CN113149344B - 一种蔬菜榨汁原液的处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种蔬菜榨汁原液的处理方法，涉及污水处理技术领域。本发明利用聚合硫酸铁和阳离子型聚丙烯酰胺配合作用，去除蔬菜榨汁原液中的大部分悬浮固体和总磷；通过依次进行的厌氧处理、一级缺氧反硝化处理、一级好氧处理、高级氧化处理、二级缺氧反硝化处理和二级好氧处理，降低蔬菜榨汁原液中的化学需氧量、氨氮、总氮、总磷和色度，使最终出水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918‑2002)中的I级A标，可直接排放。

Description

一种蔬菜榨汁原液的处理方法
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，具体涉及一种蔬菜榨汁原液的处理方法。
背景技术
发展蔬菜种植产业的过程中，会产生大量的废弃蔬菜叶，这些废弃蔬菜叶直接丢弃会污染环境，而现有的一些处理方法存在一些弊端。现有的技术主要包括：
废弃菜叶制备水溶肥：废弃蔬菜叶的含水率高达95％以上，经厌氧发酵制备水溶肥还田，虽然工艺简单，但需要与之匹配的水溶肥施肥设施和足够接纳的田地，灌溉制度和厌氧制备水溶肥在数量和质量难以有效匹配，通俗讲，需要施肥的时候，不一定有这样多的废菜叶水溶肥，不需要施肥的时候，废菜叶水溶肥又在大量产生。以云南省的蔬菜大县嵩明、陆良、通海、晋宁为例，高峰时每天产生几千吨的废菜叶，也就是产生几千吨的水溶肥，但不是每天都能消纳几千吨水溶肥，其暂时储存也是一个很大的问题。其中任何一环节出问题，均会影响废菜叶处理的稳定性。
废弃菜叶制备发酵饲料：中国专利CN104222504A公开了一种废菜叶制备发酵饲料的方法，具体是将废菜叶分拣去除腐败菜叶后与玉米粉、益生菌等辅料混合，真空脱水后静置发酵制备青饲料。但因废弃菜叶含水率高，发酵过程易腐败，难于制备合格的青储饲料，同时农药残留量等因素均影响到发酵饲料的品质，导致这种技术应用的风险也是非常大，目前还没有饲料厂家能够稳定的使用废菜叶发酵料作为青储饲料。
废菜叶破碎、压榨分离，固体残渣发酵制备有机肥，榨汁液集中处理：将废菜叶破碎压榨分离，产生的榨汁液属于高浓度有机废水，榨汁液中难以去除的COD、氨氮和色度均较高。中国专利CN208136048U公开了一种蔬菜榨汁液的系统，使用该系统处理蔬菜榨汁液的大致工艺路线是：蔬菜榨汁液经混凝、气浮、水解酸化、UASB厌氧发酵、接触氧化、二次沉淀、机械过滤或炭过滤等步骤，根据现有实践，这种方法处理的出水难以达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中的I级A标，末端采用炭过滤的成本高，废弃炭滤料的处理也值得深究。
中国专利CN111807609A公开了一种处理废菜叶/果蔬垃圾废水沼液的方法，其大致步骤是：蔬菜/果蔬原液混凝沉淀、气浮、一级A(缺氧)池、一级O(好氧)池、二级A(缺氧)池、二级O(好氧)池、脱色池，其中二级O池内置MBR膜。该方法将混凝气浮后的菜叶/果蔬水直接作为二级A池反硝化所需的补充碳源，因蔬菜/果蔬原液中的大分子植物纤维(或难以去除的COD)难以被微生物利用，其作为补充碳源会影响到二级O池出水的水质，难以达到(城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中的I级A标。
针对以上问题，根据文献和山东、云南两个蔬菜大省的实地调研，目前未见将蔬菜榨汁原液处理后能达到或优于《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中I级A标的工艺。
发明内容
本发明的目的在于提供一种蔬菜榨汁原液的处理方法，采用本发明提供的方法处理蔬菜榨汁原液，能够使最终出水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中的I级A标，可直接排放。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种蔬菜榨汁原液的处理方法，包括以下步骤：
(1)将蔬菜榨汁原液和聚合硫酸铁、阳离子型聚丙烯酰胺混合，进行沉淀处理，得到蔬菜榨汁过滤液；
(2)将所述蔬菜榨汁过滤液进行厌氧处理，得到厌氧产水；
(3)将所述厌氧产水进行一级缺氧反硝化处理，得到一级缺氧产水；
(4)将所述一级缺氧产水进行一级好氧处理，得到一级好氧产水；
(5)将所述一级好氧产水和过氧化氢、硫酸亚铁混合，进行高级氧化处理，得到高级氧化产水；
(6)将所述高级氧化产水进行二级缺氧反硝化处理，得到二级缺氧产水；
(7)将所述二级缺氧产水进行二级好氧处理，得到出水。
优选地，步骤(1)所述蔬菜榨汁原液的化学需氧量为5000～20000mg/L，氨氮为400～1400mg/L，总氮为450～1700mg/L，总磷为1000～3500mg/L。
优选地，步骤(2)所述厌氧产水的化学需氧量为3000～5000mg/L。
优选地，步骤(3)所述一级缺氧产水的硝酸盐和亚硝酸盐总浓度小于10mg/L。
优选地，步骤(4)所述一级好氧处理的溶解氧浓度为3～6mg/L。
优选地，步骤(4)中部分所述一级好氧产水回流至步骤(3)进行一级缺氧反硝化处理，回流量为所述厌氧产水总量的300～400％。
