高COD废水处理

第1页共39页第一章文献综述1.1设计背景豆制品是我国主要的蛋白质食品之一，其有着丰富的营养并且受大家喜爱，我国豆制品的产量也在不断的增加。随着豆制品产量的增长，豆制品在生产过程中所产生的废水对生态环境造成了严重污染，因此良好有效的豆制品废水处理工艺十分重要。通常豆制品生产分为发酵类和非发酵类，其中废水的主要来源于洗豆水、泡豆水、浆渣分离水、压滤水、各生产工艺容器的洗涤水、地面冲洗水等，这种废水是一种高浓度有机废水，其COD、BOD5高达上万毫克每升。现在豆制品行业不断扩大，其对环境的污染也越来越严重，人们对其也越来越重视，但是若不妥善处理达标排放，对环境造成的破坏不可估量。生物处理方法对豆制品污水十分有效，水中的高浓度有机物和集中排放都适用于生物处理，水中所含的大量可降解有机物为微生物提供了良好的食物来源，除PH比较低之外，豆制品废水中有毒有害物质很少。而根据实际处理经验，在豆制品废水处理中有以下不足：（1）废水在厌氧过程中容易酸化让处理效果不好；（2）豆制品为间歇式生产排水较集中，水质水量不均匀，增加处理难度；（3）固体颗粒物高达1000至1500毫克每升，厌氧中易形成浮渣层；（4）若采用活性污泥易产生污泥膨胀[1]。随着废水污染增加，传统处理工艺渐渐跟不上，所以采用适合的处理工艺对豆制品废水进行处理十分迫切。1.2豆制品废水的资源化处理随着科学技术的发展，废物回收利用，污染物资源化已经成为环保的发展趋势，豆制品废水中含有大量蛋白质，大豆乳清蛋白豆制品废水中含有的主要蛋白质，豆制品废水中乳清蛋白主要成分为2S成分和β-淀粉酶，相对分子质量主要分布在10000~30000之间，并且在pH2至10都有良好的溶解性和起泡性。其中2S成分中的胰蛋白酶抑制剂对人体有着特殊的功效，胰蛋白酶抑制剂在传统上被认为是抗营养因子，是在进行豆制品加工中要除掉的成分，但是低浓度的胰蛋白酶抑制剂有一定抑制癌症发生的效果，还有降低血胆固醇的功效[4]。国内外专家有着许多提取豆制品废水中蛋白质的研究，提取废水中蛋白质是经济可行的发展方向。现在主要有的提取技术有：超滤法分离蛋白质、絮凝法分离蛋白质、泡沫法分离蛋白质[2]。豆制品废水中不仅有丰富蛋白质，还有大豆异黄酮，这是存在于大豆中的生物活性成分，其有着许多生理功能：预防癌症、对雌性激素的调节、预防骨质疏松、抗氧化等。大豆异黄酮不易溶于水但是在热水中有一定溶解性，所以豆制品废水中含有一部分大豆异黄酮，其浓度大约为0.1~0.2毫克每毫升。从豆制品废水中回收异黄酮的方法主要有大孔树脂吸附法和有机溶剂萃取法，袁其朋等通过使用大孔树脂吸附大豆乳清废水中的异黄酮，通过选取优化的吸附和第2页共39页解吸条件，最终每吨乳清废水中可回收130g纯度为40%的大豆异黄酮。大豆中含有的可溶性寡糖的总称叫大豆低聚糖，棉籽糖、水苏糖和蔗糖是其主要成分。人体不能直接消化利用大豆低聚糖，因为棉籽糖和水苏糖不能被人体中的消化酶分解，但是人体肠道中的双歧杆菌可以利用大豆低聚糖，从而引起双歧杆菌的增值，而且对有害细菌的增殖作用很小[14]。双歧杆菌可以降低肠道PH抑制有害细菌的生产，所以大豆低聚糖可以间接改善人体肠道环境。大豆低聚糖水溶性非常好，豆制品废水中含有一定量的大豆低聚糖，因为其分子量比较小，所以大部分都进入到超滤的透过液中，透过液经过活性炭脱色和离子交换脱盐后可得到比较纯净的糖液，再通过真空浓缩和干燥得到低聚糖成品[3]。豆制品废水可以进行生物培养。豆制品废水中营养含量高，而且有毒有害物质很少。可以通过处理之后用来培养微生物。刘平等的研究，使用大豆黄浆为原料，菌种是谢氏丙酸杆菌进行实验，考察了不同培养条件对其维生素的产量的影响，确定了最佳豆制品废水发酵条件：初始PH6.0、温度37度、接种量6%、时间为48小时，这种条件下最佳产酸量可以达到0.5514g/100ml。利用废水培养微生物不仅利用了废水还减少了微生物培养成本，实现了废物再利用[13]。1.3豆制品废水的处理工艺豆制品废水在经过再利用后，剩下的废水有机物含量还是很高，所以采用适合的处理工艺十分重要。1.3.1酸化水解-厌氧消化处理工艺杭州最大的豆制品生产企业之一红光豆制品厂，其日产量为10吨。该企业产生的豆制品废水COD含量高达24000毫克每升BOD5高达上万毫克每升，固体颗粒物为12000毫克每升，PH为5，水量80立方米每天，其他废水及生活废水COD、BOD5含量较低，COD为400毫克每升，BOD5为180毫克每升，SS为550毫克每升，PH为6，水量为250立方米每天[4]。根据豆制品废水的特点和当地处理废物的排放要求，对高浓度有机物废水采用酸化水解-厌氧消化处理工艺，利用了其处理效率高、能耗低、耐负荷而且产生沼气等特点。豆制品废水经过此项工艺处理狗出水