申请日2010.12.27
公开(公告)日2011.07.06
IPC分类号C02F9/14; C02F11/12; C02F1/28; F02B43/10; F02G5/02; C05F7/00
摘要
本发明公开了一种以小麦等谷物为主要原料的燃料乙醇高浓度废水处理方法，采用一级厌氧和两级好氧处理，厌氧采用中温发酵UASB反应罐，厌氧出水经消能罐降低出水势能并沉淀部分厌氧污泥后进入预曝气池，预曝气池出水经沉淀池后进入到SBR池中，经曝气和沉淀后出水达标排放。厌氧发酵罐生成的沼气作为可再生能源进入沼气柜，进行沼气发电，产生的电能除满足污水处理用电需求外，剩余电能供给燃料乙醇生产。沼气生产和污水处理过程中生成的剩余污泥经过污泥脱水机房浓缩分离后，用沼气发电的高温尾气进行烘干制得有机肥。本污水处理方法具有运行费用低、处理效率高，整个污水处理系统零能源供给，产生的电能略有剩余，运行过程中厌氧出水不易产生结垢堵塞，真正实现环境和能源双赢的目标。
权利要求书 [支持框选翻译]
1.以小麦等谷物为主要原料的燃料乙醇高浓度废水处理方法，特征在于按下述工艺步骤实现的：
1)、以小麦等谷物为主要原料的燃料乙醇高浓度废水经过格栅和平流沉淀池预处理后，进入调节池，调节进水PH满足USAB反应罐的进水和生态环境要求;
2)、然后采用中温发酵UASB反应罐进行厌氧发酵产生沼气，PH为6～8.5，厌氧进水COD控制4500～5500mg/L，发酵温度37℃～42℃，容积负荷控制在5～7KgCOD/m3，沼气进入沼气柜用作沼气发电，沼气发电产生的高温尾气用于污泥烘干;
3)、厌氧出水先经过消能罐后再通过敞口的水槽进入到预曝气池中，DO控制在0.5～2.0mg/L，SV30min控制在20～30%，出水进入到沉淀池沉淀2.5～4.5小时后进入到SBR池中，SBR池MLSS控制在2000mg/L～8000mg/L，经曝气和沉淀后达标排放;
4)、沼气生产和污水处理过程中生成的剩余污泥经过污泥脱水机房浓缩分离后，用沼气发电产生的高温尾气烘干制得有机肥。
2.根据权利要求1所述以小麦等谷物为主要原料的燃料乙醇高浓度废水处理方法，其特征在于：厌氧出水先进入到预曝气池和沉淀池，沉淀出水再进入到SBR池中。
说明书 [支持框选翻译]
以小麦等谷物为主要原料的燃料乙醇高浓度废水处理方法
技术领域
本发明属于污水处理技术领域，具体涉及一种以小麦等谷物为主要原料的燃料乙醇高浓度废水处理方法。
将陈化粮(小麦等谷物)进行生物发酵，生产出的燃料乙醇作为生物能源，并将生产过程中的副产品进行精加工，制成DDGS饲料、谷朊粉和沼气，真正做到可持续发展和全面综合利用，这种工艺适合以小麦等谷物为主要原料进行发酵工业废水的处理。
背景技术
随着化石燃料开采量的进一步扩大，可供利用的石油、天然气、煤炭等矿藏将越来越少，能源危机已经成为制约每个国家经济发展和人民生活水平的一个关键因素。
以陈化粮小麦等谷物为原料生产燃料乙醇，首先将小麦制粉后分离出其中的谷朊粉，再将粉浆进行发酵生产燃料乙醇。发酵醪液经过蒸馏后生成的酒糟，经固液分离后，湿糟进行滚筒烘干，清液进行加热浓缩。由于清液中可溶性蛋白质含量很高，清液经加热浓缩后再加入到固体酒糟中烘干，所制成的饲料蛋白含量高、价值高。酒糟的这类处理方法称为DDGS工艺，特点是投资少，能耗高，消耗较多的化石燃料，有一定的经济效益。在清液浓缩蒸发过程中，冷凝水和其它一些冲洗罐水及冷却水混合后，COD约在4500mg/L左右，该废水进入到污水处理中心进行厌氧和两级好氧处理。由于小麦等谷物中含有一定的植酸盐，在厌氧环境下会和Mg2+和NH4+-N生成结晶盐，也就是常说的鸟粪石，从而在管道中结垢并堵塞管道，增加维修费用，影响正常污水处理，难以使出水达到《综合污水排放标准》(GB8978-1996)中的酒精行业排放的一级排放标准，并且产生的污泥和沼气也得不到有效利用，故现有工艺已满足不了国家提倡的循环可持续经济发展的要求。
