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臭氧在酱油生产线废水脱色中的应用初探
来源:济南乾来环保技术有限公司 发布时间:2020-10-17 22:05:53 浏览次数:
作者:杨 琳,陈焕明( 江门职业技术学院,广东 江门 529000)

摘要: 酱油废水属于比较难处理的高浓度等有机废水,色度去除更是一个难题。以某酱油工厂为例,该厂生产废水经 A/O 法 + 混凝处理法,其色度为 80 ~ 100倍。本文采用臭氧氧化法进行处理,即 4% 的臭氧气体与废水的体积比为 1∶5 时,该厂废水脱色效果最佳,脱色率达到 65% 以上。

关键词: 臭氧; 酱油废水; 脱色


同时,也带来严重的环境污染问题[1]。研究表明,生产 1t 酱油将带来约 6 ~ 9t 的酱油废水。废水中的主要成分包括粮食残留物、发酵过程产物、微量洗涤剂、消毒剂、大量的盐分、各种微生物及微生物的分泌物和代谢产物,废水呈现较高的 BOD、COD、SS 和色度,各污染的含量如表 1。酱油废水的处理难度主要在于色度高,酱油色素是酱油废水中最难去除的部分,酱油色素主要由两部分组成[2]: 一是酱油发酵过程中由于糖氨反应( 美拉德反应) 形成的黑色素; 其次是由于产品调配时人工加入的焦糖色素。上述两类物质均是结构极其复杂的高分子化合物,目前为止,尚未明了其分子结构。酱油色素含有的共轭生色基使有机物分子在可见光区产生吸收峰,使废水具有了色度[3]。经验表明,活性炭吸附、微电解等方法对这类废水色度的去除并不理想,且在充氧吹脱过程中色度有加深的趋势。

目前,国内外常见的脱色方法有混凝脱色、吸附脱色、臭氧氧化、膜分离技术等,采用常规的混凝脱色法处理酱油废水效果并不理想,且产生大量污泥需二次处理,吸附脱色具有选择性,但价格较高,再生困难等问题,膜分离技术主要存在膜堵塞,膜污染和投资高的问题。本实验选择臭氧作为酱油生产线排放水脱色实验,臭氧具有很强的氧化能力,且不产生二次污染,在污水处理中广泛应用。臭氧对水溶性染料、蛋白质、氨基酸、有机氨及不饱和化合物、酚和芳香族衍生物以及杂环化合物、木质素、腐殖质等有机物有强烈的氧化降解作用[4]。臭氧氧化反应的途径有两条: 其一,臭氧通过亲核或亲电作用直接参与反应; 其二,臭氧在碱等因素作用下,通过活泼的自由基·OH 与污染物反应。采用臭氧处理酱油废水能较好的降解废水中成分复杂的色素。本实验采用臭氧处理某酱油企业经 A/O 法 + 混凝处理后的排放废水,该酱油废水流量为 5000 吨/天,先经过气浮→并联二条升流式厌氧污泥床 UASB 反应器→氧化沟→二沉池→混凝沉淀池→三沉池工艺处理后,具体工艺流程如图 1,氨氮、COD、总磷均达标; 但色度为 80 ~ 100 倍,超出污水排放二级标准。


1 实验材料和方法

1. 1 实验装置的组成规格

反应柱、配水箱 1 只、液体流量计 1 只、气体流量计 1 只、水泵 1 台、臭氧发生器( 产气 5 克) 1 台、填料球 1 套、电控箱 1 只、漏电保护开关、按钮开关、连接管道和球阀、带移动轮子不锈钢台架、722 型可见光分光光度计。

1. 2 实验方法

1. 2. 1 实验装置图

1. 2. 2 脱色率计算

将原液、臭氧脱色液用 722 型可见光分光光度计在 520 nm 下进行吸光度测定,计算其脱色率。脱色率/% =原液吸光度 - 脱色后吸光度原液吸光度× 100 %1.

2. 3 实验步骤

(1) 开启电控箱总开关,开启反应柱顶部的放气阀,打开提升泵,将原水从原水箱提升到反应柱内,通过调节流量计控制进水量。
( 2) 原水在反应柱内的高度到达空气多面球的顶部时,开启臭氧发生器。
( 3) 以脱色率作为检验指标进行实验。
( 4) 臭氧投加量一定时,进水流量变化。
( 5) 实验完毕,依次关闭臭氧发生器、提升泵、电控箱总开关。2 不同进水浓度对臭氧脱色效果的影响根据实验步骤设定臭氧流量为 0. 3m 3/ h,先测得原液吸光度为 0. 063,通过改变进水流量来测定实验效果如下表 2。

3 从上表得出实验结论

:( 1) 工业上采用高频放电制取臭氧,通常制得的是含 1% ~4% 臭氧的混合气体,称为臭氧化气体。按混合气体含臭氧 4%计,流量为 0. 3m 3/ h 混合气体含臭氧为 12 L / h 臭氧,则臭氧气体对水比率达到 1∶ 5 时,脱色率超过能达到 65% 以上,因此用臭氧对酱油生产线排水脱色是可行的,可达到环保部门一级要求。
( 2) 用臭氧对酱油生产线排水脱色对排水 COD 也有一定帮助,能一定程度上降低化学需氧量 COD。

4 对酱油生产线排水臭氧脱色工艺初步探索意见

( 1) 臭氧脱色不产生二次污染,且能增加水中的溶解氧,比次氯酸钠脱色环保效益更显著。
( 2) 臭氧能氧化其它生物氧化不易处理的污染物,对除臭、脱色、杀菌、降解有机物和无机物都有显著效果,能一定程度降低 COD、氨氮等含量,因此采取臭氧酱油生产线带色水是工艺技术是可行的。
( 3) 在酱油生产线排水三沉池处增加臭氧脱色,工艺流程只需增加臭氧生产设备和管线,投资省、收效快。
( 4) 建议臭氧生产设备选用臭氧机直接生产臭氧,臭氧纯度高。