优选地，步骤(5)所述过氧化氢的添加质量浓度为一级好氧产水中化学需氧量浓度的1.85～2.0倍；所述硫酸亚铁与过氧化氢的摩尔比为0.8:1。
优选地，步骤(6)所述二级缺氧反硝化处理的过程中，添加甲醇作为补充碳源，所述甲醇的添加质量浓度为高级氧化产水中硝酸盐和亚硝酸盐总浓度的3.1～3.34倍。
优选地，所述二级好氧处理后，还包括：将所得二级好氧产水进行沉淀处理，得到出水。
优选地，所述出水的化学需氧量为20～50mg/L；氨氮为0.24～4.8mg/L；总氮为2.4～14.5mg/L；总磷为0.25～0.48mg/L；色度为5～20；悬浮固体为0.5～10mg/L。
本发明提供了一种蔬菜榨汁原液的处理方法，包括以下步骤：(1)将蔬菜榨汁原液和聚合硫酸铁、阳离子型聚丙烯酰胺混合，进行沉淀处理，得到蔬菜榨汁过滤液；(2)将所述蔬菜榨汁过滤液进行厌氧处理，得到厌氧产水；(3)将所述厌氧产水进行一级缺氧反硝化处理，得到一级缺氧产水；(4)将所述一级缺氧产水进行一级好氧处理，得到一级好氧产水；(5)将所述一级好氧产水和过氧化氢、硫酸亚铁混合，进行高级氧化处理，得到高级氧化产水；(6)将所述高级氧化产水进行二级缺氧反硝化处理，得到二级缺氧产水；(7)将所述二级缺氧产水进行二级好氧处理，得到出水。本发明利用聚合硫酸铁和阳离子型聚丙烯酰胺配合作用，去除蔬菜榨汁原液中的大部分悬浮固体和总磷；通过依次进行的厌氧处理、一级缺氧反硝化处理、一级好氧处理、高级氧化处理、二级缺氧反硝化处理和二级好氧处理，降低蔬菜榨汁原液中的化学需氧量(COD)、氨氮(NH3-N)、总氮(TN)、总磷(TP)、色度和悬浮固体(SS)，使最终出水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中的I级A标，可直接排放。另外，本发明处理1吨蔬菜榨汁液的成本能够控制在35～45元之间，工艺简便、成本低廉、管理方便，有很好的实用价值，应用于生产实践，将有助于蔬菜种植行业健康、环保、可持续发展。
附图说明
图1为本发明实施例中蔬菜榨汁原液处理方法的工艺流程图。
具体实施方式
本发明提供了一种蔬菜榨汁原液的处理方法，包括以下步骤：
(1)将蔬菜榨汁原液和聚合硫酸铁、阳离子型聚丙烯酰胺混合，进行沉淀处理，得到蔬菜榨汁过滤液；
(2)将所述蔬菜榨汁过滤液进行厌氧处理，得到厌氧产水；
(3)将所述厌氧产水进行一级缺氧反硝化处理，得到一级缺氧产水；
(4)将所述一级缺氧产水进行一级好氧处理，得到一级好氧产水；
(5)将所述一级好氧产水和过氧化氢、硫酸亚铁混合，进行高级氧化处理，得到高级氧化产水；
(6)将所述高级氧化产水进行二级缺氧反硝化处理，得到二级缺氧产水；
(7)将所述二级缺氧产水进行二级好氧处理，得到出水。
在本发明中，若没有特殊说明，采用的试剂均为本领域技术人员所熟知的市售商品。
本发明将蔬菜榨汁原液和聚合硫酸铁、阳离子型聚丙烯酰胺混合，进行沉淀处理，得到蔬菜榨汁过滤液。本发明对所述蔬菜榨汁原液的具体来源没有特殊要求，本领域技术人员所熟知的蔬菜榨汁原液均适用于本发明的处理方法。在本发明的具体实施例中，所述蔬菜榨汁原液的化学需氧量优选为5000～20000mg/L，更优选为8970～14610mg/L；氨氮优选为400～1400mg/L，更优选为641～1089mg/L；总氮优选为450～1700mg/L，更优选为553～950mg/L；总磷优选为1000～3500mg/L，更优选为1773～2975mg/L。在本发明中，所述蔬菜榨汁原液的色度优选为400～600，更优选为450～470；悬浮固体优选为5400～5500mg/L。
作为本发明的一个实施例，所述蔬菜榨汁原液的制备方法包括以下步骤：将废弃蔬菜叶经破碎、压榨分离，得到蔬菜榨汁原液。本发明对所述破碎和压榨分离的具体工艺没有特殊要求，采用本领域技术人员所熟知的工艺即可。本发明直接以蔬菜榨汁原液为对象进行处理，不需要经过其他任何预处理和稀释。
在本发明中，所述蔬菜榨汁原液和聚合硫酸铁、阳离子型聚丙烯酰胺的混合方法具体优选为：先将蔬菜榨汁原液和聚合硫酸混合，再与阳离子型聚丙烯酰胺混合。在本发明中，所述聚合硫酸铁(PAF)的添加浓度优选为1500～2500ppm，更优选为1500～2200ppm；所述阳离子型聚丙烯酰胺(PAM)的添加浓度优选为10～20ppm，更优选为10～15ppm。在本发明的实际运行过程中，若悬浮物较多，可以酌情多加絮凝剂PAF和PAM。本发明利用聚合硫酸铁和阳离子型聚丙烯酰胺配合作用，能够去除蔬菜榨汁原液中90％以上的SS和98％以上的TP。
在本发明中，所述沉淀处理优选在沉淀池中进行，本发明对所述沉淀池的具体结构没有特殊要求，采用本领域技术人员所熟知的沉淀池即可。
在本发明中，所述蔬菜榨汁原液经过沉淀处理，得到蔬菜榨汁液和混凝渣。本发明优选将所述混凝渣进行压滤，所得滤液和所述蔬菜榨汁液混合，得到蔬菜榨汁过滤液。
在本发明中，所述压滤优选在压滤机中进行，更优选为带式压滤机；所述压滤的压力优选为0.4～0.55MPa；所述压滤机中进料的含固量优选在1％以下，出料的含固量优选为5～8％。在本发明中，所述压滤得到的滤渣用于制备有机肥。本发明通过限定压滤的工艺参数能够有效脱除混凝渣中的水，便于后续利用。
得到蔬菜榨汁过滤液后，本发明将所述蔬菜榨汁过滤液进行厌氧处理，得到厌氧产水。在本发明中，所述厌氧处理优选在厌氧反应器中进行，本发明对所述厌氧反应器的具体结构没有特殊要求，采用本领域技术人员所熟知的厌氧反应器即可。在本发明中，所述厌氧处理时的溶解氧优选小于0.2mg/L。
