CN104529075A - 一种改进的柠檬酸废水处理工艺 - Google Patents

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Abstract

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处理工艺，该工艺包括预酸化、厌氧处理、好氧处理和深度处理，在好氧处理过程中通过直接引入一部分柠檬酸废水B充当碳源，提高了曝气池的C/N比，促进了曝气池中微生物的硝化与反硝化作用，进而提高了废水处理的脱氮效率，使其达到国标要求，工艺改造简单，处理成本低。

Description

一种改进的柠檬酸废水处理工艺
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+好氧处理+深度处理的模式。之所以要对废水进行深度处理，是因为城市污水脱氮除磷的要求不断提高，常规处理后废水中总氮总磷含量不能达标，需要深度处理进一步去除水中的氮磷。
柠檬酸生产主要以薯干、玉米等为原料，通过深层发酵法生产柠檬酸。目前柠檬酸废水处理工艺是先将生产车间废水混进行酸化，然后泵入厌氧系统进行厌氧处理，厌氧出水再进行好氧处理、深度处理。由于厌氧出水的C/N较低，常规的好氧处理能有效的去除水中的COD，但是对总氮的处理效果并不理想，总氮的含量高于80mg/L，不能达到国标要求，并且会对环境造成污染，如果在废水中添加工业甲醇等碳源，在深度处理过程中添加药剂也不能明显降低总氮含量，而且会耗费更多的人力物力财力，增加了处理成本。
发明内容
针对现有柠檬酸废水处理工艺中存在的总氮含量较高，深度处理工艺复杂等问题，本发明提供了一种改进的柠檬酸废水处理工艺，通过提高曝气池的C/N比，促进曝气池中微生物的硝化与反硝化作用，以提高废水处理的脱氮效率。
本发明所述的一种改进的柠檬酸废水处理工艺，包括预酸化、厌氧处理、好氧处理和深度处理，其具体步骤为：
(1)预酸化 将柠檬酸废水A泵入预酸化池进行酸化，得酸化柠檬酸废水A；
(2)厌氧处理 将酸化柠檬酸废水A与厌氧回流水混合泵入厌氧罐进行厌氧处理，得厌氧出水；
(3)好氧处理 将步骤(2)的厌氧出水与柠檬酸废水B混合泵入曝气池进行好氧处理，得好氧出水；
(4)深度处理 将步骤(3)的好氧出水沉淀后进入深度处理池，进行深度处理。
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。
本发明所述的所述柠檬酸废水A和柠檬酸废水B均为生产车间的废水，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15000mg/L-25000mg/L，总氮200-300mg/L，pH值为4.5-6.0。
首先，将柠檬酸废水A泵入预酸化池进行酸化，酸化时间为2-5h；经过酸化后pH值为4.7±0.2，酸化度为6％-8％。此工段的目的是提高预酸化池中废水的pH值，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，将大分子有机物分解为小分子，并形成有机酸，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。
由于酸化柠檬酸废水A中COD含量过高，pH值较低，不利于厌氧菌的处理，所以将酸化柠檬酸废水A与厌氧回流水混合后泵入厌氧罐进行厌氧处理。酸化柠檬酸废水A与部分厌氧出水混和，可以调节厌氧进水的温度、COD、PH，为厌氧菌提供最佳的环境条件；所述厌氧回流水指厌氧出水的一部分，酸化柠檬酸废水A与厌氧回流水的体积比根据柠檬酸废水的水量及COD而确定，一般为1:5-1:7。为了保证最佳的厌氧处理效果，酸化柠檬酸废水A与厌氧回流水混合后采用本领域常用的盐酸或者氢氧化钠溶液调节其pH值为6.7±0.1，水温为37-38℃，厌氧处理时间为4-6小时，时间过短，反应不充分；时间过长，水中所含的营养物质过度消耗，不适合厌氧罐中微生物代谢。经过厌氧处理后，厌氧出水的COD为800mg/L-1200mg/L，总氮100-200mg/L，pH为7.2±0.1。
将上述经过处理的厌氧出水与柠檬酸废水B混合，由于柠檬酸废水B中COD为15000mg/L-25000mg/L，总氮为200-300mg/L，两者混合后，增加了待处理废水中的碳源，从而提高好氧处理进水的C/N比，为微生物提供适宜的环境，从而促进曝气池中微生物的硝化与反硝化作用，达到脱氮的目的。当待处理废水中C/N比为15:1-25:1的时候，处理效果最好，因此，步骤(3)中柠檬酸废水B与厌氧出水的体积比为1:6-8。
经过上述处理之后，本发明所述好氧出水的COD<150mg/L，NH3-N<15，总氮<60mg/L,总磷<10mg/L，pH为6-9，因此，后期的深度处理只需要设置除磷和脱色单元即可，无需额外设置脱氮单元。所述深度处理为添加除磷剂和脱色剂，根据废水含磷量和色度确定除磷剂和脱色剂的用量，一般为万分之五到万分之七，均为本领域的公知技术。
