CN102503051A - 一种乳品加工废水的处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及废水处理领域，具体地，本发明涉及一种乳品加工废水的处理方法。本发明的乳品加工废水的处理方法，包括以下步骤：1)将废水经机械格栅排入水解调节池进行水解酸化；2)经调节池水解酸化后废水，经隔油沉淀池和清水池进入UASB反应器进行厌氧处理；3)经UASB反应器处理后的废水，进入SBR反应器进行好氧处理。本发明使调节池的出水更利于厌氧菌种发酵气化并发挥作用，沼气产量逐渐增加，后续好氧工艺所耗电能节约可观，出水COD更低，同时解决了大量浮渣的后续处理问题。好氧污泥的产泥量下降了30％-50％，节约了污泥脱水及外运的费用。

Description

一种乳品加工废水的处理方法

技术领域

本发明涉及废水处理领域，具体地，本发明涉及一种乳品加工废水的处理方法。

背景技术

UASB法，即厌氧生物处理法，是指在无分子氧条件下，通过厌氧微生物(包括兼氧微生物)的作用，将废水中的各种复杂有机物分解转化成甲烷和二氧化碳等物质的过程。也称为厌氧消化。处理的对象主要为：(1)高浓度有机废水；(2)污泥处理；(3)生物难降解有机废水的处理；(4)生物脱氮、除磷。

UASB法负荷能力很大，适用于高浓度有机废水的处理。运行良好的UASB有很高的有机污染物去除率，不需要搅拌，能适应较大幅度的负荷冲击、温度和pH变化。

SBR法，即间歇活性污泥法或序批式活性污泥法，是指利用悬浮生长的微生物絮体处理有机废水的好氧生物处理方法。好氧活性污泥法主要应用于生物可以降解的中低浓度有机废水。

SBR工艺集初沉、生物降解和终沉排水等功能于一池的废水处理工艺，无污泥回流系统。与传统的连续式活性污泥法处理系统相比，可省去沉淀池和污泥回流设备，并具有处理设备少，构造简单，便于操作和维修管理，处理效果稳定，效率高，出水水质好，耐水量和耐有机负荷冲击等特点。

UASB+SBR法结合了两种废水处理方法的优点，使处理后废水更符合排污标准，被广泛应用于食品、印染等领域的废水处理。

乳品加工废水主要来源于液态奶、冷饮、奶粉、原奶等生产单位的容器、管道、设备加工清洗所产生的较高浓度的生产废水，以及生产车间与场地清洗产生的较低浓度的生产废水和部分生活废水。乳业废水受生产工艺的限制，常常是间歇式排放，水质水量随时间、生产班次有较大的波动，废水中的污染物主要为乳蛋白(如酪蛋白、乳清蛋白等)，乳脂肪、乳糖、动植物油、胶体、酸、碱和无机盐类等。其中大部分物质都具有较好的生化性，废水的B/C比值约为0.6，生化性能好，很适合于使用UASB+SBR法进行生物降解。

UASB+SBR法处理废水时必须通过水解调节池对废水进行水解酸化后，才能保证后续处理单元或设备的正常运行。

乳品加工企业的废水处理车间水解调节池接纳来至各生产车间的多种产品冲洗管道容器的高浓度乳品废水，所来废水几乎全部为生产清洗时加强酸、强碱的极端混合废水。调节池内部水质在未得到完全均质及酸碱中和时，既不利于水解微生物细菌的正常繁殖，同时生物量也达不到水解调节池工艺对生物量的要求。生产来水COD浓度年平均在3500mg/L左右，已超出了后续的厌氧、好氧、生物菌种处理的负荷范围，为维持整套废水处理工艺的稳定达标运行，废水处理工艺首先禁用了水解调节池的搅拌设备，促进废水中过剩的有机物质在水解调节池8-10个小时的水力停留时间的条件上均质酸化絮凝，这导致废水在乳酸菌的催化下自然形成的乳垢不能被及时地分解，以胶状固体形态悬浮水面形成浮渣，日积月累而产生厚厚的“渣盖”，既影响池容、又不利于后续厌氧工艺的高效运行，使废水处理成本增加，出水不能达标排放。

