申请日2016.08.24
公开(公告)日2016.12.14
IPC分类号C02F9/10
摘要
本发明提出一种腌制废水回用的方法，包括预处理、絮凝、微滤、超滤、真空浓缩、高温灭菌等步骤。本发明回用工艺使腌制废水得到循环使用，减少环境污染，同时降低生产成本，使食盐用量降低40%;缩短腌制时间，提高生产效率;用回用的腌制液腌制的蔬菜，色泽、亮度、脆度好，综合指标优于原腌制液。
权利要求书
1.一种腌制废水回用的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S10，预处理：收集含盐量为8%—15%的腌制废水，用150目的滤槽初滤后，再通过250目的过滤器精滤后煮沸5—10min;
S20，絮凝：将煮沸后的腌制废水置于器皿中，定位在磁力搅拌器上，加入消石灰调节废水PH值为7，先后投加90mg/L絮凝剂，60mg/L聚丙烯酞胺混匀后置于35℃条件下搅拌3min，静置30min后取上清液;其中，腌制废水、絮凝剂、聚丙烯酞胺的质量比为50：1：1;
S30，微滤、超滤：将步骤S20得到的上清液通过膜面积为0.24㎡，孔径为100nm的陶瓷微滤膜处理1h后使用滤膜孔径0.2—1.0μm的超滤膜超滤2—4h，得到滤液;
其中，微滤膜进料流速为2.0m/s，系统压力为0.12MPa，PH为8;超滤膜进料流速为0.14m/s，系统压力为1.2MPa;
S40，真空浓缩：取滤液置于真空度0.08Mpa，温度为55℃的条件下进行真空浓缩，得到盐分含量大于22%的浓缩液;
S50，高温灭菌：将得到的浓缩液进行高温灭菌，温度120—150℃，灭菌时间10—20s。
2.如权利要求1所述的腌制废水回用的方法，其特征在于，步骤S20中所述絮凝剂为聚合氯化铝铁、聚合氯化铝、氯化铁、聚合硫酸铝中的一种。
3.如权利要求2所述的腌制废水回用的方法，其特征在于，所述絮凝剂为聚合氯化铝铁。
4.如权利要求3所述的腌制废水回用的方法，其特征在于，步骤S50中，高温灭菌温度为130℃，灭菌时间10s。
说明书
一种腌制废水回用的方法
技术领域
本发明涉及废水处理领域，具体涉及一种腌制废水回用的方法。
背景技术
腌菜属乳酸菌发酵食品，历史悠久，是我国最普通的传统发酵食品。其主要以新鲜蔬菜为原料，采取自然渗制工艺，经过食盐腌制，在渗透压的作用下，蔬菜组织中的水份和可溶性物质从细胞里抽出来，使微生物和酶进行活动，从而引起外观、质地、风味和组织发生各种各样的一系列变化。细胞中水份的抽出，体积随之减小。整个腌制过程，一般都进行不同程度的乳酸发酵，同时也产生醋酸发酵、酒精发酵、丁酸发酵和其它主成份和糖类、淀粉、蛋白质等分解，其中乳酸发酵居主要地位。
近年来，腌菜行业蓬勃发展，腌菜生产企业亦逐渐规范，规模扩大，生产条件、控制水平大幅提升，腌菜已经成为食品加工业中的一支重要力量。但是，随着行业规模的迅速壮大，伴随而来的环境污染问题不断加剧，尤其是在腌菜盐渍、发酵过程中将配置、使用高含盐量的食盐水(含盐量>10%)，因而在腌菜盐渍、出池清洗及脱盐脱水工序将产生大量废水，该废水具有高盐度(含盐量10%-15%)、高有机物(CODcr为4600-28000mg/L)、高氮磷(NH3-N为60-1000mg/L)等特点，处理难度极大。
高盐度、高有机物、高氮磷会造成治理废水的细菌死亡，严重腐蚀下水管道，因而不能与城市污水处理系统并网，直接排入水体又将恶化水质、影响水生生物，特别是鱼类的生长繁殖、引起地下水污染及突然盐渍化，进而影响流域饮水安全及农业生产。而当水体中氯化物浓度超过1500mg/L时，对牛羊猪等家畜和家禽有危害，浓度超过4000mg/L时，上述动物将致死。水中阳离子为镁，氯化物浓度为100mg/L时,即可使人致毒。高盐度废水排放，在污染环境的同时，盐分随废水大量流失，也造成资源的极大浪费。因此，腌制废水综合处理及回收利用已逐渐成为众多腌菜企业保持可持续发展必须攻克的“瓶颈”问题。
发明内容
本发明的主要目的为了弥补上述问题，提出一种工艺简单、安全环保的腌制废水回用的方法。
本发明提出一种腌制废水回用的方法，其包括以下步骤：
