茶多酚生產(chǎn)廢水的處理

1、茶多酚生產(chǎn)廢水的處理 茶多酚生產(chǎn)廢水的處理時間:2009-03-16 16:07 來源: 作者:關(guān)鍵詞:廢水處理 廢水處理,食品廢水處理 食品廢水處理茶多酚生產(chǎn)廢水中的有機物濃度高、色度大、多環(huán)大分子芳香類化合物含量高、處理難度大，目前在國內(nèi)外尚無成熟的處理工藝，作者通過試驗提出了一套可行的處理方案。 茶多酚(Tea Polyphenols)是存在于茶葉中的一類多酚物質(zhì)，具有明顯的抗菌、防衰老、消除體內(nèi)過剩的自由基和抑制癌細胞等作用

2、，在食品加工、醫(yī)藥和日用化工等方面有廣泛的應(yīng)用前景。 茶多酚生產(chǎn)廢水中的有機物濃度高、色度大、多環(huán)大分子芳香類化合物含量高、處理難度大，目前在國內(nèi)外尚無成熟的處理工藝，作者通過試驗提出了一套可行的處理方案。 1 處理工藝的選擇 11 廢水水質(zhì) 某茶多酚生產(chǎn)廠廢水主要包括提取后的剩余母液和沖洗水，水質(zhì)如表 1 所示。 由茶多酚的生產(chǎn)工藝可知，廢水的成分與茶葉中的水溶性成分基本相同，其中有機酸、糖分、氨基酸和果膠物質(zhì)可生化性較好，生物

3、堿的可生化性還有待研究(但它的含量較少)。茶多酚在廢水中的含量最高，因而著重考察了對茶多酚的去除方法及廢 水可生化性的變化。 茶多酚對細菌(包括厭氧、好氧及兼性細菌)有很強的抑制作用，茶多酚的抑菌能力與其濃度呈正比，且與立體結(jié)構(gòu)有關(guān)。一般脂型兒茶素(如 EGCG、ECG 等)抑菌效果強于其他組分。有資料表明［2］，茶多酚對大腸桿菌的最低抑制濃度為 1000mg/L，而 ECG、EGCG 等對金黃色葡萄球菌的最小抑制濃度分別為 160、

4、250mg/L，但茶多酚的抑菌作用有很強的選擇性，可抑制有害菌群的生長，但對霉菌、酵母菌等正常菌群則有維持菌群平衡的作用。因而，有關(guān)資料報道［3］，兒茶素雖然對細菌有抑制作用，但在厭氧條件下也可使污泥馴化。 1.2 處理工藝的選擇 該廠廢水原采用活性污泥法處理，但處理裝置每運行 10d 左右就出現(xiàn)菌膠團解體的現(xiàn)象。在試驗中廢水不經(jīng)預(yù)處理而直接進行好氧生化處理時，在溫度為 35℃的條件下一為避免色度的產(chǎn)生，分別采用聚合氯化鋁(PAC)和

5、 Al2(SO4)3 進行比較試驗，一方面這兩種物質(zhì)可與茶多酚生成難溶化合物，另一方面通過絮凝作用去除水中呈膠體和微小懸浮狀態(tài)的有機和無機物質(zhì)，減小了生化處理的負荷。由于廢水偏酸性，投加 Ca(OH)2一方面可調(diào)節(jié)廢水的 pH 值，另一方面 Ca2+也和茶多酚反應(yīng)生成難溶化合物，進一步減少水中茶多酚的含量，為后續(xù)生化處理的順利進行提供了條件。茶多酚在堿性條件下很容易氧化變色 ，控制 pH 值在 6～7 時的試驗結(jié)果見圖 2、3。 由圖

6、2、3 可看出，投加 PAC 和 Al2(SO4)3 對茶多酚有較好的去除效果。PAC 的最佳投量為 250mg/L，對 COD 的去除率為 29%左右，對茶多酚的去除率為 85%左右。Al2(SO4)3 的最佳投量為 500mg/L，對 COD 的去除率為 35%左右，對茶多酚的去除率為 86%左右?？紤]到 Al2(SO4)3 投量為 500mg/L 會導(dǎo)致水中硫酸鹽含量過高，影響后續(xù)厭氧生化處 理的效果［4］，所以建議在實際工程中采

7、用 PAC 作混凝劑，但由于該反應(yīng)可逆，不能完全去除廢水中的茶多酚，試驗中發(fā)現(xiàn)如采用二次沉淀則可完全去除茶多酚，沉淀后的上 清液用 Fe2+檢測時不出現(xiàn)顯色反應(yīng)。沉淀后上清液的 BOD5/COD=0.57(與進水相差不大)，但因茶多酚的去除將大大改善廢水的可生化性。 3.2 生化處理 由于該廢水中所含大都為天然物質(zhì)，其分子質(zhì)量較大，而采用水解酸化可使水中的高分子物質(zhì)在產(chǎn)酸菌的作用下分解為小分子，減少好氧處理的負荷，同時在厭氧條件下也可使

8、廢水中殘留的茶多酚得到部分降解。好氧采用接觸氧化，微生物附著在填料上不易流失，可適應(yīng)間歇生產(chǎn)的要求。 為此，試驗期間進行了多次降解過程的測試(原水水溫為 15.2℃，進水 COD 為1166mg/L，茶多酚濃度為 145mg/L，污泥濃度 3560mg/L)，試驗結(jié)果表明，在水解酸化階段茶多酚的降解率很小，停留時間為 24h 時降解率僅為 18%。有關(guān)資料表明，兒茶素在厭氧條件下停留 3d 酸化率僅為 30%，由此可見茶多酚的可生化性

9、很差。水解酸化階段 COD 的降解率也很低，停留時間為 24h 時對 COD 的去除率僅為 9.5%，但水解酸化出水的 BOD5/COD值從進水的 0.57 提高到 0.68 左右(提高了 19.3%)，主要是由于水解酸化可將果膠、糖分等有機高分子降解為小分子，便于后續(xù)好氧處理。在厭氧出水進入好氧后，由于曝氣充氧使茶多酚在很短的時間內(nèi)全部被氧化。在好氧階段當(dāng)停留時間為 12h，出水 COD 從1056mg/L 降到 161mg/L，去除