高COD廢水處理

1、4第一章文獻(xiàn)綜述1.1 設(shè)計(jì)背景豆制品是我國(guó)主要的蛋口質(zhì)食品之一，其有著豐富的營(yíng)養(yǎng)并且受大家喜愛, 我國(guó)豆制品的產(chǎn)量也在不斷的增加。隨著豆制品產(chǎn)量的增長(zhǎng)，豆制品在生產(chǎn)過 程中所產(chǎn)生的廢水對(duì)生態(tài)環(huán)境造成了嚴(yán)重污染，因此良好有效的豆制品廢水處 理工藝十分重要。通常豆制品生產(chǎn)分為發(fā)酵類和非發(fā)酵類，其中廢水的主要來 源于洗豆水、泡豆水、漿渣分離水、圧濾水、各生產(chǎn)工藝容器的洗滌水、地面 沖洗水等，這種廢水是一種高濃度有機(jī)廢水，其 COD、BOD5 高達(dá)上萬毫克每升?，F(xiàn)在豆制品行業(yè)不斷擴(kuò)大，其對(duì)環(huán)境的污染也越來越嚴(yán)重，人們對(duì)其也越來越 重視，但是若不妥善處理達(dá)標(biāo)排放，對(duì)環(huán)境造成的破壞不可估量。生物處理方法

2、對(duì)豆制品污水十分有效，水中的高濃度有機(jī)物和集中排放都 適用于生物處理，水中所含的大量可降解有機(jī)物為微生物提供了良好的食物來 源，除 PH比較低之外，豆制品廢水中有毒有害物質(zhì)很少。而根據(jù)實(shí)際處理經(jīng)驗(yàn), 在豆制品廢水處理中有以下不足：（1）廢水在厭氧過程中容易酸化讓處理效果 不好；（2）豆制品為間歇式生產(chǎn)排水較集中，水質(zhì)水量不均勻，增加處理難度;（3）固體顆粒物高達(dá) 1000 至 1500 毫克每升，厭氧中易形成浮渣層；（4）若釆 用活性污泥易產(chǎn)生污泥膨脹。隨著廢水污染增加，傳統(tǒng)處理工藝漸漸跟不上, 所以采用適合的處理工藝對(duì)豆制品廢水進(jìn)行處理十分迫切。1.2 豆制品廢水的資源化處理隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)

3、展，廢物回收利用，污染物資源化已經(jīng)成為環(huán)保的發(fā)展 趨勢(shì)，豆制品廢水中含有大量蛋白質(zhì)，大豆乳清蛋白豆制品廢水中含有的主要 蛋白質(zhì)，豆制品廢水中乳清蛋白主要成分為 2S 成分和 0 -淀粉酶，相對(duì)分子 質(zhì)量主要分布在 1000030 000 之間，并且在 pH 2 至 10 都有良好的溶解性和 起泡性。其中 2S 成分中的胰蛋口酶抑制劑對(duì)人體有著特殊的功效，胰蛋口酶抑 制劑在傳統(tǒng)上被認(rèn)為是抗?fàn)I養(yǎng)因子，是在進(jìn)行豆制品加工中要除掉的成分，但 是低濃度的胰蛋口酶抑制劑有一定抑制癌癥發(fā)生的效果，還有降低血膽固醇的 功效。國(guó)內(nèi)外專家有著許多提取豆制品廢水中蛋白質(zhì)的研究，提取廢水中蛋口 質(zhì)是經(jīng)濟(jì)可行的發(fā)展方向

4、?，F(xiàn)在主要有的提取技術(shù)有：超濾法分離蛋白質(zhì)、絮 凝法分離蛋白質(zhì)、泡沫法分離蛋白質(zhì)。豆制品廢水中不僅有豐富蛋白質(zhì)，還有大豆異黃酮，這是存在于大豆中的 生物活性成分，其有著許多生理功能：預(yù)防癌癥、對(duì)雌性激素的調(diào)節(jié)、預(yù)防骨 質(zhì)疏松、抗氧化等。大豆異黃酮不易溶于水但是在熱水中有一定溶解性，所以 豆制品廢水中含有一部分大豆異黃酮，其濃度大約為 0.1、0.2 毫克每毫升。從 豆制品廢水中回收異黃酮的方法主要有大孔樹脂吸附法和有機(jī)溶劑萃取法，袁 其朋等通過使用大孔樹脂吸附大豆乳清廢水中的異黃酮，通過選取優(yōu)化的吸附4解吸條件，最終每噸乳清廢水中可回收 130g 純度為 40%的大豆異黃酮。大豆中含有的可溶性

