申请日2017.12.20
公开(公告)日2018.05.18
IPC分类号C02F9/14; C02F103/32
摘要
本发明涉及工业废水处理，具体涉及一种青梅腌渍废水生化处理方法，所述方法包括如下步骤：(1)青梅腌渍废水采集;(2)青梅腌渍废水水质参数初测;(3)任选的青梅腌渍废水预处理;(4)活性污泥的采集和活化;(5)活性污泥的驯化;(6)青梅腌渍废水净化。本发明所述的方法通过对污泥进行活化、驯化处理，过程速度快，效果好，大大提高了污泥的活性，净化效率和效果，且工艺简单，对设备和厂房环境要求较低。
权利要求书
1.一种青梅腌渍废水的生化处理方法，其特征在于，所述方法主要包括如下步骤：
(1)青梅腌渍废水采集：
采集青梅加工工厂的青梅腌渍废水;
(2)青梅腌渍废水水质参数初测：
废水采集后进行沉降过滤，移除沉淀残渣，并对沉淀后的废水进行水质参数初测;
(3)任选的青梅腌渍废水预处理：
对废水进行预处理，提高其BOD5/CODCr值，进而提高其生物降解率;
(4)活性污泥的采集和活化：
采集污泥并进行脱水处理，然后将脱水后的污泥与营养废水混合，进行曝气处理，完成污泥活化;
(5)活性污泥的驯化：
将自来水、步骤(2)或(3)处理后的青梅腌渍废水以及步骤(4)活化后的活性污泥按照体积比1-2:1-2:1-2进行配制，搅拌均匀，然后进行间歇曝气处理，完成活性污泥驯化;
(6)青梅腌渍废水净化：
将步骤(2)或(3)处理后的青梅腌渍废水 与步骤(5)驯化后的活性污泥按照体积比1-5:1进行配比，置于处理容器中进行曝气处理，以12小时为周期取样测定出水的pH、浊度、吸光度、色度、CODCr，当监测到所述指标符合污水排放标准时停止曝气，然后沉淀，完成废水净化。
2.根据权利要求1所述的青梅腌渍废水的生化处理方法，其特征在于，所述步骤(1)至(3)所述的青梅腌渍废水采集预处理步骤与所述步骤(4)至(5)所述的污泥采集、活化以及驯化步骤可以以任何顺序依次进行或者同时进行。
3.根据权利要求1所述的青梅腌渍废水的生化处理方法，其特征在于，在所述步骤(2)中，废水收集后进行沉降过滤，沉淀时间为30-60分钟，沉淀完成后移除沉淀残渣，并对沉淀后的废水进行水质参数初测，初测指标包括CODCr、BOD5、吸光度、浊度、pH、色度。
4.根据权利要求1所述的青梅腌渍废水的生化处理方法，其特征在于，经步骤(2)测定后，当BOD5/CODCr值小于0.45时，优选进行步骤(3)所述的预处理步骤;当BOD5/CODCr值大于等于0.45时，优选省略步骤(3)所述的预处理步骤。
5.根据权利要求1或4所述的青梅腌渍废水的生化处理方法，其特征在于，优选通过蒸馏法进行青梅腌渍废水的预处理，且蒸馏过程中监测废水BOD5/CODCr值，当BOD5/CODCr大于0.45时，停止蒸馏，完成预处理。
6.根据权利要求1所述的青梅腌渍废水的生化处理方法，其特征在于，在所述步骤(4)中，采集污泥并进行脱水处理，然后将脱水后的污泥与营养废水以体积比为1:2-5的比例混合，然后用曝气装置进行曝气处理，曝气过程保持温度为20-30℃，控制溶解氧量为1.5-3mg/L，每天定时监测污泥沉降比(SV30)、污泥混合液悬浮固体浓度(MLSS)、污泥体积指数(SVI)，直至曝气5-14天，使得SV30在20-30%范围内、MLSS在3000-5000mg/L范围内、SVI在50-150mL/g范围内时，停止曝气，完成活化。
7.根据权利要求6所述的青梅腌渍废水的生化处理方法，其特征在于，所述营养废水的C源来自葡萄糖，N源来自味精，P源来自磷酸二氢钾，营养废水中CODCr浓度为300mg/L，且各成分的配比为CODCr:N:P=100:5:1。
