楊 琳,陳煥明

(江門職業(yè)技術(shù)學(xué)院,廣東 江門 529000)

醬油作為人們?nèi)粘Ｉ钪械恼{(diào)味品，在滿足人們飲食需要的同時(shí)，也帶來嚴(yán)重的環(huán)境污染問題[1]。研究表明，生產(chǎn)1t醬油將帶來約6～9t的醬油廢水。廢水中的主要成分包括糧食殘留物、發(fā)酵過程產(chǎn)物、微量洗滌劑、消毒劑、大量的鹽分、各種微生物及微生物的分泌物和代謝產(chǎn)物，廢水呈現(xiàn)較高的BOD、COD、SS和色度，各污染的含量如表1。醬油廢水的處理難度主要在于色度高，醬油色素是醬油廢水中最難去除的部分，醬油色素主要由兩部分組成[2]：一是醬油發(fā)酵過程中由于糖氨反應(yīng)(美拉德反應(yīng))形成的黑色素；其次是由于產(chǎn)品調(diào)配時(shí)人工加入的焦糖色素。上述兩類物質(zhì)均是結(jié)構(gòu)極其復(fù)雜的高分子化合物，目前為止，尚未明了其分子結(jié)構(gòu)。醬油色素含有的共軛生色基使有機(jī)物分子在可見光區(qū)產(chǎn)生吸收峰，使廢水具有了色度[3]。經(jīng)驗(yàn)表明，活性炭吸附、微電解等方法對這類廢水色度的去除并不理想，且在充氧吹脫過程中色度有加深的趨勢。

表1 醬油廢水的污染物指標(biāo)

目前，國內(nèi)外常見的脫色方法有混凝脫色、吸附脫色、臭氧氧化、膜分離技術(shù)等，采用常規(guī)的混凝脫色法處理醬油廢水效果并不理想，且產(chǎn)生大量污泥需二次處理，吸附脫色具有選擇性，但價(jià)格較高，再生困難等問題，膜分離技術(shù)主要存在膜堵塞，膜污染和投資高的問題。本實(shí)驗(yàn)選擇臭氧作為醬油生產(chǎn)線排放水脫色實(shí)驗(yàn)，臭氧具有很強(qiáng)的氧化能力，且不產(chǎn)生二次污染，在污水處理中廣泛應(yīng)用。臭氧對水溶性染料、蛋白質(zhì)、氨基酸、有機(jī)氨及不飽和化合物、酚和芳香族衍生物以及雜環(huán)化合物、木質(zhì)素、腐殖質(zhì)等有機(jī)物有強(qiáng)烈的氧化降解作用[4]。臭氧氧化反應(yīng)的途徑有兩條：其一，臭氧通過親核或親電作用直接參與反應(yīng)；其二，臭氧在堿等因素作用下，通過活潑的自由基·OH與污染物反應(yīng)。采用臭氧處理醬油廢水能較好的降解廢水中成分復(fù)雜的色素。

本實(shí)驗(yàn)采用臭氧處理某醬油企業(yè)經(jīng)A/O法+混凝處理后的排放廢水，該醬油廢水流量為5000噸/天，先經(jīng)過氣浮→并聯(lián)二條升流式厭氧污泥床UASB反應(yīng)器→氧化溝→二沉池→混凝沉淀池→三沉池工藝處理后，具體工藝流程如圖1， 氨氮、COD、總磷均達(dá)標(biāo)；但色度為80～100倍，超出污水排放二級標(biāo)準(zhǔn)。

圖1 某醬油企業(yè)醬油廢水A/O法+混凝處理工藝

1 實(shí)驗(yàn)材料和方法

1.1 實(shí)驗(yàn)裝置的組成規(guī)格

反應(yīng)柱、配水箱1只、液體流量計(jì)1只、氣體流量計(jì)1只、水泵1臺(tái)、臭氧發(fā)生器(產(chǎn)氣5克)1臺(tái)、填料球1套、電控箱1只、漏電保護(hù)開關(guān)、按鈕開關(guān)、連接管道和球閥、帶移動(dòng)輪子不銹鋼臺(tái)架、722型可見光分光光度計(jì)。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 實(shí)驗(yàn)裝置圖

圖2 實(shí)驗(yàn)裝置圖

1.2.2 脫色率計(jì)算

將原液、臭氧脫色液用722型可見光分光光度計(jì)在520 nm下進(jìn)行吸光度測定，計(jì)算其脫色率。

1.2.3 實(shí)驗(yàn)步驟

(1)開啟電控箱總開關(guān)，開啟反應(yīng)柱頂部的放氣閥，打開提升泵，將原水從原水箱提升到反應(yīng)柱內(nèi)，通過調(diào)節(jié)流量計(jì)控制進(jìn)水量。

(2)原水在反應(yīng)柱內(nèi)的高度到達(dá)空氣多面球的頂部時(shí)，開啟臭氧發(fā)生器。

(3)以脫色率作為檢驗(yàn)指標(biāo)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

(4)臭氧投加量一定時(shí)，進(jìn)水流量變化。

(5)實(shí)驗(yàn)完畢，依次關(guān)閉臭氧發(fā)生器、提升泵、電控箱總開關(guān)。

2 不同進(jìn)水濃度對臭氧脫色效果的影響

根據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟設(shè)定臭氧流量為0.3m3/h，先測得原液吸光度為0.063，通過改變進(jìn)水流量來測定實(shí)驗(yàn)效果如下表2。

表2 進(jìn)水流量對吸光度和脫色率的影響

3 從上表得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論：

(1)工業(yè)上采用高頻放電制取臭氧，通常制得的是含1%～4%臭氧的混合氣體，稱為臭氧化氣體。按混合氣體含臭氧4%計(jì)，流量為0.3m3/h混合氣體含臭氧為12 L/h臭氧，則臭氧氣體對水比率達(dá)到1∶5時(shí)，脫色率超過能達(dá)到65%以上，因此用臭氧對醬油生產(chǎn)線排水脫色是可行的，可達(dá)到環(huán)保部門一級要求。

(2)用臭氧對醬油生產(chǎn)線排水脫色對排水COD也有一定幫助，能一定程度上降低化學(xué)需氧量COD。

4 對醬油生產(chǎn)線排水臭氧脫色工藝初步探索意見

(1)臭氧脫色不產(chǎn)生二次污染，且能增加水中的溶解氧，比次氯酸鈉脫色環(huán)保效益更顯著。

(2)臭氧能氧化其它生物氧化不易處理的污染物，對除臭、脫色、殺菌、降解有機(jī)物和無機(jī)物都有顯著效果，能一定程度降低COD、氨氮等含量，因此采取臭氧醬油生產(chǎn)線帶色水是工藝技術(shù)是可行的。

(3)在醬油生產(chǎn)線排水三沉池處增加臭氧脫色，工藝流程只需增加臭氧生產(chǎn)設(shè)備和管線，投資省、收效快。

(4)建議臭氧生產(chǎn)設(shè)備選用臭氧機(jī)直接生產(chǎn)臭氧，臭氧純度高。