CN102659285B - 白酒生产废水一体化处理装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及废水处理，具体涉及一种运输方便、操作管理简便、运行成本低且处理效果好的白酒生产废水一体化处理装置；装置包括：絮凝搅拌区、斜板沉淀区、水解酸化区、气浮区、生物接触氧化区、竖流沉淀区、砂滤区。处理废水时首先向原废水中加入石灰，调节废水pH至中性，然后加入絮凝剂进行絮凝沉淀，去除颗粒矾花，提高废水的生化性；再厌氧水解，将废水中大分子有机物降解为小分子有机物，再次提高废水生化性；接着将厌氧水解后的废水进行混凝气浮处理；出水进行好氧生物处理；最后经过竖流沉淀及砂滤处理后出水排放。本发明结构紧凑、运输管理方便、操作安全、运行成本低、废水处理能力强、有机物去除率高。适合配套白酒生产的废水处理。
Description
技术领域
本发明涉及废水处理技术，具体涉及一种白酒生产废水的一体化处理设备。
背景技术
白酒生产废水是一种高浓度有机工业废水，主要由白酒酿造过程中所产生的蒸馏锅底水、冲洗水、发酵池渗沥水、地下酒库渗漏水和发酵池盲沟水等组成。白酒废水的排放量大，据统计，每生产1吨白酒约产生15～25吨废水，我国平均每年排放的白酒废水约为1亿吨。白酒生产废水COD、BOD5和SS值高，成分复杂，pH呈酸性，属于高浓度有机废水。废水色度较高，主要含有低碳醇(乙醇、丁醇、戊醇等)，脂肪酸，氨基酸等物质。
总之，白酒生产废水中有机污染物浓度高、悬浮物含量高、呈酸性，处理难度较大，若直接排放则会对环境带来严重的污染。
目前白酒生产废水的处理方法主要有混凝沉淀法、膜分离法、活性炭吸附法、化学氧化法、厌氧生物法及好氧生物法等。混凝沉淀法是一种有效的预处理方法，能够提高有机物去除率和废水生化性，但是将伴随大量污泥产生，且处理后的水质仍然难以达标，还需要其它工艺进行进一步处理，成本较高；膜分离法和活性炭吸附法对废水中SS有较高的去除率，但处理成本较高，并且清洗困难；化学氧化法对难降解有机物具有很好的去除效果，并有效提高废水的生化性，但其操作过程较为复杂不利于推广运用；厌氧生物法具有高负荷、高效率、低能耗、而且还能回收能源等优点，但其对运行管理技术要求较高；好氧生物法处理可大幅度降低COD和BOD5，但对磷酸盐和氮的去除作用有限。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种运输方便、操作管理简便、运行成本低且处理效果好的白酒生产废水一体化处理装置。
为实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案是：一种白酒生产废水一体化处理装置，装置按工艺流程包括：絮凝搅拌区、斜板沉淀区、水解酸化区、气浮区、生物接触氧化区、竖流沉淀区、砂滤区。也就是说各区域是按工艺流程布置的，废水在各区域之间通过自流流动或者管道输送，也就是只要废水能按工艺流经各区域进行处理即可。至于各区域可以是砖砌的池子构成，也可以是金属材质或合成材料制成的池子或称箱体构成，相互之间的位置关系也没有严格限定和要求。
进一步优选的方案是，所述的装置为集成设置的成套设备，所述的絮凝搅拌区与斜板沉淀区位于装置一端，之间由穿孔过流隔板隔开，穿孔过流隔板上的过流孔道位于板面中下部和板体与装置底壁之间，且下部的过流孔道尺寸大、越向上部越小；所述的絮凝搅拌区内的搅拌器的上部搅拌桨板尺寸大、下部搅拌桨板尺寸小。
