一种以木薯为原料生产酒精高浓度有机废水处理方法及其装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种以木薯为原料生产酒精高浓度有机废水处理方法及其装置。该方法包括：将高浓度有机废水经过除砂、一级厌氧发酵罐、二级厌氧发酵罐、三级IC罐发酵处理后，优化进水C/N比范围，将COD转化成沼气，经过气浮池把废水中的悬浮污泥分离，清水进入曝气池，经A/O池曝气去除COD、生物除磷、脱氮及生物深度处理，保持缺氧池DO在0.5mg/L以下，由好氧池回流的硝化液为进水流量的3‑5倍；维持O池的pH在6.5‑8.5，DO维持在3‑4mg/L，调节污泥回流比，使生化系统高效稳定运行。生物深度处理系统投加絮凝剂PAC(聚合氯化铝)及PAM(聚丙烯酰胺)，经反应沉淀后出水可达国家一级排放标准。

【技术实现步骤摘要】
一种以木薯为原料生产酒精高浓度有机废水处理方法及其装置
本专利技术涉及一种以木薯为原料生产酒精高浓度有机废水处理方法，尤其涉及一种以木薯为原料生产酒精高浓度有机废水处理方法及其装置。
技术介绍
以木薯为原料酒精废水是高浓度、高温度、高悬浮物的有机废水。废液中的废渣含有粉碎后的木薯皮、根茎等粗纤维，这类物质在废水中是不溶性的COD；木薯中的纤维素和半纤维素是多糖类物质，在酒精发酵中不能被酵母菌利用，残留在废液中，表现为溶解性COD；另外还含有泥砂杂质等物质，增加了废水处理的难度。酒精发酵过程中需添加氮类营养物质供酵母生长所需，菌体分解后产生的菌体蛋白分解造成废水中氨氮浓度超高。传统对木薯酒精废液，先用压榨机把粗纤维压出作为饲料填充料使用，压榨过程中大部分可发酵营养物质随粗纤维一起进入饲料填充料中，清液再进行厌氧发酵，产生的沼气量很低；或者先用压榨机把粗纤维压出作为饲料填充料使用，清液用多效蒸发浓缩技术浓缩后再回配与粗纤维一起压榨生产饲料，以上工艺生产的饲料营养成分低，不能单独用作饲料，只能作为颗粒饲料的填充料使用，价值很低，且能耗较高，产生的沼气量无回收价值，只能高空燃烧放掉。对于脱氮技术，目前普遍认为生化处理是最为经济有效的技术。传统的生物脱氮技术主要有A/O法，A/A/O法等，这些工艺均可去除COD和氨氮，但是比较适合低浓度、低氨氮城市污水，对于高浓度高氨氮发酵有机废水则效果不佳。究其原因为硝化菌生长条件限制、污泥龄过长、进水负荷限制等。硝化菌世代时间长，易受进水pH、COD负荷等限制，所以对实际污水厂的运行参数控制至关重要。废水处理工艺管理限制条件较多，不同水质、不同工艺参数控制相差较大，致使许多工艺不能在最佳状态下运行。氨氮废水在生物脱氮的同时可去除大量有机污染物(COD)，反硝化过程的COD/N比是生物脱氮工艺设计、操作运行与优化的重要关键参数，与微生物生长量Yx/c之间存在密切关联。1992年，国外权威专家Randall，Barnard等总结生物脱氮研究与工程实践成果，获得了国际上唯一的反硝化COD/N比计量经验模型：COD/N-NO3＝2.86/(1-1.134Yx/c)＝2.86/(1-0.573fS)(1)根据周少奇生物脱氮的精确理论计量关系模型：COD/N-NO3＝2.857/(1-0.822fS)(2)COD/N∈[2.86,16.07](3)Yx/c＝0.505fS,Yx/c∈[0.0,0.505]，fS∈[0.0,1.0](4)分析发现：理论模型(2)比经验模型(1)提高精度30％以上；依据理论模型(2)设计系统的实验，结果表明：反硝化过程fS∈[0.278，0.34],反硝化过程COD/N需要大于3.97才能进行完全反硝化，考虑到同时硝化反硝化过程与去除COD因素，实际氮肥废水处理COD/N比的较佳范围为COD/N∈[4.03，10.65]。
技术实现思路
