申请日2017.03.17
公开(公告)日2017.06.27
IPC分类号C02F9/14; C02F103/32
摘要
本发明提供一种木薯酒精废水的生化物化组合处理方法,该方法采用高效厌氧反应器+A2/O MBR膜生物反应器工艺来进行处理，包括以下步骤：首先将酒精废水首先通过进水格栅和沉砂池，除去木薯酒精废水中的木薯渣和泥沙。然后的木薯酒精废水进入到高效厌氧反应器得到污泥浓度为600～800mg/L的悬浮污泥层，经絮凝沉淀使出水CODcr范围在2000～3000mg/L。进入到A2/O MBR膜生物反应器生物脱氮除磷，达到出水CODcr范围需控制在300～400mg/L。投加复合高铁和聚丙烯酰胺来进行物化处理，使出水水质达标排放，其中出水CODcr小于100mg/L。有益效果是本方法处理成本低，处理效果良好，出水CODcr小于100mg/L。不设污泥回流设备，管理方便。
权利要求书
1.一种木薯酒精废水的生化物化组合处理方法,所述废水来源于以木薯为原料的酒精制造厂，由于木薯酒精废水中木薯渣的特殊性以及含有大量较难去除的木质素，该方法采用高效厌氧反应器+A2/O MBR膜生物反应器工艺来进行处理，该处理方法采用设备包括有依次相连的进水格栅、沉砂池、高效厌氧反应器、A2/O MBR膜生物反应器、混凝沉淀池，所述高效厌氧反应器从下到上依次分为混合区、反应区和清水区三个功能区，高效厌氧反应器内包括有气柜气室和三相分离器;所述A2/O MBR膜生物反应器中包括膜组件、膜池，膜组件为多层上下层平板膜模块竖向镶嵌而成，上层平板膜模块与下层平板膜模块垂直叠放，上层平板膜模块中的膜片与下层平板膜模块中的膜片一一对接，上下层平板膜膜片之间形成气液的垂直通道，上下层平板膜区域内设有中间挡板，对应两个进水管的上方形成两个对应区域，每层平板膜模块都设有将膜片出水导出的导流管，每层平板膜模块的导流管均汇入到与导流管连接的导流总管，导流总管出水通过出水阀以及管道连通液位控制器，液位控制器控制出水液位，A2/O MBR膜生物反应器出水管与混凝沉淀池连接;
其特征是：该处理方法的工艺包括以下步骤：
步骤一：所述酒精废水首先通过进水格栅和沉砂池，除去木薯酒精废水中的木薯渣和泥沙;
步骤二：经步骤一之后的木薯酒精废水进入到高效厌氧反应器，由于混合区中存留大量厌氧污泥，具有良好凝聚和沉淀性能的污泥在高效厌氧反应器的厌氧污泥床底部形成厌氧活性污泥层，要处理的木薯酒精废水从高效厌氧反应器的厌氧污泥床底部流入与混合区的厌氧活性污泥层进行混合接触，污泥中的微生物分解木薯酒精废水中的有机物，在反应区污泥中微生物分解有机物，在反应区上部，由于沼气的搅动，形成一个污泥浓度较小的悬浮污泥层，经三相分离器分离后的液体进入到清水区;在高效厌氧反应器的反应区微生物通过水解、酸化及产甲烷三个阶段把木薯酒精中的有机物转化为沼气，在厌氧污泥床上部由于沼气的搅动形成一个污泥浓度为600～800mg/L的悬浮污泥层，悬浮污泥层中的污泥和水一起上升进入高效厌氧反应器的三相分离器中，沼气碰到三相分离器下部的反射板时，折向到反射板的四周，然后穿过清水区进入高效厌氧反应器的气柜气室，集中在气柜气室里的沼气通过气柜连接导管导出，剩下固液混合液经过沼气搅拌进入三相分离器的沉淀区，高效厌氧反应器中的污泥发生絮凝的厌氧污泥，厌氧污泥颗粒逐渐增大，并在重力作用下沉降，沉淀至三相分离器的斜壁上，沉淀至三相分离器的斜壁上的厌氧污泥沿着斜壁滑回高效厌氧反应器的混合区内，与厌氧污泥分离后处理的出水从三相分离器的沉淀区溢流堰上部溢出到清水区，然后排出高效厌氧反应器，经过高效厌氧反应器出水CODcr范围在2000～3000mg/L;
步骤三：高效厌氧反应器出水进入到A2/O MBR膜生物反应器，进行生物脱氮除磷，A2/OMBR膜生物反应器出水CODcr范围需控制在300～400mg/L;
