CN102863071B - 一种酵母废水深度处理脱色方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种酵母废水深度处理脱色方法，具体方法利用臭氧曝气处理，同时辅以催化剂的作用，可以使出水色度优于《酵母工业水污染物排放标准》GB25462-2010中的排放要求（50倍），同时有效降低了臭氧的投加量。本发明改变了酵母行业废水深度处理系统依靠化学沉淀方法去除色度的现状，解决了由化学沉淀法带来的化学污泥量大、处理成本高，且色度难以实现达标的的问题，本发明工艺可操作性强，适用于国内酵母企业关于脱色问题进行的工程改造项目及新建项目。
Description
技术领域
本发明属于废水脱色处理领域，特别是针对酵母废水生化出系统水的深度处理脱色方法。
背景技术
酵母废水中的色度是由废糖蜜中的色度在制糖和酵母发酵过程中逐步产生累积而成的，主要有酚类物和氨基氮化合物等成分，多酚类物质在酶的作用下氧化成褐色素，还原糖碱分解所合成高分子棕黑色素，还原糖与氨基酸反应生成褐色聚合物，糖热分解成深咖啡色的焦糖色素，酚类物与铁反应生成深色的化合物等综合上述各物质的色素，酵母废水呈棕黑色，色度达6400倍左右。
在生物处理酵母废水的过程中发现，厌氧过程对废水色度的去除效果较好，进水色度为3200倍左右，厌氧出水一般能达到480-600倍，色度去除率在81%以上，但经好氧处理后色度反而有所增加，好氧出水色度一般为640-800倍，这是因为在厌氧阶段，部分多酚类化合物的显色基团被还原，但没有完全分解为小分子，暂时不显色，在好氧阶段，这些显色集团被氧化后，又恢复以前的显色基团，重新呈现出颜色，此类多酚化合物为生物难降解物质，在生物系统处理过程中难以彻底分解去除，最终随好氧出水从生物系统排出。
目前酵母废水深度处理的方法主要是化学法，利用絮凝剂进行脱色处理，色度去除率最大为75%，同时由于化学药剂的投加、化学污泥的处置，运行费用大幅增加，给酵母企业的发展带来了不利的影响，因而，如何能够有效去除酵母废水中的色度，同时降低脱色的成本，成为酵母废水深度处理需要解决的重要问题。
发明内容
本发明提供了一种酵母废水深度处理脱色的方法，采用非均相催化臭氧化的方法，有效去除废水中的色度，同时最大程度降低臭氧投加量。
本发明提供的一种酵母废水深度脱色处理方法，采用如下技术方案：
酵母废水原水为生化系统出水，色度在500倍至800倍范围内，在臭氧和催化剂的共同作用下，对该酵母废水原水进行非均相催化臭氧化反应，臭氧投加量在50mg/L以下，反应停留时间为30分钟，出水色度可达到50倍以下。所述催化剂为固态催化剂，该固态催化剂包含二氧化锰、氧化铝和氧化铜，其中二氧化锰、氧化铝和氧化铜的重量比为0.8-1.2:0.7-0.9：0.27-0.33，二氧化锰、氧化铝和氧化铜的粒径为4-8mm，并且固态催化剂在反应器内为固定床形式，催化剂投加高度为2.5-3m。
优选地，反应器内气水进入方向为逆向，臭氧气体从底部进入反应器，酵母废水原水从顶部进入反应器。
优选地，将反应器出水回流至进水，回流比例为进水量的1-1.5倍。
催化剂固定床随着连续运行，会截留水中悬浮物，在催化剂表面会形成一层膜，影响催化效果，故此，需要对催化剂固定床进行定期反冲洗。反冲洗用水为工艺出水或是自来水均可，从反应器底部进入，上部流出；反冲洗进气为空气，从反应器底部进入，从反应器上部排出。优选地，催化剂固定床的反冲洗周期为24至48小时，反冲洗时间为20至30分钟。
酵母废水中色度的主要组成成分有焦糖色素、美拉德色素和多酚类色素，这些色素无法被微生物分解，所以在常规生物处理后废水的色度依然很高。传统深度处理工艺依靠投加混凝药剂进行沉淀去除废水中COD和色度，但混凝药剂大量的使用对色度的去除效果有限，而且还会产生大量的化学污泥从而造成二次污染，也提高了废水处理的成本。