为了克服现有技术存在的上述不足，本专利技术的目的是提供一种以木薯为原料生产酒精高浓度有机废水处理方法及其装置。本专利技术的方法是一种污水处理效益高、能耗低、处理成本低，硝化反硝化同时进行，脱碳脱氮效果好，废水可达到回用水标准的高浓度发酵有机废水处理的方法。本专利技术的目的至少通过如下技术方案之一实现。本专利技术优化了废水处理流程，将高浓度有机废水先经三级厌氧发酵，分别控制不同发酵温度、不同反应时间，将可降解可发酵的有机物质充分利用，多产沼气用来发电，产生很好的经济效益。筛选优良高效硝化菌种，调整好氧/厌氧工艺，优化硝化菌的生长环境，提高脱除COD、氨氮、总氮的能力。本专利技术工艺路线为：高浓度废水—除砂器—进料温度控制器—一级高温厌氧罐—温度调节器—二级中温厌氧罐—调节池—三级低温厌氧罐—气浮池—初级曝气池—初沉池-A/O生物脱氮单元(缺氧池-第一好氧池-第二好氧池)-二沉池-絮凝沉淀池-出水。本专利技术提供的一种以木薯为原料生产酒精高浓度有机废水处理方法，包括如下步骤：(1)除砂：原料木薯中会带有少量的砂石，高浓度废水在进入厌氧罐之前须将砂石除去，因此将以木薯为原料生产酒精高浓度有机废水利用旋流除砂设备去除砂石，得到除砂后的废水；(2)一级厌氧发酵：将步骤(1)所述除砂后的废水调温至58-60℃，然后泵入一级厌氧罐中，采用高温发酵工艺进行一级厌氧发酵处理，在罐内甲烷杆菌等微生物的作用下，COD转化为甲烷和CO2，得到甲烷、CO2、含木质素有机物的污泥、一级厌氧发酵后的废水；通过厌氧罐的回流调节罐内pH的6.8-7.5，废水在一级厌氧罐内发酵15天左右，废水由进料时的COD＝40000mg/L以上降至出水COD4000mg/L以下，COD去除率达90％以上；(3)二级厌氧发酵：经温度调节器将步骤(2)所述一级厌氧发酵发酵后的废水的温度调节为42-45℃，导入二级厌氧罐中，采用中温发酵工艺进行二级厌氧发酵处理，将高温发酵未能分解掉的COD再进一步分解，得到甲烷、CO2、沉降的污泥、二级厌氧发酵后的废水；此过程出水COD降至2000mg/L以下，COD去除率50％以上；沉降的污泥经罐底排泥管道排到污泥压滤设备压滤成污泥水分达到60％以下后进行堆积发酵生产高效生物有机肥料；(4)三级厌氧发酵：将步骤(3)所述二级厌氧发酵后的废水导入IC罐中进一步发酵，进行三级厌氧发酵处理，得到甲烷、CO2、沉降的污泥、三级厌氧发酵后的废水；出水COD降至1000mg/L以下；沉降的污泥经罐底排泥管道排到污泥压滤设备压滤成污泥水分达到60％以下后进行堆积发酵生产高效生物有机肥料；(5)气浮池除泥：将步骤(4)所述三级厌氧发酵后的废水(IC罐顶部出水)导入气浮除泥池中，与溶气水混合，水中悬浮污泥在气泡的作用下漂浮在上表面，经刮泥板刮到污泥池，得到刮泥后的废水(清水直接进入曝气池)；气浮池出来的清水COD浓度为800-1000mg/L，氨氮浓度为250-300mg/L，总氮350-400mg/L，pH至7.2-7.5；(6)初级曝气池处理：将步骤(5)所述刮泥后的废水导入初级曝气池处理池中进行初级曝气处理，得到初级曝气后的废水；曝气池调节废水的DO至1-1.5mg/L，初步去除COD，并使剩余COD含量为300-500mg/L，以满足后续生化系统的需要；(7)初沉池处理：将步骤(6)所述初级曝气后的废水导入初沉池中，进行沉淀，将沉淀的污泥部分回流至初级曝气池中，保持初级曝气池污泥浓度为2000-3000mg/L，剩余污泥排至集泥井，多余污泥送至污泥处理工序生产有机肥料，得到初沉后的废水；(8)A/O生物脱氮处理：将步骤(7)所述初沉后的废水导入A/O生物脱氮单元中进行脱氮处理，废水在好氧池通过硝化菌的硝化作用转化为以硝氮为主的硝化液，硝化液经第二好氧池回流至缺氧池进行反硝化作用，根据反硝化效果调整硝化液回流比3-5：1，控制缺氧池溶解氧水平为0.5mg/L以下，控制C/N摩尔比为3以上，在源水无法满足需求时需人为投加碳源至缺氧池入水端；得到本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种以木薯为原料生产酒精高浓度有机废水处理方法，其特征在于，包括如下步骤：/n(1)除砂：将以木薯为原料生产酒精高浓度有机废水利用除砂设备去除砂石，得到除砂后的废水；/n(2)一级厌氧发酵：将步骤(1)所述除砂后的废水调温至58-60℃，然后泵入一级厌氧罐中，进行一级厌氧发酵处理，得到甲烷、CO