现有技术对于乳品废水产生的大量浮渣采用刮泥机刮出调节池，进行其他处理，但是由于浮渣含量过大刮泥机的刮板轴容易弯曲变形，且大量的浮渣对于做其他处理存在较大难度，甚至无法处置只能丢弃，造成极大环保风险。

发明内容

本发明的目的在于，为解决上述问题，提供一种乳品加工废水的处理方法。

本发明的乳品加工废水的处理方法，其包括以下步骤：

1)将废水经机械格栅排入水解调节池进行水解酸化，同时，在来水口回流0.27％-0.8％池容量的好氧活性污泥并搅拌；

2)经调节池水解酸化后废水，经隔油沉淀池和清水池进入UASB反应器进行厌氧处理；

3)经UASB反应器处理后的废水，进入SBR反应器进行好氧处理，处理后废水经监测井达标后排放。

根据本发明的乳品加工废水的处理方法，其中，所述好氧活性污泥中的有机成分为菌胶团、细菌、原生动物及少量的藻类。

根据本发明的乳品加工废水的处理方法，其中，所述搅拌为每天搅拌两次，每次10分钟。

根据本发明的乳品加工废水的处理方法，其中，所述SBR反应器处理废水后，还产生用于加到水解调节池的好氧活性污泥。

本发明的原理：在调节池的来水口回流适量的好氧活性污泥。因为水解调节池在废水处理工艺方面兼容水量缓冲的功能，内部废水储存量大且流速缓慢，加之乳品废水的基本特点等构成的因素易形成浮渣(用好氧菌种作为培养其它复杂菌种的催化剂、池内的浮渣层作为培养复杂菌种的载体)，废水中的乳成分在酸化絮凝的同时与回流到池中的好氧污泥混合絮凝并形成池中的悬浮层。而这时的浮渣内部已不再是单一的乳酸菌。在两周后随着好氧微生物的细胞逐渐破裂，浮渣层内部新细胞合成所需氮磷的增加，死亡细胞的营养促进了该环境内部发酵水解细菌迅速繁殖，实现了单一的好氧菌种转化复杂菌种效果。而废水处理的前处理水解酸化工艺段(调节池兼容水解酸化工艺)对生物量的需求是越多越好，这就使原本不溶于水的浮渣层在复杂的水解发酵细菌的作用下由实变虚、由硬变软、由固体胶状物转变为生物反应的发泡状态、由不溶于水的聚合物转变为易溶于水的分解物质。

通过这个生物反应的过程，把调节池水面积存的浮渣不易生物降解的静态硬实黏稠聚合物质，逐渐转变为易生物降解的而且是以微生物为主体的松散发泡的动态生物反应层。在这个足够生物量的生物反应过程的同时部分以微生物为主体的泡沫浮渣物质逐渐下移溶于水体，从而增加补充了整个水体的水解细菌的生物量，使废水中的过剩有机废物、极易絮凝的有机废物得到实时的分解，并且达到水质的水解、酸化、调节的预期效果。虽然水解调节池是平流式的，但整个生物反应形式及过程基本是立体式的。即利用回流活性污泥的方法，在浮渣层培养出大量复杂的水解酸化菌，在水解酸化菌种的数量达到峰值时就会源源不断地往下渗透融入水中，而容易絮凝的有机废物混合了部分回流物渐渐向上漂移进入发泡反应层，形成了周而复始上下互补良性循环的立体反应模式。回流入好氧活性污泥后需定时搅拌，以防止形成的泡沫浮渣过厚地积存于水面，消除其对后续工艺处理废水的不利影响。

