茶多酚生产废水的处理

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1、茶多酚生产废水的处理时间:2009-03-1616:07来源:作者:关键词:废水处理,食品废水处理茶多酚生产废水中的有机物浓度高、色度大、多环大分子芳香类化合物含量高、处理难度大，目前在国内外尚无成熟的处理工艺，作者通过试验提出了一套可行的处理方案。　　　　茶多酚(TeaPolyphenols)是存在于茶叶中的一类多酚物质，具有明显的抗菌、防衰老、消除体内过剩的自由基和抑制癌细胞等作用，在食品加工、医药和日用化工等方面有广泛的应用前景。　　茶多酚生产废水中的有机物浓度高、色度大、多环大分子芳香类化合物含量高、处理难度大，目前在国内外尚无成熟

2、的处理工艺，作者通过试验提出了一套可行的处理方案。1处理工艺的选择　　11废水水质　　某茶多酚生产厂废水主要包括提取后的剩余母液和冲洗水，水质如表1所示。 　　由茶多酚的生产工艺可知，废水的成分与茶叶中的水溶性成分基本相同，其中有机酸、糖分、氨基酸和果胶物质可生化性较好，生物碱的可生化性还有待研究(但它的含量较少)。茶多酚在废水中的含量最高，因而着重考察了对茶多酚的去除方法及废水可生化性的变化。　　茶多酚对细菌(包括厌氧、好氧及兼性细菌)有很强的抑制作用，茶多酚的抑菌能力与其浓度呈正比，且与立体结构有关。一般脂型儿茶素(如EGCG、ECG

3、等)抑菌效果强于其他组分。有资料表明［2］，茶多酚对大肠杆菌的最低抑制浓度为1000mg/L，而ECG、EGCG等对金黄色葡萄球菌的最小抑制浓度分别为160、250mg/L，但茶多酚的抑菌作用有很强的选择性，可抑制有害菌群的生长，但对霉菌、酵母菌等正常菌群则有维持菌群平衡的作用。因而，有关资料报道［3］，儿茶素虽然对细菌有抑制作用，但在厌氧条件下也可使污泥驯化。　　1.2处理工艺的选择　　该厂废水原采用活性污泥法处理，但处理装置每运行10d左右就出现菌胶团解体的现象。在试验中废水不经预处理而直接进行好氧生化处理时，在温度为35℃的条件下一般5

4、～9d也出现了菌胶团解体现象。由此可知，对该废水直接进行好氧生化处理是不可行的，而实测该废水BOD5/COD=0.55(可生化性较好)，与试验现象不吻合。分析其原因主要是由于在测定BOD5时由于稀释作用使得茶多酚的浓度和毒性降低，但这一点没有反映到BOD5/COD中。此外，考虑到该厂所处地区要求的排放标准为COD＜100mg/L、BOD5＜30mg/L，最后确定废水处理流程如图1所示。　　2　试验方法　　21预处理　　取800mL废水进行烧杯试验，投加Ca(OH)2调节pH值，然后投加一定量的混凝剂进行磁力搅拌，静沉1h后取上清液进行分析。

5、　　22生化处理　　取沉淀后的上清液进行水解酸化—接触氧化试验。厌氧、好氧反应器均采用80mm×500mm的有机玻璃柱(厌氧柱内进行搅拌，好氧柱内挂设软性填料)。厌氧污泥取自某工业废水处理站水解酸化池，好氧污泥取自某城市污水处理厂的二沉池排泥，污泥在驯化一个多月后开始进行测试。为了考察废水中污染物浓度的变化，进一步确定该废水在实际工程应用中所需的停留时间，采用间歇运行方式水解酸化24h后进入接触氧化池(停留时间为24h)。　　2.3后处理　　取缺氧24h、好氧12h的生化出水进行烧杯混凝沉淀试验(与预处理相同)。　　2.4测定方法　　CO

6、D：快速重铬酸钾法；BOD5：标准稀释法；色度：稀释倍数法；茶多酚：比色法。　　3　结果与分析　　3.1预处理　　废水中的茶多酚在一定的pH值下会和金属离子(如Al3+、Ca2+等)反应生成难溶化合物，和某些过渡金属离子会发生显色反应，如投加含Fe2+、Fe3+的混凝剂时会生成有色络合物，水的颜色会由黄色变成墨绿色，并且有酸臭味，反应式如下：　　　　　　6R-OH+FeCl3→H3［Fe(OR)6](绿色)+3HCl　　为避免色度的产生，分别采用聚合氯化铝(PAC)和Al2(SO4)3进行比较试验，一方面这两种物质可与茶多酚生成难溶化合物，

7、另一方面通过絮凝作用去除水中呈胶体和微小悬浮状态的有机和无机物质，减小了生化处理的负荷。由于废水偏酸性，投加Ca(OH)2一方面可调节废水的pH值，另一方面Ca2+也和茶多酚反应生成难溶化合物，进一步减少水中茶多酚的含量，为后续生化处理的顺利进行提供了条件。茶多酚在碱性条件下很容易氧化变色，控制pH值在6～7时的试验结果见图2、3。　　由图2、3可看出，投加PAC和Al2(SO4)3对茶多酚有较好的去除效果。PAC的最佳投量为250mg/L，对COD的去除率为29%左右，对茶多酚的去除率为85%左右。Al2(SO4)3的最佳投量为500mg/L

8、，对COD的去除率为35%左右，对茶多酚的去除率为86%左右。考虑到Al2(SO4)3投量为500mg/L会导致水中硫酸盐含量过高，影响后续厌氧生化处