8.根据权利要求1所述的青梅腌渍废水的生化处理方法，其特征在于，在所述步骤(5)中，将自来水、步骤(2)或(3)处理后的青梅腌渍废水以及步骤(4)活化后的活性污泥按照体积比1-2:1-2:1-2进行配制，搅拌均匀，然后进行曝气处理，曝气时间间隔为12h、24h、36h、48h、60h、72h、84h、96h、108h、120h，曝气过程保持温度为20-30℃，控制溶解氧量为1.5-3mg/L。每次曝气完成后沉降30min，移去1/4-1/8，然后再补充等量步骤(2)或(3)处理后的青梅腌渍废水，测定并记录出水的吸光度、浊度、CODCr、pH、色度，直至出水CODCr、CODCr去除率趋于稳定，且CODCr小于等于100mg/L时，完成活性污泥的驯化。
9.根据权利要求1所述的青梅腌渍废水的生化处理方法，其特征在于，在所述步骤(6)中，将步骤(2)或(3)处理后的青梅腌渍废水与步骤(5)驯化后的活性污泥按照体积比1-5:1进行配比，置于处理容器中进行曝气处理，曝气过程保持温度为20-30℃，控制溶解氧量为1.5-3mg/L;以12小时为周期取样测定出水的pH、浊度、吸光度、色度、CODCr，当监测到CODCr小于等于100mg/L，pH介于6-9，色度低于50，且浊度、吸光度符合该排放标准时停止曝气，然后沉淀30-120min，并将经净化处理的废水排出，完成青梅腌渍废水的净化处理。
10.一种青梅腌渍废水的生化处理方法，其特征在于，所述方法主要包括如下步骤：
(1)青梅腌渍废水采集：
采集潮州康辉集团青梅加工工厂的青梅腌渍废水，是一种酸性含有高浓度有机污染物的高COD废水;
(2)青梅腌渍废水水质参数初测：
废水采集后先自然沉淀45分钟，然后移除沉淀残渣，并进行水质参数初测，初测指标包括CODCr、BOD5、吸光度、浊度、pH、色度;
(3)青梅腌渍废水预处理：
通过蒸馏法对青梅腌渍废水进行预处理，且蒸馏过程中监测废水BOD5/CODCr值，当BOD5/CODCr达到0.52时，停止蒸馏，完成预处理;
(4)活性污泥的采集和活化：
采集自潮州市第一污水处理厂进水井的污泥，并进行脱水处理，然后将污泥倒入55L的塑料箱中培养，污泥体积占塑料箱体积的1/4左右，即13L，加入30L营养废水，用曝气装置进行曝气处理，溶解氧控制在为2mg/L，水温在25℃;
所用营养废水的C源来自葡萄糖，N源来自味精，P源来自磷酸二氢钾，营养废水中CODCr浓度为300mg/L，且各成分的配比为CODCr:N:P=100:5:1;
每天定时监测污泥沉降比(SV30)、污泥混合液悬浮固体浓度(MLSS)，同时计算污泥体积指数(SVI);当曝气至第11天时，测得SV30为23%，SVI为50.47ml/g，且CODCr的去除率达76%，污泥活性较好，停止曝气，完成活化;
(5)活性污泥的驯化：
将自来水、步骤(3)处理后的青梅腌渍废水以及步骤(4)活化后的活性污泥按照体积比1:1:1进行配制，总体积为900mL，置于1L烧杯中，搅拌均匀，然后进行曝气处理，曝气时间间隔为12h、24h、36h、48h、60h、72h、84h、96h，曝气过程保持温度为25℃，控制溶解氧量为2mg/L;每次曝气完成后沉降30min，移去1/6上层清液，然后再补充等量步骤(3)所述的青梅腌渍废水，测定并记录出水的吸光度、浊度、CODCr、pH、色度，并计算CODCr去除率;驯化至96h时，出水CODCr、CODCr去除率趋于稳定，且CODCr为94mg/L，完成驯化;
(6)青梅腌渍废水净化：
