椰果廢水“厭氧床+好氧接觸氧化池”處理工藝的設(shè)計

摘 要:椰果是椰子水為主要原料制成的一種具有獨特膠質(zhì)結(jié)構(gòu)、倍受消費者歡迎的生物纖維，在椰果生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量的廢水。本文采用調(diào)節(jié)池+上流式厭氧床+好氧生物接觸氧化池工藝處理椰果生產(chǎn)廢水，運行費僅0.71元/噸，CODcr去除率達到96.6%以上，SS去除率達到93.4%以上，出水水質(zhì)均達到國家GB8978-96《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》二類污染物一級排放標(biāo)準(zhǔn)。本工藝還具有投資小、占地少、操作靈活、維護方便等特點，也可減少CODcr的排放，對于椰果廢水的處理來說是一種環(huán)境保護效果明顯的新設(shè)計。

關(guān)鍵詞:椰果廢水上流式厭氧床UASB好氧生物接觸化降解

中圖分類號:X791文獻標(biāo)識碼:A文章編號:1674-098X(2011)09(a)-0066-02

1 引言

椰子(Cocos nucifera L.)是一種典型的熱帶果實，產(chǎn)于南北緯200間的熱帶，全世界有90多個國家和地區(qū)種植，種植面積達1100萬hm2，總產(chǎn)量約570億個，是一類十分重要的植物資源。中國椰子主要種植于海南省，在廣東、廣西、云南和臺灣也有少量種植。目前我國椰子種植面積為4.6萬hm2，年產(chǎn)量為2.43億個[1]。椰子最外面是纖維外殼，外殼里面是堅硬的保護殼，硬殼里面緊貼的是白色椰子肉，肉里包著清澈的甜汁。椰子全身是寶，其綜合利用價值很高，外殼纖維可做繩纜、掃把、床墊和土壤調(diào)理劑，硬殼可以制成衣服紐扣、椰雕工藝品和活性炭，椰子肉可以研制生產(chǎn)出椰油、椰蓉、椰奶，椰花花苞未開放前割取的椰花汁可以釀制椰花酒、醋等，椰子汁可以發(fā)酵后制得各種發(fā)酵食品，如乳酸椰子水保健飲料[2]、椰果(Nata de Coco)等等。

椰果是椰子水為主要原料，經(jīng)由醋酸桿菌(Acetobacter xylinum)進行生物培養(yǎng)發(fā)酵而制成的一種具有獨特膠質(zhì)結(jié)構(gòu)的生物纖維，是一種細(xì)菌纖維[3]。椰果主要成分為水分95%，膳食纖維2.1%，粗脂肪0.11%，總灰分0.67%[4]，具有消除便秘、促進腸道蠕動、調(diào)節(jié)血脂，降血壓等功效，倍受消費者歡迎，從而促進了海南椰果加工產(chǎn)業(yè)興起和迅速發(fā)展。

海南M食品有限公司，以椰子水為主要原料生產(chǎn)椰果，年設(shè)計產(chǎn)椰果3000噸。其簡要生產(chǎn)工藝為:選好的椰子水過濾好，抽入加熱鍋加熱到80℃后，加入白糖、食用醋酸、葡萄糖和乳酸鈣等小料調(diào)配后，繼續(xù)加溫至100℃后，保溫15分鐘，用150目濾布過濾后，裝盤冷卻;果盤內(nèi)培養(yǎng)基冷卻到40℃以下，接入醋酸桿菌，于堆盤中靜置發(fā)酵9～10天，將長好的果片收入果池刮膜清洗，將洗好的果片切割成所需要規(guī)格，然后入池清洗，果粒清洗好后，過水洗別、加保鮮劑冰醋酸包裝。

每噸產(chǎn)品需椰子水500kg，保鮮劑冰醋酸3kg，漂白劑雙氧水3kg，保鮮劑檸檬酸3kg。

海南M食品有限公司生產(chǎn)廢水最高排放量11m3/h，廢水主要來自過濾裝盤、堆盤發(fā)酵、刮果、果粒及裝盤等生產(chǎn)工序的清洗廢水，主要污染物為:CODcr、SS、pH。根據(jù)海南環(huán)保行政部門要求，外排廢水執(zhí)行《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996)一級標(biāo)準(zhǔn)。

根據(jù)實際生產(chǎn)測算，平均每生產(chǎn)1噸椰果，廢水的排放量從10～30t。椰果年產(chǎn)量與生產(chǎn)廢水產(chǎn)生量及其主要污染物，

椰果整個生產(chǎn)過程產(chǎn)生的污水中COD、SS、pH嚴(yán)重超出《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996)一級標(biāo)準(zhǔn)。為了保護環(huán)境和人體健康，必須對椰果生產(chǎn)污水進行治理，避免排放周圍環(huán)境惡化，水流過的地區(qū)寸草不生，惡臭難聞。

2 工藝設(shè)計

2.1 工藝流程

根據(jù)海南M食品有限公司生產(chǎn)廢水有機污染物的特性、排放要求及排放去向，兼顧工程投資省，處理效果好，運行費用低等要求，同時考慮到廢水溫度在250C以上，海南年平均氣溫在23-250C，這些條件對發(fā)酵、厭氧極為有利，因此采用厭氧法治理廢水中的有機物。接觸氧化具有抗沖擊負(fù)荷能力強，體積負(fù)荷高，處理時間短，節(jié)約占地面積，生物活性高，無需污泥回流，動力消耗低，掛膜方便，可不必考慮活性污泥工藝中污泥膨脹的危險等優(yōu)點。結(jié)合實踐證明，采用厭氧床+好氧接觸氧化池工藝處理椰果生產(chǎn)廢水是較為理想的方法。椰果生產(chǎn)廢水處理工藝流程見圖1。

