由于其中硫酸酯結合形態的不同，可分為K型（Kappa）、I型（Iota）、L型（Lambda）。卡拉膠廣泛應用于食品、日用化工和醫藥等行業，但其生產加工時所產生的廢水組分復雜，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，同時氯離子含量較大，處理難度大。卡拉膠廢水的特點為：水量波動大，水質不穩定；污水中的有機物濃度高；在設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展有限公司主要從事卡拉膠原料的加工和制作，生產過程中主要是堿處理、洗堿、鉀化膠凝和壓榨脫水工序產生廢水，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，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

該公司卡拉膠廢水進水水質根據已有的同類行業廢水水質情況綜合考慮，設計規模為80m3/d，出水水質執行《污水綜合排放標準》（GB8978-1996）中一級排放標準。具體數值見表1。

表1 設計進出水水質

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。污水經調節池進行pH加酸調節后進入厭氧池，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生化處理，自流進入酶催化氧化池，進行酶催化反應，考慮到色度的去除和由于生化反應水力停留時間過長，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，進一步提高可生化性，從而降低了后續生化反應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備（鼓風機及其曝氣系統）提供的溶解氧去除水中的有機污染物和氨氮；混合液經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，達到污染減量化的目的，處理后多余的污水則達標排放。

廢水處理工藝流程圖

2 廢水處理工程的調試和運行

廢水處理工程的調試及試運行是廢水處理工程建設的重要階段，是指在滿負荷進水條件下，優化、摸索運行參數，取得最佳的去除效果，同時對工程整體質量進一步全面考核，為今后長期穩定運行奠定基礎，是檢驗廢水處理工程前期設計、施工、安裝等工程質量的重要環節。

2.1 物化處理階段工程調試

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

2.2 生化處理階段工程調試

該廠廢水處理站的生化處理階段調試主要是生化反應池的生物菌培養和馴化，即厭氧池和接觸氧化池的調試，在厭氧池和接觸氧化池分別實現生物菌正常的新陳代謝。生化調試最關鍵的是生化池的啟動。污泥的培養馴化采用接種培養法，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。培養期間應通過鏡檢密切觀察生化池中微生物相的變化；同時進行進、出水水質及反映活性污泥性能指標的測定，包括SV、MLSS、SVI、CODCr、BOD5等。

為加快掛膜速度，縮短調試時間，采用生物酶催化技術進行生化階段調試，使設施盡快投入運行。即在生化厭氧段，投加生物酶制劑，進行酶催化反應，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天之后繼續觀察，鏡檢中出現了輪蟲等后生動物，但數量不是很多，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含量一直比較穩定。繼續提高負荷至40m3/h，最終SV為15%左右，主曝氣區污泥濃度為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基本成功。從監測的水質情況看，經過采用生物酶催化技術對上述各階段的調試和試運行，縮短了調試時間，取得了良好效果。

2.3 生物酶催化技術在生化處理階段工程調試中的作用

生化處理階段的調試是整個廢水處理工程調試的關鍵。生物膜的培養實質就是在一段時間內，通過一定的手段，使處理系統中產生并積累一定量的微生物，使生物膜達到一定厚度，選擇適應實際水質情況的微生物，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、聚磷菌成為優勢菌群，生物膜培養成功，直到出水BOD5、SS、CODCr等各項指標達到設計要求。影響調試的因素，除接種污泥外，還有廢水的水質特征、有機質負荷和有毒污染物負荷、環境條件、填料種類等。生化調試所需時間較長，一般在20～28周不等。為加快掛膜速度，縮短調試時間，采用生物酶催化技術進行生化階段調試，使設施盡快投入運行。采用生物酶催化技術進行生化處理階段調試，即在生化厭氧段，投加生物酶制劑，進行酶催化反應，提高生化效果及降解率。生物酶催化技術在生化處理段調試工程中的作用有：

（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，縮短調試時間；

（3）促進生化處理系統中的微生物生長；

（4）提高生化處理系統抗沖擊負荷、抗鹽性。

3 廢水處理工程運行效果

該公司廢水處理站經生物酶催化技術調試、試運行2個多月后，有關環保部門進行不定時監測。監測數據顯示，出水水質各項指標達到《污水綜合排放標準》（GB8978-1996）中的一級排放標準（水質監測結果見表2）。

表2 卡拉膠廢水處理監測結果匯總

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

4 結語

該項目經過近2個月的調試運行，廢水處理站各構筑物、設備均能滿足設計要求，整個系統運行正常、穩定。處理規模和出水水質均能達到設計要求，已通過環保部門相關驗收。同時經生物酶催化技術進行調試，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，縮短調試時間，促進生化處理系統微生物生長，可提高生化處理系統抗沖擊負荷。表明卡拉膠廢水采用生物酶催化技術處理的工藝流程是適宜的，工藝處理能耗低，運行效果穩定。

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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