将步骤(3)处理后的青梅腌渍废水与步骤(5)驯化后的活性污泥按照体积比2:1进行配比，总体积为900mL，置于1L烧杯中，搅拌均匀，然后进行曝气处理，曝气过程保持温度为25℃，控制溶解氧量为2mg/L。以12小时为周期取样测定出水的pH、浊度、吸光度、色度、CODCr;曝气96h后，测得CODCr为75mg/L，停止曝气，沉淀60min，完成青梅腌渍废水净化。
说明书
一种青梅腌渍废水生化处理方法
技术领域
本发明涉及工业废水处理，具体涉及一种青梅腌渍废水生化处理方法。
背景技术
青梅(Sour Plum，Prunus mume)，又称果梅、酸梅，属于蔷薇科果树，原产中国，主要分布于长江流域及华南、西南地区一带，以广东、广西、福建、浙江等省的产量较多。青梅果实是一年中最早成熟的水果，多于清明后成熟。青梅不仅营养丰富，还具有许多保健功能。在我国传统医药中，青梅用于加工成乌梅并被国家卫生部正式列人“既是食品又是药品”的名单。近年来，人们对青梅的化学成分、药理作用、临床应用等方面进行了较深人的研究，其中在食品领域中得到了广泛的使用，其产品深受大众喜爱。
青梅产品主要包括甘草梅、话梅、糖渍梅、五香梅、陈皮梅等蜜饯果脯类，并占青梅在食品应用中的70%以上。其中蜜饯果脯是青梅加工的传统产品，依据制作工艺不同，大致可分为两类:蜜制产品和草制产品。蜜制产品如糖渍梅，成品的外观光泽，肉质甜美、可口，是蜜制果品中的佳品。而草制品是将8-9成熟的青梅先腌制成咸梅胚，经脱盐后糖渍而制成，产品有甘草梅、陈皮梅、话梅等。
青梅营养丰富，具有许多保健功能，其加工产品深受人们喜爱。我国青梅产品的产量很大。尤其在潮汕地区中盛产蜜饯。但是在该产业带来经济效益的同时，也引发了一些环境污染问题。由于梅果类食品加工都是天然果实进行加工，一般工序多比较传统，如晾晒、烘干、糖煮、盐腌渍等，我国对梅果加工行业污染关注较少，但青梅腌渍废水作为一种强酸性的含有高浓度有机污染物的高COD废水，在加工过程中所产生的废水、汁、糖液常被作为废水倒掉，废水直接排水江河中导致了河水带有严重的酸臭味，大量污水渗入农田，会使田地逐年盐碱化，粮食减产。蜜饯废水排放造成的环境问题越来越严峻，蜜饯废水的治理刻不容缓。
废水的生化处理作为目前城市废水和工业废水处理的主要手段。所谓的生物化学处理法即简称生化法，是使废水与微生物混合接触，利用微生物在自然环境中的代谢作用，即微生物体内的生物化学作用分解废水中的有机物和某些无机毒物，如氰化物、硫化物，使不稳定的有机物和无机物转化为稳定无毒的一种污水处理方法。
在当前的污水处理技术领域中，活性污泥法是应用最为广泛的技术之一，它是一种污水的好氧生物处理法，能从污水中去除溶解性的和胶体状态的可生化有机物以及能被活性污泥吸附的悬浮固体和其他一些物质，同时也能去除一部分磷素和氮素。典型的活性污泥法是由曝气池、沉淀池、污泥回流系统和剩余污泥排除系统组成。活性污泥是活性污泥处理技术的核心，活性污泥是由具有活性的微生物、微生物自身氧化的残留物、吸附在活性污泥上的不能被微生物降解的有机物组成的，其中微生物是活性污泥的主要组成部分。
研究青梅腌渍废水的处理一方面可以减少环境水体污染，同时也减少青梅腌渍相关产业的环境成本。
发明内容
鉴于现有技术存在的上述问题，因此本发明提供一种青梅腌渍废水的生化处理方法，该方法在SBR技术(Sequencing Batch Reactor，序批式间歇活性污泥法)的基础上，通过各种参数控制、工艺改进，最终能够实现优异的青梅腌渍废水净化处理，达到废水排放的国家标准。
本发明是通过以下技术方案实现的。
本发明涉及一种青梅腌渍废水的生化处理方法，该方法主要包括如下步骤：
(1)青梅腌渍废水采集：采集青梅加工工厂的青梅腌渍废水;
