论文部分内容阅读
摘 要:椰果是椰子水为主要原料制成的一种具有独特胶质结构、倍受消费者欢迎的生物纤维,在椰果生产过程中产生大量的废水。本文采用调节池+上流式厌氧床+好氧生物接触氧化池工艺处理椰果生产废水,运行费仅0.71元/吨,CODcr去除率达到96.6%以上,SS去除率达到93.4%以上,出水水质均达到国家GB8978-96《污水综合排放标准》二类污染物一级排放标准。本工艺还具有投资小、占地少、操作灵活、维护方便等特点,也可减少CODcr的排放,对于椰果廢水的处理来说是一种环境保护效果明显的新设计。
关键词:椰果废水上流式厌氧床UASB好氧生物接触化降解
中图分类号:X791 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)09(a)-0066-02
1 引言
椰子(Cocos nucifera L.)是一种典型的热带果实,产于南北纬200间的热带,全世界有90多个国家和地区种植,种植面积达1100万hm2,总产量约570亿个,是一类十分重要的植物资源。中国椰子主要种植于海南省,在广东、广西、云南和台湾也有少量种植。目前我国椰子种植面积为4.6万hm2,年产量为2.43亿个[1]。椰子最外面是纤维外壳,外壳里面是坚硬的保护壳,硬壳里面紧贴的是白色椰子肉,肉里包着清澈的甜汁。椰子全身是宝,其综合利用价值很高,外壳纤维可做绳缆、扫把、床垫和土壤调理剂,硬壳可以制成衣服纽扣、椰雕工艺品和活性炭,椰子肉可以研制生产出椰油、椰蓉、椰奶,椰花花苞未开放前割取的椰花汁可以酿制椰花酒、醋等,椰子汁可以发酵后制得各种发酵食品,如乳酸椰子水保健饮料[2]、椰果(Nata de Coco)等等。
椰果是椰子水为主要原料,经由醋酸杆菌(Acetobacter xylinum)进行生物培养发酵而制成的一种具有独特胶质结构的生物纤维,是一种细菌纤维[3]。椰果主要成分为水分95%,膳食纤维2.1%,粗脂肪0.11%,总灰分0.67%[4],具有消除便秘、促进肠道蠕动、调节血脂,降血压等功效,倍受消费者欢迎,从而促进了海南椰果加工产业兴起和迅速发展。
海南M食品有限公司,以椰子水为主要原料生产椰果,年设计产椰果3000吨。其简要生产工艺为:选好的椰子水过滤好,抽入加热锅加热到80℃后,加入白糖、食用醋酸、葡萄糖和乳酸钙等小料调配后,继续加温至100℃后,保温15分钟,用150目滤布过滤后,装盘冷却;果盘内培养基冷却到40℃以下,接入醋酸杆菌,于堆盘中静置发酵9～10天,将长好的果片收入果池刮膜清洗,将洗好的果片切割成所需要规格,然后入池清洗,果粒清洗好后,过水洗别、加保鲜剂冰醋酸包装。
每吨产品需椰子水500kg,保鲜剂冰醋酸3kg,漂白剂双氧水3kg,保鲜剂柠檬酸3kg。
海南M食品有限公司生产废水最高排放量11m3/h,废水主要来自过滤装盘、堆盘发酵、刮果、果粒及装盘等生产工序的清洗废水,主要污染物为:CODcr、SS、pH。根据海南环保行政部门要求,外排废水执行《污水综合排放标准》(GB8978-1996)一级标准。
根据实际生产测算,平均每生产1吨椰果,废水的排放量从10～30t。椰果年产量与生产废水产生量及其主要污染物,
椰果整个生产过程产生的污水中COD、SS、pH严重超出《污水综合排放标准》(GB8978-1996)一级标准。为了保护环境和人体健康,必须对椰果生产污水进行治理,避免排放周围环境恶化,水流过的地区寸草不生,恶臭难闻。
2 工艺设计
2.1 工艺流程
根据海南M食品有限公司生产废水有机污染物的特性、排放要求及排放去向,兼顾工程投资省,处理效果好,运行费用低等要求,同时考虑到废水温度在250C以上,海南年平均气温在23-250C,这些条件对发酵、厌氧极为有利,因此采用厌氧法治理废水中的有机物。接触氧化具有抗冲击负荷能力强,体积负荷高,处理时间短,节约占地面积,生物活性高,无需污泥回流,动力消耗低,挂膜方便,可不必考虑活性污泥工艺中污泥膨胀的危险等优点。结合实践证明,采用厌氧床+好氧接触氧化池工艺处理椰果生产废水是较为理想的方法。椰果生产废水处理工艺流程见图1。