所述的斜板沉淀区下部设置锥形集泥区，锥形集泥区呈横截面为锥形的凹槽状，锥形集泥区的长度方向垂直于废水的进水方向，每个锥形集泥区底部安装第一穿孔排泥管；锥形集泥区上方设置斜板，斜板沉淀区的斜板上方部位设置一排过水孔。处理后的废水就由过水孔自流进入水解酸化区。
所述的水解酸化区位于气浮区和生物接触氧化区下方，过水孔位于水解酸化区一端上部，水解酸化区另一端设置用于出水的提升泵，水解酸化区内安装厌氧填料和导流隔板，导流隔板将水解酸化区分隔构成上下折流的通道供废水流通；厌氧填料均布在水解酸化区内，水解酸化区底部设置凹槽状的锥形集泥区，锥形集泥区的长度方向垂直于废水流动方向，每个锥形集泥区底部安装第二穿孔排泥管。
所述的生物接触氧化区内均匀布置好氧填料，好氧填料下方中间位置安装潜水曝气机，生物接触氧化区底部边缘安装第二穿孔排泥管，出水一侧安装与竖流沉淀区相通的第一连通管，第一连通管的进水口中心高度与好氧填料的上沿等高；生物接触氧化区出水的一侧设置内回流管与水解酸化区进水区域相通。第一连通管的进水口中心高度与好氧填料上沿等高，以保证生物接触氧化区内的水位始终将好氧填料淹没，确保填料的工作效率。
所述的竖流沉淀区的中心竖直安装导流筒，废水进水管连通到导流筒上部，竖流沉淀区下部设置圆锥或方锥形的集泥斗并在集泥斗底部安装排泥管，竖流沉淀区上部内侧安装出水堰，第二连通管一头与出水堰连通另一头与砂滤区连通。
所述的砂滤区的进水一侧设置排水渠与第二连通管连通，排水渠底部安装反冲洗废水出水管，砂滤区底部填装卵石构成承托层，穿孔集配水管安装于承托层的底部，穿孔集配水管接出砂滤区后分别连接出水管和反冲洗进水管，石英砂或其它较细砂石填装构成的滤料层位于承托层的上方；砂滤区中上部设置冲洗排水槽，冲洗排水槽与排水渠连通，溢流管安装于砂滤区的顶部。
所述的竖流沉淀区和砂滤区位于装置上与絮凝沉淀搅拌区和斜板沉淀区相对的一侧。
所述装置的优选设计参数为：所述的斜板沉淀区的表面负荷为3.9m3/m2·h，水力停留时间为2h；水解酸化区的容积负荷为15-20KgCOD/m3·d，水力停留时间为9h；所述的生物接触氧化区内溶解氧浓度控制为2.5-3.5mg/L，废水的接触氧化时间为2.5h；所述的竖流沉淀区的表面负荷为0.45m3/m2·h，水力停留时间为3h；所述的砂滤区的滤速为1.4m/h。
所述的气浮区投加的混凝剂为碱式氯化铝(PAC)和聚丙烯酰胺(PAM)，投加量为每1L废水投加25mgPAC和4mgPAM。
本发明的装置使用时首先向原废水中加入石灰，调节废水pH至中性，然后加入絮凝剂，混有絮凝剂的废水即可送入本发明的处理装置，在絮凝搅拌区搅拌絮凝，然后在斜板沉淀区沉淀去除颗粒矾花，提高废水的生化性；再到水解酸化区进行厌氧水解，将废水中大分子有机物降解为小分子有机物，再次提高废水生化性；接着将厌氧水解后的废水进行混凝气浮处理；继续将混凝气浮处理后的废水进行好氧生物处理；最后将好氧生物处理后的废水一部分回流至水解酸化区进行厌氧水解，这样可以使好氧生物处理后的废水在水解酸化区内进行反硝化从而去除废水中的氮。另一部分经过竖流沉淀及砂滤处理后出水排放。斜板沉淀区、水解酸化区、气浮区、生物接触氧化区以及竖流沉淀区中产生的污泥统一收集，并通过板框压滤机压滤脱水后进行处理。本发明的一体化处理装置结构紧凑、运输管理方便、操作安全、运行成本低、废水处理能力强、有机物去除率高。
