申请日2020.03.27
公开(公告)日2020.07.14
IPC分类号C02F9/14; C02F11/125; C02F101/16; C02F101/30
摘要
本发明公开了一种处理咖啡初加工废水的方法。采用超细滤网、调节池、叠螺式除果胶机、厌氧反应、气浮系统、水解酸化、AO生化反应与臭氧强氧化深度处理相结合的方法，其中叠螺式除果胶机通过投加两种药剂使果胶絮凝后经过叠螺式压滤机进行果胶与水分离，果胶通过堆肥后回用咖啡地，清水进入下一个工序继续处理，经过此工艺流程，废水的有机物含量和粘度很低，达到了《污水综合排放标准》GB8978‑1996一级排放标准，实现达标排放。该工艺具有能耗低，工艺操作简单，同时不会引起二次污染等优点。
权利要求书
1.一种处理咖啡初加工废水的方法，其特征在于采用超细滤网除渣、调节池调节水量与水质、叠螺式除果胶机去除果胶、厌氧反应、气浮系统、水解酸化、AO生化反应与臭氧强氧化深度处理相结合的方法，具体步骤如下：
步骤1、除渣和调节水量与水质
咖啡初加工产生的脱皮废水、发酵废水和清洗废水通过超细滤网除渣后流入调节池使三种废水混合均匀;
步骤2、除果胶
废水经调节池提升流入叠螺式除果胶机，先加入铝盐或铁盐絮凝剂，再加入阳离子絮凝剂药剂，铝盐投加量与废水比例为300-500mg/L，阳离子絮凝剂投加量与废水比例为20-30mg/L，充分反应后流入叠螺式除果胶进行果胶与水分离，去除部分果胶、CODcr并降低色度，果胶通过堆肥后回用咖啡地，清水流入下一个工序进行厌氧反应继续处理;
步骤3、厌氧反应
经叠螺式除果胶机的废水流入厌氧池内，采用厌氧菌的作用，使有机物发生水解、酸化和甲烷化，去除废水中的有机物，并提高污水的可生化性，有利于后续的好氧处理;当厌氧池pH值低于5.5时，向厌氧池中投加碱来调节PH值5.5—6.5;
步骤4、气浮系统进一步去除胶体物质
经厌氧池的废水流入到气浮系统内，采用气浮的方法对轻浮絮体、絮凝的胶体物质有效的去除，进一步去除果胶和难降解的CODcr;气浮过程产生的污泥进入污泥浓缩池;
步骤5、水解酸化和AO生化系统
经气浮系统的废水流入到水解酸化和AO生化系统内，采用水解酸化提高废水的可生化性;再经过AO生化系统进一步去除有机物和氨氮;
步骤6、臭氧强化深度处理
经过步骤5处理的废水流入到臭氧反应池，向反应池通入臭氧，臭氧的通入量与废水的比为100-200mg/L，利用臭氧的强氧化性降解生化难降解的多缩半乳糖醛酸甲酯、半乳糖醛酸等;
步骤7、污泥脱水
气浮系统和AO生化系统产生的污泥先进入污泥浓缩池，浓缩后的污泥经叠螺式除果胶机进行泥水分离，水流入厌氧池，污泥通过堆肥后回用咖啡地。
2.如权利要求1所述的处理咖啡初加工废水的方法，其特征在于首次启动厌氧反应、水解酸化和AO生化系统时需向池中投加污水处理厂剩余污泥来驯化为咖啡废水适应的厌氧菌，污泥投入量与待处理废水的比为3-5g/L。
说明书
一种处理咖啡初加工废水的方法
技术领域：
本发明涉及一种工业废水的方法，尤其是咖啡初加工废水的处理方法。
背景技术：
据调查，目前云南咖啡植区咖啡鲜果加工一般采用脱皮脱胶一次完成的半湿法加工工艺，一般每加工1吨鲜果耗水1-2 吨，平均1.5吨左右;此外，也有少部分加工企业仍采用全湿法加工工艺，采用此加工工艺一般每加工1吨咖啡鲜果需耗水5-10吨，平均7吨左右;还有极少部分采用干法加工工艺或蜜处理加工工艺的，则耗水量极少或基本不耗水。
咖啡鲜果初加工废水排放量大、成分复杂，废水中含有果皮、果肉、糖类、果胶等，CODcr等污染物浓度高，发酵废水CODcr浓度高达50000mg/L，综合废水平均达5000-16000mg/L;BOD最高达3500mg/L，综合废水平均达1300-3500mg/L ;废水水质 BOD/CODcr >0.21，废水可生化性较差;pH基本偏酸性;特别是废水中含有果胶800-4000mg/L。果胶别名是可溶性果胶，其组分是多缩半乳糖醛酸甲酯和半乳糖醛酸，相对分子质量为5.0-15.0万，相对密度约为0.7，无固定熔点，能溶于水，不溶于乙醇和其他有机溶剂;水溶液呈酸性，溶于20倍的水成粘稠状液体。果胶具有很高的粘性，在废水输送过程中会堵塞管道，所以果胶的处理是咖啡初加工废水处理的瓶颈。
咖啡初加工废水的处理方法很少，传统的方法采用三级沉淀加石灰中和工艺处理加工废水，该方法仅有酸碱中和和沉淀的功能，很难达到《污水综合排放标准》GB8978-1996二级排放标准;部分咖啡厂采取加碱调pH+混凝沉淀+AO工艺，但是果胶密度较小，大量的果胶絮体悬浮或漂浮在水面上很难沉淀去除，而且直接调整pH需要投加大量的碱，成本很高。同时由于咖啡鲜果初加工技术比较成熟、方法简单，大部分咖农都能在自家建造咖啡鲜果初加工系统，但没钱建设废水处理系统，所以导致很多废水未处理直接排放。因此及需开发一种更加有效的、低投资、低运营成本的处理咖啡初加工废水技术，具有非常重要的意义。采用物化与生化技术相结合的方法处理该废水有很好的效果，其方法具有能耗低，工艺操作简单，同时不会引起二次污染等优点。
