申请日2016.09.30
公开(公告)日2017.01.11
IPC分类号C02F9/14; C02F103/32
摘要
本发明涉及一种环保废水处理工艺，特别涉及一种淀粉类酒精废水处理系统和方法，所述方法包括预处理、一级厌氧处理、二级厌氧处理、二级好氧处理、污泥处理等步骤，发明利用CSTR、UASB厌氧反应器和SBR好氧处理系统结合对淀粉类废水进行处理，同时加强废水处理过程中废气、废渣的回收，加强了资源利用率，达到了进一步加强废水处理过程中废渣、废气的利用，在降低成本的同时，保证设备的运行效率，达到废水的达标排放的目的。
权利要求书
1.一种淀粉类酒精污水处理系统，其特征在于，包括废液贮罐(1)、离心分离机(2)、废液贮存池(3)、一级厌氧反应器(4)、斜筛(5)、一级厌氧气浮池(6)、沉淀池(7)、二级厌氧反应器(8)、二级厌氧气浮池(9)、配水池(10)、一级好氧池(11)、二级好氧池(12)、好氧气浮池(13)、砂滤池(15)、污泥贮罐(16)、压滤机(17)和压榨机(18);所述废液贮罐(1)、离心分离机(2)废液贮存池(3)、一级厌氧罐(4)和斜筛(5)依次连接;所述斜筛(5)下部安装有斜筛贮液池(14)，斜筛贮液池(14)与一级厌氧气浮池(6)、沉淀池(7)、二级厌氧罐(8)、二级厌氧气浮池(9)、配水池(10)、一级好氧池(11)、二级好氧池(12)、好氧气浮池(13)和砂滤池(15)依次连接，斜筛(5)的筛面出口设置有斜筛污泥贮存池(19)，斜筛污泥贮存池(19)与污泥贮罐(16)、压滤机(17)和压榨机(18)依次连接，所述污泥贮罐(16)底部与废液贮存池(3)相连。
2.根据权利要求1所述的一种淀粉类酒精废水处理系统，其特征在于，所述一级厌氧气浮池(6)、沉淀池(7)、二级厌氧反应器(8)、二级厌氧气浮池(9)、配水池(10)、一级好氧池(11)、二级好氧池(12)和好氧气浮池(13)底部设置有排泥管，所述排泥管分别与污泥贮罐(16)相连。
3.根据权利要求1所述的一种淀粉类酒精废水处理系统，其特征在于，所述斜筛(5)包括由上至下的上层斜筛和下层斜筛，上层斜筛的筛孔大小为50-70目，下层斜筛的筛孔大小为100-150目。
4.根据权利要求1所述的一种淀粉类酒精废水处理系统的处理方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
A、预处理：酒精加工工段产生的废水、酒糟经过废液贮罐(1)收集，用离心分离机(2)进行离心分离，清液回收到淀粉类酒精加工的粉碎工段进行拌料，废酒糟进入废液贮存池(3)进行收集;
B、一级厌氧处理：将废液贮存池(3)的有机废水进行监测调整，当废液的有机物悬浮含量达到30g/L-50g/L时，将废液用泵转入一级厌氧反应器(4)进行厌氧反应，反应时间为4d-6d，厌氧反应产生的沼气通过沼气管回收进入锅炉进行燃烧，产生的污泥通过安装在一级厌氧反应器(4)之后的斜筛(5)进行固液分离，废水和小颗粒物质通过安装在斜筛底部的斜筛贮液池(14)收集，斜筛贮液池(14)的废水及小颗粒物质进入一级厌氧气浮池(6)进行气浮处理，气浮时间为12h-24h气浮去除部分小颗粒物质后，再进入沉淀池(7)进行静置沉淀去除固体大颗粒废弃物，沉淀时间为24h-48h，斜筛分离出来的固体大颗粒物质经过斜筛污泥贮存池(19)收集后进入污泥贮罐(16)进行处理;
C、二级厌氧处理：从沉淀池(7)流出的废水进入二级厌氧反应器(8)进行厌氧反应，反应时间为1d-3d，厌氧反应产生的沼气通过沼气管回收进入锅炉进行燃烧，产生的污泥通过安装在底部的排泥管进入污泥贮罐(16)进行处理，处理的废水进一步流入配水池(10)进行调节，使废水pH值为5-7;
