檸檬酸廢水處理研究
摘要:介紹了檸檬酸的性質和用途,詳細地闡述了幾種檸檬酸廢水的處理工藝,如厭氧生物法、好氧生物法、厭氧—好氧生物組合法、厭氧—兼氧—好氧生物組合法,并對不同方法的原理和工藝流程做了比較,從而促進檸檬酸廢水處理的研究。
關鍵詞:檸檬酸,廢水,工藝流程
1 檸檬酸的性質與用途
檸檬酸, 又名枸櫞酸, 分子式 C6H8O7, 學名 3- 羥基-3- 羧基戊二酸。檸檬酸是無色半透明晶體或白色結晶性粉末, 無臭, 有強烈的令人愉快的酸味, 其在溫暖空氣中漸漸風化, 在潮濕空氣中有潮解性。根據結晶條件不同, 它的結晶形態有無水檸檬酸和含結晶水檸檬酸。商品檸檬酸主要是無水檸檬酸( C6H8O7) 和一水檸檬酸(C6H8O7#H2O) 。檸檬酸是一種重要的化工產品, 具有廣泛的用途。在食品工業中, 添加檸檬酸可降低蔗糖的轉化, 增加防腐劑的功效, 提高香料的風味, 穩定抗氧劑, 阻抑酶的催化和微量金屬引起的催化氧化等。食品中加入檸檬酸除增添酸味外, 還可用于控制適當的pH 值; 在醫藥工業中, 檸檬酸的鈉鹽可用作血液防凝劑和利尿劑, 鉀鹽可用作解酸劑, 鐵鹽可用作補血劑, 銅鹽可用作收斂劑。檸檬酸代替三聚磷酸鈉用作家用洗滌劑, 不僅去污和清洗效果好, 而且易于生物降解, 不會帶來環境污染和公害。
2 檸檬酸生產廢水處理方法
隨著經濟的發展, 我國檸檬酸的消費水平也在不斷提高, 目前年消費量在 60 kt~ 80 kt, 其中 90% 以上用于食品工業, 特別是飲料的生產。在我國, 檸檬酸生產主要以薯干、玉米等為原料, 依次經原料處理、發酵、提取、精制等工序制得產品。檸檬酸生產過程中產生的高濃度廢水主要來自中和、洗糖以及離子交換劑再生工段, 其中中和廢水污染最大。廢水中主要含有淀粉質、蛋白質、各種有機酸、生產菌體所分泌的酶、發酵殘留物、葡萄糖、氨氮和脂肪等有機物及 N, P, S 等無機物。行業統計數據表明, 每生產 1 t 檸檬酸可產生 7. 5 m3廢水, 高時可達 10 m3~ 15 m3。其 CODcr和BOD5負荷分別達到 25 000 m3/ L 和 15 000 m3/ L 以上。若以我國檸檬酸產量 30 萬 t 計, 每年僅檸檬酸行業的高超標廢水的排放量就達 450 萬 t, 成為環境的嚴重污染源。因此, 治理廢水、保護環境已成為我國檸檬酸行業的當務之急。目前, 國內主要以生物法對檸檬酸工業廢水進行處理。因為檸檬酸生產廢水屬于高濃度有機廢水, 不含有毒物質, 可生化性好, 因此, 國內外常用的檸檬酸廢水處理方法是生物法, 根據作用微生物的不同, 生物處理方法可分為好氧處理和厭氧處理兩大類型。
2. 1 厭氧生物法
上流式厭氧污泥床( Upflow Anaerobic Sludge Bed process, 縮寫為 UASB)是國外主要采用的檸檬酸廢水處理方法。
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