饮料制造废水臭氧处理工艺

一、饮料行业废水的来源及特点
       饮料品种很多，包括碳酸饮料、果汁及果汁饮料、蔬菜汁饮料、含乳饮料、植物蛋白饮料、瓶装饮用水、固体饮料、茶饮料和特殊用途饮料等，其中碳酸饮料、果蔬汁饮料、瓶装水饮料是饮料行业大的三类产品，其中碳酸饮料的产量大，约占50%。饮料行业废水主要是碳酸饮料生产和果蔬汁饮料生产过程中产生的废水，并且污染较为严重。比较而言茶饮料以及瓶装水产生的废水污染较轻。
       碳酸饮料是由糖浆和碳酸水定量配置而成的，其生产过程可分为三个基本工序：糖浆的配制、碳酸水的制备、洗瓶灌装封口。生产工艺分为一次灌装和二次灌装两种方法，一次灌装是将糖浆和水用定量混合机按一定比例进行连续混合，再充入二氧化碳，制成碳酸饮料，然后一次灌装入容器内；二次灌装法是将配好的糖浆灌入容器内后，再用灌水机向瓶中充入碳酸。
       碳酸饮料的生产过程中，废水主要来自灌装区的洗瓶水、生产设备冲洗水、碎瓶饮料以及地面的冲洗水。其中冲洗水水量大，有机物浓度较低且水量均匀，其排放量约占废水水量的70%以上。混合废水有机物含量高，间歇排放、水质水量极不均匀，尤其是废水量随季节的波动大，pH值不稳定。碳酸饮料生产混合废水的典型水质见下表
  碳酸饮料生产混合废水水质

       果蔬汁是以新鲜水果或者蔬菜为原料用压榨或者其他方法取得的汁液，通过预处理、打浆、榨汁或浸提、澄清和过滤、均质、脱气、浓缩、成分调整、包装和杀菌等工序制造而成。果蔬汁生产废水主要来源于：原料的预处理、打浆、榨汁和浸提、浓缩、杀菌；各类生产容器及设备的冲洗水；中间产物的排泄以及灌装车间泄漏的部分产品；厂区生活污水。果蔬汁饮料废水COD在1000mg/L左右，属于中等浓度的有机废水。废水的N、P含量低，SS含量高，pH偏酸性，有机污染物主要有有机酸、蔗糖等。废水的水质波动变化较大。
 
二、饮料行业废水传统工艺处理工程实例
1)、北京某饮料废水工程概况
        北京某公司饮料废水处理工程，设计规模为300m³/d，其中生产废水200 m³/d，生活污水100 m³/d。该工程于2006年10月建成，同月投入运行，2007年1月通过*验收。该废水大特征是水量水质随季节变化大，废水中含有大量的糖类，并且PH值呈酸性。
2)、饮料行业废水传统处理工艺实例
i.、设计废水水质
北京某公司饮料废水处理前废水水质设计依据见下表：
                                                            北京某公司饮料废水废水处理站进水水质

 ii、传统处理工艺
       本工程原水中含有大量易生物降解的糖类，采用活性污泥系统时容易带来污泥膨胀问题，因此应选择能防止污泥膨胀、泥水分离能力强的工艺。MSBR具有较好地防止污泥膨胀的能力，同事具有很强的抗冲击负荷能力，自动化程度高，管理方便，很适合本工程的实际情况。
3)、传统工艺设计处理工程运行评价
i、监测结果
       从2007年1月起连续稳定运行至2009年5月，进水COD约为240-640mg/L，进水量约为180-520 m³/d，出水COD平均值18.8mg/L。全部排水均送入厂内人工湖，用于园林景观用水，少量排水溢流至当地市政管道。
ii、主要经济指标
       工程土建费用91万元，设备费用127万元，总投资218万元，吨水投资7267元。设备总装机容量79.3kW，实际电耗562（kW·h）/d，直接处理费用1.62元/t。

三、饮料行业废水新型臭氧生化处理工艺（简称OAO工艺）介绍
                                                   中合元饮料行业废水的臭氧生化处理工艺特点说明：
1、臭氧同步污泥减量技术：在废水处理工程中，剩余污泥处理和处置问题的日益突出使得污泥减量技术成为研究的热点。在目前国内外研究的污泥减量技术中，利用臭氧同步对隐性生长的污泥减量，取得很好的效益。该技术由于其破解效率高、不产生毒副作用，只产生少量的污泥等特点，不仅降低了设备采购成本、减少了工程占地面积，运营成本也降低10---20%，所以，很快便被应用于水处理实践。
       臭氧具有强的杀伤力,它能够渗入细胞壁从而破坏细菌有机体链状结构导致细菌的死亡,细胞溶解释放有机物质到水中, 而这些自产底物可重新被用于生物代谢,这样部分有机碳的重复使用将会导致污泥产量的减少。利用臭氧对剩余污泥进行破解,可以使污泥胞内外物质溶出进入液相,改变污泥特性。