【技术特征摘要】
1.一种以木薯为原料生产酒精高浓度有机废水处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)除砂：将以木薯为原料生产酒精高浓度有机废水利用除砂设备去除砂石，得到除砂后的废水；
(2)一级厌氧发酵：将步骤(1)所述除砂后的废水调温至58-60℃，然后泵入一级厌氧罐中，进行一级厌氧发酵处理，得到甲烷、CO2、含木质素有机物的污泥、一级厌氧发酵后的废水；
(3)二级厌氧发酵：将步骤(2)所述一级厌氧发酵发酵后的废水的温度调节为42-45℃，导入二级厌氧罐中，进行二级厌氧发酵处理，得到甲烷、CO2、沉降的污泥、二级厌氧发酵后的废水；
(4)三级厌氧发酵：将步骤(3)所述二级厌氧发酵后的废水导入IC罐中，进行三级厌氧发酵处理，得到甲烷、CO2、沉降的污泥、三级厌氧发酵后的废水；
(5)气浮池除泥：将步骤(4)所述三级厌氧发酵后的废水导入气浮除泥池中，与溶气水混合，水中悬浮污泥在气泡的作用下漂浮在上表面，经刮泥板刮到污泥池，得到刮泥后的废水；
(6)初级曝气池处理：将步骤(5)所述刮泥后的废水导入初级曝气池处理池中进行初级曝气处理，得到初级曝气后的废水；
(7)初沉池处理：将步骤(6)所述初级曝气后的废水导入初沉池中，进行沉淀，将沉淀的污泥部分回流至初级曝气池中，保持初级曝气池污泥浓度为2000-3000mg/L，得到初沉后的废水；
(8)A/O生物脱氮处理：将步骤(7)所述初沉后的废水导入A/O生物脱氮单元中进行脱氮处理，得到A/O生物脱氮处理的废水；废水在好氧池通过硝化菌的硝化作用转化为以硝氮为主的硝化液，硝化液经第二好氧池回流至缺氧池进行反硝化作用，根据反硝化效果调整硝化液回流比3-5：1，控制缺氧池溶解氧水平为0.5mg/L以下，控制C/N摩尔比为3以上，在源水无法满足需求时需人为投加碳源至缺氧池入水端；将步骤(8)所述A/O生物脱氮处理的废水导入二沉池中，进行沉降，分离清水与污泥，将清水排出外界，污泥回流至A/O生物脱氮处理单元中，完成处理。


2.根据权利要求1所述的以木薯为原料生产酒精高浓度有机废水处理方法，其特征在于，步骤(1)所述以木薯为原料生产酒精高浓度有机废水的溶解COD为40000mg/L以上，以木薯为原料生产酒精高浓度有机废水的温度为58-60℃；去除砂石的方式为采用旋流除砂设备将废水中的砂石除去；步骤(2)所述一级厌氧罐内进行一级厌氧发酵处理时，废液的pH值控制为6.8-7.5；步骤(2)所述一级厌氧发酵处理的时间为15-20天；步骤(2)所述一级厌氧发酵后的废水的COD值小于4000mg/L；步骤(3)所述二级厌氧罐内进行二级厌氧发酵处理时，废液的pH值控制为7.2-7.5；步骤(3)所述二级厌氧发酵处理的时间为为2-5天；步骤(3)所述二级厌氧发酵后的废水的COD值小于2000mg/L；步骤(4)所述IC罐内进行三级厌氧发酵处理时，废液的pH值控制为6.8-7.5；步骤(4)所述三级厌氧发酵处理的时间为2-5天；步骤(4)所述三级厌氧发酵处理的温度为38-40℃；所述三级厌氧发酵后的废水的COD值小于1000mg/L。


3.根据权利要求1所述的木薯为原料生产酒精高浓度有机废水处理方法，其特征在于，步骤(5)所述三级厌氧发酵后的废水与溶气水的体积比为10-20：1；步骤(5)所述三级厌氧发酵后的废水在气浮池停留的时间为30min，步骤(5)所述三级厌氧发酵后的废水...

【专利技术属性】
技术研发人员：张超，杜树旺，卢晓峰，周少奇，
申请(专利权)人：金沂蒙集团有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37