本发明与现有技术相比有以下优点：
(1)所述柠檬酸废水B，COD为15000mg/L-25000mg/L，总氮为100-200mg/L，pH为4.5-6.0。将柠檬酸废水B与厌氧出水混合，能够提高曝气池中废水的C/N比，促进曝气池中微生物的硝化和反硝化作用，从而提高总氮的去除率，减少了废水中氮的含量，减少对环境的污染；
(2)所述柠檬酸废水B，COD为15000mg/L-25000mg/L，总氮为100-200mg/L，pH为4.5-6.0。将柠檬酸废水B与厌氧出水混合，能够保证曝气池内微生物所需的碳源和氮源，为曝气池内硝化细菌和反硝化菌菌群提供良好的生长环境，避免单一菌群成为优势菌群而出现过度繁殖的问题，提高了好氧处理系统的稳定性，使总氮含量在好氧处理过程中达到国标要求，从而省却了深度处理过程中脱氮操作，降低了企业的运行成本。
(3)与现有技术中添加碳源(甲醇，葡萄糖等)提高C/N比的方法相比，本发明直接引入一部分柠檬酸废水B充当碳源，工艺改造简单，处理成本低。本发明所述工艺连续运行半年，未出现总氮超标的现象。
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18000mg/L，总氮200mg/L，pH为4.6。
一种改进的柠檬酸废水处理工艺，包括预酸化、厌氧处理、好氧处理和深度处理，其具体步骤为：
(1)预酸化 将柠檬酸废水A以流速87.5m3/h泵入预酸化池进行酸化，得酸化柠檬酸废水A；酸化时间为2h；酸化柠檬酸废水A的pH值为4.5，酸化度为6％；
(2)厌氧处理 将酸化柠檬酸废水A与厌氧回流水混合泵入厌氧罐进行厌氧处理6小时，得厌氧出水；酸化柠檬酸废水A与厌氧回流水的体积比为1:6；酸化柠檬酸废水A与厌氧回流水混合后调节pH值为6.6，水温为37℃；
(3)好氧处理 将步骤(2)的厌氧出水与柠檬酸废水B混合泵入曝气池进行好氧处理，得好氧出水；柠檬酸废水B的流速为12.5m3/h；柠檬酸废水B与厌氧出水的体积比为1:6；厌氧出水与柠檬酸废水B混合后的C/N为20:1；
(4)深度处理 将步骤(3)的好氧出水沉淀后进入深度处理池，进行深度处理；
其中厌氧出水的COD为900mg/L，总氮为165mg/L，pH值为7.1；好氧出水的COD为120mg/L，NH3-N：2mg/L，总氮59mg/L，总磷9mg/L，pH值为7.3。
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，后进入厌氧罐进行处理，厌氧罐出水进入曝气池进行好氧处理，原有工艺中好氧出水COD130mg/L，NH3-N：3mg/L，总氮91mg/L，总磷10mg/L，pH为6-9。
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15000mg/L，总氮300mg/L，pH为5.5。
一种改进的柠檬酸废水处理工艺，包括预酸化、厌氧处理、好氧处理和深度处理，其具体步骤为：
(1)预酸化 将柠檬酸废水A以流速85.7m3/h泵入预酸化池进行酸化，得酸化柠檬酸废水A；酸化时间为3h；酸化柠檬酸废水A的pH值为4.5，酸化度为7％；
(2)厌氧处理 将酸化柠檬酸废水A与厌氧回流水混合泵入厌氧罐进行厌氧处理4小时，得厌氧出水；酸化柠檬酸废水A与厌氧回流水的体积比为1:5；酸化柠檬酸废水A与厌氧回流水混合后调节pH值为6.7，水温为38℃；
(3)好氧处理 将步骤(2)的厌氧出水与柠檬酸废水B混合泵入曝气池进行好氧处理，得好氧出水；柠檬酸废水B的流速为14.3m3/h；柠檬酸废水B与厌氧出水的体积比为1:7；厌氧出水与柠檬酸废水B混合后的C/N为15:1；
(4)深度处理 将步骤(3)的好氧出水沉淀后进入深度处理池，进行深度处理；
其中厌氧罐出水COD为800mg/L，总氮为155mg/L，pH值为7.2；好氧出水的COD100mg/L，NH3-N：2.5mg/L，总氮55mg/L，总磷7mg/L，pH为7.4。
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，后进入厌氧罐进行处理，厌氧罐出水进入曝气池进行好氧处理，原有工艺中好氧出水COD140mg/L，NH3-N：3.5mg/L，总氮91mg/L，总磷10mg/L，pH为6-9。
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25000mg/L，总氮250mg/L，pH为6.0。
一种改进的柠檬酸废水处理工艺，包括预酸化、厌氧处理、好氧处理和深度处理，其具体步骤为：
(1)预酸化 将柠檬酸废水A以流速88.89m3/h泵入预酸化池进行酸化，得酸化柠檬酸废水A；酸化时间为5h；酸化柠檬酸废水A的pH值为4.6，酸化度为8％；