水解酸化时间与pH及COD去除率间的关系：对于微生物降解废水中的有机废物的工艺流程，水解酸化的时间越长越好，最短时间不得低于8小时，来至生产线清洗设备加酸、加减的废水在调节池内经均质均量的作用后PH基本保持在6-9之间，如水解酸化的效果特别好的时候，废水的PH值可稳定在7-7.5左右。废水的水解酸化对COD的去除率不明显，经水解酸化后调节池废水COD的量几乎没有变化。但是，经水解酸化工艺后废水中有机废物的性质被完全改变，不容于水的有机物转变为易溶于水的有机物，难生物降解的有机物转变为易生物降解的有机物。如充分水解酸化的废水在UASB反应器内可提高生化反应的速率，促进厌氧污泥颗粒化，COD去除率可高达80％以上、在SBR池处理，污泥生长快絮凝性好并且可缩短曝气时间节约电耗，COD的去除率95％以上。

根据本发明的具体实施例，本发明的乳品加工废水的处理方法，其包括以下步骤：

1)将废水经机械格栅排入水解调节池进行水解酸化，同时，在来水口回流0.27％-0.8％池容量的好氧活性污泥并搅拌，其中每天搅拌两次，每次10分钟；

水解调节池设置于废水处理工艺的最前端其作用在于，首先延长废水的停留时间为后续工艺处理提供均量、均化、均质稳定的并适宜水体环境微生物正常代谢的水质及水源；池内废水的PH值经均质以后维持在6-9之间，废水的温度一般为29℃左右。

2)经调节池水解酸化后废水，经隔油沉淀池和清水池进入UASB反应器进行厌氧处理；

隔油沉淀池为两座合建试分别设置溶气泵两台、刮泥设备两套(属室外设施)设置于水解调节池与UASB反应器之间；其作用为利用污染物质与水之间自然存在的密度差，使污染物上浮至水面进行油品的去除。用物理的化学的方法去除废水中的部分COD，确保UASB反应器的菌种避免高浓度废水的冲击及厌氧菌种承受的负荷控制在合理的范围内，使UASB反应器稳定运行。

在厌氧处理单元；UASB反应器有效容积4000m³’主要由4部分所组成：配水系统、三相分离器、气室、以及出水堰。采用上流式厌氧污泥床(Up-flow Anaerobic SludgeBed，即UASB)作为厌氧处理工艺。污泥颗粒化后使反应器耐不利条件的冲击能力增强。在适度的水力负荷范围内，可以靠反应器内产生的气体来实现污泥与基质的充分混合及接触。日常运行工艺严格执行以下参数：容积负荷3.5kg COD/m³.d，水力停留时间20小时，温度35-38℃、PH值6.5-7.5。

3)经UASB反应器处理后的废水，进入SBR反应器进行好氧处理，处理后废水经监测井达标后排放；其中，产生的好氧活性污泥可用于加入水解调节池。

好氧处理系统由4座SBR反应池组成，总容积为11200m³。此工艺为废水处理的末端工艺，设置于气浮工艺及UASB反应工艺的后端，作用为：

(1)处理来至超越了UASB反应器并经过气浮工艺预处理的废水。

(2)处理来至UASB反应器的低浓度废水。主要作用是进一步降解厌氧系统出水中残余的有机物，实现达标排放的目的。

本发明可以解决乳品加工废水产生大量浮渣的问题，且有效解决调节池水解酸化不充分的问题，使大粒径的污染物得到分解。本发明使调节池的出水更利于厌氧菌种发酵气化并发挥作用，沼气产量逐渐增加，后续好氧工艺所耗电能节约可观，出水COD更低，同时解决了大量浮渣的后续处理问题。好氧污泥的产泥量下降了30％-50％，节约了污泥脱水及外运的费用。

附图说明

图1 UASB+SBR法处理乳品加工废水流程图。

具体实施方式

实施例1处理乳品加工废水

处理乳品加工废水4500吨，其中，所述乳品加工废水主要来源于液态奶、冷饮、奶粉、原奶等生产单位的容器、管道、设备加工清洗所产生的较高浓度的生产废水，以及生产车间与场地清洗产生的较低浓度的生产废水和部分生活废水。

