CN108439707A - 一种糖蜜废水脱色的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于废水处理技术领域，具体涉及一种糖蜜废水脱色的方法。本发明将糖蜜废水与混合土进行混合，预处理，再加入处理料进行增强处理，进一步提高脱色效率，随后在双氧水的作用下，进行消毒杀菌，以及改性，从而进一步增加处理效果。本发明实现以废治废的效果，降低了处理成本，同时协同微生物的作用，大大提高了脱色效果。
Description
技术领域
本发明属于废水处理技术领域，具体涉及一种糖蜜废水脱色的方法。
背景技术
糖蜜废水是一种很难降解的有机废水。它是指以糖蜜为原料经发酵后，发酵液在初馏塔蒸馏出后排放的废水，但排放的废水（常称为糖蜜废液）中累积了大量、复杂、稳定、不易被降解的色素，主要有类黑精色素、焦糖色素和酚类色素等，其中类黑精色素是糖和氨基酸发生美拉德反应而形成的一类褐色聚合物，因其结构复杂和强抗氧化性而最难降解与其他染料等行业类似，色素去除同样困扰着糖蜜业的发展，因此先后出现了许多治理方法，如农灌法、氧化塘法、浓缩处理法、厌氧法、好氧法、厌氧一好氧法、化学絮凝法等，其中通过微生物的代谢作用清除色素这类难降解的大分子物质具有条件温和、安全有效、环境友好、成本较低等优点，但是传统的厌氧好氧处理可消减COD和BOD，对难降解色素物质却不对难降解色素物质却不能有效脱除。
目前对于糖蜜废水的生物脱色研究国内外都有一些报道。如细菌方面，报道的有荧光假单胞菌、植物乳杆菌、希式乳杆菌等，其中希式乳杆菌对模拟糖蜜废水的脱色率最高达到40％；真菌方面，报道的有云芝菌、黄孢原毛平革菌、黑曲霉、烟曲霉、黄曲霉、链霉菌等。Pant等使用一株黄曲霉对厌氧处理后的糖蜜废水进行脱色，28天的脱色率达到74.67％，从此菌体中提取的降解酶液对未稀释的厌氧处理的糖蜜废水的脱色率可达29.44％。Murata等报道了一株链霉菌TT14最佳培养条件下对类黑精脱色率为64％。国内在糖蜜废水生物脱色方面的研究刚刚起步，目前研究菌种仅限于云芝菌，如冉艳红等报道了一株云芝菌，摇瓶培养条件下对20％的糖蜜废液的脱色率为50％，由此可见单纯的生物脱色的脱色效率低，且成本高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题：针对目前糖蜜废水脱色的方法效率低，成本高的问题，本发明提供了一种糖蜜废水脱色的方法。
为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：
一种糖蜜废水脱色的方法，该方法包括如下步骤：
（1）将糖蜜废水与基础处理土按质量比7～9:1混合均匀，放入处理池中，密封处理池，保持处理池内的温度为28～33℃，搅拌2～4天，去除密封，静置1～3天；
（2）在静置结束后，向处理池中加入糖蜜废水质量20～30％的处理料，在30～35℃下，密封处理池，搅拌1～2h后升温至80～85℃，搅拌10～15h，再加入处理料质量40～45％的双氧水，在45～50℃下搅混合20～25h；
（3）在混合结束后，降温至8～12℃下静置，过滤，收集过滤液，调节过滤液pH至中性，随后再在4～6℃下静置，并使用紫外光照射，过滤，收集滤液，即得脱色后的糖蜜废水。
优选的，所述步骤（1）中基础处理土的制备包括如下步骤：
A1.按重量份数计，取80～90份混合土、28～32份水、22～26份葡萄糖、20～30份甘蔗渣、16～19份蔗糖、8～10份氯化钠、1～3份磷酸二氢钾及1～3份硫酸氢铵，搅拌均匀，得基础物；
