CN109081512A - 一种高cod值糖浆回收利用处理工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种高COD值糖浆回收利用处理工艺，包括以下步骤：步骤1)收集；步骤2)筛选；步骤3)糖化；步骤4)升温；步骤5)调pH值；步骤6)吸附过滤；步骤7)浓缩。本发明将食品加工过程中收集到的废液经过一系列的物理、化学及生物发酵方式，降低废液中总氮的含量和提高COD值，将原本要进入污水系统的废液转化为高附加值的新型碳源‑‑高COD值糖浆，实现了废物的资源利用，从而达到节能环保和清洁生产的目的。

Description

一种高COD值糖浆回收利用处理工艺

技术领域

本发明属于污水处理领域，尤其涉及一种高COD值糖浆回收利用处理工艺。

背景技术

我国轻工业发达，是食品加工大国，食品、保健品、饮料、酿酒、农产品加工等行业会产生大量的有机废弃物，如废糖、废淀粉浆、废酒精等等，据统计我国废酒精的产量达到21000吨，废糖液的产量达到每年近600万吨，而废淀粉浆的产量达到2400万吨每年，上述有机废物COD含量非常高，处理起来相当困难，若当成废物处理实际上则是对资源的极大浪费，另一方面，上述有机废物除碳元素含量高以外，还含有氮磷元素及色素等有机污染物，直接用于污水处理碳源实际上也会有一定的技术瓶颈。而传统有机碳源处理污水时成本较高，且有些碳源存在毒性等不可避免的缺点，为了降低污水脱氮的成本，寻找无毒、廉价的外加碳源来代替传统碳源，这是近年来许多研究者正努力研究的方向。

在环保的治理和工业废液废物的回收利用上，如何对废液治理并回收产物再利用是亟待解决的问题。

发明内容

本发明为了克服现有各种工艺对脱氮的局限性，本发明利用物理、化学及生物发酵方式来实现废水的总氮含量的降低和COD值的提高，达到废物回收利用、减少排放，具有节能减排的作用。

实现上述目的本发明的技术方案为，一种高COD值糖浆回收利用处理工艺，包括以下步骤：

步骤1)收集：收集生产过程中的废液；

步骤2)筛选：检测分析废液中的总氮和COD值含量，筛选高COD值的废液；

步骤3)糖化：在废液中添加组合糖化酶进行搅拌发酵，将多糖及膳食纤维、淀粉类大分子碳源降解为单糖，从大分子转化到小分子,增加生物可利用性，将废液转化为具有附加值的碳源；

步骤4)升温：对酶解后的废液进行升温处理；

步骤5)调节废液pH值为4.4-4.6；

步骤6)吸附过滤：通过高吸附性材料对废液进行过滤，对废液进行除氮和重金属吸附处理；

步骤7)浓缩：通过真空蒸发浓缩将废液的含水量降到小于50％，获得高COD值糖浆。

进一步地，所述步骤2)中包括以下步骤：

步骤21)检测并分析废液中的总氮含量；总氮含量＞10000mg/l，废液直接进入污水系统处理，总氮含量≤10000mg/l，转步骤3)；或

步骤21)筛选废液，若COD值＜100000mg/l,废液直接进入污水系统处理，若COD值≥100000mg/l,转步骤3)。

进一步地，所述步骤4)中，对废液进行升温处理，升温温度为50℃-90℃。

进一步地，步骤6)中，通过高吸附性材料进行废液进行除氮过滤，将总氮含量降低至≤3000mg/l，达到氮含量标准值，且总磷≤1000mg/l，重金属含量达到总砷≤1.0mg/l，总铅≤1.0m mg/l的废液浓缩储存。

进一步地，所述高吸附性材料为硅藻土、活性炭、碳分子筛、离子交换树脂、吸附树脂中任选一种或多种。

进一步地，在步骤6)和步骤7)之间，进一步包括步骤6a)废液脱色：利用活性炭对废液进行脱色处理。

进一步地，所述步骤7)中，废液脱色后去除水分，浓缩后的糖浆COD值≥450000mg/l,总氮含量≤3000mg/l，固形物含量≥50％，总磷≤1000mg/l，总砷≤1.0mg/l，总铅≤1.0mg/l。

进一步地，所述组合糖化酶包括木瓜蛋白酶、α-淀粉酶制剂、果胶酶、膳食纤维酶、β-葡萄糖酶、糖化酶、普鲁兰酶等中的一种或多种。

现有技术相比，本发明的高COD值糖浆回收利用处理工艺通过各种物理和化学、生物发酵方式来实现废水的总氮含量的降低和COD值的提高，并浓缩成为高附加值的新型碳源，实现了废物的资源利用，从而降低了污水脱氮的处理成本，实现了废物资源的综合利用，减少污水排放，达到以废治废、节能环保和清洁生产的目的，且该工艺简单、成本低、实用性强，从而达到节能环保和清洁生产的目的。