使用本发明的乳品加工废水的处理方法，包括以下步骤：

1)将废水经机械格栅排入水解调节池进行水解酸化，同时，在来水口回流0.27％-0.8％池容量的好氧活性污泥并搅拌，其中每天搅拌两次，每次10分钟；

水解调节池设置于废水处理工艺的最前端其作用在于，首先延长废水的停留时间为后续工艺处理提供均量、均化、均质稳定的并适宜水体环境微生物正常代谢的水质及水源；池内废水的PH值经均质以后维持在6-9之间，废水的温度一般为29℃左右。

3)经调节池水解酸化后废水，经隔油沉淀池和清水池进入UASB反应器进行厌氧处理；

隔油沉淀池为两座合建试分别设置溶气泵两台、刮泥设备两套(属室外设施)设置于水解调节池与UASB反应器之间；其作用为利用污染物质与水之间自然存在的密度差，使污染物上浮至水面进行油品的去除。用物理的化学的方法去除废水中的部分COD，确保UASB反应器的菌种避免高浓度废水的冲击及厌氧菌种承受的负荷控制在合理的范围内，使UASB反应器稳定运行。

在厌氧处理单元；UASB反应器有效容积4000m³’主要由4部分所组成：配水系统、三相分离器、气室、以及出水堰。采用上流式厌氧污泥床(Up-flow Anaerobic SludgeBed，即UASB)作为厌氧处理工艺。污泥颗粒化后使反应器耐不利条件的冲击能力增强。在适度的水力负荷范围内，可以靠反应器内产生的气体来实现污泥与基质的充分混合及接触。日常运行工艺严格执行以下参数：容积负荷3.5kg COD/m³·d，水力停留时间20小时，温度35-38℃、PH值6.5-7.5。

3)经UASB反应器处理后的废水，进入SBR反应器进行好氧处理，处理后废水经监测井达标后排放；其中，产生的好氧活性污泥可用于加入水解调节池。

好氧处理系统由4座SBR反应池组成，总容积为11200m³。此工艺为废水处理的末端工艺，设置于气浮工艺及UASB反应工艺的后端，作用为：

(1)处理来至超越了UASB反应器并经过气浮工艺预处理的废水。

(2)处理来至UASB反应器的低浓度废水。主要作用是进一步降解厌氧系统出水中残余的有机物，实现达标排放的目的。

使用本发明的改进的UASB+SBR法处理乳品加工废水，具有以下效果：

1、水解调节池的生物量完全满足水解并分解钙化物而且调节池的浮渣不会无限制的增厚，不用考虑外聘专业的掏泥公司。

2、厌氧反应对有机物的去除率在80％以上，污泥颗粒化程度高、产气量高，进水COD的浓度调整到2000-2500mg/L之间，出水COD浓度稳定保持在200-300mg/L之间。

3、好氧周期废水处理的鼓风曝气时间缩短了3-5个小时，水体中不在有固态颗粒物且排放稳定达标，所产生的活性污泥量较少，一部分回流另一部分直接用罐车外运，污泥脱水用的带式压滤机闲置停运且不设置运行操作工，综合好氧工艺运行费用每天可节约2200元左右。

实施例2

以伊利集团金川废水处理厂处理乳品加工废水为例，对本发明实施及效果进行介绍。

(一)金川废水处理厂简介

伊利集团金川废水处理厂是目前国内食品行业中规模比较大的废水处理厂，采用较先进的“UASB+SBR”工艺，日设计处理废水量10000吨，处理后的废水达到国家废水综合排放一级标准。近几年废水处理厂日处理废水量已平均达到5500吨，高峰时为10000余吨，进水COD平均为3500mg/L，高峰时为5000mg/L。