A2.将基础物放入容器中，调节pH至5.0～6.5，密封容器中，保持容器内温度为26～35℃，以120r/min搅拌3～5天，对容器中的物质进行冷冻干燥，收集干燥物，粉碎，过筛，收集过筛颗粒，即得基础处理土。
优选的，所述步骤A1中混合土为按质量比1:3～5，将泥炭土和腐殖土混合而成。
优选的，所述步骤（2）中处理料为按质量比6:1将铝灰与尾矿酸浸液混合均匀，即得处理料。
本发明与其他方法相比，有益技术效果是：
（1）本发明以泥炭土和腐殖土作为混合土，通过混合土中丰富的微生物菌种作为菌源，前期通过培养，丰富混合土中的菌种，并且使菌种适应废水中的环境，通过利用富集后的混合土对废水进行预处理，通过微生物进行初步脱色，同时混合土中析出微量的钙、镁等离子，与废水中胶质糖类进行结合，并且混合土中丰富的羧基、羟基等活性官能团与废水中的焦糖色素等物质进行结合，降低色度，同时增加色素的活性，而且混合土本身具有一定的吸附和絮凝的作用，对废水进行了进一步的脱色处理；
（2）本发发明增加处理料，通过出料物的金属离子与其中色素的结合，增加色素的质量，提高沉降性能，并且由于铝离子、铁离子与钙离子的加入，降低了废水中焦糖色素的稳定性能，并且在一定温度下，废水中大量的硫酸根与金属离子进行聚合形成聚合硫酸铝铁类絮凝剂，对色素进行絮凝，由于色素表面吸附大量的活性基团，增加了絮凝效果，提高了脱色效率，同时使用了双氧水，一方面双氧水具有杀菌漂白的功效，另一方面通过双氧水的作用，使其中的金属离子形成胶体进行沉降，进一步降低色素，并且形成水合氧化铝，在紫外线的照射下对废水进行净化，而且由于前期对色素进行了活化，提高净化效果，同时低温处理，降低色素溶解度，使其析出，从而进一步处理废水。
（3）本发明实现以废治废的效果，降低了处理成本，同时协同微生物的作用，大大提高了脱色效果。
具体实施方式
处理料的配制：按质量比6:1将铝灰与尾矿酸浸液（金川集团有限公司化工厂尾矿酸浸液，Mg2+含量为32.12g/L，Fe2+含量为16.32g/L，Ca2+含量为0.23g/L）混合均匀，即得处理料。
混合土的配制：按质量比1:3～5，将泥炭土和腐殖土混合而成。
基础处理土的制备：
A1.按重量份数计，取80～90份混合土、28～32份水、22～26份葡萄糖、20～30份甘蔗渣、16～19份蔗糖、8～10份氯化钠、1～3份磷酸二氢钾及1～3份硫酸氢铵，搅拌均匀，得基础物；
A2.将基础物放入容器中，调节pH至5.0～6.5，密封容器中，保持容器内温度为26～35℃，以120r/min搅拌3～5天，对容器中的物质进行冷冻干燥，收集干燥物，粉碎，过100目筛，收集过筛颗粒，即得基础处理土。
一种糖蜜废水脱色的方法，该方法包括如下步骤：
（1）将糖蜜废水与基础处理土按质量比7～9:1混合均匀，放入处理池中，密封处理池，保持处理池内的温度为28～33℃，搅拌2～4天，去除密封，静置1～3天；
（2）在静置结束后，向处理池中加入糖蜜废水质量20～30％的处理料，在30～35℃下，密封处理池，搅拌1～2h后升温至80～85℃，搅拌10～15h，再加入处理料质量40～45％的1.3mol/L双氧水，在45～50℃下搅混合20～25h；
（3）在混合结束后，降温至8～12℃下静置，过滤，收集过滤液，调节过滤液pH至中性，随后再在4～6℃下静置，并使用紫外光照射，过滤，收集滤液，即得脱色后的糖蜜废水。
处理料的配制：按质量比6:1将铝灰与尾矿酸浸液（金川集团有限公司化工厂尾矿酸浸液，Mg2+含量为32.12g/L，Fe2+含量为16.32g/L，Ca2+含量为0.23g/L）混合均匀，即得处理料。