步骤四：A2/O MBR膜生物反应器出水，进入混凝沉淀池通过投加复合高铁和聚丙烯酰胺来进行物化处理，使出水水质达标排放，其中出水CODcr小于100mg/L。
2.根据权利要求1所述木薯酒精废水的生化物化组合处理方法，其特征是：所述步骤三中，经过A2/O MBR膜生物反应器出水CODcr范围控制在300～400mg/L才能够进行下一步骤。
3.根据权利要求1所述木薯酒精废水的生化物化组合处理方法，其特征是：所述步骤四中投加的复合高铁和聚丙烯酰胺以利絮凝，所述复合高铁配比浓度为10%，投加量为2‰，聚丙烯酰胺的配比浓度为1.5‰，投加量为1.5‰，出水CODcr小于100mg/L。
说明书
木薯酒精废水的生化物化组合处理工艺
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，尤其是一种木薯酒精废水的生化物化组合处理工艺。
背景技术
木薯酒精即用木薯为主要原料所制的食用酒精。在中国，食用酒精生产主要依靠玉米、木薯和糖蜜等原料，其中玉米仍是中国主要的食用酒精生产原料。但是这几年玉米价格持续高涨，涨幅已超出木薯价格变化，所以玉米酒精相对于木薯酒精在成本方面的优势已经丧失。木薯制食用酒精成本在三大原料酒精中最低，而原料价格的下跌，为木薯制食用酒精生产打开了可观的盈利空间。
中国从九十年代开始使用木薯生产酒精，这几年木薯酒精已成为“主流”，但产生的废液主要借鉴玉米、小麦等酒精废液的处理技术。十多年来，木薯酒精废液处理取得了不少成绩，也走了不少的弯路。由于木薯酒精废液中木薯渣的特殊性，国内对于木薯酒精废液的处理投资大，成功率低，总体来说，处理效果并不理想。
木薯酒精废水含砂量大，会出现在后续的水处理构筑物中沉积，减小有效容积，降低构筑物的可利用容积;降低构筑物的可利用容积;木薯渣沉降速度快，木薯渣进入水处理构筑物内，会很快沉积在构筑物底部，靠单纯的排泥和提高上流速度来排除构筑物内木薯渣，肯定会遇到重大问题，同时木薯渣较难生物降解。
木薯酒精废水的CODcr高达2-3万mg/L，包括悬浮固体、溶解性CODcr和胶体，有机物占93%-94%，无机物占6%-7%，有机物的成分是碳水化合物，其次是含氮化合物，生物菌和未分解出去的产品。其中含有的大量木质素很难去除。
酒精废水中粗纤维，如木薯皮、根茎等，成为废水中不溶性的CODcr，此部分不溶性的CODcr去除很困难。
发明内容
针对现有技术中结构上的不足，本发明的目的是提供一种木薯酒精废水的生化物化组合处理工艺，用来处理现有技术中对木薯酒精中木质素去除难的问题进行解决，通过采用本工艺一种木薯酒精废水的生化物化组合处理工艺，尤其是经MBR膜生物反应器生化反应之后出水，经投加一定配比浓度一定量的复合高铁和聚丙烯酰胺通过物化组合反应来降低酒精废水中的CODcr,主要来提高木质素的去除率，效果良好，出水CODcr小于100mg/L，工艺流程简单，便于操作，降低处理成本。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是提供一种木薯酒精废水的生化物化组合处理方法,所述废水来源于以木薯为原料的酒精制造厂，由于木薯酒精废水中木薯渣的特殊性以及含有大量较难去除的木质素，该方法采用高效厌氧反应器+A2/O MBR膜生物反应器工艺来进行处理，该处理方法采用设备包括有依次相连的进水格栅、沉砂池、高效厌氧反应器、A2/O MBR膜生物反应器、混凝沉淀池，所述高效厌氧反应器从下到上依次分为混合区、反应区和清水区三个功能区，高效厌氧反应器内包括有气柜气室和三相分离器;所述A2/O MBR膜生物反应器中包括膜组件、膜池，膜组件为多层上下层平板膜模块竖向镶嵌而成，上层平板膜模块与下层平板膜模块垂直叠放，上层平板膜模块中的膜片与下层平板膜模块中的膜片一一对接，上下层平板膜膜片之间形成气液的垂直通道，上下层平板膜区域内设有中间挡板，对应两个进水管的上方形成两个对应区域，每层平板膜模块都设有将膜片出水导出的导流管，每层平板膜模块的导流管均汇入到与导流管连接的导流总管，导流总管出水通过出水阀以及管道连通液位控制器，液位控制器控制出水液位，A2/O MBR膜生物反应器出水管与混凝沉淀池连接。