在本发明中，所述厌氧处理优选在厌氧颗粒污泥存在下进行。在本发明中，所述厌氧颗粒污泥优选由活性污泥经厌氧驯化培养得到。在本发明中，所述厌氧驯化培养过程中添加的菌种优选包括厌氧水解菌种和氨氮降解菌种，具体优选为厌氧水解菌、酸化菌、产酸产氢菌和产甲烷菌群。本发明在厌氧处理过程中加入厌氧水解菌，能够进一步强化厌氧水解步骤，加速厌氧发酵；加入氨氮降解菌种，能够将有机氮转化为无机氮，便于后续硝化反应。在本发明中，所述厌氧颗粒污泥的添加质量优选为反应器总液量的20～30％。
在本发明中，所述厌氧处理优选在弹性填料存在下进行，能够增加菌种的附着床，防止菌种流失，提高污泥浓度，从而提高容积负荷。在本发明中，所述弹性填料优选为复合丝状材料，所述弹性填料的直径优选为55～80mm，所述弹性填料的断裂拉力优选>2800N，比表面积优选为4000～5000m2/m3；挂膜后，所述弹性填料的最大挂膜污泥量优选为10～15g/L，生化需氧量(BOD)最大负荷优选为1.5～3.5kg/m3·d。在本发明中，所述弹性填料的添加体积优选为反应器容积的30～60％。
在本发明中，所述厌氧处理的时间优选为30～40h，更优选为35～38h。本发明在所述厌氧处理过程中，厌氧微生物降解COD。在本发明中，所述厌氧产水的COD浓度为3000～5500mg/L，更优选为3153～5113mg/L。本发明控制厌氧产水的COD浓度在上述范围，能够保证后续一级缺氧反硝化处理所需的碳源，同时大分子有机物转化为小分子有机物，便于反硝化菌利用。
得到厌氧产水后，本发明将所述厌氧产水进行一级缺氧反硝化处理，得到一级缺氧产水。在本发明的具体实施例中，优选将后续部分一级好氧产水回流，回流的一级好氧产水和厌氧产水混合后进行一级缺氧反硝化处理，具体的工艺参数见下文。
在本发明中，所述一级缺氧反硝化处理的反硝化速率为8～15mg NO3 --N/L·h，更优选为9.5～11.25mgNO3 --N/L·h。在本发明中，所述一级缺氧反硝化处理的时间优选为10～12h。本发明通过一级缺氧反硝化处理快速去除COD和硝态氮。在本发明中，所述一级缺氧反硝化处理优选在一级缺氧池中进行，本发明对所述一级缺氧池的具体结构没有特殊要求，采用本领域技术人员所熟知的一级缺氧池即可。在本发明中，所述一级缺氧反硝化处理时的溶解氧优选为0.2～0.6mg/L。
在本发明中，所述一级缺氧反硝化处理优选在缺氧反硝化颗粒污泥存在下进行，在本发明中，所述缺氧反硝化颗粒污泥优选由活性污泥经驯化培养得到；所述驯化培养过程中添加的菌种优选包括厌氧水解菌种、氨氮降解菌种和反硝化菌种，具体优选为厌氧水解菌、酸化菌、产酸产氢菌、产甲烷菌群和反硝化菌种。本发明在所述一级缺氧反硝化处理过程中加入厌氧水解菌，能够强化厌氧水解酸化，促进小分子的丁酸和乙酸的生成，有利于反硝化进行；加入氨氮降解菌种，能够将有机氮转化为无机氮，便于后续硝化反应；加入反硝化菌种，能够提高反硝化效率。
在本发明中，所述缺氧反硝化颗粒污泥的添加质量优选为反应器总液量的8～20％。
在本发明中，所述一级缺氧反硝化处理优选在弹性填料存在下进行，能够固定菌种，防止弱势菌种的流失，同时提高污泥浓度，从而提高容积负荷。在本发明中，所述弹性填料优选为复合丝状材料，所述弹性填料的直径优选为55～80mm，所述弹性填料的断裂拉力优选>2800N，比表面积优选为4000～5000m2/m3；挂膜后，所述弹性填料的最大挂膜污泥量优选为10～15g/L，反硝化最大负荷优选为0.05～0.15kg/m3·d。在本发明中，所述弹性填料的添加体积优选为反应器容积的30～60％。
在本发明中，所述一级缺氧产水的硝酸盐和亚硝酸盐总浓度优选小于10mg/L，更优选为0mg/L。
得到一级缺氧产水后，本发明将所述一级缺氧产水进行一级好氧处理，得到一级好氧产水。在本发明中，所述一级好氧处理的溶解氧浓度优选为3～6mg/L，更优选为4～5mg/L。在本发明中，所述一级好氧处理的时间优选为11～14h，更优选为12～13h。本发明在所述一级好氧处理过程中，硝化细菌将氨氮转化为硝态氮。
在本发明中，所述一级好氧处理优选在一级好氧池中进行，本发明对所述一级好氧池的具体结构没有特殊要求，采用本领域技术人员所熟知的好氧硝化池即可。在本发明中，所述一级好氧池中氨氮容积负荷为0.11～0.21kg NH3/m3·d。
在本发明中，所述一级好氧处理优选在好氧硝化污泥存在下进行。在本发明中，所述好氧硝化污泥的来源优选为城市污水处理厂的普通好氧活性污泥。在本发明中，所述好氧硝化污泥的添加量优选为6～12g/L，更优选为8.5～8.8g/L。
在本发明中，所述一级好氧处理优选在弹性填料存在下进行，能够固定菌种，防止弱势菌种硝化菌的流失，在脱除有机物的同时也能够充分硝化，同时提高污泥浓度，从而提高容积负荷。在本发明中，所述弹性填料优选为复合丝状材料，所述弹性填料的直径优选为55～80mm，所述弹性填料的断裂拉力优选>2800N，比表面积优选为4000～5000m2/m3；挂膜后，所述弹性填料的最大挂膜污泥量优选为10～15g/L，BOD最大负荷优选为0.5～1.5kg/m3·d。在本发明中，所述弹性填料的添加体积优选为反应器容积的30～60％。
