CN104086038B - 万寿菊提取叶黄素的压榨污水的综合处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种万寿菊提取叶黄素的压榨污水的综合处理方法，包括以下步骤：初沉淀；上层液进行过滤，滤液中添加好氧活性污泥曝气8～10天；曝气后的上层液进行沉淀；沉淀后的上层液添加厌氧活性污泥厌氧发酵8～20天，产生的沼气收集；厌氧发酵后的上清液进行沉淀；沉淀后的上层液进行过滤后，进行脱色处理；脱色后流出清液，通过人工湿地储存。本发明通过沉淀、过滤、曝气、厌氧发酵、脱色和人工湿地综合处理万寿菊提取叶黄素的压榨污水，具有成本低，经济合理，消耗小，能大大降低压榨污水的COD和净化水质，获得沼气能源，结合人工湿地生态处理，最后使废水达标，美化环境，自动化程度高，减轻劳动强度。
Description
技术领域
本发明涉及污水处理方法，具体地指一种万寿菊提取叶黄素的压榨污水的综合处理方法。
背景技术
万寿菊为一年生草本植物，含有丰富的叶黄素，是提取纯天然黄色素的理想原料。而叶黄素是一种广泛存在于蔬菜、花卉、水果与某些藻类生物中的天然色素，它能够延缓老年人因黄斑退化而引起的视力退化和失明症，以及因机体衰老引发的心血管硬化、冠心病和肿瘤疾病。同时，叶黄素不仅广泛用于饲料添加剂和食品添加剂领域，而且越来越多的被用于功能性保健食品的研发和生产上。
万寿菊在提取叶黄素之前，需要对万寿菊进行压榨处理，挤压出其中的水分，然后进行后续的提取叶黄素处理，而整个万寿菊处理中，压榨污水是最大且广泛受到环保部门关注的污染源。
万寿菊压榨污水酸度高，有机质含量大，其传统的处理方式是直接排入土地而污染地下水，或直接排入污水处理厂净化。随着万寿菊的栽培及生产规模扩大，对万寿菊压榨污水资源合理处理已渐渐引起社会的关注。但是，由于万寿菊压榨污水中含有大量可再利用有机成分，因直接净化而没有得到有效处理，目前也没有出现其资源化处理方法。
发明内容
本发明的目的就是要克服现有技术所存在的不足，提供一种万寿菊提取叶黄素的压榨污水的综合处理方法。
为实现上述目的，本发明所设计的万寿菊提取叶黄素的压榨污水的综合处理方法，包括以下步骤：
1)万寿菊提取叶黄素的压榨污水进行沉淀，静置6～12h；
2)沉淀后的上层液进行过滤后，在滤液中添加培养的好氧活性污泥连续曝气8～10天，所述好氧活性污泥添加量为好氧活性污泥与滤液总体积的30～50％，
所述好氧活性污泥培养：先取水沟排污口污泥，或污水处理厂污泥，或沼气池底部活性污泥，去除大颗粒杂质，过滤，加入培养基，在恒温35℃中培养3天，弃去上悬液后再次加入培养基，继续恒温培养3天，反复3～4次；
所述培养基配制：按照污泥体积加入1g/L葡萄糖、63.75mg/L尿素、12.5mg/L的KH2PO4、25mg/L的MgSO4·7H2O、20mg/L的CaCl2、50mg/L的NaHCO3以及1mg/L的微量元素溶液；所述微量元素溶液组成为0.15g/L的FeCl3·7H2O、0.15g/L的H3BO3、0.03g/L的CuSO4·5H2O、0.03g/L的KI、0.12g/L的MnCl2·4H2O、0.06g/L的(NH4)6Mo7O24·7H2O、0.12g/L的ZnSO4·7H2O以及0.15g/L的CoCl2·6H2O；
3)曝气后，上层液进行沉淀，静置6～12h；
4)沉淀后的上层液添加厌氧活性污泥进行厌氧发酵8～20天，所述厌氧活性污泥添加量为厌氧活性污泥与上层液总体积的40～50％，所述厌氧活性污泥取自农村沼气池或沼气工程池体底部，经去除大颗粒杂物后使用，厌氧发酵产生的沼气收集；
5)厌氧发酵后的上清液进行沉淀，静置6～12h，沉积的污泥循环参与厌氧发酵；
6)沉淀后的上层液进行过滤后，在温度25～35℃下采用活性炭进行脱色处理3～8h；
7)脱色后流出清液，通过人工湿地***储存，所述人工湿地***包括底层大砾石、中间层粉煤灰和最上层壤土。