附图说明
图1为本发明装置的平面图；
图2为图1的A-A剖面图；
图3为图1的B-B剖面图；
图4为图1的C-C剖面图；
图5为图1的D-D剖面图；
图6为本发明装置处理工艺流程图；
图中：
1.絮凝搅拌区 2.斜板沉淀区
3.水解酸化区 4.气浮区
5.生物接触氧化区 6.竖流沉淀区
7.砂滤区 8.一体化处理装置进水管
9.第一穿孔排泥管 10.内回流管
11.第二穿孔排泥管
12.水解酸化区通气管
13.竖流沉淀区排泥管
14.第二连通管
15.反冲洗进水管 16.出水管
17.反冲洗废水出水管 18.溢流管
19.提升泵出水管
20.过水孔
21.斜板 22.厌氧填料
23.导流隔板 24.提升泵
25.潜水曝气机 26.好氧填料
27.第一连通管
28.导流筒
29.出水堰 30.絮凝搅拌电机
31.絮凝搅拌桨板
32.穿孔过流隔板
33.冲洗排水槽 34.排水渠
35.滤料层 36.承托层
37.穿孔集配水管
具体实施方式
如图1、图2和图3所示，絮凝搅拌区1与斜板沉淀区2相邻，共同位于一体化处理装置的进水一侧，两者由穿孔过流隔板32将其隔开。絮凝搅拌区1顶部安装絮凝搅拌电机30，絮凝搅拌桨板31安装在絮凝搅拌电机30的传动轴上，絮凝搅拌桨板31在絮凝搅拌电机30的带动下对废水进行搅拌，以使废水中小颗粒悬浮物凝聚成大颗粒矾花从而在斜板沉淀区2中沉淀下来。絮凝搅拌桨板31共两种不同的规格，以使废水在自上而下流动的过程中受到不同的搅拌强度从而达到满足矾花形成过程中对搅拌强度的要求。通常上部搅拌桨板尺寸大，搅拌强度高，适于絮凝剂与废水充分作用，下部尺寸小、搅拌强度低。废水在絮凝搅拌区1内的水力停留时间为15min。
原废水通常首先降温到45℃以下、也就是常温状态，避免水温过高使得后续的微生物失活。废水中加入石灰调pH至中性，也就是pH值在6-9之间，然后再加入絮凝剂经过管道混合器或其它方式初步混合后，经一体化处理装置进水管8进入本发明的装置处理。这样可以利用现有的废水集水池给废水自然冷却降温并实现pH调节，同时利用废水集水池与本发明之间的输送管道实现絮凝剂添加和初步混合，节省成本。或者也可以将添加石灰和絮凝剂以及混合器都集成在本发明的设备上，进一步提高装置的集成度。优选的絮凝剂为碱式氯化铝，投加量为200mg/L。
结合图1、图2和图3所示，斜板沉淀区2下部设置若干锥形集泥区并在每个锥形集泥区底部安装第一穿孔排泥管9，两者的长度方向相同。斜板沉淀区2中部安装斜板21，顶部水平设置一排过水孔20。穿孔过流隔板32用于配水，使废水均匀地从絮凝搅拌区1流入斜板沉淀区2下部，锥形集泥区用于收集沉淀的污泥，第一穿孔排泥管9用于排除沉淀下来的污泥，斜板21用于固液分离，使废水在自下而上流经斜板区时悬浮的矾花沉淀下来。经絮凝搅拌区1搅拌后的废水携带大颗粒矾花从穿孔过流隔板32流到斜板沉淀区2，穿孔过流隔板32下端的过流孔大，向上变小，便于矾花等固体的沉淀。废水进入斜板沉淀区2后向上自下而上流动，废水的液相上升经过水孔20自流进入水解酸化区3，固相在斜板21的阻挡作用下沉淀到锥形集泥区，凹槽状的锥形集泥区和第一穿孔排泥管9的长度方向垂直于废水进入斜板沉淀区2的方向，这样在锥形集泥区内形成静止的环境，利于沉淀固相物质。优选的斜板沉淀区2的表面负荷为3.9m3/m2·h，水力停留时间为2h。