(2)青梅腌渍废水水质参数初测：废水采集后应进行沉降过滤，移除沉淀残渣，并对沉淀后的废水及时进行水质参数初测，初测指标包括CODCr、BOD5，以及吸光度、浊度、pH、色度以及颜色等各项指标;
(3)任选的青梅腌渍废水预处理：对废水进行预处理，提高其BOD5/CODCr值，进而提高其生物降解率;
(4)活性污泥的采集和活化：采集污泥并进行脱水处理，然后将脱水后的污泥与营养废水混合，进行曝气处理，完成污泥活化;
(5)活性污泥的驯化;将自来水、步骤(2)或(3)处理后的青梅腌渍废水以及步骤(4)活化后的活性污泥按照体积比1-2:1-2:1-2进行配制，搅拌均匀，然后进行间歇曝气处理，完成活性污泥驯化;
(6)青梅腌渍废水净化：将步骤(2)或(3)处理后的青梅腌渍废水与步骤(5)驯化后的活性污泥按照体积比1-5:1进行配比，置于处理容器中进行曝气处理，以12小时为周期取样测定出水的pH、浊度、吸光度、色度、CODCr等各项指标，当监测到各项指标符合污水排放标准时停止曝气，然后沉淀，完成废水净化。
在本发明的方法中，其中青梅腌渍废水的预处理过程(步骤1-3)与活性污泥的预处理过程(步骤4-5)的顺序无特别限制，二者可以以任何顺序依次进行或者同时进行，即可以先进行步骤1-3，后进行步骤4-5;或者先进行步骤4-5，后进行步骤1-3;或者步骤1-3与步骤4-5同时进行。
在本发明的上述方法中，其中“青梅腌渍废水预处理”步骤(即步骤3)为可选步骤，这可以根据青梅腌渍废水水质参数初测结果来确定。如果初测结果显示所述废水可以直接用于处理，则优选省略上述步骤3预处理过程;如果初测结果显示所述废水不宜直接用于处理，则优选进行步骤3预处理过程。
青梅腌渍废水采自青梅加工工厂，是一种强酸性的含有高浓度有机污染物的高COD废水，例如可以采自潮州康辉集团。
废水收集后应进行沉降过滤，沉淀时间为30-60分钟，沉淀完成后移除沉淀残渣，并对沉淀后的废水及时进行水质参数初测，初测指标包括CODCr、BOD5，以及吸光度、浊度、pH、色度以及颜色等各项指标。如无法及时分析时，应采集样本，置于4℃下保存待测。
初测完成后，初步计算BOD5/CODCr的值。比值大于0.45，表明易于生物降解;比值介于0.34至0.45之间，表明可以生物降解;比值介于0.2至0.35之间，表明较难生物降解;比值小于0.2，表明难以生物降解。若经比较发现废水难于生物降解，则需要对废水进行预处理，使其BOD5/CODCr的值大于0.45，易于生物降解，然后进行后续处理。
为了提高废水的BOD5/CODCr值，进而提高其生物降解率，对废水的预处理方法是现有技术已知的，本发明无特别限制。例如可通过蒸馏法进行青梅腌渍废水的预处理，将废水中的部分糖分蒸馏出来，从而降低CODCr值，提高BOD5/CODCr，蒸馏出的糖分可进行回收处理。蒸馏过程中监测废水BOD5/CODCr的值，若大于0.45、优选大于0.50时，即可停止蒸馏。通常，蒸馏后的废水体积为原废水体积的60-80%，优选75%。
本发明所用的活性污泥可以自行采集或通过市售获得，例如可采自潮州市第一污水处理厂进水井的污泥，然后进行培养和驯化。
活性污泥的活化主要包括：将采集后的污泥进行脱水，脱水后呈现胶体液态，色灰黑，味臭，颗粒大小均匀，颗粒较细，比重较大。然后，将脱水后的污泥倒入培养培养容器中，然后添加营养废水，搅拌均匀，其中污泥与营养废水的体积比为1:2-5。之后用曝气装置进行曝气处理，曝气过程保持温度为20-30℃、优选25℃，控制溶解氧量为1.5-3mg/L、优选2mg/L，其中每天定时监测污泥沉降比(SV30)、污泥混合液悬浮固体浓度(MLSS)、污泥体积指数(SVI)，直至曝气5-14天，使得SV30在20-30%范围内、MLSS在3000-5000mg/L范围内、SVI在50-150mL/g范围内时，停止曝气，完成活化。
