CN103466791A - 一种改进的柠檬酸废水预酸化处理工艺 - Google Patents

一种改进的柠檬酸废水预酸化处理工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种改进的柠檬酸废水预酸化处理工艺，将厌氧罐溢流出水经沉淀罐沉淀后得到的上清液，所述上清液由上清液A、上清液B和上清液C组成，上清液A经回流与柠檬酸废水进行混合，上清液B经回流与酸化后的出水进行混合，上清液C进入后续工序进行好氧处理，以提高预酸化池出水的pH值，来增加预酸化池中微生物的种类和浓度，以提高了厌氧进水的pH，减小了对厌氧系统的冲击，提高了厌氧处理器的处理效率和厌氧处理系统的稳定性，同时提高了COD去除率和产沼气量，降低了企业的运行成本。

Description

一种改进的柠檬酸废水预酸化处理工艺
技术领域
本发明属于工业污水处理技术领域，具体涉及一种改进的柠檬酸废水预酸化处理工艺。
背景技术
厌氧废水处理是把环境保护、能源回收与生态良性循环结合起来的废水处理技术，具有良好的环境效益与经济效益。厌氧废水处理技术是非常经济的技术，在废水处理成本上比好氧处理要低的多，特别是对中高COD浓度的废水更为显著。
柠檬酸废水的厌氧处理多采用预酸化+厌氧处理的模式。之所以要对废水进行预酸化，主要是将大分子有机物分解为小分子，并形成有机酸，以提高废水厌氧处理器的处理效率。
柠檬酸生产主要以薯干、玉米等为原料，用薯干为原料深层发酵法生产柠檬酸。目前柠檬酸废水预处理工艺只是简单的将生产车间废水混合后进行酸化，柠檬酸生产车间的废水包括柠檬酸钙洗涤过程过程产生的废糖水原液、洗糖水高浓度废水、精提车间脱色住和离子交换柱再生废水、设备清洗水等。由于含有大量的残糖、有机酸、钙沉淀物、蛋白质、微量钠盐及有机色素等，污染物浓度高，对环境影响严重，柠檬酸生产车间的废水混合后COD高达13000mg/L以上、pH为4.5-6.0，酸化过程产生大量的乳酸，导致预酸化池的pH值迅速下降，其他微生物由于不适合过低的pH值而不能正常生长，这样预酸化池中单一的微生物种类就阻碍了有机物的正常酸化，这样在一定程度上影响了厌氧罐的处理效率，厌氧罐出水的COD浓度高、沼气产量少，增加了企业的运行成本。 
发明内容
针对现有柠檬酸废水柠檬酸废水预酸化处理工艺中存在的过度酸化、菌种不稳定、厌氧罐处理效率低等问题，本发明提供了一种改进的柠檬酸废水柠檬酸废水预酸化处理工艺，通过提高预酸化池出水的pH值，来增加预酸化池中微生物的种类和浓度，以提高废水厌氧处理器的处理效率。
本发明的具体技术方案是：
一种改进的柠檬酸废水柠檬酸废水预酸化处理工艺，柠檬酸废水依次经过预酸化、厌氧处理、沉淀后得到上清液，具体步骤包括：
（1）柠檬酸废水与上清液A混合后，泵入预酸化池进行酸化；
（2）步骤（1）酸化后的出水与上清液B混合后，泵入厌氧罐进行厌氧处理； 
（3）厌氧罐溢流出水进入沉淀罐沉淀，得到上清液和污泥。
其中，厌氧罐溢流出水经沉淀罐沉淀后得到上清液，所述上清液由上清液A、上清液B和上清液C组成，上清液A经回流与柠檬酸废水进行混合，上清液B经回流与酸化后的出水进行混合，上清液C进入后续工序进行好氧处理。
步骤（1）所述上清液A与柠檬酸废水的体积比为1:8-1:2。
步骤（2）所述上清液B与步骤（1）酸化后出水的体积比为1：3-4。
步骤（1）所述上清液A的流速为20m3/h-50m3/h。
这样上清液A以20m3/h-50m3/h的流速经回流与步骤（1）所述柠檬酸废水以体积比1:8-1:2的比例进行混合，同时步骤（1）酸化后的出水与3-4倍体积的上清液B进行混合，上清液C进入后续工序进行好氧处理，沉淀的污泥进行脱水收集。
本发明所述处理工艺为动态平衡处理过程，即：系统连续运行达到动态平衡时的处理工艺。
步骤（1）所述柠檬酸废水为生产车间的废水，包括柠檬酸钙洗涤过程过程产生的废糖水原液、洗糖水高浓度废水、精提车间脱色住和离子交换柱再生废水、设备清洗水等，其COD为13000mg/L-40000 mg/L、pH为4.5-6.0。
步骤（1）所述酸化时间为2-5h，步骤（1）中柠檬酸废水与上清液A混合后，泵入预酸化池进行酸化；经过酸化后pH为4.7±0.2，酸化度为12%-17%。此工段的目的是提高预酸化池中废水的pH，使更多的酸化发酵菌适应预酸化池的环境，从而增加预酸化池中酸化发酵菌的种类，以提高后续工艺中厌氧罐的处理效率，从而降低企业的运行成本。这里的酸化度指的是已酸化的COD与酸化前COD的比值。
步骤（1）酸化后的出水与上清液B混合后，作为厌氧罐进水泵入厌氧罐进行厌氧处理；所述厌氧罐进水的pH为6.7±0.1，水温为36-38℃；经过厌氧罐处理后，厌氧罐出水COD为900mg/L -1600mg/L，COD去除率为93.1%-96%，产沼气为0.58 m3/kg -0.60 m3/kg，以此提高了厌氧罐的处理效率，降低了企业的运行成本。
步骤（2）所述厌氧水力停留时间为20-25小时，在这样的范围内，废水能够与反应器内的微生物进行充分的作用，以提高反应器的处理效率。