在本发明中，所述一级好氧产水的氨氮优选小于10mg/L，更优选为2.20～4.38mg/L；所述一级好氧产水的硝酸盐和亚硝酸盐的总浓度优选为130～250mg/L，更优选为136～175mg/L。
在本发明中，部分所述一级好氧产水回流至上述一级缺氧反硝化处理，回流量为所述厌氧产水总量的300～400％。在本发明中，所述一级好氧产水的回流量大小根据脱氮要求而定，脱氮要求高，回流量大，脱氮要求低，回流量小。在本发明中，回流的一级好氧产水能够将氧化为硝态氮的硝酸和亚硝酸返回到一级缺氧反硝化处理，促进反硝化脱氮。
得到一级好氧产水后，本发明将所述一级好氧产水和过氧化氢、硫酸亚铁混合，进行高级氧化处理，得到高级氧化产水。本发明在所述高级氧化处理过程中，将难降解大分子有机物降解为易降解小分子有机物，为后续生化降解提供良好基础；同时本发明通过高级氧化能够色度，保证出水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中的I级A标。
在本发明中，所述高级氧化处理优选在高级氧化池中进行，本发明对所述高级氧化池的具体结构没有特殊要求，采用本领域技术人员所熟知的高级氧化池即可。
在本发明中，所述过氧化氢的添加质量浓度优选为一级好氧产水中化学需氧量浓度的1.85～2.0倍。在本发明的具体实施例中，所述过氧化氢的添加质量浓度为高级氧化池进水COD浓度的1.85～2.0倍。在本发明中，所述硫酸亚铁与过氧化氢的摩尔比优选为0.8:1。本发明控制硫酸亚铁与过氧化氢的摩尔比在上述范围，既能够避免过量的铁对后续生化反应的不利影响，又能够充分发挥H2O2的氧化作用。本发明在所述高级氧化处理过程中，无需添加酸或碱调节体系的pH值。
在本发明中，所述一级好氧产水和过氧化氢、硫酸亚铁的混合具体优选为：先将一级好氧产水和过氧化氢混合，然后加入硫酸亚铁进行氧化还原反应。在本发明中，所述氧化还原反应优选在搅拌条件下进行，所述氧化还原反应的时间优选为4～6h，更优选为4～5h。
本发明优选在所述高级氧化处理后，将所得混合液进行沉淀，得到上清液和浑浊液；将所述浑浊液进行压滤，得到滤液和滤渣；将所述滤液和上清液混合，得到高级氧化产水。在本发明中，所述压滤优选在压滤机中进行，更优选为带式压滤机；所述压滤的压力优选为0.4～0.55MPa；所述压滤机中进料的含固量优选在2％以下，出料的含固量优选为8～12％。在本发明中，所述压滤得到的滤渣作为铁渣处理。
得到高级氧化产水后，本发明将所述高级氧化产水进行二级缺氧反硝化处理，得到二级缺氧产水。在本发明中，所述二级缺氧反硝化处理优选在二级缺氧池中进行，本发明对所述二级缺氧池的具体结构没有特殊要求，采用本领域技术人员所熟知的缺氧反硝化池即可。
在本发明中，所述二级缺氧反硝化处理时的溶解氧优选为0.2～0.6mg/L。在本发明中，所述二级缺氧反硝化处理的反硝化速率为10～17mgNO3 --N/L·h，更优选为11.33～14.58mgNO3 --N/L·h。在本发明中，所述二级缺氧反硝化处理的时间优选为10～14h，更优选为12～13h。
在本发明中，所述二级缺氧反硝化处理优选在缺氧活性污泥存在下进行。在本发明中，所述缺氧活性污泥优选由活性污泥经驯化培养得到；所述驯化培养过程中添加的菌种优选来源于城市污水处理厂缺氧段污泥，具体优选包括氨转化菌种和反硝化菌种。在本发明中，所述缺氧活性污泥的添加量优选为6～12g/L，更优选为8.5～9.8g/L。
在本发明中，所述二级缺氧反硝化处理优选在弹性填料存在下进行，能够固定菌种，防止菌种流失，同时提高污泥浓度，从而提高容积负荷。在本发明中，所述弹性填料优选为复合丝状材料，所述弹性填料的直径优选为55～80mm，所述弹性填料的断裂拉力优选>2800N，比表面积优选为4000～5000m2/m3；挂膜后，所述弹性填料的最大挂膜污泥量优选为10～15g/L，反硝化最大负荷优选为0.05～0.15kg/m3·d。在本发明中，所述弹性填料的添加体积优选为反应器容积的30～60％。
在本发明中，所述二级缺氧反硝化处理过程中，优选添加甲醇作为补充碳源，所述甲醇的添加质量浓度优选为高级氧化产水中硝酸盐和亚硝酸盐总浓度的3.1～3.34倍，更优选为3.33倍。在本发明的具体实施例中，所述甲醇的添加质量浓度为二级缺氧池进水中硝酸盐和亚硝酸盐总浓度的3.1～3.34倍。在本发明中，甲醇的补加量过少，硝态氮无法彻底反硝化，补加过多，会增加COD的浓度，提高后续处理难度。在本发明的具体实施例中，当所述高级氧化产水中硝酸盐和亚硝酸盐总浓度为130～250mg/L时，每m3废水在二级缺氧反硝化时补加的甲醇为0.403～0.85kg。本发明以甲醇为碳源快速进行反硝化，将硝酸盐和亚硝酸盐转化为N2，达到去除硝酸盐氮和亚硝酸盐氮的目的。
得到二级缺氧产水后，本发明将所述二级缺氧产水进行二级好氧处理，得到出水。在本发明中，所述二级好氧处理的溶解氧优选大于3mg/L，进一步优选为4～5mg/L。在本发明中，所述二级好氧处理的时间优选为7～10h，更优选为8～9h。本发明通过二级好氧处理去除剩余的COD。
在本发明中，所述二级好氧处理优选在二级好氧池中进行，本发明对所述二级好氧池的具体结构没有特殊要求，采用本领域技术人员所熟知的好氧池即可。
在本发明中，所述二级好氧处理优选在好氧活性污泥存在下进行。在本发明中，所述好氧活性污泥优选由活性污泥经好氧驯化培养得到；所述好氧驯化培养过程中添加的菌种优选来源于城市污水处理厂好氧活性污泥，主要包括COD降解菌、硝化菌种、反硝化菌种。在本发明中，所述好氧活性污泥的添加量优选为6～12g/L，更优选为6.7～8.8g/L。