实现上述综合处理方法使用的综合处理设备，包括由高到低依次连通的初沉池、一级过滤池、曝气***、二沉池、厌氧发酵***、三沉池、二级过滤池、脱色池和人工湿地***，所述二级过滤池内填充有煤灰渣，所述脱色池内填充有活性炭，所述人工湿地***包括底层大砾石、中间层粉煤灰和最上层壤土。
进一步地，所述初沉池、二沉池和三沉池的底部均为与水平面呈α＝10～15°向上延伸的斜坡，所述底部斜坡上端均设置有出水管，所述出水管高于底部斜坡上端0～1m。
进一步地，所述三沉池设置有将底部污泥送入厌氧发酵***的污泥泵。
进一步地，所述一级过滤池和二级过滤池的出水端距底部高度0.1～1m。
进一步地，所述一级过滤池和二级过滤池和脱色池的出水端设置格栅，所述格栅上包覆有纱布。
进一步地，所述曝气***包括曝气池、置于曝气池上方的曝气机和置于曝气池底部的好氧活性污泥，所述曝气池的出水口设置在曝气池侧壁中间。曝气为好氧活性污泥中好氧微生物提供氧，使其能吸收和分解万寿菊压榨污水水中溶解性污染物，达到净化水质和提高污水pH的作用，且利于厌氧发酵。
进一步地，所述厌氧发酵***包括封闭的池体、置于池体中的搅拌机和位于池体顶部的气囊，所述池体的出水口设置在池体侧壁中间。
进一步地，所述脱色池内设置加热装置，所述脱色池的侧壁下端设置出水口，出水口距底部高度0～0.5m。
进一步地，所述底层大砾石的粒径为20mm～40mm，厚度为150mm～200mm；所述中间层粉煤灰的粒径为2mm～10mm，厚度为1300mm～1500mm；所述最上层壤土的粒径为5mm～40mm，厚度为300mm～1500mm。
本发明的有益效果在于：通过沉淀、过滤、曝气、厌氧发酵、脱色和人工湿地几大部分综合处理万寿菊提取叶黄素的压榨污水，具有成本低，经济合理，消耗小，能大大降低万寿菊提取叶黄素的压榨污水的COD和净化水质，获得沼气能源，结合人工湿地生态处理，最后使废水达标，美化环境，自动化程度高，减轻劳动强度。
附图说明
图1为万寿菊提取叶黄素的压榨污水的综合处理设备的结构示意图。
图2为图1中初沉池的结构示意图。
图3为图1中一级过滤池的结构示意图。
图4为图1中曝气***的结构示意图。
图5为图1中厌氧发酵***的结构示意图。
图6为图1中二级过滤池的结构示意图。
图7为图1中脱色池的结构示意图。
图8为图1中人工湿地***的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细描述。
图1所示的万寿菊提取叶黄素的压榨污水的综合处理设备，根据地势条件或人为建造，由高到低包括依次连通的初沉池1、一级过滤池2、曝气***3、二沉池4、厌氧发酵***5、三沉池6、二级过滤池7、脱色池8和人工湿地***9。三沉池6设置有将底部污泥送入厌氧发酵***的污泥泵6.1。
如图2所示，初沉池1、二沉池4和三沉池6的池体结构相同，底部均为与水平面呈α＝15°向上延伸的斜坡，底部斜坡上端均设置有出水管，出水管高于底部斜坡上端0.5m。
如图3、6所示，一级过滤池2和二级过滤池7的出水端距底部高度0.5m。图6所示的二级过滤池7内填充有煤灰渣7.1。如图7所示的脱色池8内填充有活性炭8.1，脱色池8内设置加热装置8.2，脱色池8的侧壁下端设置出水口，出水口距底部高度0.3m。图3、6、7所示，一级过滤池2和二级过滤池7和脱色池8的出水端设置格栅10，所述格栅10上包覆有纱布11。
如图4所示，曝气***3包括曝气池3.1、置于曝气池3.1上方的曝气机3.2和置于曝气池3.1底部的好氧活性污泥，曝气池3.1的出水口设置在曝气池3.1侧壁中间。
如图5所示，厌氧发酵***5包括封闭的池体5.1、置于池体5.1中的搅拌机5.2和位于池体5.1顶部的气囊5.3，池体5.1的出水口设置在池体5.1侧壁中间。