2.2主要構(gòu)筑物技術(shù)參數(shù)

根據(jù)海南M食品有限公司椰果實際生產(chǎn)量情況，本工藝的構(gòu)筑物和設(shè)備設(shè)計廢水處理能力為40m3/d。

2.2.1 調(diào)節(jié)池

調(diào)節(jié)池設(shè)計容積為20m3，磚混結(jié)構(gòu)，水力有效停留時間約12h。調(diào)節(jié)池后段配置了1臺耐腐蝕離心污水泵，揚程為10m，流量為5m3/h，功率0.8kW，將廢水從調(diào)節(jié)池提升進入?yún)捬醭?/p>

2.2.2 上流式厭氧污泥床(UASB反應(yīng)器)

UASB反應(yīng)器是整個工藝的核心，運行容積負(fù)荷可達8—16kgCOD/(m3.d)，它可以去除原廢水中約80%的CODcr并產(chǎn)生沼氣。本工程中厭氧池設(shè)計有效容積為40m3，磚混土結(jié)構(gòu)、密封，有效深度為4m，廢水在厭氧池中的停留時間約24h。

2.2.3 好氧生物接觸氧化池

接觸氧化池設(shè)計容積為40m3，磚混結(jié)構(gòu)，池內(nèi)水力有效停留時間為12h，氣水比15:1。所選風(fēng)機為△P=0.4kgf/cm2，Q=1.25m3/min，功率為2.2kw。經(jīng)此工序處理后，廢水CODcr去除率約90%。填料采用組合型生物填料。

2.2.4 平流沉淀池(二沉池)

設(shè)計容積20m3，磚混結(jié)構(gòu)，表面負(fù)荷為0.25m3/(m2·h)，水平流速0.8mm/s，沉淀時間1.8h，沉淀區(qū)有效水深2.5m。

2.2.5建筑物

設(shè)備房及操作間建筑面積:5m2。

3 運行估算

3.1 成本估算與分析

(1)風(fēng)機運行電費:風(fēng)機功率為2.2kw，按70%荷載運行計算，每天運行14小時，每度電按0.60元算，生產(chǎn)時間每年按365天算，一年風(fēng)機運行費用為0.6×2.2×0.7×14×365=4721.64元。

(2)調(diào)節(jié)池廢水提升水泵運行電費:污水泵功率為0.8kw，按70%荷載運行計算，每天運行8小時，一年365天調(diào)節(jié)池廢水提升水泵運行費用為:0.6×0.8×0.7×8×365=981.12元。

(3)管理人員工資:本污水處理系統(tǒng)自動化程度較高，操作管理方便，不須專人管理，可編制一人兼管，兼管工資每月300元，年付工資3600元/年。

(4)設(shè)備保養(yǎng)費用:設(shè)備保養(yǎng)費用為1000元/年。

3.2 財務(wù)估算與分析

污水處理年運行費用為風(fēng)機運行電費、調(diào)節(jié)池廢水提升水泵運行電費、管理

人員工資和設(shè)備保養(yǎng)費用之和，即:(1)+(2)+(3)+(4)=4721.64＋981.12＋3600＋1000=10302.76元/年。

每噸污水處理費用為:10302.76元/年÷365天÷40噸≈0.71元/噸。

4 實施例

海南M食品有限公司椰果生產(chǎn)廢水處理監(jiān)測項目為pH、CODcr、SS三項，歸屬地環(huán)境監(jiān)測站對其進行連續(xù)二天采樣，每天采樣四次，分析方法均采用國家標(biāo)準(zhǔn)，pH采用GB6920-86玻璃電極法，SS采用GB11901-89重量法，CODcr采用GB11914-89重鉻酸鉀法。

5 分析與討論

海南M食品有限公司椰果生產(chǎn)廢水采用上流式厭氧床+好氧生物接觸氧化池工藝處理后，pH在7.79～7.88之間，平均值為7.8，達標(biāo)率100%;CODcr濃度在66-86mg/L之間，平均值為77mg/L，達標(biāo)率100%，平均去除率達到96.6%，SS濃度在33～41mg/L之間，平均值為37mg/L，達標(biāo)率100%，平均去除率達到93.4%。如海南M食品有限公司椰果生產(chǎn)廢水采用上流式厭氧床+好氧生物接觸氧化池工藝處理效果。為了防止椰果碎塊過多流出，車間內(nèi)要設(shè)置過濾網(wǎng)，以免造成污水管泵的阻塞，出現(xiàn)短流現(xiàn)象，從而導(dǎo)致上流式厭氧床和好氧生物接觸氧化池中菌種死亡，影響出水水質(zhì)。

6 結(jié)語

(1)采用調(diào)節(jié)池+上流式厭氧床+好氧生物接觸氧化池工藝處理椰果生產(chǎn)廢水，運行費僅0.71元/噸，CODcr平均去除率達到93.9%以上，SS平均去除率達到93.4%以上，出水水質(zhì)均達到國家GB8978-96《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》二類污染物一級排放標(biāo)準(zhǔn)。

(2)本工藝具有投資小、占地少、操作靈活、維護方便等特點。

(3)按正常運行達標(biāo)排放，每年可減少CODcr排放量約52噸。

(4)厭氧池及沉淀池定期清理，由污泥泵抽至污泥干化場過濾干化，干化污泥是很好的農(nóng)家肥。

參考文獻

[1]馮美利，李杰，王必尊.我國椰子綜合研究進展概述.中國熱帶農(nóng)業(yè)，2007.

[2]黃發(fā)新，尹奇志，陸如意，等.乳酸椰子保健飲料的研究.四川食品與發(fā)酵，1997.

[3]范會平，吳永輝，胡小松，等.椰果研究與利用現(xiàn)狀及進展.食品工業(yè)科技，2008.