附图说明

图1是本发明一种高COD值糖浆回收利用处理工艺的流程示意图。

参照图1，一种高COD值糖浆回收利用处理工艺，包括以下步骤，

步骤1)收集：收集生产过程中的废液；

步骤2)筛选：检测分析废液中的总氮和COD值含量，筛选高COD值的废液；

步骤3)糖化：在废液中添加组合糖化酶进行搅拌发酵，将多糖及膳食纤维、淀粉类大分子碳源降解为单糖，从大分子转化到小分子,增加生物可利用性，将废液转化为具有附加值的碳源；

步骤4)升温：对酶解后的废液进行升温处理；

步骤5)调节废液pH值为4.4-4.6；

步骤6)吸附过滤：通过高吸附性材料对废液进行过滤，对废液进行除氮和重金属吸附处理；

步骤7)浓缩：通过真空蒸发浓缩将废液的含水量降到小于50％，获得高COD值糖浆。

所述步骤2)中包括以下步骤：

步骤21)检测并分析废液中的总氮含量；总氮含量＞10000mg/l，废液直接进入污水系统处理，总氮含量≤10000mg/l，转步骤3)；或

步骤21)筛选废液，若COD值＜100000mg/l,废液直接进入污水系统处理，若COD值≥100000mg/l,转步骤3)。

所述步骤4)中，对废液进行升温处理，升温温度为50℃-90℃。

步骤6)中，通过高吸附性材料进行废液进行除氮过滤，将总氮含量降低至≤3000mg/l，达到氮含量标准值，且总磷≤1000mg/l，重金属含量达到总砷≤1.0mg/l，总铅≤1.0m mg/l的废液浓缩储存。

所述高吸附性材料为硅藻土、活性炭、碳分子筛、离子交换树脂、吸附树脂中任选一种或多种。

在步骤6)和步骤7)之间，进一步包括步骤6a)废液脱色：利用活性炭对废液进行脱色处理。

所述步骤7)中，废液脱色后去除水分，浓缩后的糖浆COD值≥450000mg/l,总氮含量≤3000mg/l，固形物含量≥50％，总磷≤1000mg/l，总砷≤1.0mg/l，总铅≤1.0mg/l。

所述组合糖化酶包括木瓜蛋白酶、α-淀粉酶制剂、果胶酶、膳食纤维酶、β-葡萄糖酶、糖化酶、普鲁兰酶等。

本发明通过提高废液中的COD值，并浓缩获得高COD值糖浆作为新型碳源，从而降低了污水脱氮的处理成本，碳源的投加能够改善污水脱氮中反硝化菌及聚磷菌对碳源的争夺，有助于氮磷的去除，在实际使用中，若在进水COD值低于100mg/L，TN约为25mg/L，TP约为2.5mg/L的情况下，投加高COD值糖浆，使得进水COD值增加40-50mg/L，可使得出水总磷平均值降低约0.3-0.4mg/L，总氮平均值降低3-6mg/L的除磷脱氮效果，通过高COD值糖浆对污水脱氮除磷，起到净化污水的目的；同时，高COD值糖浆的原料来源于食品厂，产品的安全性能好，是废物再回收利用来进行污水治理，以废治废，该产品适合于市政污水厂的氮磷提标。

本发明高COD值糖浆回收利用处理工艺通过各种物理、化学和生物发酵方式来实现废水的氮比例的降低，其中，在糖化工序中：通过向废水中加入组合糖化酶，将多糖及膳食纤维、淀粉类大分子碳源降解为污泥微生物能快速利用的单糖，将废液转化为具有附加值的碳源；在升温工序中：利用组合糖化酶的生化作用和热作用，分解组合糖化酶中的有效成分，通过升温使组合糖化酶逐步升温至糖化最适合的温度，加速降解不容易被降解的多糖及膳食纤维，再达到80-90℃；在pH值调节工序中：将pH值调节4.4-4.6，利用蛋白质等电点会沉淀的特性，将蛋白质凝固，从而减少总氮含量；并在吸附过滤工序中将废渣凝絮和可溶性的含氮物质去除，并可吸附去除重金属，从而实现对废液进行除氮和降低总金属的含量；在浓缩工序中：本发明采用真空蒸发浓缩，将经过发酵和吸附过滤后的废液的含水量降到小于50％，从而获得高COD值糖浆，便于后期的储存。

