醬油作為人們日常生活中的調味品,在滿(mǎn)足人們飲食需要的同時(shí),也帶來(lái)嚴重的環(huán)境污染問(wèn)題。研究表明,生產(chǎn)1t醬油將帶來(lái)約6~9t的醬油廢水。廢水中的主要成分包括糧食殘留物、發(fā)酵過(guò)程產(chǎn)物、微量洗滌劑、消毒劑、大量的鹽分、各種微生物及微生物的分泌物和代謝產(chǎn)物,廢水呈現較高的BOD、COD、SS和色度,各污染的含量如表1。醬油廢水的處理難度主要在于色度高,醬油色素是醬油廢水中最難去除的部分,醬油色素主要由兩部分組成:一是醬油發(fā)酵過(guò)程中由于糖氨反應(美拉德反應)形成的黑色素,其次是由于產(chǎn)品調配時(shí)人工加入的焦糖色素。上述兩類(lèi)物質(zhì)均是結構極其復雜的高分子化合物,目前為止,尚未明了其分子結構。醬油色素含有的共軛生色基使有機物分子在可見(jiàn)光區產(chǎn)生吸收峰,使廢水具有了色度。經(jīng)驗表明,活性炭吸附、微電解等方法對這類(lèi)廢水色度的去除并不理想,且在充氧吹脫過(guò)程中色度有加深的趨勢。
目前,國內外常見(jiàn)的脫色方法有混凝脫色、吸附脫色、臭氧氧化、膜分離技術(shù)等,采用常規的混凝脫色法處理醬油廢水效果并不理想,且產(chǎn)生大量污泥需二次處理,吸附脫色具有選擇性,但價(jià)格較高,再生困難等問(wèn)題,膜分離技術(shù)主要存在膜堵塞,膜污染和投資高的問(wèn)題。本實(shí)驗選擇臭氧作為醬油生產(chǎn)線(xiàn)排放水脫色實(shí)驗,臭氧具有很強的氧化能力,且不產(chǎn)生二次污染,在污水處理中廣泛應用。臭氧對水溶性染料、蛋白質(zhì)、氨基酸、有機氨及不飽和化合物、酚和芳香族衍生物以及雜環(huán)化合物、木質(zhì)素、腐殖質(zhì)等有機物有強烈的氧化降解作用。臭氧氧化反應的途徑有兩條:其一,臭氧通過(guò)親核或親電作用直接參與反應,其二,臭氧在堿等因素作用下,通過(guò)活潑的自由基·OH與污染物反應。采用臭氧處理醬油廢水能較好的降解廢水中成分復雜的色素。
本實(shí)驗采用臭氧處理某醬油企業(yè)經(jīng)A/O法+混凝處理后的排放廢水,該醬油廢水流量為5000噸/天,先經(jīng)過(guò)氣浮→并聯(lián)二條升流式厭氧污泥床UASB反應器→氧化溝→二沉池→混凝沉淀池→三沉池工藝處理后,具體工藝流程如圖1,氨氮、COD、總磷均達標,但色度為80~100倍,超出污水排放二級標準。
一、實(shí)驗材料和方法
1.1 實(shí)驗裝置的組成規格
反應柱、配水箱1只、液體流量計1只、氣體流量計1只、水泵1臺、臭氧發(fā)生器(產(chǎn)氣5克)1臺、填料球1套、電控箱1只、漏電保護開(kāi)關(guān)、按鈕開(kāi)關(guān)、連接管道和球閥、帶移動(dòng)輪子不銹鋼臺架、722型可見(jiàn)光分光光度計。
1.2 實(shí)驗方法
1.2.1 實(shí)驗裝置圖
1.2.2 脫色率計算
將原液、臭氧脫色液用722型可見(jiàn)光分光光度計在520nm下進(jìn)行吸光度測定,計算其脫色率。
1.2.3 實(shí)驗步驟
(1)開(kāi)啟電控箱總開(kāi)關(guān),開(kāi)啟反應柱頂部的放氣閥,打開(kāi)提升泵,將原水從原水箱提升到反應柱內,通過(guò)調節流量計控制進(jìn)水量。
(2)原水在反應柱內的高度到達空氣多面球的頂部時(shí),開(kāi)啟臭氧發(fā)生器。
(3)以脫色率作為檢驗指標進(jìn)行實(shí)驗。
(4)臭氧投加量一定時(shí),進(jìn)水流量變化。
(5)實(shí)驗完畢,依次關(guān)閉臭氧發(fā)生器、提升泵、電控箱總開(kāi)關(guān)。
二、不同進(jìn)水濃度對臭氧脫色效果的影響
根據實(shí)驗步驟設定臭氧流量為0.3m3/h,先測得原液吸光度為0.063,通過(guò)改變進(jìn)水流量來(lái)測定實(shí)驗效果如下表2。
三、從上表得出實(shí)驗結論:
(1)工業(yè)上采用高頻放電制取臭氧,通常制得的是含1%~4%臭氧的混合氣體,稱(chēng)為臭氧化氣體。按混合氣體含臭氧4%計,流量為0.3m3/h混合氣體含臭氧為12L/h臭氧,則臭氧氣體對水比率達到1∶5時(shí),脫色率超過(guò)能達到65%以上,因此用臭氧對醬油生產(chǎn)線(xiàn)排水脫色是可行的,可達到環(huán)保部門(mén)一級要求。
(2)用臭氧對醬油生產(chǎn)線(xiàn)排水脫色對排水COD也有一定幫助,能一定程度上降低化學(xué)需氧量COD。
四、對醬油生產(chǎn)線(xiàn)排水臭氧脫色工藝初步探索意見(jiàn)
(1)臭氧脫色不產(chǎn)生二次污染,且能增加水中的溶解氧,比次氯酸鈉脫色環(huán)保效益更顯著(zhù)。
(2)臭氧能氧化其它生物氧化不易處理的污染物,對除臭、脫色、殺菌、降解有機物和無(wú)機物都有顯著(zhù)效果,能一定程度降低COD、氨氮等含量,因此采取臭氧醬油生產(chǎn)線(xiàn)帶色水是工藝技術(shù)是可行的。
(3)在醬油生產(chǎn)線(xiàn)排水三沉池處增加臭氧脫色,工藝流程只需增加臭氧生產(chǎn)設備和管線(xiàn),投資省、收效快。
(4)建議臭氧生產(chǎn)設備選用臭氧機直接生產(chǎn)臭氧,臭氧純度高。( >
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