D、好氧处理：将调节好的废水泵入一级好氧池(11)进行好氧处理，处理时间为24h-48h，一级好氧池(11)处理之后的废水继续流入二级好氧池(12)进行好氧处理，处理时间为12h-24h，好氧处理完成后废水进入砂滤池(15)进行砂滤、沉淀，砂滤时间为24h-48h，砂滤处理后废水达标排放;在好氧处理过程中，一级好氧池(11)和二级好氧池(12)的污泥通过底部排泥管进入污泥贮罐(16)进行处理;
E、污泥处理：将污泥罐(16)中的部分污泥回流到废液贮存池(3)中与离心分离后的废酒糟进行调配，使进入一级厌氧反应器的废酒糟悬浮物浓度为30000mg/L-32000mg/L，余下的污泥通过压滤机(17)压滤、压滤后再通过压榨机(18)进行压榨，得到含水量为5%-10%的污泥，向污泥中添加含有氮元素、钾元素和磷元素的无机化合物得到相应的含氮、含钾和含磷有机肥。
5.根据权利要求4所述的一种淀粉类酒精废水处理系统的处理方法，其特征在于，所述一级厌氧反应器(4)选用CSTR厌氧反应器，反应温度为50℃-55℃，反应的pH值为6-7，COD的容积负荷为300kg/(m3·d)-500kg/(m3·d)，稳定运行50d-60d后，进料的废水悬浮物浓度可以提高到4000mg/L-4500mg/L,COD的容积负荷为800kg/(m3·d)-1200kg/(m3·d);产甲烷相颗粒污泥直径为1mm-3mm，污泥浓度为70kg/m3-150kg/m3。
6.根据权利要求4所述的一种淀粉类酒精废水处理系统的处理方法，其特征在于，所述二级厌氧反应器(8)选用UASB厌氧反应器，反应温度为45℃-50℃，反应的pH值为5-6，COD的容积负荷为10kg/(m3·d)-20kg/(m3·d);产甲烷相颗粒污泥直径为1mm-3mm，污泥浓度为40kg/m3-50kg/m3。
7.根据权利要求4所述的一种淀粉类酒精废水处理系统的处理方法，其特征在于，所述一级好氧池(11)和二级好氧池(12)都选用SBR生物接触氧化池，好氧反应的pH值为6-7，反应温度为25℃-30℃，按单位池面积曝气强度计算，一级好氧池(11)的曝气率为30m3/min-40m3/min，进料的废水悬浮物浓度为400mg/L-500mg/L，进水的BOD5为300mg/L-600mg/L;二级好氧池(12)的曝气率为10m3/min-20m3/min，进料的废水悬浮物浓度为200mg/L-300mg/L。
8.根据权利要求4所述的一种淀粉类酒精废水处理系统的处理方法，其特征在于，所述含有氮元素、钾元素和磷元素的无机化合物选用尿素、磷酸一铵和硫酸钾，其中，尿素的百分含量为5%-10%、磷酸一铵的百分含量为2%-6%、硫酸钾的百分含量为3%-7%，余量为污泥。
说明书
一种淀粉类酒精废水处理系统和方法
【技术领域】
本发明涉及废水处理技术领域，特别涉及一种淀粉类酒精废水处理系统和方法。
【背景技术】
随着国家对水资源管理及其环保要求的日益重视，全社会环保意识的提高，淀粉类酒精企业生产污水处理的重要性越来越突出。企业废水排放的要求越来越严格，企业不达标排放废水由交罚款了事变为必须停产整改，企业将为污染事故付出的代价越来越高，为保证淀粉类深加工生产企业可持续发展，必须解决污水处理问题。必对环境造成严重的污染。近年来，国家对严重污染环境的酒精废糟液的治理越来越重视。淀粉类酒精废水的生物处理技术也越来越成熟，越来越多的淀粉类加工企业不断开拓创新，引进新的淀粉类废水处理技术进行改进，但是利用生物处理法处理淀粉类废水费用高、占地面积大，虽然有很好的处理效果，但是大部分企业在建设的时候仍然话费高，有的企业为了节约成本，甚至有偷排的现象，例如中国专利CN 105174601 A公开了一种淀粉类酒精废水的生物处理工艺，该技术淀粉类废水经过滤、调节、一次厌氧处理、筛分、二次厌氧处理再经过氧化膜生物反应器进行脱氮处理及泥水分离;分离后的废水进入好氧池进行好氧处理;出水通过纳滤装置进行深度处理，或加入净水剂和粉末活性炭通过降流式连续固定床进行处理得到达标废水，利用该方法能很好的将淀粉类废水处理达标，但是该方法，设备复杂，费用高，在工业企业的应用上仍然有很大的弊端，因此，在淀粉类酒精废液处理过程中，有必要解决以下几个问题(1)通过合理改进，进一步加强废水处理过程中废渣、废气的利用;(2)在降低成本的同时，保证设备的运行效率，达到废水的达标排放。
