乳品废水处理中水解酸化池浮渣资源化的研究.pdf

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘 要本文研究了在乳品废水处理过程中，实现全流程资源化，无二次污染的 可行性水解酸化一 好氧生物处理法是近年提出的一种新型处理乳品废水的 方法，其处理效果、可操作性、运行稳定性及经济性等均优于其他工艺但 采用水解酸化处理乳品废水时，水解酸化池产生大量浮渣，浮渣中含有约 5 0 %的脂肪和 8 %左右的蛋白质对这部分浮渣的回收利用是实现乳品废水 全流程资源化的关键乳脂肪属于结合态脂类，用常规溶剂萃取法难以提取出来本研究利用 酸水解法破坏脂肪的稳定状态，使脂肪游离出来，同时使脂肪水解成脂肪 酸为获得最佳提取工艺，以混合脂肪酸提取率和酸值为评价指标，对水解 条件进行探索，通过单因素实验和四因素三水平正交实验，确定最佳工艺参 数为:款 酸浓度1 2 %， 酸用量3 m L / g( 以干乳渣计) ， 温度5 0 0C ， 水解时间 6 0 m i n 乙醚一 石油醚 ( 1 : 1 ) 用量 2 0 m L / g 在最佳提取条件下，混合脂肪 酸的提取率和酸值分别为 5 4 .3 % 和 2 1 5 m g K O H / g 采用气相色谱一 质谱联用 仪对粗脂肪酸的组成进行分析，结果表明，浮渣中的主要脂肪酸组成与乳脂 肪相同，月桂酸、肉豆葱酸、棕搁酸、硬脂酸、油酸是浮渣脂肪酸中主要的 成 分 ， 总 含 量 达9 5 .9 3 % ， 其 中 含 量 最 高 鼻 棕 搁 酸 ， 为3 1 .0 7 % 。

浮 渣 中 的 蛋 白 质在提取脂肪酸后进入残液中，残液在p H值8 左右， 对高岭土悬浊液有 明显的絮凝作用，由于残液p H值较低，因此适合碱性废水的絮凝沉淀结合浮渣提取混合脂肪酸方案，以及目前处理乳品废水的水解酸化一 好 氧工艺，提出了乳品废水全流程资源化的技术路线该路线由废水资源化系 统、浮渣资源化系统和污泥资源化系统3 部分组成，从废水到系统产物一水 解池浮渣、污泥都得到了资源化利用，主要产品为达标水、脂肪酸、絮凝剂和肥料关键词乳品废水;水解酸化;浮渣;脂肪酸哈尔滨工业大学工学硕士学位论文Ab s t r a c tP r e s e n t i n v e s t i g a t i o n w a s u n d e r t a k e n t o d e t e r mi n e t h e f e a s i b i l i t y o f t h e w h o l e c i r c u i t r e s o u r c e s r e g e n e r a t i o n o f d a i ry w a s t e w a t e r t r e a t me n t . H y d r o l y t i c a c i d i f i c a t i o n - a e r o b i c p r o c e s s b r o u g h t f o r w a r d i n c u r r e n t y e a r s i s a n e w m e t h o d o f d a i r y w a s t e w a t e r t r e a t m e n t , w h i c h i s m o r e e x c e l l e n t i n m a n y a s p e c t s t h a n o t h e r p r o c e s s e s , s u c h a s t r e a t m e n t e ff e c t s , o p e r a t i o n , o p e r a t i n g s t a b i l i t y a n d e c o n o m y . B u t a l o t o f s u s p e n d e d s l u d g e i s g e n e r a t e d i n h y d r o l y s i s - a c i d i f i c a t i o n s y s t e m d u r i n g d a i r y w a s t e w a t e r t r e a t me n t , w h i c h c o n t a i n s a b o u t 5 0 % f a t a n d 1 0 % p r o t e i n . H o w t o r e c l a i m a n d u t i l i z e s u s p e n d e d s l u d g e i s t h e k e y o f a c h i e v i n g t h e w h o l e c i r c u i t r e s o u r c e s r e g e n e r a t i o n o f d a i r y w a s t e w a t e r t r e a t m e n t .I t i s v e r y d i f f i c u l t t o d i r e c t l y e x t r a c t m i l k f a t b y o r g a n i c s o l v e n t s i n c e m i l k f a t i s a b i n d i n g l i p i d , s o i n t h i s r e s e a r c h , w e d e s t r o y e d s t a b i l i t y o f mi l k f a t b y a c i d h y d r o l y s i s t o r e l e a s e m i l k f a t , a t t h e s a m e t i m e m i l k f a t w a s h y d r o