2.2主要构筑物技术参数
根据海南M食品有限公司椰果实际生产量情况,本工艺的构筑物和设备设计废水处理能力为40m3/d。
2.2.1 调节池
调节池设计容积为20m3,砖混结构,水力有效停留时间约12h。调节池后段配置了1台耐腐蚀离心污水泵,扬程为10m,流量为5m3/h,功率0.8kW,将废水从调节池提升进入厌氧池
2.2.2 上流式厌氧污泥床(UASB反应器)
UASB反应器是整个工艺的核心,运行容积负荷可达8—16kgCOD/(m3.d),它可以去除原废水中约80%的CODcr并产生沼气。本工程中厌氧池设计有效容积为40m3,砖混土结构、密封,有效深度为4m,废水在厌氧池中的停留时间约24h。
2.2.3 好氧生物接触氧化池
接触氧化池设计容积为40m3,砖混结构,池内水力有效停留时间为12h,气水比15:1。所选风机为△P=0.4kgf/cm2,Q=1.25m3/min,功率为2.2kw。经此工序处理后,废水CODcr去除率约90%。填料采用组合型生物填料。
2.2.4 平流沉淀池(二沉池)
设计容积20m3,砖混结构,表面负荷为0.25m3/(m2·h),水平流速0.8mm/s,沉淀时间1.8h,沉淀区有效水深2.5m。
2.2.5建筑物
设备房及操作间建筑面积:5m2。
3 运行估算
3.1 成本估算与分析
(1)风机运行电费:风机功率为2.2kw,按70%荷载运行计算,每天运行14小时,每度电按0.60元算,生产时间每年按365天算,一年风机运行费用为0.6×2.2×0.7×14×365=4721.64元。
(2)调节池废水提升水泵运行电费:污水泵功率为0.8kw,按70%荷载运行计算,每天运行8小时,一年365天调节池废水提升水泵运行费用为:0.6×0.8×0.7×8×365=981.12元。
(3)管理人员工资:本污水处理系统自动化程度较高,操作管理方便,不须专人管理,可编制一人兼管,兼管工资每月300元,年付工资3600元/年。
(4)设备保养费用:设备保养费用为1000元/年。
3.2 财务估算与分析
污水处理年运行费用为风机运行电费、调节池废水提升水泵运行电费、管理
人员工资和设备保养费用之和,即:(1)+(2)+(3)+(4)=4721.64＋981.12＋3600＋1000=10302.76元/年。
每吨污水处理费用为:10302.76元/年÷365天÷40吨≈0.71元/吨。
4 实施例
海南M食品有限公司椰果生产废水处理监测项目为pH、CODcr、SS三项,归属地环境监测站对其进行连续二天采样,每天采样四次,分析方法均采用国家标准,pH采用GB6920-86玻璃电极法,SS采用GB11901-89重量法,CODcr采用GB11914-89重铬酸钾法。
5 分析与讨论
海南M食品有限公司椰果生产废水采用上流式厌氧床+好氧生物接触氧化池工艺处理后,pH在7.79～7.88之间,平均值为7.8,达标率100%;CODcr浓度在66-86mg/L之间,平均值为77mg/L,达标率100%,平均去除率达到96.6%,SS浓度在33～41mg/L之间,平均值为37mg/L,达标率100%,平均去除率达到93.4%。如海南M食品有限公司椰果生产废水采用上流式厌氧床+好氧生物接触氧化池工艺处理效果。为了防止椰果碎块过多流出,车间内要设置过滤网,以免造成污水管泵的阻塞,出现短流现象,从而导致上流式厌氧床和好氧生物接触氧化池中菌种死亡,影响出水水质。
6 结语
(1)采用调节池+上流式厌氧床+好氧生物接触氧化池工艺处理椰果生产废水,运行费仅0.71元/吨,CODcr平均去除率达到93.9%以上,SS平均去除率达到93.4%以上,出水水质均达到国家GB8978-96《污水综合排放标准》二类污染物一级排放标准。
(2)本工艺具有投资小、占地少、操作灵活、维护方便等特点。
(3)按正常运行达标排放,每年可减少CODcr排放量约52吨。
(4)厌氧池及沉淀池定期清理,由污泥泵抽至污泥干化场过滤干化,干化污泥是很好的农家肥。
参考文献
[1] 冯美利,李杰,王必尊.我国椰子综合研究进展概述.中国热带农业,2007.