混合土的配制：按质量比1:5，将泥炭土和腐殖土混合而成。
基础处理土的制备：
A1.按重量份数计，取90份混合土、32份水、26份葡萄糖、30份甘蔗渣、19份蔗糖、10份氯化钠、3份磷酸二氢钾及3份硫酸氢铵，搅拌均匀，得基础物；
A2.将基础物放入容器中，调节pH至6.5，密封容器中，保持容器内温度为35℃，以120r/min搅拌5天，对容器中的物质进行冷冻干燥，收集干燥物，粉碎，过100目筛，收集过筛颗粒，即得基础处理土。
一种糖蜜废水脱色的方法，该方法包括如下步骤：
（1）将糖蜜废水与基础处理土按质量比9:1混合均匀，放入处理池中，密封处理池，保持处理池内的温度为33℃，搅拌4天，去除密封，静置3天；
（2）在静置结束后，向处理池中加入糖蜜废水质量30％的处理料，在35℃下，密封处理池，搅拌2h后升温至85℃，搅拌15h，再加入处理料质量45％的1.3mol/L双氧水，在50℃下搅混合25h；
（3）在混合结束后，降温至12℃下静置，过滤，收集过滤液，调节过滤液pH至中性，随后再在6℃下静置，并使用紫外光照射，过滤，收集滤液，即得脱色后的糖蜜废水。
处理料的配制：按质量比6:1将铝灰与尾矿酸浸液（金川集团有限公司化工厂尾矿酸浸液，Mg2+含量为32.12g/L，Fe2+含量为16.32g/L，Ca2+含量为0.23g/L）混合均匀，即得处理料。
混合土的配制：按质量比1:4，将泥炭土和腐殖土混合而成。
基础处理土的制备：
A1.按重量份数计，取85份混合土、30份水、24份葡萄糖、25份甘蔗渣、17份蔗糖、9份氯化钠、2份磷酸二氢钾及2份硫酸氢铵，搅拌均匀，得基础物；
A2.将基础物放入容器中，调节pH至6.0，密封容器中，保持容器内温度为30℃，以120r/min搅拌4天，对容器中的物质进行冷冻干燥，收集干燥物，粉碎，过100目筛，收集过筛颗粒，即得基础处理土。
一种糖蜜废水脱色的方法，该方法包括如下步骤：
（1）将糖蜜废水与基础处理土按质量比8:1混合均匀，放入处理池中，密封处理池，保持处理池内的温度为30℃，搅拌3天，去除密封，静置2天；
（2）在静置结束后，向处理池中加入糖蜜废水质量25％的处理料，在33℃下，密封处理池，搅拌1～2h后升温至83℃，搅拌13h，再加入处理料质量43％的1.3mol/L双氧水，在48℃下搅混合23h；
（3）在混合结束后，降温至10℃下静置，过滤，收集过滤液，调节过滤液pH至中性，随后再在5℃下静置，并使用紫外光照射，过滤，收集滤液，即得脱色后的糖蜜废水。
处理料的配制：按质量比6:1将铝灰与尾矿酸浸液（金川集团有限公司化工厂尾矿酸浸液，Mg2+含量为32.12g/L，Fe2+含量为16.32g/L，Ca2+含量为0.23g/L）混合均匀，即得处理料。
混合土的配制：按质量比1:3，将泥炭土和腐殖土混合而成。
基础处理土的制备：
A1.按重量份数计，取80份混合土、28份水、22份葡萄糖、20份甘蔗渣、16份蔗糖、8份氯化钠、1份磷酸二氢钾及1份硫酸氢铵，搅拌均匀，得基础物；
A2.将基础物放入容器中，调节pH至5.0，密封容器中，保持容器内温度为26℃，以120r/min搅拌3天，对容器中的物质进行冷冻干燥，收集干燥物，粉碎，过100目筛，收集过筛颗粒，即得基础处理土。
一种糖蜜废水脱色的方法，该方法包括如下步骤：
（1）将糖蜜废水与基础处理土按质量比7:1混合均匀，放入处理池中，密封处理池，保持处理池内的温度为28℃，搅拌2天，去除密封，静置1天；
（2）在静置结束后，向处理池中加入糖蜜废水质量20％的处理料，在30℃下，密封处理池，搅拌1h后升温至80℃，搅拌10h，再加入处理料质量40％的1.3mol/L双氧水，在45℃下搅混合20h；