5、寡糖的總稱叫大豆低聚糖，棉籽糖、水蘇糖和蔗糖是其 主要成分。人體不能直接消化利用大豆低聚糖，因?yàn)槊拮烟呛退K糖不能被人體 中的消化酶分解， 但是人體腸道中的雙歧桿菌可以利用大豆低聚糖， 從而引起雙 歧桿菌的增值，而且對(duì)有害細(xì)菌的增殖作用很小:“。 雙歧桿菌可以降低腸道 PH 抑制有害細(xì)菌的生產(chǎn)，所以大豆低聚糖可以間接改善人體腸道環(huán)境。大豆低聚糖 水溶性非常好，豆制品廢水中含有一定量的大豆低聚糖，因?yàn)槠浞肿恿勘容^小，所以大部分都進(jìn)入到超濾的透過液中，透過液經(jīng)過活性炭脫色和離子交換脫鹽后 可得到比較純凈的糖液，再通過真空濃縮和干燥得到低聚糖成品。豆制品廢水可以進(jìn)行生物培養(yǎng)。豆制品廢水中營(yíng)養(yǎng)含量高，

6、而且有毒有害物 質(zhì)很少?？梢酝ㄟ^處理之后用來培養(yǎng)微生物。劉平等的研究，使用大豆黃漿為原 料，菌種是謝氏丙酸桿菌進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，考察了不同培養(yǎng)條件對(duì)其維生素的產(chǎn)量的影 響，確定了最佳豆制品廢水發(fā)酵條件：初始 PH6.0、溫度 37 度、接種量 6%、時(shí) 間為 48 小時(shí)，這種條件下最佳產(chǎn)酸量可以達(dá)到 0. 5514g/100mlo 利用廢水培養(yǎng) 微生物不僅利用了廢水還減少了微生物培養(yǎng)成本，實(shí)現(xiàn)了廢物再利用：用。1.3 豆制品廢水的處理工藝豆制品廢水在經(jīng)過再利用后，剩下的廢水有機(jī)物含量還是很高，所以采用適 合的處理工藝十分重要。1. 3.1 酸化水解-厭氧消化處理工藝杭州最大的豆制品生產(chǎn)企業(yè)之一紅光豆制

7、品廠，其日產(chǎn)量為 10 噸。該企業(yè) 產(chǎn)生的豆制品廢水 COD 含量高達(dá) 24000 毫克每升 B0D5 高達(dá)上萬毫克每升，固體 顆粒物為12000 毫克每升，PH 為 5,水量 80 立方米每天，其他廢水及生活廢水 COD、BOD5 含量較低，COD 為 400 毫克每升，B0D5 為 180 毫克每升，SS 為 550 毫克每升，PH 為 6,水量為 250 立方米每天。根據(jù)豆制品廢水的特點(diǎn)和當(dāng)?shù)靥幚韽U物的排放要求， 對(duì)高濃度有機(jī)物廢水采 用酸化水解-厭氧消化處理工藝，利用了其處理效率高、能耗低、耐負(fù)荷而且產(chǎn) 生沼氣等特點(diǎn)。豆制品廢水經(jīng)過此項(xiàng)工藝處理狗出水與低濃度廢水混合，達(dá)到標(biāo) 準(zhǔn)排入城市