[2] 黄发新,尹奇志,陆如意,等.乳酸椰子保健饮料的研究.四川食品与发酵,1997.
[3] 范会平,吴永辉,胡小松,等.椰果研究与利用现状及进展.食品工业科技,2008.
关键词:椰果废水上流式厌氧床UASB好氧生物接触化降解
中图分类号:X791 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)09(a)-0066-02
1 引言
椰子(Cocos nucifera L.)是一种典型的热带果实,产于南北纬200间的热带,全世界有90多个国家和地区种植,种植面积达1100万hm2,总产量约570亿个,是一类十分重要的植物资源。中国椰子主要种植于海南省,在广东、广西、云南和台湾也有少量种植。目前我国椰子种植面积为4.6万hm2,年产量为2.43亿个[1]。椰子最外面是纤维外壳,外壳里面是坚硬的保护壳,硬壳里面紧贴的是白色椰子肉,肉里包着清澈的甜汁。椰子全身是宝,其综合利用价值很高,外壳纤维可做绳缆、扫把、床垫和土壤调理剂,硬壳可以制成衣服纽扣、椰雕工艺品和活性炭,椰子肉可以研制生产出椰油、椰蓉、椰奶,椰花花苞未开放前割取的椰花汁可以酿制椰花酒、醋等,椰子汁可以发酵后制得各种发酵食品,如乳酸椰子水保健饮料[2]、椰果(Nata de Coco)等等。
椰果是椰子水为主要原料,经由醋酸杆菌(Acetobacter xylinum)进行生物培养发酵而制成的一种具有独特胶质结构的生物纤维,是一种细菌纤维[3]。椰果主要成分为水分95%,膳食纤维2.1%,粗脂肪0.11%,总灰分0.67%[4],具有消除便秘、促进肠道蠕动、调节血脂,降血压等功效,倍受消费者欢迎,从而促进了海南椰果加工产业兴起和迅速发展。
海南M食品有限公司,以椰子水为主要原料生产椰果,年设计产椰果3000吨。其简要生产工艺为:选好的椰子水过滤好,抽入加热锅加热到80℃后,加入白糖、食用醋酸、葡萄糖和乳酸钙等小料调配后,继续加温至100℃后,保温15分钟,用150目滤布过滤后,装盘冷却;果盘内培养基冷却到40℃以下,接入醋酸杆菌,于堆盘中静置发酵9～10天,将长好的果片收入果池刮膜清洗,将洗好的果片切割成所需要规格,然后入池清洗,果粒清洗好后,过水洗别、加保鲜剂冰醋酸包装。
每吨产品需椰子水500kg,保鲜剂冰醋酸3kg,漂白剂双氧水3kg,保鲜剂柠檬酸3kg。
海南M食品有限公司生产废水最高排放量11m3/h,废水主要来自过滤装盘、堆盘发酵、刮果、果粒及装盘等生产工序的清洗废水,主要污染物为:CODcr、SS、pH。根据海南环保行政部门要求,外排废水执行《污水综合排放标准》(GB8978-1996)一级标准。
根据实际生产测算,平均每生产1吨椰果,废水的排放量从10～30t。椰果年产量与生产废水产生量及其主要污染物,
椰果整个生产过程产生的污水中COD、SS、pH严重超出《污水综合排放标准》(GB8978-1996)一级标准。为了保护环境和人体健康,必须对椰果生产污水进行治理,避免排放周围环境恶化,水流过的地区寸草不生,恶臭难闻。
2 工艺设计
2.1 工艺流程
根据海南M食品有限公司生产废水有机污染物的特性、排放要求及排放去向,兼顾工程投资省,处理效果好,运行费用低等要求,同时考虑到废水温度在250C以上,海南年平均气温在23-250C,这些条件对发酵、厌氧极为有利,因此采用厌氧法治理废水中的有机物。接触氧化具有抗冲击负荷能力强,体积负荷高,处理时间短,节约占地面积,生物活性高,无需污泥回流,动力消耗低,挂膜方便,可不必考虑活性污泥工艺中污泥膨胀的危险等优点。结合实践证明,采用厌氧床+好氧接触氧化池工艺处理椰果生产废水是较为理想的方法。椰果生产废水处理工艺流程见图1。
2.2主要构筑物技术参数
根据海南M食品有限公司椰果实际生产量情况,本工艺的构筑物和设备设计废水处理能力为40m3/d。
2.2.1 调节池
调节池设计容积为20m3,砖混结构,水力有效停留时间约12h。调节池后段配置了1台耐腐蚀离心污水泵,扬程为10m,流量为5m3/h,功率0.8kW,将废水从调节池提升进入厌氧池
