CN107640807A

CN107640807A - 一种柑橘罐头生产废水的预处理和同时回收果胶的方法

Info

Publication number: CN107640807A
Application number: CN201710845573.8A
Authority: CN
Inventors: 郝飞麟
Original assignee: Zhejiang Shuren University
Current assignee: Zhejiang Shuren University
Priority date: 2017-09-19
Filing date: 2017-09-19
Publication date: 2018-01-30

Abstract

本发明涉及一种柑橘罐头生产废水的预处理和同时回收果胶的方法。其特征在于包括：步骤(1)过滤：将柑橘罐头生产工序前部酸碱清洗废水通过格栅去除5mm以上固体杂物；步骤(2)废水指标检测：将废水的pH调节到5以下，加入1mg/L的CaCL2；步骤(3)调节和电解：将经过调节的废水引入铜‑不锈钢电极体系，施加5～60V直流电压，处理20～120分钟；步骤(4)沉淀：将处理过后的废水沉淀30分钟以上，即可得到较为清澈的上清液和果胶沉淀；步骤(5)混凝沉淀：调节废水pH值，投加0.5％(w/w)的PAM混凝剂3～10mg/L。本发明可在絮凝果胶等胶体的同时显著降低废水的CODCr，达到柑桔罐头加工废水相对高效、清洁/绿色预处理的目的，同时可大幅度回收废水中的果胶成分。

Description

一种柑橘罐头生产废水的预处理和同时回收果胶的方法

技术领域

本发明涉及一种柑桔罐头生产废水绿色预处理、并能同时回收大部分果胶的技术，可用于柑桔罐头生产废水的处理或废水中果胶的回收。

背景技术

我国作为世界上柑橘罐头生产量最大的国家，在其前部酸、碱处理工段会产生含有橘络、桔囊及果胶的废水，导致其有别于普通食品废水而较难处理，目前较为成功的处理工艺为主要针对果胶的混凝-气浮/沉淀强化的生化工艺，其典型的配置为在预处理和/或尾部设置混凝-气浮单元，这对季节较强的柑橘罐头生产企业来讲、往往会带来废水处理站固定投资和占地面积大的不足；同时，果胶在废水中是缓慢释放的，流程头部的混凝过程很难发挥其最大效用，这极易造成废水处理系统管理较为复杂、铝盐残留量大(或其它金属混凝剂)、生化系统脆弱且低效、浮渣产量大且不易处理的弊端。同时，废水中分散的果胶确是具有较大经济和应用价值的成分，在废水的排放、处理过程中不但污染环境，而且会消耗大量的化学药剂和能量对其进行处理。

发明内容

本发明针对上述现状和问题，提出一种基于电解原理的柑橘废水预处理方法，可在絮凝果胶等胶体的同时显著降低废水的COD_Cr，达到柑桔罐头加工废水相对高效、清洁/绿色预处理的目的，同时可大幅度回收废水中的果胶成分。

为此，本发明采取如下技术方案：一种柑橘罐头生产废水的预处理和同时回收果胶的方法，其特征在于包括：

步骤(1)过滤：将柑橘罐头生产工序前部酸碱清洗废水通过格栅去除5mm以上固体杂物；

步骤(2)废水指标检测：将废水的pH调节到5以下，加入1mg/L的CaCL2；

步骤(3)调节和电解：将经过调节的废水引入铜-不锈钢电极体系，施加5～60V直流电压，处理20～120分钟；

步骤(4)沉淀：将处理过后的废水沉淀30分钟以上，即可得到较为清澈的上清液和果胶沉淀；

步骤(5)混凝沉淀：调节废水pH值，投加0.5％(w/w)的PAM混凝剂3～10mg/L。

所述步骤(1)的格栅的板间距为20mm。

所述步骤(3)施加电流密度为1A/5250mm²。

所述步骤(3)电解的处理时间为60min。

所述步骤(5)调节废水pH值到11～12。

投加0.5％(w/w)的PAM混凝剂3mg/L。

本发明可在絮凝果胶等胶体的同时显著降低废水的COD_Cr，达到柑桔罐头加工废水相对高效、清洁/绿色预处理的目的，同时可大幅度回收废水中的果胶成分。

附图说明

图1处理出水污染物浓度随电极板间距的变化情况。

图2处理出水污染物浓度随电极板电流密度的变化情况

图3处理出水污染物浓度随电解时间的变化情况

图4处理出水污染物浓度随废水pH值的变化情况

图5处理出水污染物浓度随废水中电解质浓度的变化情况。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明进行详细描述。