其中，活化过程中所用营养废水的C源来自葡萄糖，N源来自味精(谷氨酸钠>=99%,无盐)，P源来自磷酸二氢钾，以1g/L葡萄糖=1.067g/L CODCr换算，配制CODCr浓度为300mg/L的营养废水，且营养废水中各成分的配比为CODCr:N:P=100:5:1。
活性污泥的驯化包括：以自来水、处理后的青梅腌渍废水以及活化后的活性污泥按照体积比1-2:1-2:1-2、优选1:1:1进行配制，搅拌均匀，然后进行曝气处理，曝气时间间隔为12h、24h、36h、48h、60h、72h、84h、96h、108h、120h，曝气过程保持温度为20-30℃、优选25℃，控制溶解氧量为1.5-3mg/L、优选2mg/L。每次曝气完成后沉降30min，移去1/4-1/8、优选1/5-1/7、更优选1/6上层清液，然后再补充等量青梅腌渍废水，测定并记录出水的吸光度、浊度、CODCr、pH、色度等参数，并计算CODCr去除率。直至出水CODCr、CODCr去除率趋于稳定，且低于污水排放标准时，完成驯化。所述污水排放标准指相关国家标准或地方标准，例如《广东省污水综合排放标准》DB4426-2001一级标准规定，其规定CODCr小于等于100mg/L，pH介于6-9，色度低于50等。
青梅腌渍废水净化的处理：将处理后的青梅腌渍废水与驯化后的活性污泥按照体积比1-5:1进行配比，置于处理容器中进行曝气处理，曝气过程保持温度为20-30℃、优选25℃，控制溶解氧量为1.5-3mg/L、优选2mg/L。以12小时为周期取样测定出水的pH、浊度、吸光度、色度、CODCr等各项指标，当监测到各项指标符合污水排放标准如相关国家标准或地方标准(例如《广东省污水综合排放标准》DB4426-2001一级标准)时停止曝气，优选符合《广东省污水综合排放标准》DB4426-2001一级标准，即当CODCr小于等于100mg/L，pH介于6-9，色度低于50，且浊度、吸光度符合该排放标准时停止曝气，然后沉淀30-120min，并将经净化处理的废水排出。
活性污泥反应进行的结果是污水中有机污染物得到降解而去除，活性污泥本身得以繁衍增长，污水则得以净化处理。经过活性污泥净化作用后的混合液进入沉淀阶段，混合液中悬浮的活性污泥和其他固体物质在这里沉淀下来与水分离，澄清后的污水作为处理水排出系统。
在本发明中，各参数的测定方法无特别限制，例如可采用下述方法进行测定。
CODCr的测定：重铬酸钾法(GB11914-89)
化学需氧量(COD)：水样在一定条件下，氧化一升水样中还原物质所消耗的氧化剂的量，以氧的mg/L表示，其测定采用重铬酸钾法(GB11914—89)，在强酸性溶液中，用重铬酸钾氧化水样中的还原物质，过量的重铬酸钾以亚铁灵作指示剂，用硫酸亚铁铵标准溶液回滴，根据其用量计算水中还原物质消耗氧的量。
BOD的测定：采用BOD速测仪进行测定。
pH的测定：采用玻璃电极法(GB6920-86)进行测定。
浊度的测定：采用散射光测浊法进行测定。
色度的测定：采用稀释倍数法进行测定。
本发明的有益效果：
(1)本发明通过对采集废水进行初步沉淀处理，降低了后续废水净化的负荷，提高了净化效率。
(2)本发明通过特定方法对污泥进行活化、驯化处理，驯化较为成功，过程速度快，效果好，大大提高了污泥的活性，净化效率和效果。
(3)废水净化工艺采用改进的SBR工艺，工艺简单，对设备和厂房环境要求较低。