2、高级氧化法（Advanced Oxidation processible, 简称AOP)技术：目前，废水处理常用的生物法处理的缺点在于：对可生化性差、相对分子质量从几千到几万的物质处理较困难，处理速度慢，耗时较长，因此处理效率较低。臭氧高级氧化法可将其其直接矿化或通过氧化提高污染物的可生化性，同时还对环境类激素等微量有害化学物质的处理方面有很大的优势。因此，废水生物法处理的效率大为提高。
       水处理过程中以羟基自由基为主要氧化剂的氧化过程称为AOPs过程，用于水处理则称为AOP法。臭氧化学处理速度快，效率高。二者有机结合，可以*提高污水的处理效率。不仅处理效果提高，而且单位时间的污水处理量大为增加，使污水处理工程小型化成为可能。

3、臭氧闭环矢量控制投加技术：臭氧设备的选项以及臭氧投加量的精准控制是该技术的关键。普通的臭氧投加采用曝气器或射流器等，需要设计较大的投加量，但利用效率却很低，臭氧大量溢出，不仅污染环境，而且造成*浪费。
        臭氧闭环矢量控制技术根据污水流量及需求量精准投加臭氧量，使臭氧产量与需求量达到精确匹配，既达到设计处理要求，又无臭氧溢出。这个过程，都在计算机的精准控制下进行。所以，该技术不仅能精确控制处理效果，而且使臭氧用量大幅减少。从而大幅降低了设备的采购成本和使用成本。

4、OAO生化处理工艺占地面积：生物法污水处理工艺，由于其处理效果好，成本低的特点已经成为有机废水处
理的主体。但是，其仍存在一些不容忽视的缺点：耐冲击负荷能力差、易发生污泥膨胀、构筑物占地面积大、基建投资多、运行条件要求高以及日常管理复杂等。
       近几十年来。国内外学者对以上这些问题进行了不懈地探索和研究，开发了多种新工艺，使得生物法污水处理工艺朝着低投资、高效、节能的方面发展。OAO生化处理工艺，正是采用臭氧AOP技术，结合生物法污水处理工艺优点，很好的解决了传统生物法污水处理工艺占地面积大、运行条件高、管理复杂等缺点，*的提高了污水处理工程的效率。在保证相同处理效果的前提下，工程平面占地大幅缩小30---50%，高程降低30---50%。因此，工程造价大幅降低，且运转更高效，节能。

5、OAO生化处理工艺的运行管理：传统生物法污水处理工艺因为其工艺特点，处理效果极易受污水组成成分、污水温度、PH值、水力负荷、有机负荷等条件影响，所以运行管理对人员要求较高，并且实验设备、检测设备投入也较高。较高的日常运行管理成本会造成“买得起，用不起”的难题。
       OAO生化处理工艺相对简捷，一次性投入低，后期运行维护费用低。采用OAO生化处理工艺小型化污水处理工程，仅需极少人员操作的工作量。
       OAO生化处理工艺的核心设备臭氧发生器及控制设备，臭氧的生产原料为空气，单位时间用电成本低，后续投入极少。中合元核心技术的臭氧发生器，单位质量 (kg/h)的臭氧生产成本仅需10元/h。

6、OAO生化处理工艺水质目标持续可达性：水质处理目标的可达性是污水处理工程的核心目的。同时，建设者还应考虑以下因素：
科学性和合理性------寻求尽可能简洁、高效、经济、配置合理的技术途径达到既定处理目标，充分借鉴国内外*的相关工程经验。
可靠性------工艺应成熟可靠，能满足*稳定运行，系统风险性较小，故障率在可控范围内。
*性------在保证可靠的前提下，应尽量开来采用新技术、新工艺、新设备来提高效率，降低消耗。
经济性------在预算内，应重点考虑节省投资，用地面积小，节省能耗运行费用低。
可扩展性------应适当考虑未来发展对处理设施的要求，应首先考虑扩充容量成本较低，便于扩容的工艺。
中合元核心技术的OAO生化处理工艺，在以上诸多领域均做了缜密考虑，产品设计，容量扩充，工艺可靠性，运行经济性均有可靠数据可供建设者参考。

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