如图8所示，人工湿地***9包括底层大砾石9.1、中间层粉煤灰9.2和最上层壤土9.3。底层大砾石9.1的粒径为20mm～40mm，厚度为150mm～200mm；中间层粉煤灰9.2的粒径为2mm～10mm，厚度为1300mm～1500mm；最上层壤土9.3的粒径为5mm～40mm，厚度为300mm～1500mm。
本发明适合各种规模的万寿菊压榨污水处理，根据需要处理的污水量，可适当调整污水处理工艺各部分，现以处理8m3万寿菊提取叶黄素的压榨污水为例，作为参考。
8m3万寿菊提取叶黄素的压榨污水的综合处理方法，包括以下步骤：
1)万寿菊提取叶黄素的压榨污水进入初沉池1进行沉淀，初沉池1的有效容积8m3，静置6～12h，花泥回收利用；
2)沉淀后的上层液由初沉池1的出水管自然流出，进入一级过滤池2进行过滤，一级过滤池2的有效容积为8～10m3，经格栅10和纱布11过滤出水后，进入曝气***3，在滤液中添加培养的好氧活性污泥使用曝气机3.2连续曝气8～10天，好氧活性污泥添加量为好氧活性污泥与滤液总体积的40％，曝气池3.1的有效容积根据加入的好氧活性污泥比例确定，为90～160m3，
所述好氧活性污泥培养：先取水沟排污口污泥，或污水处理厂污泥，或沼气池底部活性污泥，去除大颗粒杂质，过滤，加入培养基，在恒温35℃中培养3天，弃去上悬液后再次加入培养基，继续恒温培养3天，反复3～4次；
所述培养基配制：按照污泥体积加入1g/L葡萄糖、63.75mg/L尿素、12.5mg/L的KH2PO4、25mg/L的MgSO4·7H2O、20mg/L的CaCl2、50mg/L的NaHCO3以及1mg/L的微量元素溶液；所述微量元素溶液组成为0.15g/L的FeCl3·7H2O、0.15g/L的H3BO3、0.03g/L的CuSO4·5H2O、0.03g/L的KI、0.12g/L的MnCl2·4H2O、
0.06g/L的(NH4)6Mo7O24·7H2O、0.12g/L的ZnSO4·7H2O以及0.15g/L的CoCl2·6H2O；
3)曝气后，上层液由曝气池3.1的出水口自然流出，进入二沉池4进行沉淀，二沉池有效容积160m3，静置6～12h；
4)沉淀后的上层液由二沉池4的出水管自然流出，进入厌氧发酵***5，在封闭的池体5.1中添加厌氧活性污泥，使用搅拌机5.2搅拌，进行厌氧发酵8～20天，厌氧活性污泥添加量为厌氧活性污泥与上层液总体积的45％，池体5.1的有效容积320m3，
所述厌氧活性污泥取自农村沼气池或沼气工程池体底部，经去除大颗粒杂物后使用，厌氧发酵产生的沼气由气囊5.3收集；
5)厌氧发酵后的上清液由池体5.1的出水口，进入三沉池6进行沉淀，三沉池6的有效容积8m3，静置6～12h，在三沉池6底部沉积的大量污泥由污泥泵6.1抽出，送入厌氧发酵***5的池体5.1，循环参与厌氧发酵；
6)沉淀后的上层液由三沉池6的出水管自然流出，进入二级过滤池7进行过滤，二级过滤池7的有效容积为8～10m3，由煤灰渣7.1、格栅10和纱布11过滤后，由二级过滤池7的出水口自然流出滤液，进入脱色池8，在温度25～35℃下，采用活性炭进行脱色处理3～8h；
7)由脱色池8的出水口自然流出清液，进入人工湿地***9储存净化水质，可以随时取用，在人工湿地***9中可以种植水生植物，如芦苇、水笋或节节草。
Claims (10)
1.一种万寿菊提取叶黄素的压榨污水的综合处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)万寿菊提取叶黄素的压榨污水进行沉淀，静置6～12h；
2)沉淀后的上层液进行过滤后，在滤液中添加培养的好氧活性污泥连续曝气8～10天，所述好氧活性污泥添加量为好氧活性污泥与滤液总体积的30～50％，
所述好氧活性污泥培养：先取水沟排污口污泥，或污水处理厂污泥，或沼气池底部活性污泥，去除大颗粒杂质，过滤，加入培养基，在恒温35℃中培养3天，弃去上悬液后再次加入培养基，继续恒温培养3天，反复3～4次；