如图1和图2所示，斜板沉淀区2来的废水经图2中左上角所示的过水孔20自流下落进入水解酸化区3一端。水解酸化区3、气浮区4以及生物接触氧化区5两两相邻，共同位于一体化处理装置的中部，气浮区4和生物接触氧化区5并排位于水解酸化区3的上方，也可以说是沿图1所示的竖直方向的截面三者呈倒“品”字形。水解酸化区3内安装厌氧填料22和导流隔板23，与斜板沉淀区2类似地在底部设置锥形集泥区并在每个锥形集泥区底部安装第二穿孔排泥管11，提升泵24安装在出水的一端。提升泵出水管19穿出水解酸化区3然后向上接入气浮区4内，水解酸化区3水面上方的两侧设置通气管12，以用于排除厌氧产生的生物气体。厌氧填料22用来为厌氧微生物提供附着生长的场所，导流隔板23将水解酸化区3分隔为若干段并使废水在水解酸化区3内上下折流从而避免短流现象的发生，并在不增加装置体积的前提下提高废水停留时间和填料利用效率。锥形集泥区用于收集厌氧水解产生的污泥，第二穿孔排泥管11用于排除污泥，提升泵24用来将厌氧水解后的废水提升至气浮区4内以使处理过程顺利进行。优选的设计参数为：水解酸化区3的容积负荷为15-20KgCOD/m3·d，水力停留时间为9h。
气浮区4内可安装成品气浮机，提升泵出水管19与气浮机的进水管适配连接。废水加入混凝剂后在气浮机的作用下进行固液分离，从而进一步降低废水中的有机污染物，出水从气浮区4下部的过水孔自流进入生物接触氧化区5。优选的气浮投加混凝剂为碱式氯化铝(PAC)和聚丙烯酰胺(PAM)，投加量为每1L废水投加25mgPAC和4mgPAM。
生物接触氧化区5内安装好氧填料26，好氧填料26下方安装潜水曝气机25，底部安装第二穿孔排泥管11，出水一侧安装与竖流沉淀区6相通的连通管27，连通管27的进水口中心高度与好氧填料26的上沿等高，如图2所示，曝气机25安装于生物接触氧化区5中间位置，起到曝气、也就是给废水充氧的作用，该区域废水流动性强，几乎无沉淀，所以第二穿孔排泥管11位于图2所示的池子两端。也就是说生物接触氧化区5的第二穿孔排泥管11与水解酸化区3的第二穿孔排泥管11是并联的，所以可以看作是整体的排泥管，这样简化了装置，同时因为这两个工序污泥量不大，工作效率可靠。连通管27的进水口也位于图2所示的右端。生物接触氧化区5出水的一侧设置内回流管10与水解酸化区3进水区域相通。好氧填料26用来为好氧微生物提供附着生长的场所，潜水曝气机25连续曝气为好氧微生物提供氧气，附着在好氧填料26上的好氧微生物对废水中有机物进行降解，第二穿孔排泥管11用以排除沉淀的污泥，出水一部分通过连通管27自流进入竖流沉淀区6，一部分通过内回流管10回流至水解酸化区3。生物接触氧化区5内溶解氧浓度控制为2.5-3.5mg/L，废水的接触氧化时间为2.5h。