在本发明中，所述二级好氧处理优选在弹性填料存在下进行，能够在固定弱势菌种硝化菌的同时，提高整个生化反应池浓度。在本发明中，所述弹性填料优选为复合丝状材料，所述弹性填料的直径优选为55～80mm，所述弹性填料的断裂拉力优选>2800N，比表面积优选为4000～5000m2/m3；挂膜后，所述弹性填料的最大挂膜污泥量优选为10～15g/L，BOD最大负荷优选为0.5～1.5kg/m3·d。在本发明中，所述弹性填料的添加量优选为反应器容积的30～60％。
本发明在所述二级好氧处理后，优选还包括：将所得二级好氧产水进行沉淀处理，得到出水。在本发明中，所述沉淀处理优选在二沉池中进行，本发明对所述二沉池的具体结构没有特殊要求，采用本领域技术人员所熟知的二沉池即可。在本发明中，所述沉淀处理的方法优选包括：将所得二级好氧产水和聚合氯化铝混合，进行沉淀处理。在本发明中，所述聚合氯化铝的添加浓度优选为20ppm。
在本发明中，所述出水的化学需氧量优选为20～50mg/L，更优选为26～42.4mg/L；氨氮优选为0.24～4.8mg/L，更优选为1.89～4.44mg/L；总氮优选为2.4～14.5mg/L，更优选为2.4～7.67mg/L；总磷优选为0.25～0.48mg/L，更优选为0.43～0.48mg/L；色度优选为5～20，更优选为7～11；悬浮固体优选为0.5～10mg/L，更优选为7～9mg/L。
下面将结合本发明中的实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
采用如图1所示的工艺处理废弃蔬菜叶，步骤A蔬菜榨汁原液沉淀处理：废弃的蔬菜叶经破碎、压榨分离所得到的蔬菜榨汁原液先与PAF混合，PAF的使用量为2200ppm，再与PAM混合，PAM的使用量为15ppm，最终进入沉淀池沉淀分离。经步骤A后，废水中污染因子变化如表1所示：
表1经步骤A后废水中污染因子变化情况
Figure BDA0002996068600000111
Figure BDA0002996068600000121
由表1可以看出，经步骤A后，去除了蔬菜榨汁原液中的大部分SS，TP去除率达99.5％以上。
步骤B厌氧：将步骤A得到的蔬菜榨汁过滤液送入厌氧反应器，厌氧反应器内装有经过驯化培养的厌氧颗粒污泥，厌氧颗粒污泥质量为反应器总液量的30％，停留时间为40h。经步骤B后，污染因子变化情况如表2所示：
表2经步骤B后废水中污染因子变化情况
Figure BDA0002996068600000122
由表2可以看出，经步骤B后COD去除效率达68.87％，氨氮升高13.79％，TN升高3.6％，步骤B中在厌氧条件下，厌氧菌去除COD，同时利用氨转化菌将有机氮厌氧水解变为小分子无机氮、最终转化为HN3。
步骤C一级缺氧反硝化：步骤B的厌氧产水与步骤D回流(步骤D的回流量为步骤B出水量的300％)的水混合后，作为一级缺氧进水送入一级缺氧池，一级缺氧池内装有市售的缺氧反硝化颗粒污泥，缺氧反硝化颗粒污泥的添加质量为一级缺氧池总液量的20％，停留时间为12h，经步骤C后，污染因子变化情况如表3所示：
表3经步骤C后废水中污染因子变化情况
Figure BDA0002996068600000123
Figure BDA0002996068600000131
由表3可以看出，经步骤C后COD去除效率达39.69％，氨氮升高5.38％，TN去除率为27.32％，硝态氮去除接近100％。步骤C中在缺氧条件下，反硝化菌种消耗COD进行反硝化去除硝酸盐和亚硝酸盐，反硝化速率达到10.83mgNO3--N/L·h。
步骤D一级好氧：步骤C的出水进入步骤D一级好氧池，一级好氧池内有经驯化培养的好氧硝化污泥，浓度为8.5g/L，停留时间为13h。一级好氧池内经鼓风曝气，溶解氧浓度为3～6mg/L。经步骤D后，废水中污染因子变化情况如表4所示：
表4经步骤D后废水中污染因子变化情况
Figure BDA0002996068600000132
由表4可以看出，经步骤D后COD去除效率达62.01％，氨氮去除率为98.40％。步骤D中在好氧条件下，硝化菌种将HN3转化为硝酸盐或亚硝酸盐，异养菌去除COD。一级好氧池内安装有弹性填料，填料内部形成缺氧区，可同时进行反硝化去除硝酸盐和亚硝酸盐，一级好氧池中TN去除率为44.44％。
步骤D的出水一部分回流至步骤C，回流量为步骤B出水量的300％，剩余的水进入步骤E；
步骤E高级氧化：步骤D的出水进入步骤E高级氧化池，先加入过氧化氢搅拌均匀，再加硫酸亚铁继续搅拌反应6h；其中过氧化氢的添加质量浓度为进水COD浓度的2.0倍，再按照过氧化氢的摩尔量与Fe2+摩尔量的比例为1:0.8计算出所需的硫酸亚铁的质量。反应结束后所得到的混合液进入沉淀池，沉淀池底部的浑浊液经过滤，滤液与沉淀池上清液一同进入步骤F，而滤渣作铁渣处理。经步骤E后，废水中污染因子变化情况如表5所示：
表5经步骤E后废水中污染因子变化情况
Figure BDA0002996068600000141
由表5可以看出，经步骤E后COD去除效率达80.51％，色度降低至10。步骤D中利用过氧化氢和Fe2+反应产生OH·(羟基自由基)，将微生物难以降解的纤维素、木质素等大分子有机物破坏成微生物容易利用的小分子有机物，同时脱色。