(二)使用为改进的UASB+SBR法处理废水情况及存在问题

1、工艺方面：水解调节池在废水处理运行中作用是均量、均化、均质并延长废水的停留时间。然而，经过池中的废水浓度平均COD 3500mg/L左右，废水中的物质在均质的过程中又特别容易结块，日积月累越积越厚。只能靠人为按季度定时清空来控制浮渣的厚度。如果不定时清池半年内浮渣的厚度将达到1.5米以上。首先受影响的是应有的池容量变小，废水的均量、均化、均质的时间变短，水力的停留时间达不到设计要求。从而后续工艺，处理废水能力也相应变小。导致整套废水处理系统的处理能力下降，甚至达不到设计能力处理水量。

2、设备保养维修方面；废水处理所需提升泵及泵的升降导杆需周期保养维修时，不能在短时间内正常清空，正常运行时清空池体不能满足甚至达不到维修条件。只能是在夜间非正常运行直排状态下进水、清空往复多次才能把浮渣层逐渐稀释来达到清池的效果，当浮渣厚硬时至少需要2到3个夜班才能完成此项工作。这表明如不能及时恢复受损设备将存在对环境污染极大风险。

3、厌氧处理系统高负荷运行时，沼气输送管路被浮渣堵塞，严重时可导致沼气超越三相分离器从水面逸散，运行中有一定的安全隐患。

4、在上游水解调节池缓冲水量的同时形成的乳酸钙化物质以颗粒形态存在于废水中。其中，极少部分在废水中既不上浮、也不沉淀随着废水提升泵的运行逸散于各个工艺段。用物理、化学的方法也很难去除，严重时SBR池终端处理后的COD值高达200左右不能达标排放。处理的水体内部有颗粒状细小的不溶于水的细小固态颗粒物质。说明水解调节池没有足够的生物量，不能满足废水处理菌种对絮状固态污染物水解液化的要求。

5、氧工艺处理废水过程中，废水的有机物浓度和所产生的污泥量成正比，酸化块状物由于不能在上游水解调节池内得到充分的水解导致厌氧反应不能完全气化，不良的循环造成好氧处理系统污泥产量高。废水处理厂的两台带式压滤机单人单班运行，单班冲洗滤布耗水量200吨，药剂3-5公斤，直接费用800元/日。日产泥饼20吨外运，这不仅增加了污泥处置费用，20吨外运污泥还可能对环境造成二次污染给企业带来负面影响。

使用本发明的改进的UASB+SBR法前处理方法、处理乳品加工废水的UASB+SBR法对废水进行处理，具体步骤同实施例1。

处理废水后的效果：

1、水解调节池的生物量完全满足水解并分解钙化物而且不会无限制的增厚。节约了清掏费。

2、厌氧反应完全，产气量高，日处理水量5000吨，进水COD2000-2500mg/L，出水COD 200-300mg/L。

3、好氧的曝气时间缩短了3-5个小时，水体中没有小白点且排放稳定达标，所产生的污泥量显著减少，一部分回流另一部分直接用罐车外运，带式压滤机停运时可不设置运行工，节约生产成本。

Claims (4)

1.一种乳品加工废水的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将废水经机械格栅排入水解调节池进行水解酸化，同时，在来水口回流0.27％-0.8％池容量的好氧活性污泥并搅拌；

2)经调节池水解酸化后废水，经隔油沉淀池和清水池进入UASB反应器进行厌氧处理；

3)经UASB反应器处理后的废水，进入SBR反应器进行好氧处理，处理后废水经监测井达标后排放。

2.根据权利要求1所述的乳品加工废水的处理方法，其特征在于，所述好氧活性污泥中的有机成分为菌胶团、细菌、原生动物及少量的藻类。

3.根据权利要求1所述的乳品加工废水的处理方法，其特征在于，所述搅拌为每天搅拌两次，每次10分钟。

4.根据权利要求1所述的乳品加工废水的处理方法，其特征在于，所述SBR反应器处理废水后，还产生用于加到水解调节池的好氧活性污泥。