如图1、图2和图4所示，竖流沉淀区6与砂滤区7相邻，共同位于一体化处理装置的出水一侧。竖流沉淀区6的中心竖直安装导流筒28，第一连通管27与导流筒28上部连接，竖流沉淀区6下部设置圆锥或方锥形的集泥斗并在集泥斗底部安装排泥管13，竖流沉淀区6上部内侧安装出水堰29，第二连通管14一头与出水堰29连通另一头与砂滤区7连通。导流筒28用以将进入竖流沉淀区6的废水向下导流至沉淀区下部，废水在自下而上的缓慢流动过程中沉淀物沉积下来，清水上升流到出水堰29。排泥管13用以排除沉淀下来的污泥，出水堰29用于收集沉淀后的上清液，第二连通管14用于将出水接至砂滤区7内。竖流沉淀区6的表面负荷为0.45m3/m2·h，水力停留时间为3h。
如图1、4、5所示，砂滤区7的进水一侧设置排水渠34与第二连通管14连通，排水渠34底部安装反冲洗废水出水管17。砂滤区7底部填装承托层36，穿孔集配水管37安装于承托层36的底部，穿孔集配水管37接出砂滤区7后分别连接出水管16和反冲洗进水管15，滤料层35位于承托层36的上方。冲洗排水槽33安装于砂滤区7的中上部并通过两端设置通孔与排水渠34连通，溢流管18安装于砂滤区7的顶部。承托层36可由卵石填装构成，用于支撑滤料层35并配水，穿孔集配水管37用于收集滤后水或在冲洗时分配反冲洗进水，滤料层35可由石英砂或其它较细砂石填装构成，用来过滤废水中的悬浮物，冲洗排水槽33用于收集反冲洗废水并最终从反冲洗废水出水管17排出，溢流管18用于溢流砂滤区7内的废水，出水管16用于排放滤后水，反冲洗进水管15用于接入反冲洗进水。设备正常工作时，竖流沉淀区6来的废水经排水渠34流入冲洗排水槽33，再进入砂滤区7，向下流动经滤料层35过滤悬浮物后经穿孔集配水管37和出水管16达标排放；溢流管18用于在水量过大时溢流。装置使用一段时间之后，悬浮物会沉淀在滤料层35上部，降低过滤效率，此时可以利用反冲洗进水管15进水进行冲洗，将悬浮物由冲洗排水槽33和反冲洗废水出水管17排出。砂滤区7的滤速为1.4m/h。
排除的污泥统一收集，可通过板框压滤机压滤脱水后进行卫生填埋或者添加到燃料中焚烧或者加工成有机肥料，当然板框压滤机等污泥处理设备和污泥输送设备也可以集成到本发明的装置上，方便操作。
利用本发明的装置对贵州某白酒生产厂的白酒生产废水进行处理，整个工艺流程如图6所示。原废水COD为5425-10750mg/L，BOD为2980-5912mg/L，水温38-42℃，pH值3.9；设计处理量为25m3/d。调节废水的pH值到7.5，絮凝剂投加量200mg/L，絮凝池水力停留时间为15min，斜板沉淀池表面负荷为3.9m3/m2·h，水力停留时间为2h；水解酸化池水力停留时间9.5h，容积负荷为16KgCOD/m3·d；混凝气浮处理时计量泵投加碱式氯化铝(PAC)和聚丙烯酰胺(PAM)，投加量分别为25mg/L和4mg/L，气浮池内反应区停留时间10min，分离区停留时间45min；生物接触氧化池水力停留时间3.5h，溶解氧浓度为3mg/L，容积负荷为3KgBOD/m3·d，废水在生物接触氧化池的接触氧化时间为2.5h；出水一半自流进入竖流沉淀池，另一半回流到水解酸化池。竖流沉淀池表面负荷为0.45m3/m2·h，水力停留时间为3h；出水经砂滤池处理，砂滤池的冲洗强度为q＝14L/(s·m2)，冲洗时间为6min，滤池的滤速为1.4m/h。出水的COD为51-101.25mg/L，BOD为10-52.5mg/L，达到国家废水综合排放一级标准。
Claims (9)