2.2.2 上流式厌氧污泥床(UASB反应器)
UASB反应器是整个工艺的核心,运行容积负荷可达8—16kgCOD/(m3.d),它可以去除原废水中约80%的CODcr并产生沼气。本工程中厌氧池设计有效容积为40m3,砖混土结构、密封,有效深度为4m,废水在厌氧池中的停留时间约24h。
2.2.3 好氧生物接触氧化池
接触氧化池设计容积为40m3,砖混结构,池内水力有效停留时间为12h,气水比15:1。所选风机为△P=0.4kgf/cm2,Q=1.25m3/min,功率为2.2kw。经此工序处理后,废水CODcr去除率约90%。填料采用组合型生物填料。
2.2.4 平流沉淀池(二沉池)
设计容积20m3,砖混结构,表面负荷为0.25m3/(m2·h),水平流速0.8mm/s,沉淀时间1.8h,沉淀区有效水深2.5m。
2.2.5建筑物
设备房及操作间建筑面积:5m2。
3 运行估算
3.1 成本估算与分析
(1)风机运行电费:风机功率为2.2kw,按70%荷载运行计算,每天运行14小时,每度电按0.60元算,生产时间每年按365天算,一年风机运行费用为0.6×2.2×0.7×14×365=4721.64元。
(2)调节池废水提升水泵运行电费:污水泵功率为0.8kw,按70%荷载运行计算,每天运行8小时,一年365天调节池废水提升水泵运行费用为:0.6×0.8×0.7×8×365=981.12元。
(3)管理人员工资:本污水处理系统自动化程度较高,操作管理方便,不须专人管理,可编制一人兼管,兼管工资每月300元,年付工资3600元/年。
(4)设备保养费用:设备保养费用为1000元/年。
3.2 财务估算与分析
污水处理年运行费用为风机运行电费、调节池废水提升水泵运行电费、管理
人员工资和设备保养费用之和,即:(1)+(2)+(3)+(4)=4721.64＋981.12＋3600＋1000=10302.76元/年。
每吨污水处理费用为:10302.76元/年÷365天÷40吨≈0.71元/吨。
4 实施例
海南M食品有限公司椰果生产废水处理监测项目为pH、CODcr、SS三项,归属地环境监测站对其进行连续二天采样,每天采样四次,分析方法均采用国家标准,pH采用GB6920-86玻璃电极法,SS采用GB11901-89重量法,CODcr采用GB11914-89重铬酸钾法。
5 分析与讨论
海南M食品有限公司椰果生产废水采用上流式厌氧床+好氧生物接触氧化池工艺处理后,pH在7.79～7.88之间,平均值为7.8,达标率100%;CODcr浓度在66-86mg/L之间,平均值为77mg/L,达标率100%,平均去除率达到96.6%,SS浓度在33～41mg/L之间,平均值为37mg/L,达标率100%,平均去除率达到93.4%。如海南M食品有限公司椰果生产废水采用上流式厌氧床+好氧生物接触氧化池工艺处理效果。为了防止椰果碎块过多流出,车间内要设置过滤网,以免造成污水管泵的阻塞,出现短流现象,从而导致上流式厌氧床和好氧生物接触氧化池中菌种死亡,影响出水水质。
6 结语
(1)采用调节池+上流式厌氧床+好氧生物接触氧化池工艺处理椰果生产废水,运行费仅0.71元/吨,CODcr平均去除率达到93.9%以上,SS平均去除率达到93.4%以上,出水水质均达到国家GB8978-96《污水综合排放标准》二类污染物一级排放标准。
(2)本工艺具有投资小、占地少、操作灵活、维护方便等特点。
(3)按正常运行达标排放,每年可减少CODcr排放量约52吨。
(4)厌氧池及沉淀池定期清理,由污泥泵抽至污泥干化场过滤干化,干化污泥是很好的农家肥。
参考文献
[1] 冯美利,李杰,王必尊.我国椰子综合研究进展概述.中国热带农业,2007.
[2] 黄发新,尹奇志,陆如意,等.乳酸椰子保健饮料的研究.四川食品与发酵,1997.
[3] 范会平,吴永辉,胡小松,等.椰果研究与利用现状及进展.食品工业科技,2008.