发明内容：
本发明的目的在于克服已有技术去除咖啡初加工废水中杂质效率低，成本高的缺点，提供一种流程简单、稳定和高效的适合咖啡初加工废水处理的方法，实现废水的达标排放。
本发明公开了一种处理咖啡初加工废水的方法，其特征在于采用超细滤网除渣、调节池调节水量与水质、叠螺式除果胶机去除果胶、厌氧反应、气浮系统、水解酸化、AO生化反应与臭氧强氧化深度处理相结合的方法，具体步骤如下：
步骤1、除渣和调节水量与水质
咖啡初加工产生的脱皮废水、发酵废水和清洗废水通过超细滤网除渣后流入调节池使三种废水混合均匀。
步骤2、除果胶
废水经调节池提升流入叠螺式除果胶机，先加入铝盐或铁盐絮凝剂，再加入阳离子絮凝剂药剂，铝盐投加量与废水比例为300-500mg/L，阳离子絮凝剂投加量与废水比例为20-30mg/L，充分反应后流入叠螺式除果胶进行果胶与水分离，去除部分果胶、CODcr并降低色度，果胶通过堆肥后回用咖啡地，清水流入下一个工序进行厌氧反应继续处理。
步骤3、厌氧反应
经叠螺式除果胶机的废水流入厌氧池内，采用厌氧菌的作用，使有机物发生水解、酸化和甲烷化，去除废水中的有机物，并提高污水的可生化性，有利于后续的好氧处理;当厌氧池pH值低于5.5时，向厌氧池中投加碱来调节PH值5.5—6.5;
步骤4、气浮系统进一步去除胶体物质
经厌氧池的废水流入到气浮系统内，采用气浮的方法对轻浮絮体、絮凝的胶体物质有效的去除，进一步去除果胶和难降解的CODcr;气浮过程产生的污泥进入污泥浓缩池;
步骤5、水解酸化和AO生化系统
经气浮系统的废水流入到水解酸化和AO生化系统内，采用水解酸化提高废水的可生化性;再经过AO生化系统进一步去除有机物和氨氮;
步骤6、臭氧强化深度处理
经过步骤5处理的废水流入到臭氧反应池，向反应池通入臭氧，臭氧的通入量与废水的比为100-200mg/L，利用臭氧的强氧化性降解生化难降解的多缩半乳糖醛酸甲酯、半乳糖醛酸等;
步骤7、污泥脱水
气浮系统和AO生化系统产生的污泥先进入污泥浓缩池，浓缩后的污泥经叠螺式除果胶机进行泥水分离，水流入厌氧池，污泥通过堆肥后回用咖啡地。
在上述步骤3和步骤5中，首次启动厌氧反应、水解酸化和AO生化系统时需向池中投加污水处理厂剩余污泥来驯化为咖啡废水适应的厌氧菌，污泥投入量与待处理废水的比为3-5g/L。
本发明相比传统方法具有以下优势 ：
在本发明中，超细滤网可拦截呈悬浮或漂浮状态的污染物，如果皮、果肉等，以保证后续建筑物及水泵机组的正常运行;叠螺式除果胶机通过向废水中投加药剂充分反应后流入叠螺式压滤机进行果胶与水分离，果胶分离后对后续处理工艺非常有利，可有效控制果胶酸化降低pH值，不用投加碱或减少碱投加量，降低运营成本;可有效防止生化处理系统中的微生物因果胶的包裹作用而失去活性;可有效降低后续工艺系统的负荷;果胶通过堆肥后回用咖啡地。采用厌氧菌的作用，使有机物发生水解、酸化和甲烷化，去除废水中的有机物，并提高污水的可生化性，有利于后续的好氧处理。采用气浮的方法对轻浮絮体、絮凝的胶体物质有效的去除，进一步去除果胶和难降解的CODcr。采用水解酸化池提高废水的可生化性，经过AO生化系统进一步去除有机物和氨氮。向反应池投加臭氧，利用臭氧的强氧化性降解生化不能降解的有机物，最终达标排放。上述处理工艺流程操作灵活，耐冲击负荷，可防止污泥膨胀，运行管理自动化，出水水质好，且占地面积和基建设投资小。因此采用上述处理方法处理咖啡鲜果初加工废水是可行的。
本发明针对目前咖啡鲜果初加工废水处理的技术难题，采用物理技术与生化技术相结合的方法对废水进行处理。叠螺式除果胶机能去除大部分果胶，以防止果胶的酸化和其粘性对后续系统的影响;并在废水未发生酸化时就实现果胶与水的分离，再通过后续处理工艺降低了废水中污染物的含量，达到净化污水的目的，克服了传统方法不能达标排放和减少碱投加量降低成本的问题，其次处理工艺中后续产生的剩余污泥，可以通过除果胶机进行脱水，脱水污泥经堆肥发酵后可用于给咖啡地施肥，避免了出现污泥脱水难和二次污染的问题，经过上述步骤以达到咖啡初加工废水达标排放的目的。可见，本发明的工艺采用了物理及生化处理相结合的方法，处理后的废水可以达标排放。该方法操作简单方便，成本低，不会产生二次污染，处理废水污染物的效率高，具有广阔的应用前景。（发明人潘家宝;罗兆杰;尚小宴;存洁;王昌力;普云;杨浩;许三任）