臭氧本身具有强氧化性，可用于色度的去除，但酵母废水色度高，直接使用臭氧投加量偏大，臭氧制作成本高，直接使用臭氧进行脱色处理成本过高。在催化剂的作用下产生大量具有强氧化性的羟基自由基和其他自由基团，去氧化造成色度的有机物。本发明采用以特定重量比配置的包含二氧化锰、氧化铝和氧化铜的固态催化剂，其对臭氧化反应的催化效率极高，显著降低了臭氧投加量，同时使出水色度满足排放要求。由于催化剂使用形式为固定式滤床，截留效果明显，可以有效截留原水中的悬浮物，从而有效避免了悬浮物对催化臭氧产生羟基自由基的链式反应的不利影响。反应器采用气水逆流的形式也可有效避免由于气水同向、上升流速过快造成催化剂滤床的膨胀而导致滤床截留作用下降，对产生羟基自由基的不利影响。同时，使用固态催化剂做滤床，可以便于固液分离。
附图说明
图1是酵母废水催化臭氧化脱色处理方法示意图。
具体实施方式
为了使本发明中所述的技术方案更加便于理解，下面将结合具体实施方式对本发明所述的酵母废水深度处理脱色方法做进一步的阐述。
实施例1
酵母废水原水为北方某酵母厂的生化系统出水，色度在500倍至800倍范围内，在臭氧和催化剂的共同作用下，对该酵母废水原水进行非均相催化臭氧化反应，臭氧投加量在50mg/L以下，反应停留时间为30分钟，出水色度可达到50倍以下。所述催化剂为固态催化剂，该固态催化剂包含二氧化锰、氧化铝和氧化铜，二氧化锰、氧化铝和氧化铜的重量比为0.8-1.2:0.7-0.9：0.27-0.33，其中二氧化锰、氧化铝和氧化铜的粒径为4-8mm，并且固态催化剂在反应器内为固定床形式，催化剂投加高度为2.5-3m。
反应器内气水进入方向为逆向，臭氧气体从底部进入反应器，酵母废水原水从顶部进入反应器。催化剂固定床的反冲洗周期为24至48小时，反冲洗时间为20至30分钟。
表1为北方某酵母厂的生化系统出水的间歇式脱色试验结果，可以看出与直接臭氧氧化相比，采用催化臭氧化的方法可使臭氧的使用量明显降低，且出水色度有大幅度提升，可稳定达到50倍的要求。
表1
实施例2
酵母废水原水为北方某酵母厂的生化系统出水，色度在500倍至800倍范围内，在臭氧和催化剂的共同作用下，对该酵母废水原水进行非均相催化臭氧化反应，臭氧投加量在50mg/L以下，反应停留时间为30分钟，出水色度可达到50倍以下。所述催化剂为固态催化剂，该固态催化剂包含二氧化锰、氧化铝和氧化铜，二氧化锰、氧化铝和氧化铜的重量比为0.8-1.2:0.7-0.9：0.27-0.33，其中二氧化锰、氧化铝和氧化铜的粒径为4-8mm，并且固态催化剂在反应器内为固定床形式，催化剂投加高度为2.5-3m。
反应器内气水进入方向为逆向，臭氧气体从底部进入反应器，酵母废水原水从顶部进入反应器。催化剂固定床的反冲洗周期为24至48小时，反冲洗时间为20至30分钟。
表2为北方某酵母厂的生化系统出水的连续脱色试验结果，可以看出与直接臭氧氧化相比，臭氧的投加量控制在50mg/L水平，出水色度可稳定达到50倍的要求。
表2
在连续脱色试验时，臭氧投加量固定，每天取水样测定色度，同时每天对催化剂固定床反冲洗一次，冲洗周期为20分钟。
Claims (1)
1.一种酵母废水深度处理脱色方法，其特征在于：酵母废水原水为生化系统出水，色度在500倍至800倍范围内，在臭氧和催化剂的共同作用下，对该酵母废水原水进行非均相催化臭氧化反应，臭氧投加量在50mg/L以下，反应停留时间为30分钟，出水色度可达到50倍以下；所述催化剂为固态催化剂，该固态催化剂由二氧化锰、氧化铝和氧化铜组成，其中二氧化锰、氧化铝和氧化铜的重量比为0.8-1.2:0.7-0.9：0.27-0.33，二氧化锰、氧化铝和氧化铜的粒径为4-8mm，并且固态催化剂在反应器内为固定床形式，催化剂投加高度为2.5-3m；反应器内气水进入方向为逆向，臭氧气体从反应器底部进入反应器，酵母废水原水从反应器顶部进入反应器；催化剂固定床的反冲洗周期为24至48小时，反冲洗时间为20至30分钟；将反应器出水回流至进水，回流比例为进水量的1-1.5倍。
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