張艷茹張彩芳
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石榴被譽(yù)為“天下奇果,九州名果”,營養(yǎng)特別豐富,石榴汁中含有豐富的維生素B1、B2、Vc以及煙酸、鉀和植物雌激素,其中維生素C的含量比蘋果高1~2倍,對人體非常有益[1]。目前國內(nèi)對石榴榨汁廢水處理技術(shù)研究幾乎空白,石榴濃縮汁生產(chǎn)加工企業(yè)的生產(chǎn)廢水未經(jīng)處理就直接排放[2],成為重要的環(huán)境污染源和限制企業(yè)進(jìn)一步發(fā)展的瓶頸。
石榴濃縮汁生產(chǎn)廢水屬高濃度有機(jī)廢水,石榴濃縮汁生產(chǎn)廢水中含有大分子有機(jī)物質(zhì)如黃酮、靴質(zhì)、生物堿、有機(jī)酸和多酚等多種抗氧化活性物質(zhì)[3],由于單寧類物質(zhì)(鞣質(zhì))含量較高,一般情況下廢水顏色從淡黃色到深黃色,色度較大,當(dāng)有爛果或停留時(shí)間較長時(shí),水質(zhì)變黑色,伴有惡臭氣味產(chǎn)生,感觀性污染十分明顯。水質(zhì)具有有機(jī)物濃度高、SS高、pH值變化大、色度高等特點(diǎn)。
廢水包括生活污水、車間生產(chǎn)的工藝廢水、鍋爐排污水等。設(shè)計(jì)處理能力為200m3/d,排放標(biāo)準(zhǔn)為《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996) 一級標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì):CODCr:2000 mg/L,BOD51000 mg/L,SSmg/L,pH6。
2.2.1 工藝流程
對某單位濃縮石榴汁生產(chǎn)廢水進(jìn)行分析,廢水可進(jìn)行生化處理。選擇果汁廢水處理的工藝為:粗格柵→集水沉砂池→細(xì)格柵→調(diào)節(jié)池→pH調(diào)整池→UASB厭氧池→接觸氧化池→二沉池→達(dá)標(biāo)排放。
2.2.2 工藝流程簡述
污水首先經(jīng)格柵到集水沉砂池,用泵通過旋轉(zhuǎn)細(xì)格柵進(jìn)入均衡調(diào)節(jié)池,進(jìn)行水質(zhì)水量的均勻混合,然后進(jìn)行pH調(diào)整池,調(diào)整pH,以滿足UASB反應(yīng)器的進(jìn)水要求;污水再用泵提升通過布水器均勻打入U(xiǎn)ASB反應(yīng)器,在厭氧微生物(絮狀或顆粒狀污泥)的作用下經(jīng)過酸化、產(chǎn)酸、產(chǎn)甲烷的過程,將廢水中各種復(fù)雜有機(jī)污染物分解轉(zhuǎn)化成小分子有機(jī)物、甲烷和二氧化碳等物質(zhì)。UASB反應(yīng)器出水依次進(jìn)入中間池和接觸氧化池,在充分供氧的條件下,附著在填料上的生物膜進(jìn)一步對廢水進(jìn)行好氧生化作用,去除剩余的有機(jī)污染物。脫落老化的生物膜隨接觸氧化池的出水進(jìn)入沉淀池得以沉淀去除,達(dá)標(biāo)排放。
系統(tǒng)產(chǎn)生污泥部分回流外,剩余的進(jìn)入污泥濃縮池消化,然后通過污泥壓濾機(jī)脫水外運(yùn)。
尺寸3 m×3 m×4.5m,停留時(shí)間2h。污泥泵WQ7-10-0.75,1臺。池頂設(shè)置旋轉(zhuǎn)細(xì)格柵1臺,細(xì)格柵主要去除果渣。
調(diào)節(jié)池尺寸:6 m×6 m×4.5m,廊道式保溫?zé)o動力結(jié)構(gòu)。pH調(diào)整池尺寸:3 m×3 m×4.5m;內(nèi)設(shè)pH在線,旁邊設(shè)酸堿加藥裝置,潛水排污泵WQ10-15-1.5,2臺。
尺寸:6 m×6 m×7.5m,鋼砼結(jié)構(gòu)。有效容積:227m3,停留時(shí)間:27h,設(shè)置三相分離器與出水槽。采用脈沖布水器布水,出水設(shè)置回流。
尺寸:9 m×4 m×4.5m,鋼砼結(jié)構(gòu),有效水深:4.0m,有效容積:144m3,停留時(shí)間:17.3h。風(fēng)機(jī)給里面鼓風(fēng),提供充足的溶解氧,池內(nèi)設(shè)微孔曝氣器,懸掛半軟性填料。
尺寸:4.5 m×3 m×4.5m,鋼砼結(jié)構(gòu)。有效水深:2m,有效容積:23m3,停留時(shí)間:2.7h。
尺寸:4.5 m×3 m×4.5m,總?cè)莘e:60.8m3,鋼砼結(jié)構(gòu),儲存、濃縮系統(tǒng)產(chǎn)生的剩余污泥。
通過對整個(gè)工程進(jìn)行調(diào)試,確定工藝最佳運(yùn)行參數(shù)。經(jīng)過對整個(gè)工程為期3個(gè)月的調(diào)試,分別考察預(yù)處理,UASB和接觸氧化池的COD和SS的去除效率。COD采取的方法為重鉻酸鉀回流法,SS采取的測定方法為重量分析法。
運(yùn)行監(jiān)測結(jié)果顯示,該工藝系統(tǒng)在聯(lián)動運(yùn)行中處于穩(wěn)定狀態(tài),對COD和SS的處理效果較理想。COD進(jìn)水濃度為2000 mg/L~2500 mg/L,出水濃度為40 mg/L~80mg/L;SS進(jìn)水濃度為200 mg/L~500 mg/L,出水濃度為30 mg/L~45mg/L。表明廢水經(jīng)處理后基本能達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 8978—1996)中的一級標(biāo)準(zhǔn)。
通過對工藝組合系統(tǒng)的調(diào)試運(yùn)行及監(jiān)測,結(jié)果表明,該工藝處理濃縮石榴汁廢水效果好,出水水質(zhì)穩(wěn)定,CODCr和SS的平均去除率為85%~96%,出水可穩(wěn)定達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996)一級標(biāo)準(zhǔn)。
[1]馬齊,秦濤,等.石榴的營養(yǎng)成分及應(yīng)用研究現(xiàn)狀[J].食品工業(yè)科技,2007,(2):237-241.
[2]李繼武,唐文浩.化學(xué)法對石榴濃縮汁生產(chǎn)廢水預(yù)處理研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2009,37(12):5647-5648,5717.
[3]田曉菊.石榴發(fā)酵酒加工工藝的研究[D].西安:陜西師范大學(xué),2007.
[4]袁媛.水解酸化+好氧生物接觸氧化處理果汁生產(chǎn)廢水[D].西安:西安建筑科技大學(xué),2007.