步骤（3）所述厌氧罐出水COD的浓度为900mg/L -1600mg/L，即上清液，其pH为7.2±0.1。上清液A经回流用于稀释柠檬酸废水，以避免预酸化池中废水的pH值下降而出现过度酸化的问题，避免耐受低pH值的菌群成为优势菌群而出现过度繁殖的问题；同时上清液B经回流用于稀释步骤（1）酸化后的出水，提高酸化后厌氧进水的pH，减小对厌氧系统的冲击，提高厌氧处理系统的稳定性；剩余上清液进入后续工序进行好氧处理。
本发明与现有技术相比有以下优点：
（1）所述厌氧罐出水，即上清液的pH为7.2±0.1，将上清液A经回流与柠檬酸废水混合，能够提高预酸化池中废水的pH，使更多的酸化发酵菌适应预酸化池的环境，从而增加预酸化池中酸化发酵菌的种类；
（2）所述厌氧罐出水，即上清液的pH为7.2±0.1，将上清液A经回流与柠檬酸废水混合，以避免预酸化池中废水的pH值下降而出现过度酸化的问题，避免耐受低pH值的菌群成为优势菌群而出现过度繁殖的问题；
（3）将上清液经回流与柠檬酸废水混合，同时将上清液B经回流稀释步骤（1）酸化后的出水，这样提高了厌氧进水的pH为6.7±0.1，减小了对厌氧系统的冲击，提高了厌氧处理系统的稳定性，同时提高了COD去除率和产沼气量，降低了企业的运行成本。
综上所述，采用本发明所述工艺连续运行一年，未出现过度酸化、菌群不稳定、颗粒污泥钙化或破碎、沼气产率低和废水处理效率低等现象。
附图说明
图1为现有技术工艺流程图；
图2为本发明所述工艺流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明的内容进行说明，但本本发明的实际应用范围不限于此。
实施例1
某柠檬酸企业生产车间排出的生产废水为100m3/h，其COD为13000 mg/L、pH为6.0。
一种改进的柠檬酸废水柠檬酸废水预酸化处理工艺，柠檬酸废水依次经过预酸化、厌氧处理、沉淀后得到上清液，具体步骤包括：
（1）柠檬酸废水与流速为50m3/h的上清液A以体积比1:2的比例混合后，泵入预酸化池进行酸化，酸化时间为2小时；
（2）步骤（1）酸化后的出水与3倍体积的上清液B混合后，泵入厌氧罐进行厌氧处理；
（3）厌氧罐溢流出水进入沉淀罐沉淀，得到上清液和污泥，上清液C进入后续工序进行好氧处理，沉淀的污泥进行脱水收集。
其中步骤（1）中预酸化池中废水的pH为4.9，酸化度为12%，厌氧罐的进水pH为6.7，出水pH为7.2。厌氧罐中的COD去除率为95.1%，去除COD产沼气为0.60 m3/kg。
企业原有的工艺为车间生产废水直接进入预酸化池进行酸化，3h后经5倍体积厌氧罐出水稀释后进入厌氧罐进行处理。原有工艺中预酸化池的pH为3.96，酸化度为6.7%，厌氧罐的进水pH为6.59，出水pH为7.06，厌氧罐中的COD去除率为91.7%，去除COD产沼气为0.58 m3/kg。
实施例2
某柠檬酸企业生产车间排出的生产废水为100m3/h，其COD为40000 mg/L、pH为4.5。
一种改进的柠檬酸废水柠檬酸废水预酸化处理工艺，柠檬酸废水依次经过预酸化、厌氧处理、沉淀后得到上清液，具体步骤包括：
（1）柠檬酸废水与流速为25m3/h的上清液A以体积比1:8的比例混合后，泵入预酸化池进行酸化，酸化时间为3小时；
（2）步骤（1）酸化后的出水与4倍体积的上清液B混合后，泵入厌氧罐进行厌氧处理；
（3）厌氧罐溢流出水进入沉淀罐沉淀，得到上清液和污泥，上清液C进入后续工序进行好氧处理，沉淀的污泥进行脱水收集。
其中预酸化池中废水的pH为4.7，酸化度（挥发酸/总COD）为14%，厌氧罐的进水pH为6.6，出水pH为7.1。厌氧罐中的COD去除率为96%，去除COD产沼气为0.58 m3/kg。
企业原有的工艺为车间生产废水直接进入预酸化池进行酸化，3h后经5倍体积厌氧罐出水稀释后进入厌氧罐进行处理。原有工艺中预酸化池的pH为3.96，酸化度为6.7%，厌氧罐的进水pH为6.59，出水pH为7.06，厌氧罐中的COD去除率为93.6%，去除COD产沼气为0.56 m3/kg。
实施例3
某柠檬酸企业生产车间排出的生产废水为100m3/h，其COD为30000 mg/L、pH为5.0。
一种改进的柠檬酸废水柠檬酸废水预酸化处理工艺，柠檬酸废水依次经过预酸化、厌氧处理、沉淀后得到上清液，具体步骤包括：
（1）柠檬酸废水与流速为35m3/h的上清液A以体积比1:5的比例混合后，泵入预酸化池进行酸化，酸化时间为5小时；
（2）步骤（1）酸化后的出水与3倍体积的上清液B混合后，泵入厌氧罐进行厌氧处理；
（3）厌氧罐溢流出水进入沉淀罐沉淀，得到上清液和污泥，上清液C进入后续工序进行好氧处理，沉淀的污泥进行脱水收集。
其中预酸化池中废水的pH为4.5，酸化度（挥发酸/总COD）为17%，厌氧罐的进水pH为6.8，出水pH为7.25。厌氧罐中的COD去除率为95.4%，去除COD产沼气为0.59 m3/kg。
现有技术中车间的生产废水直接进入预酸化池后酸化，后经5倍体积厌氧罐出水稀释后进入厌氧罐进行处理。此工艺中预酸化池的pH为3.96，酸化度为6.7%，厌氧罐的进水pH为6.55，出水pH为7.3，厌氧罐中的COD去除率为93.1%，去除COD产沼气为0.55 m3/kg。