本发明从两方面考虑，第一个方面，是基于“以废治废”原则，以食品、饮料、酿酒等食品加工行业产生的有机废弃物，如废糖为基础对象，在生物发酵、污水生化处理理论基础上，对废糖进行资源综合利用，通过回收利用减少了污水的排放，起到节能减排的作用；第二个方面，结合预处理、理化分析、生物发酵等多种研究手段，开发可替代的商业碳源，并形成完整的技术指标体系，降低污水处理系统提标升级的运行成本；起到降低污水厂的运行费用的作用，具有良好的社会效应。

本发明在生物发酵、污水生化处理理论基础上，对食品加工行业产生的废糖进行资源综合利用，结合预处理、理化分析、生物发酵等多种研究手段，形成了废糖用作脱氮碳源的最佳应用技术集成体系，实现了废物资源的综合利用，降低了污水脱氮的处理成本，可作为商业碳源的替代产品及有效补充，有助于将总氮出水标准由现有一级B提高到一级A，不但成本比较低且脱氮效果稳定，同时具有辅助除磷的作用；本项目建立了废糖利用筛选鉴别、预处理、回收利用等废糖碳源综合利用技术集成体系，其研究成果也可以用于其他新型碳源的开发。

本发明的高COD值糖浆回收利用处理工艺通过各种物理和化学、生物发酵方式来实现废水的总氮含量的降低和COD值的提高，并浓缩成为高附加值的新型碳源，实现了废物的资源利用，从而降低了污水脱氮的处理成本，实现了废物资源的综合利用，减少污水排放，达到以废治废、节能环保和清洁生产的目的，且该工艺简单、成本低、实用性强，从而达到节能环保和清洁生产的目的。

以上已将本发明做一详细说明，以上所述，仅为本发明之较佳实施例而已，当不能限定本发明实施范围，即凡依本申请范围所作均等变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖范围。

Claims (8)

1.一种高COD值糖浆回收利用处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1)收集：收集生产过程中的废液；

步骤2)筛选：检测分析废液中的总氮和COD值含量，筛选高COD值的废液；

步骤3)糖化：在废液中添加组合糖化酶进行搅拌发酵，将多糖及膳食纤维、淀粉类大分子碳源降解为单糖，从大分子转化到小分子,增加生物可利用性，将废液转化为具有附加值的碳源；

步骤4)升温：对酶解后的废液进行升温处理；

步骤5)调节废液pH值为4.4-4.6；

步骤6)吸附过滤：通过高吸附性材料对废液进行过滤，对废液进行除氮和重金属吸附处理；

步骤7)浓缩：通过真空蒸发浓缩将废液的含水量降到小于50％，获得高COD值糖浆。

2.根据权利要求1所述的一种高COD值糖浆回收利用处理工艺，其特征在于，所述步骤2)中包括以下步骤：

步骤21)检测并分析废液中的总氮含量；总氮含量＞10000mg/l，废液直接进入污水系统处理，总氮含量≤10000mg/l，转步骤3)；或

步骤21)筛选废液，若COD值＜100000mg/l,废液直接进入污水系统处理，若COD值≥100000mg/l,转步骤3)。

3.根据权利要求1所述的一种高COD值糖浆回收利用处理工艺，其特征在于，所述步骤4)中，对废液进行升温处理，升温温度为50℃-90℃。

4.根据权利要求1所述的一种高COD值糖浆回收利用处理工艺，其特征在于，步骤6)中，通过高吸附性材料进行废液进行除氮过滤，将总氮含量降低至≤3000mg/l，达到氮含量标准值的废液浓缩储存。

5.根据权利要求4所述的一种高COD值糖浆回收利用处理工艺，其特征在于，所述高吸附性材料为硅藻土、活性炭、碳分子筛、离子交换树脂、吸附树脂中任选一种或多种。

6.根据权利要求1所述的一种高COD值糖浆回收利用处理工艺，其特征在于，在步骤6)和步骤7)之间，进一步包括步骤6a)废液脱色：利用活性炭对废液进行脱色处理。

7.根据权利要求1所述的一种高COD值糖浆回收利用处理工艺，其特征在于，所述步骤7)中，废液脱色后去除水分，浓缩后的糖浆COD值≥450000mg/l,总氮含量≤3000mg/l，固形物含量≥50％，总磷≤1000mg/l，总砷≤1.0mg/l，总铅≤1.0mg/l。

8.根据权利要求1所述的一种高COD值糖浆回收利用处理工艺，其特征在于，所述组合糖化酶包括木瓜蛋白酶、α-淀粉酶制剂、果胶酶、膳食纤维酶、β-葡萄糖酶、糖化酶、普鲁兰酶等中的一种或多种。