（3）在混合结束后，降温至8℃下静置，过滤，收集过滤液，调节过滤液pH至中性，随后再在4℃下静置，并使用紫外光照射，过滤，收集滤液，即得脱色后的糖蜜废水。
对比例1
将糖蜜废水利用黄曲霉进行厌氧处理。
对比例2
将糖蜜废水利用絮凝剂进行处理。
糖蜜废水未处理时指标为：BOD5（mg/L）为38500～43200，COD（mg/L）为85000～132000，SO4 2-（mg/L）为5600～6340，NH3-N（mg/L）为646～712。
根据紫外-可见光光度计上读取的吸光度数据计算脱色率。脱色率计算公式为
D％=（A0-At）/A0×100％
式中D代表脱色率；A0代表初始溶液的吸光度；At代表反映时间t min后的吸光度。
处理后检测结果如表1
表1
| BOD5（mg/L） | COD（mg/L） | SO4 2-（mg/L） | NH3-N（mg/L） | 脱色率（％） | |
| 实施例1 | 16.2 | 78.3 | 60.2 | 6.39 | 89.6 |
| 实施例2 | 8.3 | 48.5 | 36.1 | 5.23 | 97.3 |
| 实施例3 | 17.1 | 66.1 | 45.3 | 5.89 | 92.8 |
| 对比例1 | 23.1～29.3 | 189.2～230.3 | 432.2～489.2 | 19.2～22.3 | 73.6～82.3 |
| 对比例2 | 21.6～27.8 | 203.5～260.9 | 496.3～536.9 | 23.1～28.7 | 78.2～88.3 |
由上可知，本发明对糖蜜废水的处理效果好，且脱色效率高。
Claims (4)
1.一种糖蜜废水脱色的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
（1）将糖蜜废水与基础处理土按质量比7～9:1混合均匀，放入处理池中，密封处理池，保持处理池内的温度为28～33℃，搅拌2～4天，去除密封，静置1～3天；
（2）在静置结束后，向处理池中加入糖蜜废水质量20～30％的处理料，在30～35℃下，密封处理池，搅拌1～2h后升温至80～85℃，搅拌10～15h，再加入处理料质量40～45％的双氧水，在45～50℃下搅混合20～25h；
（3）在混合结束后，降温至8～12℃下静置，过滤，收集过滤液，调节过滤液pH至中性，随后再在4～6℃下静置，并使用紫外光照射，过滤，收集滤液，即得脱色后的糖蜜废水。
2.根据权利要求1所述糖蜜废水脱色的方法，其特征在于，所述步骤（1）中基础处理土的制备包括如下步骤：
A1.按重量份数计，取80～90份混合土、28～32份水、22～26份葡萄糖、20～30份甘蔗渣、16～19份蔗糖、8～10份氯化钠、1～3份磷酸二氢钾及1～3份硫酸氢铵，搅拌均匀，得基础物；
A2.将基础物放入容器中，调节pH至5.0～6.5，密封容器中，保持容器内温度为26～35℃，以120r/min搅拌3～5天，对容器中的物质进行冷冻干燥，收集干燥物，粉碎，过筛，收集过筛颗粒，即得基础处理土。
3.根据权利要求2所述糖蜜废水脱色的方法，其特征在于，所述步骤A1中混合土为按质量比1:3～5，将泥炭土和腐殖土混合而成。
4.根据权利要求1所述糖蜜废水脱色的方法，其特征在于，所述步骤（2）中处理料为按质量比6:1将铝灰与尾矿酸浸液混合均匀，即得处理料。
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