茶多酚生产废水怎么处理，茶多酚生产废水处理

文章出处：http://www.wsclss.com/ 人气：发表时间：2019-06-04 21:06

1茶多酚处理工艺的选择

1.1 废水水质

茶多酚生产厂废水主要包括提取后的残留母液和冲洗水，水质见表1。

从茶多酚的生产过程中可以看出，废水的组成与茶叶中的水溶性成分基本相同，其中有机酸、糖、氨基酸和果胶具有较好的生物降解性，生物碱的生物降解性还有待研究(但含量较少)。废水中茶多酚含量高，因此着重研究了茶多酚的去除方法和废水生物降解性的变化。

茶多酚对细菌(包括厌氧菌、需氧菌和兼性菌)有很强的抑制作用。茶多酚的抑制能力与其浓度成正比，并与其三维结构有关。一般脂质儿茶素类(如EGCG、心电图等。)比其他成分具有更强的抗菌效果。茶多酚对大肠杆菌的小抑制浓度为1000毫克/升，而心电图和心电图对金黄色葡萄球菌的小抑制浓度分别为160毫克/升和250毫克/升。然而，茶多酚具有很强的抑菌选择性，可以抑制有害菌群的生长，但对霉菌、酵母等正常菌群具有维持菌群平衡的作用。因此，相关数据报告[ 3 ]显示儿茶素对细菌有抑制作用，但它也能在厌氧条件下驯化污泥。

1.2 处理工艺的选择该厂废水采用活性污泥法处理，但处理装置运行后每隔10天左右出现细菌胶团解体现象。实验中，当废水未经预处理直接进行好氧生化处理时，在35℃条件下，细菌胶束的崩解现象也在5 ~ 9天内发生。因此，直接对废水进行好氧生化处理是不可行的，而废水的实测生化需氧量( BOD5/COD )为0.55 (生物降解性好)，这与实验现象不符。主要原因是茶多酚的浓度和毒性因测定BOD5时稀释而降低，但这并没有反映在BOD5/COD中。此外，考虑到工厂所在区域要求的排放标准为cod < 100毫克/升，bod5 < 30毫克/升，废水处理工艺终确定

2 　试验方法

2.1 预处理

　　取800mL废水进行烧杯试验，投加Ca(OH)2调节pH值，然后投加一定量的混凝剂进行磁力搅拌，静沉1h后取上清液进行分析。

2.2 生化处理

沉淀后的上清液进行水解酸化-接触氧化试验。厌氧和好氧反应器均采用80毫米×500毫米有机玻璃柱(厌氧柱内搅拌，好氧柱内悬挂软填料)。厌氧污泥取自工业污水处理厂水解酸化池，好氧污泥取自城市污水处理厂二沉池，用于排放污泥。污泥在测试前适应了一个多月。为了研究废水中污染物浓度的变化，进一步确定废水在实际工程应用中的停留时间，采用间歇运行方式水解酸化废水24h，然后进入接触氧化池(停留时间24h )。

2.3 后处理

　　取缺氧24h、好氧12h的生化出水进行烧杯混凝沉淀试验(与预处理相同)。

2.4 测定方法

　　COD：快速重铬酸钾法；BOD5：标准稀释法；色度：稀释倍数法；茶多酚：比色法。

3 　结果与分析

3.1 预处理

　　废水中的茶多酚在一定的pH值下会和金属离子(如Al3+、Ca2+等)反应生成难溶化合物，和某些过渡金属离子会发生显色反应，如投加含Fe2+、Fe3+的混凝剂时会生成有色络合物，水的颜色会由黄色变成墨绿色，并且有酸臭味，反应式如下：

　　　　　　6R-OH+FeCl3→H3［Fe(OR)6](绿色)+3HCl

为了避免色度的产生，聚合氯化铝和硫酸铝分别用于对比试验。一方面，这两种物质可以与茶多酚产生不溶性化合物，另一方面，胶体和水中微悬浮状态的有机和无机物质可以通过絮凝作用去除，从而降低生化处理的负荷。由于废水的酸性，添加Ca ( OH ) 2一方面可以调节废水的酸碱度，另一方面Ca2还与茶多酚反应生成不溶性化合物，进一步降低水中茶多酚的含量，为后续生化处理的顺利实施提供条件。茶多酚在碱性条件下容易氧化和变色。

3.2 生化处理

由于大部分废水含有大分子量的天然物质，水解酸化可以在产酸细菌的作用下将水中的大分子物质分解成小分子，从而降低好氧处理的负荷，同时废水中残留的茶多酚在厌氧条件下可以部分降解。好氧采用接触氧化，微生物附着在填料上不易流失，能够满足批量生产的要求。

因此，在试验过程中进行了多次降解试验(原水温度为15.2℃，进水化学需氧量为1166毫克/升，茶多酚浓度为145毫克/升，污泥浓度为3560毫克/升)。试验结果表明，茶多酚在水解酸化阶段降解率很小，停留时间为24 h时降解率仅为18个门，数据表明儿茶素在厌氧条件下3天停留酸化率仅为30，说明茶多酚的生物降解性很差。水解酸化阶段化学需氧量的降解率也很低。停留时间为24小时时，化学需氧量的去除率仅为9.5。水解酸化流出物的BOD5/COD值从0.57增加到约0.68 (增加19.3 )，主要是因为水解酸化可以将果胶、糖等有机聚合物降解成小分子，便于后续好氧处理。厌氧出水进入好氧状态后，由于曝气充氧，茶多酚在短时间内被完全氧化。好氧阶段，停留时间为12h，出水化学需氧量从1056毫克/升降至161毫克/升，去除率为85。出水呈红色，色度大于50倍。分析主要是由于预处理中未沉淀的水中的一些茶多酚在生化处理过程中难以降解，只能被空气氧化，将酚类转化为醌类和茶红素，呈现红色[ 5 ]。因此，茶多酚在预处理阶段是否被完全去除对废水处理效果至关重要。由于在预处理阶段很难完全去除茶多酚，好氧对茶多酚的降解影响不大，虽然水解酸化对茶多酚的降解率很低，但为了尽可能降低茶多酚浓度和出水色度，水解酸化池应采用较长的停留时间。

3.3 后处理

茶多酚废水经过预处理和生化处理后，水质有了明显改善，但出水仍达不到标准，尤其是色度相对较大。为此，化学氧化、活性炭吸附和混凝沉淀分别用于后处理试验。

氯化钠( NaClO )是化学氧化中使用的氧化剂，活性炭试验中加入粉状活性炭，两者都存在用量过大和不经济的问题。

混凝沉淀试验采用聚合铝作为混凝剂。试验结果表明，厌氧24h和好氧12h出水混凝沉淀处理的用量为80毫克/升。沉淀1.0h后，化学需氧量可降至80毫克/升，出水色度小于50倍，出水清澈透明，完全达到该地区废水排放标准。

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