1.一种白酒生产废水一体化处理装置，装置按工艺流程包括：絮凝搅拌区、斜板沉淀区、水解酸化区、气浮区、生物接触氧化区、竖流沉淀区、砂滤区；所述的絮凝搅拌区与斜板沉淀区位于装置一端，之间由穿孔过流隔板隔开，穿孔过流隔板上的过流孔道位于板面中下部和板体与装置底壁之间，且下部的过流孔道尺寸大、越向上部越小；所述的絮凝搅拌区内的搅拌器的上部搅拌桨板尺寸大、下部搅拌桨板尺寸小。
2.根据权利要求1所述的一种白酒生产废水一体化处理装置，其特征在于：所述的斜板沉淀区下部设置锥形集泥区，锥形集泥区呈横截面为锥形的凹槽状，锥形集泥区的长度方向垂直于废水的进水方向，每个锥形集泥区底部安装第一穿孔排泥管；锥形集泥区上方设置斜板，斜板沉淀区的斜板上方部位均布一排过水孔。
3.根据权利要求1所述的一种白酒生产废水一体化处理装置，其特征在于：所述的水解酸化区位于气浮区和生物接触氧化区下方，过水孔位于水解酸化区一端上部，水解酸化区另一端设置用于出水的提升泵，水解酸化区内安装厌氧填料和导流隔板，导流隔板将水解酸化区分隔构成上下折流的通道供废水流通；厌氧填料均布在水解酸化区内，水解酸化区底部设置凹槽状的锥形集泥区，锥形集泥区的长度方向垂直于废水流动方向，每个锥形集泥区底部安装第二穿孔排泥管。
4.根据权利要求1所述的一种白酒生产废水一体化处理装置，其特征在于：所述的生物接触氧化区内均匀布置好氧填料，好氧填料下方中间位置安装潜水曝气机，生物接触氧化区底部边缘安装第二穿孔排泥管，出水一侧安装与竖流沉淀区相通的第一连通管，第一连通管的进水口中心高度与好氧填料的上沿等高；生物接触氧化区出水的一侧设置内回流管与水解酸化区进水区域相通。
5.根据权利要求1所述的一种白酒生产废水一体化处理装置，其特征在于：所述的竖流沉淀区的中心竖直安装导流筒，废水进水管连通到导流筒上部，竖流沉淀区下部设置圆锥或方锥形的集泥斗并在集泥斗底部安装排泥管，竖流沉淀区上部内侧安装出水堰，第二连通管一头与出水堰连通另一头与砂滤区连通。
6.根据权利要求1所述的一种白酒生产废水一体化处理装置，其特征在于：所述的砂滤区的进水一侧设置排水渠与第二连通管连通，排水渠底部安装反冲洗废水出水管，砂滤区底部填装卵石构成承托层，穿孔集配水管安装于承托层的底部，穿孔集配水管接出砂滤区后分别连接出水管和反冲洗进水管，石英砂填装构成的滤料层位于承托层的上方；砂滤区中上部设置冲洗排水槽，冲洗排水槽与排水渠连通，溢流管安装于砂滤区的顶部。
7.根据权利要求1所述的一种白酒生产废水一体化处理装置，其特征在于：所述的竖流沉淀区和砂滤区位于装置上与絮凝沉淀搅拌区和斜板沉淀区相对的一侧。
8.根据权利要求1到7中任意一项所述的一种白酒生产废水一体化处理装置，其特征在于：所述的斜板沉淀区的表面负荷为3.9m3/m2·h，水力停留时间为2h；水解酸化区的容积负荷为15-20KgCOD/m3·d，水力停留时间为9h；所述的生物接触氧化区内溶解氧浓度控制为2.5-3.5mg/L，废水的接触氧化时间为2.5h；所述的竖流沉淀区的表面负荷为0.45m3/m2·h，水力停留时间为3h；所述的砂滤区的滤速为1.4m/h。
9.根据权利要求8所述的一种白酒生产废水一体化处理装置，其特征在于：所述的气浮区投加的混凝剂为碱式氯化铝和聚丙烯酰胺，投加量为每1L废水分别投加25mg和4mg。
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