S10，预处理：收集含盐量为8%—15%的腌制废水，用150目的滤槽初滤后，再通过250目的过滤器精滤后煮沸5—10min;
S20，絮凝：将煮沸后的腌制废水置于器皿中，定位在磁力搅拌器上，加入消石灰调节PH值为7，先后投加90mg/L絮凝剂，60mg/L聚丙烯酞胺混匀后置于35℃条件下快速搅拌3min，再中速搅拌30s，静置30min后取上清液;其中，腌制废水、絮凝剂、聚丙烯酞胺的质量比为50：1：1;
S30，微滤、超滤：将上述上清液通过膜面积为0.24㎡，孔径为100nm的陶瓷微滤膜处理1h后使用滤膜孔径0.2—1.0μm的超滤膜超滤2—4h，得到滤液;
其中，微滤膜进料流速为2.0m/s，系统压力为0.12MPa，PH为8;超滤膜进料流速为0.14m/s，系统压力为1.2MPa;
S40，真空浓缩：取滤液置于真空度0.08Mpa，温度为55℃的条件下进行真空浓缩，得到盐分含量大于22%的浓缩液;
S50，高温灭菌：将得到的浓缩液进行高温灭菌，温度120—150℃，灭菌时间10—20s。
优选地，所述絮凝剂为聚合氯化铝铁、聚合氯化铝、氯化铁、聚合硫酸铝中的一种。
优选地，所述絮凝剂为聚合氯化铝铁。
优选地，高温灭菌温度为130℃，灭菌时间10s。
本发明工艺对腌制废水经过处理后循环利用、变废为宝;在保护环境的同时，也一定程度的减少了企业直接经济损失，带来重要的社会效益。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
传统的腌菜生产过程为：将收取的新鲜蔬菜首先进行清洗(产生清洗废水)，之后送入切菜机根据不同的要求将蔬菜切成块状或丝状，清洗干净后送入盐渍池浸渍并加入各种调料(产生盐渍废水)，盐渍完成后送入脱水车间脱水(产生脱盐废水)，脱水后的各种蔬菜分装入袋，然后抽真空封口，清洗外包装(产生含盐冲洗废水)，即可装箱入库。
腌制过程中，蔬菜细胞内外的各种可溶性物质在渗透压的作用下，随水分一起从蔬菜体内渗出，将加入其中的食盐缓慢溶解以后，发生各种生化反应，由此产生腌制废水。腌制废水中除了食盐外，另外含有的主要是蔬菜原料中溶出来的各种营养物质。具体为植物纤维、植物氨基酸、有机酸、醇类、食盐及钙镁等物质。
鉴于此，本发明提出一种腌制废水综合处理及回用的方法，其包括如下步骤：
S10，预处理：收集含盐量为8%—15%的腌制废水，用150目的滤槽初滤后，再通过250目的过滤器精滤后煮沸5—10min;
由于腌制废水中含有大量盐渍蔬菜碎屑和悬浮固体等，所以必须先进行预处理，即采用初滤、精滤的方式对腌制废水进行初步过滤。收集的腌制废水应具有蔬菜腌制盐水固有的色泽、风味、无浑浊、酸败现象;食盐含量大于8%，总酸(以乳酸计)≤0.8%;细菌总数(cfu)≤5000个/mL。
S20，絮凝：将煮沸后的腌制废水置于器皿中，定位在磁力搅拌器上，加入消石灰调节PH值为7，先后投加90mg/L絮凝剂，60mg/L聚丙烯酞胺混合均匀后置于35℃条件下快速搅拌3min，再中速搅拌30s，静置30min后取上清液;其中，腌制废水、絮凝剂、聚丙烯酞胺的质量比为50：1：1;
优选地，絮凝剂为聚合氯化铝铁(PAFC)、聚合氯化铝(PAC)、氯化铁、聚合硫酸铝(PAS)中的一种。且具体地，本实施中，絮凝剂为聚合氯化铝铁。
聚合氯化铝铁是一种新型铝铁复合无机絮凝剂，兼有铁盐、铝盐混凝剂的特性，反应速度快，形成絮凝体大、沉降快、过滤性强等，尤其在脱色、去除COD和SS等方面具有独特特点，且克服了铝盐处理后水样残余铝浓度高、沉降速度慢等不足。助凝剂聚丙烯酞胺(PAM)是一种有机高分子聚合物，对水中胶粒有吸附架桥作用，与絮凝剂混合使用能强化高分子絮凝剂对水中胶粒的席卷、包裹作用。
PH值为7时，COD、NH3—N的去除率达到最大，此时絮凝效果最佳。
S30，微滤、超滤：将上述上清液通过膜面积为0.24㎡，孔径为100nm的陶瓷微滤膜处理1h后使用截留分子量为2000Da1的超滤膜超滤2—4h，滤膜孔径0.2—1.0μm，得到滤液;
其中，微滤膜进料流速为2.0m/s，系统压力为0.12MPa，PH为8;超滤膜进料流速为0.14m/s，系统压力为1.2MPa;