8、污水管網(wǎng)。 酸化水解池把復(fù)雜的難降解大顆粒的有機(jī)物水解成小顆粒 易降解的簡(jiǎn)單有機(jī)物使廢水中的 SS 含量大大降低，而且同時(shí)讓 PH 提高減少 沖 擊力。處理工程經(jīng)過實(shí)踐，處理效果穩(wěn)定而且可以到達(dá)處理標(biāo)準(zhǔn)。1. 3. 2 UASB-SBR-砂濾-生物活性炭過濾工藝UASB 反應(yīng)器是近年來國(guó)內(nèi)外快速發(fā)展的一種厭氧處理技術(shù)，因?yàn)槠淙菀仔纬?顆粒污泥讓反應(yīng)器的污泥濃度大大提高從而讓水力停留時(shí)間大大縮短， 所以為國(guó) 內(nèi)外廢4水處理常用工藝。三相分離器的合理設(shè)計(jì)和反應(yīng)器里一定比例的顆粒污泥可以讓 UASB 高效穩(wěn) 定的運(yùn)行。洪育才等研究開發(fā)了一種新型 UASB 反應(yīng)器，其特點(diǎn)是它的新型三相 分離器可以保證

9、反應(yīng)器內(nèi)維持高的微生物量， 因此進(jìn)一步縮短了水力停留時(shí)間和 提高了有機(jī)負(fù)荷。UASB 中顆粒污泥的形成也進(jìn)行了廣泛研究。UASB 反應(yīng)器對(duì)廢水處理的效果可見一斑。UASB-SBR-砂濾-生物活性炭過濾 工藝針對(duì)豆制品廢水特點(diǎn)，水質(zhì)水量變化大、SS 含量高、容易酸化、容易產(chǎn)生 污泥膨脹等，可以產(chǎn)生良好的處理效果。北京某豆制品公司年產(chǎn) 2000 噸豆制 品、1.5 噸各類豆腐和 10000 噸豆?jié){，生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的高濃度有機(jī)廢水量十分 多，而他們所建造的廢水處理廠就是采用 UASB-SBR-砂濾-生物活性炭過濾工藝。 該公司廢水 COD 為12000 毫克每升，B0D5 為 6000 毫克每升，固

10、體顆粒物為 1500 毫克每升，PH 為 5 到 6,水量為 160 立方米每天；低濃度廢水 COD 為 2500 毫克 每升，BOD5 為 1200 毫克每升，SS 為 1000 毫克每升，PH 為 6 到 7,水量為 740 立方米每天。經(jīng)過實(shí)踐證明，該工藝效果良好，最終出水水質(zhì) COD 小于 60 毫克 每升，B0D5 小于 20 毫克每升，SS 小于 50毫克每升，戸日為 6 到 8.5,達(dá)到了北 京市水污染排放標(biāo)準(zhǔn)中排入地表水體及其匯水范圍的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn):役1. 3. 3 UASB-A/O 工藝A/0 是常用的廢水好氧處理工藝。通過缺氧和好氧工藝處理的結(jié)合，不僅使 廢水中的有機(jī)物得到降解

11、， 還使廢水中的氮磷得到去除， 這是傳統(tǒng)的處理工藝不 能做到的。A/0 工藝將缺氧處理和好氧處理申聯(lián)在一起，A 段的溶解氧不大于 0. 2 毫克每升，0段洛解氧為曠 4 亳克每升。在缺氧段異養(yǎng)菌將廢水中的纖維淀粉碳 水化合物等 SS 和溶解有機(jī)物水解為有機(jī)酸，讓大分子有機(jī)物分解為小分子有機(jī) 物，不溶性的轉(zhuǎn)化為可溶性的，然后將這些 A 段產(chǎn)物排入 0 段進(jìn)行好氧處理。在 好氧階段時(shí)，缺氧段的產(chǎn)物可提高污水的可生化性，提高氧的效率，在缺氧段被 氨化的蛋口質(zhì)、脂肪等污染物游離出氨，在充足的供氧條件下，自養(yǎng)菌的消化作 用將氨氮氧化為 H03-,通過回流返回缺氧段，在缺氧下，異養(yǎng)菌通過反硝化作 用將硝酸