本发明柑橘罐头生产废水的预处理和同时回收果胶的方法如下：

1.过滤：将柑橘罐头生产工序前部酸碱清洗废水通过格栅去除5mm以上固体杂物，以免将后续工段设备堵塞或损坏；

2.废水调节：将废水的pH调节到2，加入1mg/L的CaCL₂；

3.电解：将经过调节的废水引入铜-不锈钢电极体系，施加5～60V直流电压，使施加电流密度1A/5250mm²，极板间距20mm，电解60min；

4.沉淀：将处理过后的废水沉淀30分钟以上，即可得到较为清澈的上清液和果胶沉淀；

5.混凝沉淀：根据出水的需求，调节废水pH值到11～12，投加0.5％(w/w)的PAM混凝剂3mg/L，可使出水更加清澈，CODCr进一步降低10％左右。

上述处理方法中，调节不同的工艺参数会产生不同的处理效果，其主要影响关系为：

1.电极板间距对处理出水水质的影响

处理出水中COD_Cr浓度随极板间距的增加而增大，处理效果变差，当极板间距增大时，需增加电源电压以保持电流稳定，典型地，当极板间距为20mm时，处理出水中COD_Cr浓度最小。对应的实验结果如下图1所示，出水中BOD₅的值随极板间距变化不明显，呈现逐渐增大且增长趋势平缓，整个实验过程中，COD_Cr去除率在20.5％～53.4％之间，BOD₅去除率在10％～27.4％，B/C提高0.1525，范围在0.2942～0.4255之间，极板间距越小，效果越好，但处理能力也越小。如图1所示，实验条件：废水加入1g/L的CaCl₂电解质，电极板有效面积为3.5cm×15cm，电解电流1A/5250mm²，pH＝4.8(原水)，电解时间60min。

2.电极板电流密度对处理出水水质的影响

废水中COD_Cr和BOD₅浓度均随着电流密度的增加而减小，但COD_Cr变化更为剧烈。对应的实验结果如下图2所示，整个实验过程中，COD_Cr去除率在22.6％～75.6％之间，BOD₅去除率在14％～68.6％，B/C提高0.2695，B/C范围在0.3037～0.5425之间，而且电流密度越大，效果越明显。如图2所示，实验条件：废水加入1g/L的CaCl₂电解质，电解有效面积为3.5cm×15cm，极板间距60mm，pH＝4.8(原水)，电解时间60min。

3.电解时间对处理出水水质的影响

随着电解时间的延长，各污染物指标的浓度均下降。在电解30min～60min时间段内，各项指标浓度变化最为明显；此后增大电解时间，各项指标浓度变化趋于平缓。对应的实验结果如下图3所示，整个实验过程中，COD_Cr去除率在18.8％～76.8％之间，BOD₅去除率在7.1％～67.1％，B/C提高0.2477，B/C范围在0.3125～0.5207之间，电解时间越长，处理效果越明显。如图3所示，实验条件：废水加入1g/L的CaCl₂电解质，电解有效面积为3.5cm×15cm，电流密度1A/5250mm²，极板间距20mm，pH＝4.8(原水)。

4.废水pH值对处理出水水质的影响

当2≦pH≦6时，电解处理对废水有较为明显的降解作用；当pH≧7时，出水中COD_Cr的浓度突然上升。对应的实验结果如下图4所示，整个实验过程中，COD_Cr去除率在34.8％～57.7％之间，BOD₅去除率在1.7％～40％，B/C提高0.2048，B/C范围在0.3882～0.4778之间，pH值越低，效果越好。如图4所示，实验条件：废水加入1g/L的CaCl₂电解质，电解有效面积为3.5cm×15cm，电流密度1A/5250mm²，极板间距20mm，电解时间60min。

5.废水中电解质浓度对处理出水水质的影响

电解质浓度的增加有效地提高了COD_Cr和BOD₅的去除率，随着电解质浓度的增加，处理出水中COD_Cr的浓度逐渐降低，BOD₅的浓度略微上升。对应的实验结果如下图5所示，整个实验过程中，COD_Cr去除率在42.2％～53.4％之间，BOD₅去除率在11.4％～28％，B/C提高0.1751，B/C范围在0.2746～0.4613之间，电解质浓度为1.0g/L效果最佳。如图5所示，实验条件：电极板有效面积为3.5cm×15cm，电流密度1A/5250mm²，极板间距20mm，电解时间60min，pH＝4.8。

以上列举的仅是本发明的具体实施例子，本发明不限于以上实施例子，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

Claims

1.一种柑橘罐头生产废水的预处理和同时回收果胶的方法，其特征在于包括：

2.根据权利要求1所述的一种柑橘罐头生产废水的预处理和同时回收果胶的方法，其特征在于所述步骤(1)的格栅的板间距为20mm。

3.根据权利要求2所述的一种柑橘罐头生产废水的预处理和同时回收果胶的方法，其特征在于所述步骤(3)施加电流密度为1A/5250mm²。

4.根据权利要求3所述的一种柑橘罐头生产废水的预处理和同时回收果胶的方法，其特征在于所述步骤(3)电解的处理时间为60min。

5.根据权利要求4所述的一种柑橘罐头生产废水的预处理和同时回收果胶的方法，其特征在于所述步骤(5)调节废水pH值到11～12。

6.根据权利要求5所述的一种柑橘罐头生产废水的预处理和同时回收果胶的方法，其特征在于投加0.5％(w/w)的PAM混凝剂3mg/L。

7.根据权利要求1所述的一种柑橘罐头生产废水的预处理和同时回收果胶的方法，其特征在于步骤(2)中将废水的pH调节到2。