步骤F二级缺氧反硝化：步骤E所得高级氧化产水进入步骤F的二级缺氧池，二级缺氧池内有经驯化培养的缺氧活性污泥，其浓度为9.5g/L，停留时间为12h。通过补加甲醇作为二级缺氧反硝化所需的碳源，而甲醇的添加质量浓度按照步骤F二级缺氧池进水中硝酸盐和亚硝酸盐总浓度的3.33倍确定。经步骤F后，污染因子变化情况如表6所示，由于加了甲醇，COD明显升高：
表6经步骤F后废水中污染因子变化情况
Figure BDA0002996068600000142
Figure BDA0002996068600000151
由表6可以看出，经步骤F后COD去除效率达83.81％，氨氮升高77.39％，TN去除率为92.3％，硝酸盐和亚硝酸盐去除接近100％。步骤F中在缺氧条件下，反硝化菌种消耗碳源(甲醇)进行反硝化去除硝酸盐和亚硝酸盐，反硝化速率达到14.58mgNO3--N/L·h。
步骤G二级好氧：步骤F出水进入步骤G的二级好氧池，二级好氧池内的活性污泥浓度为8.8g/L，停留时间为8h。二级好氧池内经鼓风曝气，溶解氧浓度大于3mg/L。经步骤G后，所得二级好氧产水进入二沉池进行沉淀处理，出水的污染因子变化情况如表7所示：
表7经步骤G后废水中污染因子变化情况
Figure BDA0002996068600000152
由表7可以看出，经步骤G后COD去除效率达69.53％，氨氮去除率为70.14％，TN去除率为41.15％，TP去除效率为80.63％。步骤G中在好氧条件下，异养菌去除COD，硝化菌种将HN3转化为硝酸盐或亚硝酸盐；二级好氧池内安装弹性填料，填料内部形成缺氧区，可同时进行反硝化去除硝酸盐和亚硝酸盐。步骤G的出水水质已经达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中的I级A标。
实施例2
采用如图1所示的工艺处理废弃蔬菜叶，步骤A蔬菜榨汁原液沉淀处理：废弃的蔬菜叶经破碎、压榨分离所得到的蔬菜榨汁原液先与PAF混合，PAF的使用量为1500ppm，再与PAM混合，PAM的使用量为10ppm，最终进入沉淀池沉淀分离。经步骤A后，废水中污染因子变化如表8所示：
表8经步骤A后废水中污染因子变化情况
Figure BDA0002996068600000161
由表8可以看出，经步骤A后，去除了蔬菜榨汁原液中的大部分SS，TP去除率达92.96％以上。
步骤B厌氧：将步骤A得到的蔬菜榨汁过滤液送入厌氧反应器，厌氧反应器内装有经过驯化培养的厌氧颗粒污泥，厌氧颗粒污泥为反应器总液量的30％，停留时间为38h。经步骤B后，污染因子变化情况如表9所示：
表9经步骤B后废水中污染因子变化情况
Figure BDA0002996068600000162
由表9可以看出，经步骤B后COD去除效率达64.82％，氨氮升高5.30％，TN升高11.27％，步骤B中在厌氧条件下，厌氧菌去除COD，同时利用氨转化菌将有机氮厌氧水解变为小分子无机氮、最终转化为HN3。
步骤C一级缺氧反硝化：步骤B的厌氧产水与步骤D回流(步骤D的回流量为步骤B出水量的300％)的水混合后，作为一级缺氧进水送入一级缺氧池，一级缺氧池内装有市售的缺氧反硝化颗粒污泥，缺氧反硝化颗粒污泥的添加量为缺氧反硝化池总液量的20％，停留时间为10h，经步骤C后，污染因子变化情况如表10所示：
表10经步骤C后废水中污染因子变化情况
Figure BDA0002996068600000171
由表10可以看出，经步骤C后COD去除效率达53.06％，氨氮升高8.07％，TN去除率为26.29％，硝态氮去除接近100％。步骤C中在缺氧条件下，反硝化菌种消耗易降解COD进行反硝化去除硝酸盐和亚硝酸盐，反硝化速率达到9.5mgNO3--N/L·h。
步骤D一级好氧：步骤C的出水进入步骤D一级好氧池，一级好氧池内有经驯化培养的好氧硝化污泥，浓度为8.8g/L，停留时间为12h。一级好氧池内经鼓风曝气，溶解氧浓度为3～6mg/L。经步骤D后，废水中污染因子变化情况如表11所示：
表11经步骤D后废水中污染因子变化情况
Figure BDA0002996068600000172
由表11可以看出，经步骤D后COD去除效率达40.89％，氨氮去除率为98.16％。在好氧条件下，硝化菌种将HN3转化为硝酸盐或亚硝酸盐，异养菌去除COD。
步骤D的出水一部分回流至步骤C，回流量为步骤B出水量的300％，剩余的水进入步骤E；
步骤E高级氧化：步骤D的出水进入步骤E高级氧化池，先加入过氧化氢搅拌均匀，再加硫酸亚铁继续搅拌反应5h；其中过氧化氢的添加质量浓度为进水COD浓度的1.85倍，再按照过氧化氢的摩尔量与Fe2+摩尔量的比例为1:0.8计算出所需的硫酸亚铁的质量。反应结束后所得到的混合液进入沉淀池，沉淀池底部的浑浊液经过滤，滤液与沉淀池上清液一同进入步骤F，而滤渣作铁渣处理。经步骤E后，废水中污染因子变化情况如表12所示：
表12经步骤E后废水中污染因子变化情况
Figure BDA0002996068600000181
由表12可以看出，经步骤E后COD去除效率达78.04％，色度降低至13。步骤D中利用过氧化氢和Fe2+反应产生OH·(羟基自由基)，将微生物难以降解的纤维素、木质素等大分子有机物破坏成微生物容易利用的小分子有机物，同时脱色。
