高COD廢水處理

1、4第一章文獻綜述1.1 設(shè)計背景豆制品是我國主要的蛋口質(zhì)食品之一，其有著豐富的營養(yǎng)并且受大家喜愛, 我國豆制品的產(chǎn)量也在不斷的增加。隨著豆制品產(chǎn)量的增長，豆制品在生產(chǎn)過 程中所產(chǎn)生的廢水對生態(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廢水，其 COD、BOD5 高達上萬毫克每升?，F(xiàn)在豆制品行業(yè)不斷擴大，其對環(huán)境的污染也越來越嚴(yán)重，人們對其也越來越 重視，但是若不妥善處理達標(biāo)排放，對環(huán)境造成的破壞不可估量。生物處理方法

2、對豆制品污水十分有效，水中的高濃度有機物和集中排放都 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)實際處理經(jīng)驗, 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 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豆制品廢水進行處理十分迫切。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，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人體有著特殊的功效，胰蛋口酶抑 制劑在傳統(tǒng)上被認為是抗?fàn)I養(yǎng)因子，是在進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)濟可行的發(fā)展方向

4、。現(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，因為棉籽糖和水蘇糖不能被人體 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，而且對有害細菌的增殖作用很小:“。 雙歧桿菌可以降低腸道 PH 抑制有害細菌的生產(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，因為其分子量比較小，所以大部分都進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。豆制品廢水可以進行生物培養(yǎng)。豆制品廢水中營養(yǎng)含量高，

6、而且有毒有害物 質(zhì)很少。可以通過處理之后用來培養(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行實驗，考察了不同培養(yǎng)條件對其維生素的產(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 間為 48 小時，這種條件下最佳產(chǎn)酸量可以達到 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 24000 毫克每升 B0D5 高達上萬毫克每升，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)豆制品廢水的特點和當(dāng)?shù)靥幚韽U物的排放要求， 對高濃度有機物廢水采 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、耐負荷而且產(chǎn) 生沼氣等特點。豆制品廢水經(jīng)過此項工藝處理狗出水與低濃度廢水混合，達到標(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物水解成小顆粒 易降解的簡單有機物使廢水中的 SS 含量大大降低，而且同時讓 PH 提高減少 沖 擊力。處理工程經(jīng)過實踐，處理效果穩(wěn)定而且可以到達處理標(biāo)準(zhǔn)。1. 3. 2 UASB-SBR-砂濾-生物活性炭過濾工藝UASB 反應(yīng)器是近年來國內(nèi)外快速發(fā)展的一種厭氧處理技術(shù)，因為其容易形成 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間大大縮短， 所以為國 內(nèi)外廢4水處理常用工藝。三相分離器的合理設(shè)計和反應(yīng)器里一定比例的顆粒污泥可以讓 UASB 高效穩(wěn) 定的運行。洪育才等研究開發(fā)了一種新型 UASB 反應(yīng)器，其特點是它的新型三相 分離器可以保證

9、反應(yīng)器內(nèi)維持高的微生物量， 因此進一步縮短了水力停留時間和 提高了有機負荷。UASB 中顆粒污泥的形成也進行了廣泛研究。UASB 反應(yīng)器對廢水處理的效果可見一斑。UASB-SBR-砂濾-生物活性炭過濾 工藝針對豆制品廢水特點，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 和溶解有機物水解為有機酸，讓大分子有機物分解為小分子有機 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 段進行好氧處理。在 好氧階段時，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)，達到 廢水處理的目的。針對豆制品廢水排水時間集中，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，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 和有機物，出水的各項指標(biāo)都可以達標(biāo)排放。根據(jù)以上特點采取相對應(yīng)得措施： SS 高，則在廢水進入生化處理系統(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 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 2 萬為萬 mg/L,水量較??；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，水量卻占整個廢水排放量的大部分。該廠結(jié)合試驗研究和工程經(jīng)驗設(shè)計了一 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,達污水綜合 排放標(biāo)準(zhǔn)(GB8978-1996) 級標(biāo)準(zhǔn)。MSBR 池屬于改良型 SBR 工藝，實質(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)定達到并優(yōu) 于污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)(GB8978-1996) 級標(biāo)準(zhǔn)，具有處理效果好、運行穩(wěn)定、 投資和運行費用低的特點，有較高的行業(yè)推廣價值他。1.4 結(jié)論(1) 豆制品廢水的排放相對集中，水量和水質(zhì)不均勻，有機物濃度高，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 上萬毫