Claims (8)

1.一种改进的柠檬酸废水预酸化处理工艺，柠檬酸废水依次经过预酸化、厌氧处理、沉淀后得到上清液，其特征在于：具体步骤包括：
（1）柠檬酸废水与上清液A混合后，泵入预酸化池进行酸化；
（2）步骤（1）酸化后的出水与上清液B混合后，泵入厌氧罐进行厌氧处理； 
（3）厌氧罐溢流出水进入沉淀罐沉淀，得到上清液和污泥；
步骤（1）所述上清液A与柠檬酸废水的体积比为1:8-1:2；
步骤（2）所述上清液B与步骤（1）酸化后出水的体积比为1：3-4。
2.根据权利要求1所述的改进的柠檬酸废水预酸化处理工艺，其特征在于：步骤（3）所述上清液由上清液A、上清液B和上清液C组成，所述上清液C进入后续工序进行好氧处理。
3.根据权利要求1所述的改进的柠檬酸废水预酸化处理工艺，其特征在于：步骤（1）所述上清液A的流速为20m3/h-50m3/h。
4.根据权利要求1所述的改进的柠檬酸废水预酸化处理工艺，其特征在于：步骤（1）所述酸化时间为2-5h，步骤（1）中柠檬酸废水与上清液A混合后，泵入预酸化池进行酸化；经过酸化后pH为4.7±0.2，酸化度为12%-17%。
5.根据权利要求1所述的改进的柠檬酸废水预酸化处理工艺，其特征在于：步骤（2）所述厌氧罐中进水pH为6.7±0.1，水温为36-38℃。
6.根据权利要求1所述的改进的柠檬酸废水预酸化处理工艺，其特征在于：步骤（2）所述厌氧罐中水力停留时间为20-25小时。
7.根据权利要求1所述的改进的柠檬酸废水预酸化处理工艺，其特征在于：步骤（3）所述厌氧罐中出水COD为900mg/L -1600mg/L，pH为7.2±0.1。
8.根据权利要求1所述的改进的柠檬酸废水预酸化处理工艺，其特征在于：步骤（3）所述上清液的COD为900mg/L -1600mg/L，pH为7.2±0.1。
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