步骤F二级缺氧反硝化：步骤E所得高级氧化产水进入步骤F的二级缺氧池，二级缺氧池内有经驯化培养的缺氧活性污泥，其浓度为9.5g/L，停留时间为10h。通过补加甲醇作为二级缺氧反硝化所需的碳源，而甲醇的添加质量浓度按照步骤F二级缺氧池进水中硝酸盐和亚硝酸盐总浓度的3.33倍确定。经步骤F后，污染因子变化情况如表13所示：
表13经步骤F后废水中污染因子变化情况
Figure BDA0002996068600000182
Figure BDA0002996068600000191
由表13可以看出，经步骤F后COD去除效率达77.07％，氨氮升高，TN去除率为85.04％，硝酸盐和亚硝酸盐去除接近100％。步骤F中在缺氧条件下，反硝化菌种消耗碳源(甲醇)进行反硝化去除硝酸盐和亚硝酸盐，反硝化速率达到11.33mgNO3--N/L·h。
步骤G二级好氧：步骤F出水进入步骤G的二级好氧池，二级好氧池内的活性污泥浓度为8.6g/L，停留时间为8h。二级好氧池内经鼓风曝气，溶解氧浓度4～4.5mg/L。经步骤G后，所得二级好氧产水进入二沉池进行沉淀处理，出水的污染因子变化情况如表14所示：
表14经步骤G后废水中污染因子变化情况
Figure BDA0002996068600000192
由表14可以看出，经步骤G后COD去除效率达76.04％，氨氮去除率为82.97％，TN去除率为65.95％，TP去除效率为53.29％。步骤G的出水水质已经达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中的I级A标。
实施例3
采用如图1所示的工艺处理废弃蔬菜叶，步骤A蔬菜榨汁原液沉淀处理：废弃的蔬菜叶经破碎、压榨分离所得到的蔬菜榨汁原液先与PAF混合，PAF的使用量为2500ppm，再与PAM混合，PAM的使用量为20ppm，最终进入沉淀池沉淀分离。经步骤A后，废水中污染因子变化如表15所示：
表15经步骤A后废水中污染因子变化情况
Figure BDA0002996068600000201
由表15可以看出，经步骤A后，去除了蔬菜榨汁原液中的大部分SS，TP去除率达99％以上。
步骤B厌氧：将步骤A得到的蔬菜榨汁过滤液送入厌氧反应器，厌氧反应器内装有经过驯化培养的厌氧颗粒污泥，厌氧颗粒污泥为反应器总液量的30％，停留时间为40h。经步骤B后，污染因子变化情况如表16所示：
表16经步骤B后废水中污染因子变化情况
Figure BDA0002996068600000202
由表16可以看出，经步骤B后COD去除效率达64.97％，氨氮升高7.89％，TN升高38.94％，步骤B中在厌氧条件下，厌氧菌去除COD，同时利用氨转化菌将有机氮厌氧水解变为小分子无机氮、最终转化为HN3。
步骤C一级缺氧反硝化：步骤B的厌氧产水与步骤D回流(步骤D的回流量为步骤B出水量的400％)的水混合后，作为一级缺氧进水送入一级缺氧池，一级缺氧池内装有市售的缺氧反硝化颗粒污泥，缺氧反硝化颗粒污泥的添加量为缺氧反硝化池总液量的20％，停留时间为12h，经步骤C后，污染因子变化情况如表17所示：
表17经步骤C后废水中污染因子变化情况
Figure BDA0002996068600000211
由表17可以看出，经步骤C后COD去除效率达42.53％，氨氮升高0.42％，TN去除率为27.21％，硝态氮去除接近100％。步骤C中在缺氧条件下，反硝化菌种消耗COD进行反硝化去除硝酸盐和亚硝酸盐，反硝化速率达到11.25mgNO3--N/L·h。
步骤D一级好氧：步骤C的出水进入步骤D一级好氧池，一级好氧池内有经驯化培养的好氧硝化污泥，浓度为8.5g/L，停留时间为12h。一级好氧池内经鼓风曝气，溶解氧浓度为3～6mg/L。经步骤D后，废水中污染因子变化情况如表18所示：
表18经步骤D后废水中污染因子变化情况
Figure BDA0002996068600000212
由表18可以看出，经步骤D后COD去除效率达61.93％，氨氮去除率为98.73％。步骤D中在好氧条件下，硝化菌种将HN3转化为硝酸盐或亚硝酸盐，异养菌去除COD。一级好氧池内安装有弹性填料，填料内部形成缺氧区，可同时进行反硝化去除硝酸盐和亚硝酸盐，一级好氧池中TN去除率为42.34％。
步骤D的出水一部分回流至步骤C，回流量为步骤B出水量的400％，剩余的水进入步骤E；
步骤E高级氧化：步骤D的出水进入步骤E高级氧化池，先加入过氧化氢搅拌均匀，再加硫酸亚铁继续搅拌反应6h，由于此步骤pH值会降低，不调节pH值；其中过氧化氢的添加质量浓度为进水COD浓度的2.0倍，再按照过氧化氢的摩尔量与Fe2+摩尔量的比例为1:0.8计算出所需的硫酸亚铁的质量。反应结束后所得到的混合液进入沉淀池，沉淀池底部的浑浊液经过滤，滤液与沉淀池上清液一同进入步骤F，而滤渣作铁渣处理。经步骤E后，废水中污染因子变化情况如表19所示：
表19经步骤E后废水中污染因子变化情况
Figure BDA0002996068600000221
由表19可以看出，经步骤E后COD去除效率达83.4％，色度降低至15。步骤D中利用过氧化氢和Fe2+反应产生OH·(羟基自由基)，将微生物难以降解的纤维素、木质素等大分子有机物破坏成微生物容易利用的小分子有机物，同时脱色。
步骤F二级缺氧反硝化：步骤E所得高级氧化产水进入步骤F的二级缺氧池，二级缺氧池内有经驯化培养的缺氧活性污泥，其浓度为8.5g/L，停留时间为12h。通过补加甲醇作为二级缺氧反硝化所需的碳源，而甲醇的添加质量浓度按照步骤F二级缺氧池进水中硝酸盐和亚硝酸盐总浓度的3.33倍确定。经步骤F后，污染因子变化情况如表20所示：