操作时，将洁净无颗粒的待分离料液放置于循环罐中，通过系统泵的驱动，使料液以一定的流量和压力流经膜单元，从而实现料液的成份分离。微滤膜处理后，腌制废水一般能达到国家二级排放标准，滤液经浓缩可进一步提取出有用的盐分。
本步骤的原理是：微滤是利用膜孔径的过滤作用，在压力差的推动力下，将料液中大于膜孔径的悬浮物质、细菌、部分病毒等截留下来，允许大分子有机物和无机盐等通过，从而去除滤液中微粒;超滤可分离直径大于2nm的溶质分子和分子量大于1000的分子和胶体：盐的分子量小，在生产过程中呈完全溶解状态，经过超过滤，盐水能顺利通过滤孔而将小分子物质、杂菌等去除，盐份几乎没有损失，且非常澄清，采用超滤控制盐水的澄清度、细菌总数，细菌总数可以达到100cfu/mL左右。
S40，真空浓缩：取滤液置于真空度0.08Mpa，温度为55℃的条件下进行真空浓缩，得到盐分含量大于22%的浓缩液;
S50，高温灭菌：将得到的浓缩液进行高温灭菌，温度120—150℃，灭菌时间10—20s。
优选地，本步骤中，灭菌温度为130℃，灭菌时间10s。
实施例1：
S10，预处理：收集含盐量为10%的腌制废水100Kg，用150目的滤槽初滤后，再通过250目的过滤器精滤后煮沸10min;
S20，絮凝：将煮沸后的腌制废水置于器皿中，定位在磁力搅拌器上，加入消石灰调节PH值为7，先后投加90mg/L聚合氯化铝铁2Kg，60mg/L聚丙烯酞胺2Kg混合均匀后置于35℃条件下快速搅拌3min，再中速搅拌30s，静置30min后取上清液;
S30，微滤、超滤：将上述上清液通过膜面积为0.24㎡，孔径为100nm的陶瓷微滤膜处理1h后使用截留分子量为2000Da1的超滤膜超滤2h，滤膜孔径0.2μm得到滤液;其中，微滤膜进料流速为2.0m/s，系统压力为0.12MPa，PH为8;超滤膜进料流速为0.14m/s，系统压力为1.2MPa;
S40，真空浓缩：取滤液置于真空度0.08Mpa，温度为55℃的条件下进行真空浓缩，得到盐分含量为28%的浓缩液;
S50，高温灭菌：将得到的浓缩液进行高温灭菌，温度130℃，灭菌时间10s。
实施例2：
本实施例为经处理后的腌制废水中盐度、有机物及氮磷指标的检测情况。通过比较处理前后COD、BOD、NH3-N、SS悬浮物的去除情况、盐度情况，验证本发明回用方法对腌制废水的处理效果。
检测分析方法：
COD：GB11914-89，化学需氧量的测定;
BOD：HJ505-2009，水质生化需氧量的测定;
NH3-N：HJ 537-2009，水质中氨氮的测定;
SS悬浮物：GB11901，水质中悬浮物的。
盐度的测定：按GB/T 12457《食品中氯化钠的测定》规定的方法。
处理前后腌制废水各项指标情况：
结论：从表中数据可以看出，腌制废水经本发明方法处理后，腌制废水中的COD、BOD、氨氮和磷等有着显著的效果。
实施例3：
采用本发明实施例处理过的腌制废水盐渍新鲜蔬菜，同时以相同浓度的食盐水做对比，检测其重金属含量、亚硝酸盐变化情况，并对菜坯感官进行评价，以评价本法处理的腌制废水的安全程度，从而确定制备腌制蔬菜的可行性。
(1)安全性评价检测：
测定指标及方法：亚硝酸盐的测定：按GB/T 5009.33《食品中亚硝酸盐与硝酸盐的测定》规定的方法。
相关安全性检测：
编号检测项目检测结果1铅(Pb)<0.01，mg/L2砷(As)0.024，mg/L3亚硝酸盐未检出4硝酸盐<5000，mg/kg5亚硝胺未检出
结论：经过本发明处理后的腌制废水是安全的。
(2)腌菜品质感官的评定：由10位专业人员组成评定小组，对不同处理腌制蔬菜的色泽、脆度、口感、闻香等感官质量进行评定。
结论：经本发明处理的腌制液较食盐渍菜，腌制发酵启动更快、更活跃，腌制成熟时间缩短30%;感官评价方面，回收的腌制水泡渍的蔬菜色泽、滋味、脆度更接近成熟腌制蔬菜，发酵风味浓厚，食盐水腌制青菜更显生涩，与成熟腌制蔬菜差距较大。
综上所述，本发明回用工艺使腌制废水得到循环使用，减少环境污染，同时降低生产成本，使食盐用量降低40%;缩短腌制时间，提高生产效率;用回用的腌制液腌制的蔬菜，色泽、亮度、脆度好，综合指标优于原腌制液。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。