l y z e d t o f a t t y a c i d . T h e h y d r o l y t i c c o n d i t i o n w a s i n v e s t i g a t e d b y s i n g l e f a c t o r e x p e r i m e n t a n d m u l t i - f a c t o r s o r t h o g o n a l e x p e r i m e n t t o a c q u i r e t h e b e s t r e s u l t . T h e o p t i m u m p a r a m e t e r s w e r e a s f o l l o w : H C I c o n c e n t r a t i o n 1 2 %; a m o u n t o f H C I 3 m L / g; t e m p e r a t u r e 5 0 0C ; h y d r o l y s i s t i m e 6 0 m i n ; a m o u n t o f e t h e r - p e t r o l e u m e t h e r ( 1 : 1 ) 2 0 m L / g . T h e y i e l d o f m i x e d f a t t y a c i d a n d a c i d v a l u e w e r e 5 4 . 3 % a n d 2 1 5 r e s p e c t i v e l y u n d e r t h e o p t i mu m c o n d i t i o n . T h e c o m p o s i t i o n s a n d r e l a t i v e p e r c e n t c o n t e n t s o f m i x e d f a t t y a c i d w e r e a n a l y z e d b y G C - MS . T h e r e s u l t s s h o w t h a t t h e m a j o r c o m p o s it i o n s o f f a t t y a c i d o f s u s p e n d e d s l u d g e w e r e s i mi l a r t o m i l k f a t , l a u r i c a c i d , my r i s t i c a c i d , p a l m i t i c a c i d , s t e a r i c a c i d a n d o l e i c a c i d w e r e t h e ma j o r c o mp o s i t i o n s , t h e i r a m o u n t w a s 9 5 . 9 3 %, a n d t h e m o s t a b u n d a n c e f a t t y a c i d w a s p a l m i t i c a c i d . T h e r e m a i n i n g l i q u i d h a d b e t t e r f l o c c u l a t i o n e f f e c t o n t h e K a o l i n s u s p e n s i o n o f 5 g / L a t p H v a l u e o f 8 . I t c o u l d b e a p p l i e d t o t r e a t a l k a l i n i t yw a s t e w a t e r f o r i t s l o w e r p H v a l u e .T h e t e c h n o l o g i c a l p r o c e s s o f t h e w h o l e c i r c u it r e s o u r c e s r e g e n e r a t i o n o f d a i r y w a s t e w a t e r t r e a t me n t w a s d r a w n u p , t h r o u g h c o m b i n i n g s u s p e n d e d s l u d g e t r e a t m e n t w i t h h y d r o l y t i c a c i d i f i c a t i o n 一 a e r o b i c p r o c e s s . T h e w h o l e p r o c e s s w a s c o m p o s e d o f w a s t e w a t e r r e g e n e r a t i o n s y s t e m , s u s p e n d e d s l u d g e r e s o u r c e s r e g e n e r a t i o n s y s t e m a n d s l u d g e r e s o u r c e s r e g e n e r a t i o n s y s t e m, a n d t h e f i n a l1 1哈尔滨S业大学工学硕士学位论文p r o d u c t s w e r e e l i g i b l e w a t e r , f a tt y a c i d , f l o c c u l e n t a n d o r g a n i c f e rt i l i z e rK e y w o r d s d a i r y w a s t e w a t e r ; h y d r o l y t i c - a c i d。