所述培养基配制：按照污泥体积加入1g/L葡萄糖、63.75mg/L尿素、12.5mg/L的KH2PO4、25mg/L的MgSO4·7H2O、20mg/L的CaCl2、50mg/L的NaHCO3以及1mg/L的微量元素溶液；所述微量元素溶液组成为0.15g/L的FeCl3·7H2O、0.15g/L的H3BO3、0.03g/L的CuSO4·5H2O、0.03g/L的KI、0.12g/L的MnCl2·4H2O、0.06g/L的(NH4)6Mo7O24·7H2O、0.12g/L的ZnSO4·7H2O以及0.15g/L的CoCl2·6H2O；
3)曝气后，上层液进行沉淀，静置6～12h；
4)沉淀后的上层液添加厌氧活性污泥进行厌氧发酵8～20天，所述厌氧活性污泥添加量为厌氧活性污泥与上层液总体积的40～50％，所述厌氧活性污泥取自农村沼气池或沼气工程池体底部，经去除大颗粒杂物后使用，厌氧发酵产生的沼气收集；
5)厌氧发酵后的上清液进行沉淀，静置6～12h，沉积的污泥循环参与厌氧发酵；
6)沉淀后的上层液进行过滤后，在温度25～35℃下采用活性炭进行脱色处理3～8h；
7)脱色后流出清液，通过人工湿地***储存，所述人工湿地***包括底层大砾石、中间层粉煤灰和最上层壤土。
2.一种实现权利要求1所述万寿菊提取叶黄素的压榨污水的综合处理方法的综合处理设备，其特征在于：它包括由高到低依次连通的初沉池(1)、一级过滤池(2)、曝气***(3)、二沉池(4)、厌氧发酵***(5)、三沉池(6)、二级过滤池(7)、脱色池(8)和人工湿地***(9)，所述二级过滤池(7)内填充有煤灰渣(7.1)，所述脱色池(8)内填充有活性炭(8.1)，所述人工湿地***(9)包括底层大砾石(9.1)、中间层粉煤灰(9.2)和最上层壤土(9.3)。
3.根据权利要求2所述的综合处理设备，其特征在于：所述初沉池(1)、二沉池(4)和三沉池(6)的底部均为与水平面呈α＝10～15°向上延伸的斜坡，所述底部斜坡上端均设置有出水管，所述出水管高于底部斜坡上端0～1m。
4.根据权利要求2所述的综合处理设备，其特征在于：所述三沉池(6)设置有将底部污泥送入厌氧发酵***(5)的污泥泵(6.1)。
5.根据权利要求2所述的综合处理设备，其特征在于：所述一级过滤池(2)和二级过滤池(7)的出水端距底部高度0.1～1m。
6.根据权利要求2所述的综合处理设备，其特征在于：所述一级过滤池(2)和二级过滤池(7)和脱色池(8)的出水端设置格栅(10)，所述格栅(10)上包覆有纱布(11)。
7.根据权利要求2所述的综合处理设备，其特征在于：所述曝气***(3)包括曝气池(3.1)、置于曝气池(3.1)上方的曝气机(3.2)和置于曝气池(3.1)底部的好氧活性污泥，所述曝气池(3.1)的出水口设置在曝气池(3.1)侧壁中间。
8.根据权利要求2所述的综合处理设备，其特征在于：所述厌氧发酵***(5)包括封闭的池体(5.1)、置于池体(5.1)中的搅拌机(5.2)和位于池体(5.1)顶部的气囊(5.3)，所述池体(5.1)的出水口设置在池体(5.1)侧壁中间。
9.根据权利要求2所述的综合处理设备，其特征在于：所述脱色池(8)内设置加热装置(8.2)，所述脱色池(8)的侧壁下端设置出水口，出水口距底部高度0～0.5m。
10.根据权利要求2所述的综合处理设备，其特征在于：所述底层大砾石(9.1)的粒径为20mm～40mm，厚度为150mm～200mm；所述中间层粉煤灰(9.2)的粒径为2mm～10mm，厚度为1300mm～1500mm；所述最上层壤土(9.3)的粒径为5mm～40mm，厚度为300mm～1500mm。
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