【发明内容】
鉴于上述内容，有必要提供一种淀粉类酒精废水处理系统和方法，进一步加强废水处理过程中废渣、废气的利用，在降低成本的同时，保证设备的运行效率，达到废水的达标排放的目的。
为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种淀粉类酒精废水处理系统，包括废液贮罐、离心分离机、废液贮存池、一级厌氧反应器、斜筛、一级厌氧气浮池、沉淀池、二级厌氧反应器、二级厌氧气浮池、配水池、一级好氧池、二级好氧池、好氧气浮池、砂滤池、污泥贮罐、压滤机和压榨机;所述废液贮罐、离心分离机废液贮存池、一级厌氧罐和斜筛依次连接;所述斜筛下部安装有斜筛贮液池，斜筛贮液池与一级厌氧气浮池、沉淀池、二级厌氧罐、二级厌氧气浮池、配水池、一级好氧池、二级好氧池、好氧气浮池和砂滤池依次连接，斜筛的筛面出口设置有斜筛污泥贮存池，斜筛污泥贮存池与污泥贮罐、压滤机和压榨机依次连接，所述污泥贮罐底部与废液贮存池相连。
进一步的，所述一级厌氧气浮池、沉淀池、二级厌氧反应器、二级厌氧气浮池、配水池、一级好氧池、二级好氧池和好氧气浮池底部设置有排泥管，所述排泥管分别与污泥贮罐相连。
进一步的，所述斜筛包括由上至下的上层斜筛和下层斜筛，上层斜筛的筛孔大小为50-70目，下层斜筛的筛孔大小为100-150目。
进一步的，所述方法包括如下步骤：
A、预处理：酒精加工工段产生的废水、酒糟经过废液贮罐收集，用离心分离机进行离心分离，清液回收到淀粉类酒精加工的粉碎工段进行拌料，废酒糟进入废液贮存池进行收集;
B、一级厌氧处理：将废液贮存池的有机废水进行监测调整，当废液的有机物悬浮含量达到30g/L-50g/L时，将废液用泵转入一级厌氧反应器进行厌氧反应，反应时间为4d-6d，厌氧反应产生的沼气通过沼气管回收进入锅炉进行燃烧，产生的污泥通过安装在一级厌氧反应器之后的斜筛进行固液分离，废水和小颗粒物质通过安装在斜筛底部的斜筛贮液池收集，斜筛贮液池的废水及小颗粒物质进入一级厌氧气浮池进行气浮处理，气浮时间为12h-24h气浮去除部分小颗粒物质后，再进入沉淀池进行静置沉淀去除固体大颗粒废弃物，沉淀时间为24h-48h，斜筛分离出来的固体大颗粒物质经过斜筛污泥贮存池收集后进入污泥贮罐进行处理;
C、二级厌氧处理：从沉淀池流出的废水进入二级厌氧反应器进行厌氧反应，反应时间为1d-3d，厌氧反应产生的沼气通过沼气管回收进入锅炉进行燃烧，产生的污泥通过安装在底部的排泥管进入污泥贮罐进行处理，处理的废水进一步流入配水池进行调节，使废水pH值为5-7;
D、好氧处理：将调节好的废水泵入一级好氧池进行好氧处理，处理时间为24h-48h，一级好氧池处理之后的废水继续流入二级好氧池进行好氧处理，处理时间为12h-24h，好氧处理完成后废水进入砂滤池进行砂滤、沉淀，砂滤时间为24h-48h，砂滤处理后废水达标排放;在好氧处理过程中，一级好氧池和二级好氧池的污泥通过底部排泥管进入污泥贮罐进行处理;
E、污泥处理：将污泥罐中的部分污泥回流到废液贮存池中与离心分离后的废酒糟进行调配，使进入一级厌氧反应器的废酒糟悬浮物浓度为30000mg/L-32000mg/L，余下的污泥通过压滤机压滤、压滤后再通过压榨机进行压榨，得到含水量为5%-10%的污泥，向污泥中添加含有氮元素、钾元素和磷元素的无机化合物得到相应的含氮、含钾和含磷有机肥。