表20经步骤F后废水中污染因子变化情况
Figure BDA0002996068600000231
由表20可以看出，经步骤F后COD去除效率达86.86％，氨氮升高3.93倍，TN去除率为85.24％，硝酸盐和亚硝酸盐去除接近100％。步骤F中在缺氧条件下，反硝化菌种消耗碳源(甲醇)进行反硝化去除硝酸盐和亚硝酸盐，反硝化速率达到14.58mgNO3--N/L·h。
步骤G二级好氧：步骤F出水进入步骤G的二级好氧池，二级好氧池内的活性污泥浓度为6.7g/L，停留时间为8h。二级好氧池内经鼓风曝气，溶解氧浓度大于3mg/L。经步骤G后，所得二级好氧产水进入二沉池进行沉淀处理，出水的污染因子变化情况如表21所示：
表21经步骤G后废水中污染因子变化情况
Figure BDA0002996068600000232
由表21可以看出，经步骤G后COD去除效率达73.19％，氨氮去除率为63％，TN去除率为59.39％，TP去除效率为58.26％。步骤G的出水水质已经达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中的I级A标。
对比例
以CN111807609A的实施例作为对比例，该对比例处理废菜叶/果蔬垃圾废水沼液的结果如表22所示：
表22对比例处理废水结果
Figure BDA0002996068600000241
由表22的结果可以看出，采用CN111807609A工艺，COD和色度没有达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中的I级A标。
本发明在一级好氧工艺后，采用高级氧化工艺，把难于降解的纤维素、木质素等大分子转化为易降解的小分子，同时有效脱除色度，会把叶黄素分解，导致最终出水不发黄，为最终COD和色度达标打下坚实的基础。本发明针对不同的蔬菜品种，不同的气温，均能够达到长时间(180d)出水水质稳定达标。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种蔬菜榨汁原液的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将蔬菜榨汁原液和聚合硫酸铁、阳离子型聚丙烯酰胺混合，进行沉淀处理，得到蔬菜榨汁过滤液；
(2)将所述蔬菜榨汁过滤液进行厌氧处理，得到厌氧产水；
(3)将所述厌氧产水进行一级缺氧反硝化处理，得到一级缺氧产水；
(4)将所述一级缺氧产水进行一级好氧处理，得到一级好氧产水；
(5)将所述一级好氧产水和过氧化氢、硫酸亚铁混合，进行高级氧化处理，得到高级氧化产水；
(6)将所述高级氧化产水进行二级缺氧反硝化处理，得到二级缺氧产水；
(7)将所述二级缺氧产水进行二级好氧处理，得到出水；
所述蔬菜榨汁原液中总磷为1000～3500mg/L；所述蔬菜榨汁原液的色度为400～600，悬浮固体为5400～5500mg/L；所述聚合硫酸铁的添加浓度为1500～2500ppm；所述阳离子型聚丙烯酰胺的添加浓度为10～20ppm；
步骤(2)，所述厌氧处理在厌氧颗粒污泥存在下进行；所述厌氧颗粒污泥由活性污泥经厌氧驯化培养得到；所述厌氧驯化培养过程中添加的菌种为厌氧水解菌、酸化菌、产酸产氢菌和产甲烷菌群；所述厌氧产水的化学需氧量为3000～5500mg/L；
步骤(3)，所述一级缺氧反硝化处理在缺氧反硝化颗粒污泥存在下进行；所述缺氧反硝化颗粒污泥由活性污泥经驯化培养得到；所述驯化培养过程中添加的菌种为厌氧水解菌、酸化菌、产酸产氢菌、产甲烷菌群和反硝化菌种；
步骤(4)中部分所述一级好氧产水回流至步骤(3)进行一级缺氧反硝化处理，回流量为所述厌氧产水总量的300～400％；
步骤(5)所述过氧化氢的添加质量浓度为一级好氧产水中化学需氧量浓度的1.85～2.0倍；所述硫酸亚铁与过氧化氢的摩尔比为0.8:1；
步骤(6)所述二级缺氧反硝化处理的过程中，添加甲醇作为补充碳源，所述甲醇的添加质量浓度为高级氧化产水中硝酸盐和亚硝酸盐总浓度的3.1～3.34倍；
所述二级好氧处理后，还包括：将所得二级好氧产水进行沉淀处理，得到出水；沉淀处理的方法包括：将所得二级好氧产水和聚合氯化铝混合，进行沉淀处理；
所述出水的化学需氧量为20～50mg/L；氨氮为0.24～4.8mg/L；总氮为2.4～14.5mg/L；总磷为0.25～0.48mg/L；色度为5～20；悬浮固体为0.5～10mg/L。
2.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，步骤(1)所述蔬菜榨汁原液的化学需氧量为5000～20000mg/L，氨氮为400～1400mg/L，总氮为450～1700mg/L。
3.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，步骤(3)所述一级缺氧产水的硝酸盐和亚硝酸盐总浓度小于10mg/L。
4.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，步骤(4)所述一级好氧处理的溶解氧浓度为3～6mg/L。
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