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滞头废水是缫丝厂副产品加工过程产生的高浓度有机废水,根据滞头废水蛋白质含量高,可生化性好、间歇排放的特点,本研究采用酸析法提取滞头废水中的蛋白质,并将其水解成氨基酸混合液进行了试验研究,充分利用废水中的有用资源。去除蛋白后的滞头废水采用ABR-SBR.工艺进行处理,研究了反应器的处理效果及运行参数,得出最佳运行条件,为缫丝厂提供一条低成本、高效、适用的废水处理路线。研究结果表明:
⑴采用盐酸酸析法提取滞头废水中的蛋白质,pH调为4.4时为其等电点,此时蛋白质的提取率高达71.1%,CODcr的去除达到73.8%。该方法能有效的提取滞头废水中的蛋白质,对有机物也有较好的去除,大大降低了滞头废水处理的难度。
⑵提取的蛋白质用于制备氨基酸混合液,得出酶法水解法最佳工艺条件为:选择木瓜蛋白酶为最佳水解酶,酶加入量为3g/100mL,水解温度为55℃,pH为6,水解时间为5h,氨基酸的转化率为16.68%:微波水解法最佳工艺条件为:料液比为1:4,硫酸浓度2mol/L,消解25min,功率为400W,氨基酸的转化率达到53.03%。采用硫酸催化微波水解蛋白质,能明显提高氨基酸的转化率,同时大大提高了工作效率,具有良好的应用前景。
⑶ABR反应器在35±2℃,HRT为32h,进水CODcr浓度由500mg/L逐步提高到5000mg/L,运行稳定后,CODcr去除率保持在90%以上;保持进水CODcr浓度不变,HRT分别为32、24、18和12h下运行,随着HRT的减少和容积负荷的增加,CODcr的去除率逐渐降低,但均保持在80%以上,ABR对水力冲击负荷具有良好的适应性;通过研究pH、VFA和颗粒污泥情况发现,出现明显相分离现象,前面格室主要以水解和产酸菌为主,后面格室主要以产甲烷菌反应为主。反应器未出现因有机酸积累而引起酸化的现象。各格室污泥表现均凹凸不平,有孔隙和孔洞,越往后,孔洞与孔隙越密实。反应器具有良好的相分离特点,保证了反应器的处理效果。
⑷SBR反应器经过近一个月的连续驯化,得到了活性较高的污泥,反应器运行稳定。通过改变曝气时间、DO和沉淀时间来确定SBR反应器的最佳工况条件为:曝气时间为8h,沉淀时间为40min,DO值为2~3mg/L。在最佳工况条件下,SBR反应器对厌氧处理后的滞头废水具有很好的处理效果,在进水CODcr、氨氮和TP浓度分别为671.2~972.3mg/L,110.2~169.5 mg/L,20.3~32.7 mg/L时,对CODcr、氨氮和TP的去除率分别稳定在90.5±0.5%、95.1±0.6%和78.2±3.1%,出水CODcr和氨氮均达到一级排放标准。