进一步的，所述一级厌氧反应器选用CSTR厌氧反应器，反应温度为50℃-55℃，反应的pH值为6-7，COD的容积负荷为300kg/(m3·d)-500kg/(m3·d)，稳定运行50d-60d后，进料的废水悬浮物浓度可以提高到4000mg/L-4500mg/L,COD的容积负荷为800kg/(m3·d)-1200kg/(m3·d);产甲烷相颗粒污泥直径为1mm-3mm，污泥浓度为70kg/m3-150kg/m3。
进一步的，所述二级厌氧反应器选用UASB厌氧反应器，反应温度为45℃-50℃，反应的pH值为5-6，COD的容积负荷为10kg/(m3·d)-20kg/(m3·d);产甲烷相颗粒污泥直径为1mm-3mm，污泥浓度为40kg/m3-50kg/m3。
进一步的，所述一级好氧池和二级好氧池都选用SBR生物接触氧化池，好氧反应的pH值为6-7，反应温度为25℃-30℃，按单位池面积曝气强度计算，一级好氧池的曝气率为30m3/min-40m3/min，进料的废水悬浮物浓度为400mg/L-500mg/L，进水的BOD5为300mg/L-600mg/L;二级好氧池的曝气率为10m3/min-20m3/min，进料的废水悬浮物浓度为200mg/L-300mg/L。
进一步的，所述含有氮元素、钾元素和磷元素的无机化合物选用尿素、磷酸一铵和硫酸钾，其中，尿素的百分含量为5%-10%、磷酸一铵的百分含量为2%-6%、硫酸钾的百分含量为3%-7%，余量为污泥。
本发明具有如下有益效果：
1、本发明利用微生物的新陈代谢作用分解高浓度有机废水中的有机物，厌氧条件下，多种微生物的共同作用，使有机物分解产生甲烷和二氧化碳，先使用气液一体化完全混合厌氧反应器(CSTR)对酒精废水进行厌氧处理，提高了废水的可生化性，为后续的好氧反应减轻工作压力，发明的CSTR厌氧反应器是一种全渣厌氧反应器，反应器中有搅拌设备，能提高物料的均匀分布，避免造成分层，增加了物料和微生物接触的机会，而且，内循环浮渣破碎搅拌系统，使得液面上的有机悬浮物循环到反应器的下部，逐渐完全反应，避免了反应器液面上的“结盖现象”利用产生沼气发电余热对反应器外部的保温加热系统进行保温，大大提高了产气率和投资利用率，设备在稳定运行后污泥的COD负荷率高，能更好的处理酒精废液，而且发明人在进料前通过回流污泥的方法提前对酒精废水进行预处理，达到了活化菌种、提高活性污泥浓度，缩短CSTR反应器的污泥微生物进入对数期的时间;酒精废水经过一级厌氧处理，虽然COD去除了90%左右，但废水中的COD还很高，如果直接送去好氧池处理的话，会增加好氧池的运行负荷，废水处理耗电量也会增大，因而本发明的酒精废水采用二次厌氧处理，二级厌氧反应器使用上流式厌氧污泥床(UASB)，UASB反应器内污泥浓度高，水力停留时间短，无混合搅拌设备，靠发酵过程中产生的沼气的上升运动，使污泥床上部的污泥处于悬浮状态，对下部的污泥层也有一定程度的搅动，污泥床不填载体，节省造价及避免因填料发生堵塞问题，酒精废水虽然经过厌氧处理，出水的B/C会降低，出水可生化性较原污水差。采用一般的好氧生物处理方法(活性污泥法和生物膜法)，处理厌氧出水，其去除率约只有60%，而处理同等浓度的原有污水，CODcr可达到80%。尽管采用生物膜法处理效果可能会好一些，但难以适应BOD5大于250mg/L的来水。发明利用SBR生物接触氧化法进行废水的好氧处理，生物接触氧化法为首选的好氧工艺，生物接触氧化法工艺，是对传统的好氧活性污泥法工艺的改进，反应装置内布置的生物填料，为生物载体，微生物依附填料载体而生长，形成固定化生物系统，增大了微生物与废水接触的比表面积，去除废物效率高。SBR反应器是集曝气、沉淀于一池的设备，不需设置二沉池及污泥回流设备，利用该设备处理构筑物很少，大大节约了处理构筑物的占地面积由于其间歇进水，时间长短、水量多少均可调节，因此对水量水质的变化具有较强的适应性，不需另设调节池，是本工艺中占地最省的工艺之一。
2、本发明还对废水厌氧过程产生的沼气、废水系统运行中产生的活性污泥、酒精生产废醪液的清液进行回收利用，进一步加大了资源的回收利用率。