[实用新型]一种茶多酚生产加工废水处理装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及废水处理设备技术领域，具体是一种茶多酚生产加工废水处理装置。

背景技术

茶多酚生产加工废水主要包括提取后的剩余母液和冲洗水，由茶多酚的生产工艺可知，废水的成分与茶叶中的水溶性成分基本相同，其中有机酸、糖分、氨基酸和果胶物质可生化性较好，生物碱的可生化性还有待研究(但它的含量较少)。

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]+3HCl，为避免色度的产生，分别采用聚合氯化铝(PAC)和Al₂(SO₄)₃进行比较试验，一方面这两种物质可与茶多酚生成难溶化合物，另一方面通过絮凝作用去除水中呈胶体和微小悬浮状态的有机和无机物质，减小了生化处理的负荷。由于废水偏酸性，投加Ca(OH)₂一方面可调节废水的pH值，另一方面Ca²⁺也和茶多酚反应生成难溶化合物，进一步减少水中茶多酚的含量，为后续生化处理的顺利进行提供了条件。茶多酚在碱性条件下很容易氧化变色，投加PAC和Al₂(SO₄)₃对茶多酚有较好的去除效果。PAC的最佳投量为250mg/L，对COD的去除率为29％左右，对茶多酚的去除率为85％左右。Al₂(SO₄)₃的最佳投量为500mg/L，对COD的去除率为35％左右，对茶多酚的去除率为86％左右。考虑到Al₂(SO₄)₃投量为500mg/L会导致水中硫酸盐含量过高，影响后续厌氧生化处理的效果，所以建议在实际工程中采用PAC作混凝剂，但由于该反应可逆，不能完全去除废水中的茶多酚，试验中发现如采用二次沉淀则可完全去除茶多酚，沉淀后的上清液用Fe²⁺检测时不出现显色反应。沉淀后上清液的BOD₅/COD＝0.57(与进水相差不大)，但因茶多酚的去除将大大改善废水的可生化性。

茶多酚的抑菌能力与其浓度呈正比，且与立体结构有关。但茶多酚的抑菌作用有很强的选择性，可抑制有害菌群的生长，但对霉菌、酵母菌等正常菌群则有维持菌群平衡的作 用。因而，有关资料报道儿茶素虽然对细菌有抑制作用，但在厌氧条件下也可使污泥驯化。由于茶多酚对细菌(包括厌氧、好氧及兼性细菌)有很强的抑制作用，且茶多酚在废水中的含量最高，因而本工艺应着重考察了对茶多酚的去除方法及废水可生化性的变化。可以投加PAC和Ca(OH)₂对茶多酚废水进行预处理是一种经济可行的方法，COD的去除率也可达到29％，茶多酚的去除率可达到85％，不但提高茶多酚的去除率，而且提高了废水的可生化性，同时也提高了废水的pH值。

工艺比较

1吸附法

吸附法是通过吸附剂(如活性炭、磺化煤和树脂等)与被吸附物质之间产生化学作用，形成化学键引起吸附而除去污染物质。用活性炭吸附预处理后的茶多酚生产加工废水，先将水处理专用活性炭以体积分数为5％～10％的稀硫酸浸泡，强化其表面的吸附能力，再用质量分数为2％～5％的高锰酸钾溶液浸泡，增强其表面的再氧化能力，强化活性炭吸附塔高4.5～5.5m，滤速10m/h，活性炭装卸采用水力输送装置和自动卸炭装置，处理后出水可达到冷却塔回用水水质的标准。

2混凝法

茶多酚生产加工废水中含有很多胶体物质，它们因带有一定的电荷相互排斥，稳定地分散在废水中。当加入带有相反电荷的混凝剂后，废水中胶体物质上的电荷被中和发生凝聚，然后通过大分子助凝剂的架桥作用，将小胶粒聚集成大絮团，可通过外力去除。以硫酸铝为混凝剂、聚丙烯酰胺为助凝剂处理合成橡胶废水，在最佳混凝剂用量、pH、温度及搅拌条件下，COD去除率约为37％。

3混凝气浮法