其中该处理方法的工艺包括以下步骤：
步骤一：所述酒精废水首先通过进水格栅和沉砂池，除去木薯酒精废水中的木薯渣和泥沙。
步骤二：经步骤一之后的木薯酒精废水进入到高效厌氧反应器，由于混合区中存留大量厌氧污泥，具有良好凝聚和沉淀性能的污泥在高效厌氧反应器的厌氧污泥床底部形成厌氧活性污泥层，要处理的木薯酒精废水从高效厌氧反应器的厌氧污泥床底部流入与混合区的厌氧活性污泥层进行混合接触，污泥中的微生物分解木薯酒精废水中的有机物，在反应区污泥中微生物分解有机物，在反应区上部，由于沼气的搅动，形成一个污泥浓度较小的悬浮污泥层，经三相分离器分离后的液体进入到清水区;在高效厌氧反应器的反应区微生物通过水解、酸化及产甲烷三个阶段把木薯酒精中的有机物转化为沼气，在厌氧污泥床上部由于沼气的搅动形成一个污泥浓度为600～800mg/L的悬浮污泥层，悬浮污泥层中的污泥和水一起上升进入高效厌氧反应器的三相分离器中，沼气碰到三相分离器下部的反射板时，折向到反射板的四周，然后穿过清水区进入高效厌氧反应器的气柜气室，集中在气柜气室里的沼气通过气柜连接导管导出，剩下固液混合液经过沼气搅拌进入三相分离器的沉淀区，高效厌氧反应器中的污泥发生絮凝的厌氧污泥，厌氧污泥颗粒逐渐增大，并在重力作用下沉降，沉淀至三相分离器的斜壁上，沉淀至三相分离器的斜壁上的厌氧污泥沿着斜壁滑回高效厌氧反应器的混合区内，与厌氧污泥分离后处理的出水从三相分离器的沉淀区溢流堰上部溢出到清水区，然后排出高效厌氧反应器，经过高效厌氧反应器出水CODcr范围在2000～3000mg/L。
步骤三：高效厌氧反应器出水进入到A2/O MBR膜生物反应器，进行生物脱氮除磷，A2/O MBR膜生物反应器出水CODcr范围需控制在300～400mg/L;
步骤四：A2/O MBR膜生物反应器出水，进入混凝沉淀池通过投加复合高铁和聚丙烯酰胺来进行物化处理，使出水水质达标排放，其中出水CODcr小于100mg/L。
本发明的效果是：
(1)本方法主要采用了高效厌氧反应器—A2/O膜生物反应器—混凝沉淀组合处理工艺，处理效果良好，出水CODcr小于100mg/L。
(2)该工艺采用高效厌氧反应器，适用于高浓度有机废水，进水BOD最高浓度可达数万mg/L,厌氧生物处理过程能耗低;有机容积负荷高，一般为5～10kg CODcr/m3·d，最高的可达30～50kgCODcr/m3·d;剩余污泥量少;厌氧菌对营养需求低、耐毒性强、可降解的有机物分子量高;耐冲击负荷能力强;产出的沼气是一种清洁能源，污泥床中不填载体，价格低并且可以避免因填料产生堵塞问题，高效厌氧反应器内设三相分离器，通常不设沉淀池，被沉淀区分离出来的污泥重新回到污泥床反应区内，通常可以不设污泥回流设备，管理方便。
(3)通过在传统活性污泥法的基础上，利用膜的分离特性，对微生物进行有效截留、保证污泥的高浓度、实现污泥菌种的生物多样性以及HRT与SRT的分离，利于降解多种有机物包括大分子难降解有机物，确保各类污染物在低负荷的条件下得以高效去除。该方法强化了微生物去除污染物的能力，处理效果良好，出水水质优良。同时，利用A2/O MBR膜生物反应器工艺长泥龄、高污泥浓度的优点形成优势菌群，强化生物处理效果。
(4)A2/O MBR膜生物反应器出水，通过加入配比浓度为10%复合高铁和1.5‰聚丙烯酰胺来进行物化组合处理，从而降低酒精废水中的木质素的含量，从而达到去除CODcr的效果，采用该方法不仅能大大提高木质素的去除率，并且方法简单，处理成本低且处理效果良好。