12、根離子還原為分子態(tài)的氨，從而完成了 C、N、0 在環(huán)境中的循環(huán)，達(dá)到 廢水處理的目的。針對(duì)豆制品廢水排水時(shí)間集中，水質(zhì)水量不均勻，顆粒懸浮物濃度較高，厭 氧下容易產(chǎn)生浮渣層，車間出水溫度較高且廢水極易酸化腐敗等特點(diǎn)，預(yù)處理可 以增加氣浮池和調(diào)節(jié)池來緩沖水質(zhì)水量，采用 UASB-A/O 工藝可以有效去除氨氮 和有機(jī)物，出水的各項(xiàng)指標(biāo)都可以達(dá)標(biāo)排放。根據(jù)以上特點(diǎn)采取相對(duì)應(yīng)得措施： SS 高，則在廢水進(jìn)入生化處理系統(tǒng)前，采用相應(yīng)的工藝去除大部分懸浮物；原 水揮發(fā)性酸含量高，在入水前調(diào)節(jié) PH 和堿度；為了更好的適應(yīng)水溫可以采用內(nèi) 循環(huán)的 UASB 反應(yīng)器。從實(shí)踐中看，河南省規(guī)模較大的豆制品生產(chǎn)企業(yè)三

13、色鴿豆 業(yè)有限公司，豆制品加工中產(chǎn)生大量泡豆殘余水、豆渣漂白水，質(zhì)量濃度高達(dá) 2 萬至 3 萬毫克每升，水量較小。廢水處4理工藝采用 UASB-A/O 法，入水水質(zhì) COD 為 8850 毫克每升，B0D3 為 4880 毫克每升，氨氮含量 600 毫克每升，PH 為 45, 處理過后的出水水質(zhì)為出水水質(zhì) C0DW150 mg/L,B0D5W30 mg/L, NH3-NW25 mg/L, pH 為 6、9,執(zhí)行污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)(GB8978-1996)中二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。1. 3. 4 折流式厭氧反應(yīng)器(ABR)-改良序批式活性污泥(MSBR) I 藝湖南婁底某生物食品工廠以豆制品深加工為主，主要

14、生產(chǎn)新型速凍腐竹、腐 乳、臘八豆、豆豆鮮等大豆系列產(chǎn)品，廢水中的主要污染物為高濃度的碳水化合 物、蛋口質(zhì)、脂肪等，還有少量的食用油、辣椒、食鹽和食品添加劑等。加工過 程中產(chǎn)生的生產(chǎn)廢水一部分濃度很高，C0D 高達(dá) 2 萬為萬 mg/L,水量較小；另 一部分廢水來自大豆浸泡、洗滌及工作人員的生活污水，COD 只有 400 mg/L 左 右，水量卻占整個(gè)廢水排放量的大部分。該廠結(jié)合試驗(yàn)研究和工程經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)了一 套以 ABR-MSBR 為主體的廢水處理站，其設(shè)訃處理能力為 220 m3/d。原水綜合水 質(zhì) C0D15003000 mg/L, BOD5 為8502000 mg/L, SS 為 20080

15、0 mg/L, NH3-N 為 2540 mg/L,TP 為 410 mg/L,pH 為4. 56. 5；出水水質(zhì) C0DW100 mg/L,B0D3W20 mg/L, SSW70mg/L, NH3-NW15mg/L, TPWO.5 mg/L, pH 為 69,達(dá)污水綜合 排放標(biāo)準(zhǔn)(GB8978-1996) 級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。MSBR 池屬于改良型 SBR 工藝，實(shí)質(zhì)是山 A2/0 工藝與 SBR 系統(tǒng)串聯(lián)而成，具 有生物除磷脫氮和連續(xù)進(jìn)水、出水的功能，與傳統(tǒng)的 SBR 有著本質(zhì)的區(qū)別。豆制 品加工廢水污染物濃度高，可生化性好。在優(yōu)化與處理階段的除渣以及臭氣處理 的基礎(chǔ)上，通過采用 ABR-MSBR 好氧生化處理工藝處理，出水可以穩(wěn)定達(dá)到并優(yōu) 于污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)(GB8978-1996) 級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，具有處理效果好、運(yùn)行穩(wěn)定、 投資和運(yùn)行費(fèi)用低的特點(diǎn)，有較高的行業(yè)推廣價(jià)值他。1.4 結(jié)論(1) 豆制品廢水的排放相對(duì)集中，水量和水質(zhì)不均勻，有機(jī)物濃度高，成分 復(fù)雜，較難處理。廢水的產(chǎn)生量一般是大豆重的 5 倍以上，COD 及 B0D5 值達(dá) 上萬毫