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近年来,我国心血管疾病发病率明显增加,这主要归因于人口老龄化、以及不健康生活方式:缺乏锻炼、营养过剩、吸烟率较高等,总体上看,中国心血管病患病率及死亡率仍处于上升阶段。相关机构推算出心血管病现患人数2.9亿。患有心血管病而死亡的比例占全部居民疾病死亡的40%以上,居首位,高于肿瘤及其他疾病。中国作为世界上出产茶叶最多的国家之一,其中出产的低等茶叶或者茶叶末可用于提取茶多酚、咖啡碱等物质。以茶叶中的茶多酚为原料,根据《中华人民共和国药典》相关要求而生产的心脑血管方面的保健药品,对于心血管病伴高纤维蛋白原症及动脉粥样硬化,肿瘤放疗,化疗所致的白细胞减少症有预防和治疗的作用。
以茶叶为原料来提取茶多酚,由于生产工艺的特性,废水中会含有一定量的茶多酚、咖啡碱等抑菌物质,如果直接进入废水处理站的生物处理系统,会对废水处理站整个生物处理系统造成难以恢复的冲击。这就要求茶多酚制药废水在进入生物处理系统前,要降低废水中的抑菌物质浓度,削除对微生物的毒害作用。
本论文结合该企业茶多酚制药废水特性,研发以三维电解+电芬顿为处理核心的预处理工艺,辅以混凝沉淀池。三维电解可以有效地降低废水中茶多酚的浓度,避免茶多酚与电芬顿系统中铁离子形成难以去除的络合物,利用初始废水的pH值在4左右的特性,设计电芬顿系统进一步氧化废水中的有机物,同时产生的铁离子会在混凝沉淀过程中加强混凝效果的作用。混凝沉淀可以去除废水中的大部分SS和部分COD,为废水的生物处理提供了稳定的水质环境,废水经过生物系统处理后,再由以反渗透装置作为深度处理单元的处理,排放水质可以满足排放要求。在废水处理站运行调试过程中,对废水进行连续取样监测,分析各构筑物运行性能。结果显示各工艺单元均能够稳定运行,处理效果能够达到设计预期。本套系统的建成,不仅可以保证该企业的废水排放要求,还可以为类似含有较高抑菌物质、高浓度废水提供设计思路。
通过对该废水处理站预处理+生物处理+深度处理联合工艺进行分析研究,结合该废水处理站工程的调试、运行的数据,得出如下研究结论:
(1)三维电解处理生产废水时,对系统处理有影响的操作条件主要有:进水pH、外加电压强度、颗粒电极添加量、反应时间。最佳反应条件为进水pH为4,外加电压强度为20V时,颗粒电极添加量为50%、反应时间为120min。
(2)电芬顿处理生产废水时,对系统处理有影响的操作条件主要有:进水pH、外加电压、反应时间。最佳反应条件为进水pH为4,外加电压强度为15V时,反应时间为20min。
(3)电芬顿系统出水通过自流的方式,进入混凝沉淀系统,在调节pH为8,混凝反应的最佳操作参数为:快混池投加PAC混凝剂,投加量为300mg/L,搅拌速度为250r/min,反应时间为25min;慢混池投加PAM絮凝剂,投加量为0.5mg/L,搅拌速度为40r/min,反应时间为35min,pH保持在8左右;通过直流方式在沉淀池沉淀,沉淀时间为2h。
(4)在三维电解+电芬顿+混凝沉淀联合处理工艺作为预处理系统时,最佳反应条件下的COD去除率为40%,茶多酚去除率为90%。
(5)生物处理系统出水经过反渗透系统处理,出水稳定在COD10mg/L左右,完全满足规定的排放标准。
以茶叶为原料来提取茶多酚,由于生产工艺的特性,废水中会含有一定量的茶多酚、咖啡碱等抑菌物质,如果直接进入废水处理站的生物处理系统,会对废水处理站整个生物处理系统造成难以恢复的冲击。这就要求茶多酚制药废水在进入生物处理系统前,要降低废水中的抑菌物质浓度,削除对微生物的毒害作用。
本论文结合该企业茶多酚制药废水特性,研发以三维电解+电芬顿为处理核心的预处理工艺,辅以混凝沉淀池。三维电解可以有效地降低废水中茶多酚的浓度,避免茶多酚与电芬顿系统中铁离子形成难以去除的络合物,利用初始废水的pH值在4左右的特性,设计电芬顿系统进一步氧化废水中的有机物,同时产生的铁离子会在混凝沉淀过程中加强混凝效果的作用。混凝沉淀可以去除废水中的大部分SS和部分COD,为废水的生物处理提供了稳定的水质环境,废水经过生物系统处理后,再由以反渗透装置作为深度处理单元的处理,排放水质可以满足排放要求。在废水处理站运行调试过程中,对废水进行连续取样监测,分析各构筑物运行性能。结果显示各工艺单元均能够稳定运行,处理效果能够达到设计预期。本套系统的建成,不仅可以保证该企业的废水排放要求,还可以为类似含有较高抑菌物质、高浓度废水提供设计思路。
通过对该废水处理站预处理+生物处理+深度处理联合工艺进行分析研究,结合该废水处理站工程的调试、运行的数据,得出如下研究结论:
(1)三维电解处理生产废水时,对系统处理有影响的操作条件主要有:进水pH、外加电压强度、颗粒电极添加量、反应时间。最佳反应条件为进水pH为4,外加电压强度为20V时,颗粒电极添加量为50%、反应时间为120min。
(2)电芬顿处理生产废水时,对系统处理有影响的操作条件主要有:进水pH、外加电压、反应时间。最佳反应条件为进水pH为4,外加电压强度为15V时,反应时间为20min。
(3)电芬顿系统出水通过自流的方式,进入混凝沉淀系统,在调节pH为8,混凝反应的最佳操作参数为:快混池投加PAC混凝剂,投加量为300mg/L,搅拌速度为250r/min,反应时间为25min;慢混池投加PAM絮凝剂,投加量为0.5mg/L,搅拌速度为40r/min,反应时间为35min,pH保持在8左右;通过直流方式在沉淀池沉淀,沉淀时间为2h。
(4)在三维电解+电芬顿+混凝沉淀联合处理工艺作为预处理系统时,最佳反应条件下的COD去除率为40%,茶多酚去除率为90%。
(5)生物处理系统出水经过反渗透系统处理,出水稳定在COD10mg/L左右,完全满足规定的排放标准。