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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-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50%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:盐酸浓度12%,酸用量3mL/g(以干乳渣计),温度50℃,水解时间60min。乙醚-石油醚(1:1)用量20mL/g。在最佳提取条件下,混合脂肪酸的提取率和酸值分别为54.3%和215mgKOH/g。采用气相色谱-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、肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸、油酸是浮渣脂肪酸中主要的成分,总含量达95.93%,其中含量最高是棕榈酸,为31.07%。浮渣中的蛋白质在提取脂肪酸后进入残液中,残液在pH值8左右,对高岭土悬浊液有明显的絮凝作用,由于残液pH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-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-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。