发明内容
为解决现有技术存在的上述技术问题，本发明的目的在于提供一种以小麦等谷物为主要原料的燃料乙醇高浓度废水处理方法。废水实现达标排放，产生的沼气进行沼气发电，沼气发电产生的高温尾气将污泥烘干作为有机肥，具有运行费用低、处理效率高，整个污水处理系统零能源供给，产生的电能略有剩余，运行过程中厌氧出水不易结垢堵塞。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：以小麦等谷物为主要原料的燃料乙醇高浓度废水处理方法，特征在于按下述工艺步骤实现的：
1、以小麦等谷物为主要原料的燃料乙醇高浓度废水经过格栅和平流沉淀池预处理后，进入调节池，调节进水PH满足USAB反应罐的进水和生态环境要求;
2、然后采用中温发酵UASB反应罐进行厌氧发酵产生沼气，PH为6～8.5，厌氧进水COD控制4500～5500mg/L，发酵温度37℃～42℃，容积负荷控制在5～7KgCOD/m3，沼气进入沼气柜用作沼气发电，沼气发电产生的高温尾气用于污泥烘干。
3、厌氧出水先经过消能罐后再通过敞口的水槽进入到预曝气池中，DO控制在0.5～2.0mg/L，SV30min控制在20～30%，出水进入到沉淀池沉淀2.5～4.5小时后进入到SBR池中，SBR池MLSS控制在2000mg/L～8000mg/L，经曝气和沉淀后达标排放;
4、沼气生产和污水处理过程中生成的剩余污泥经过污泥脱水机房浓缩分离后，用沼气发电产生的高温尾气烘干制得有机肥。
厌氧出水先进入到预曝气池和沉淀池，沉淀出水再进入到SBR池中。
采用上述技术方案的有益效果：以小麦等谷物为主要原料的燃料乙醇高浓度废水经过格栅和平流沉淀池预处理后，进入调节池，然后采用中温发酵UASB反应罐进行厌氧发酵，厌氧出水经消能罐进入预曝气池，预曝气池出水经沉淀池沉淀后再进入到SBR池中，经处理后达标排放。厌氧出水经过预曝气并经过沉淀池再进入到SBR池过程中，厌氧出水带出的部分厌氧污泥在曝气条件下改变生态环境，抑制厌氧污泥在厌氧条件下生成沼气，提高厌氧污泥在沉淀池中的沉淀效率，降低SBR池的进水COD负荷。同时厌氧出水污泥在预曝气池中是缺氧状态，进入到沉淀池后是厌氧状态，经过SBR池的曝气后，刚好形成了倒置A2/O工艺，能够实现脱氮除磷。而SBR池中进水——曝气——沉淀——排水的工艺过程中，污水中的氨氮可以通过微生物的硝化/反硝化过程而得到有效去除，大大提高了氨氮的去除效果。消能罐可以降低厌氧出水的势能，沉淀厌氧出水带出的部分污泥并减少水流冲击造成的泡沫。消能罐出水通过敞口的不锈钢水槽进入到预曝气池中。由于小麦等谷物中含有大量的植酸盐，在厌氧的情况下植酸水解释放出磷酸根离子，与钙、镁离子、NH4+结合会生成大量的鸟粪石，在管道中逐步沉积，最终严重地堵塞管道。而敞口式水槽便于对槽内进行清理，不易堵塞，保证了整个工艺能够连续安全运行。本发明方法采用厌氧+两级好氧生化处理工艺，经物理、生物等处理工艺处理后的外排水可以满足《污水综合排放标准》(GB8978-1996)的一级排放标准要求。厌氧发酵+两级好氧处理高浓度有机废水不仅能够实现出水达标排放，还能在去除COD的过程中生成沼气，进行沼气发电。在沼气发电正常运行情况下产生的电能不但可以保障污水处理的用电需求，使整个污水处理系统零能源供给，还有多余电能供燃料乙醇生产使用。这种工艺投资节省、运营费用低，出水能够达标排放，产生的沼气进行沼气发电，沼气发电产生的高温尾气将污泥烘干作为有机肥，改变污水处理只有投入没有产出的状况，具有运行费用低、处理效率高，整个污水处理系统零能源供给，产生的电能略有剩余，运行过程中厌氧出水不易产生结垢堵塞，真正实现环境和能源双赢的目标。