(2)厌氧处理 将酸化柠檬酸废水A与厌氧回流水混合泵入厌氧罐进行厌氧处理5小时，得厌氧出水；酸化柠檬酸废水A与厌氧回流水的体积比为1:7；酸化柠檬酸废水A与厌氧回流水混合后pH值为6.8，水温为38℃；
(3)好氧处理 将步骤(2)的厌氧出水与柠檬酸废水B混合泵入曝气池进行好氧处理，得好氧出水；柠檬酸废水B的流速为11.11m3/h；柠檬酸废水B与厌氧出水的体积比为1:8；厌氧出水与柠檬酸废水B混合后的C/N为19:1；
(4)深度处理 将步骤(3)的好氧出水沉淀后进入深度处理池，进行深度处理；
其中厌氧罐出水COD为1200mg/L，总氮为200mg/L，pH值为7.2；好氧出水的COD120mg/L，NH3-N：2mg/L，总氮56mg/L，总磷8mg/L，pH为7。
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，后进入厌氧罐进行处理，厌氧罐出水进入曝气池进行好氧处理，原有工艺中好氧出水COD150mg/L，NH3-N：4mg/L，总氮98mg/L，总磷11mg/L，pH为6-9。
实施例4
某柠檬酸企业生产车间排出的生产废水为100m3/h，其COD为20000mg/L，总氮220mg/L，pH为4.9。
一种改进的柠檬酸废水处理工艺，包括预酸化、厌氧处理、好氧处理和深度处理，其具体步骤为：
(1)预酸化 将柠檬酸废水A以流速86.67m3/h泵入预酸化池进行酸化，得酸化柠檬酸废水A；酸化时间为4h；酸化柠檬酸废水A的pH值为4.5，酸化度为6.5％；
(2)厌氧处理 将酸化柠檬酸废水A与厌氧回流水混合泵入厌氧罐进行厌氧处理4.5小时，得厌氧出水；酸化柠檬酸废水A与厌氧回流水的体积比为1:6；酸化柠檬酸废水A与厌氧回流水混合后pH值为6.7，水温为37℃；
(3)好氧处理 将步骤(2)的厌氧出水与柠檬酸废水B混合泵入曝气池进行好氧处理，得好氧出水；柠檬酸废水B的流速为13.33m3/h；柠檬酸废水B与厌氧出水的体积比为1:6.5；厌氧出水与柠檬酸废水B混合后的C/N为19:1；
(4)深度处理 将步骤(3)的好氧出水沉淀后进入深度处理池，进行深度处理；
其中厌氧罐出水COD为1000mg/L，总氮为185mg/L，pH值为7.3；好氧出水的COD120mg/L，NH3-N：2mg/L，总氮52mg/L，总磷6mg/L，pH为8。
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，后进入厌氧罐进行处理，厌氧罐出水进入曝气池进行好氧处理，原有工艺中好氧出水COD150mg/L，NH3-N：4mg/L，总氮99mg/L，总磷12mg/L，pH为6-9。
实施例5
某柠檬酸企业生产车间排出的生产废水为100m3/h，其COD为22000mg/L，总氮270mg/L，pH为6.0。
一种改进的柠檬酸废水处理工艺，包括预酸化、厌氧处理、好氧处理和深度处理，其具体步骤为：
(1)预酸化 将柠檬酸废水A以流速88.2m3/h泵入预酸化池进行酸化，得酸化柠檬酸废水A；酸化时间为3.5h；酸化柠檬酸废水A的pH值为4.9，酸化度为7.5％；
(2)厌氧处理 将酸化柠檬酸废水A与厌氧回流水混合泵入厌氧罐进行厌氧处理5.5小时，得厌氧出水；酸化柠檬酸废水A与厌氧回流水的体积比为1:6；酸化柠檬酸废水A与厌氧回流水混合后pH值为6.8，水温为38℃；
(3)好氧处理 将步骤(2)的厌氧出水与柠檬酸废水B混合泵入曝气池进行好氧处理，得好氧出水；柠檬酸废水B的流速为11.8m3/h；柠檬酸废水B与厌氧出水的体积比为1:7.5；厌氧出水与柠檬酸废水B混合后的C/N为25:1；
(4)深度处理 将步骤(3)的好氧出水沉淀后进入深度处理池，进行深度处理；
其中厌氧罐出水COD为900mg/L，总氮为120mg/L，pH值为7.2；好氧出水的COD110mg/L，NH3-N：5mg/L，总氮54mg/L，总磷8mg/L，pH为9。
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，后进入厌氧罐进行处理，厌氧罐出水进入曝气池进行好氧处理，原有工艺中好氧出水COD160mg/L，NH3-N：4mg/L，总氮96mg/L，总磷13mg/L，pH为6-9。

Claims (10)

1.一种改进的柠檬酸废水处理工艺，包括预酸化、厌氧处理、好氧处理和深度处理，其特征在于：其具体步骤为：
(1)预酸化将柠檬酸废水A泵入预酸化池进行酸化，得酸化柠檬酸废水A；
(2)厌氧处理将酸化柠檬酸废水A与厌氧回流水混合泵入厌氧罐进行厌氧处理，得厌氧出水；
(3)好氧处理将步骤(2)的厌氧出水与柠檬酸废水B混合泵入曝气池进行好氧处理，得好氧出水；
(4)深度处理将步骤(3)的好氧出水沉淀后进入深度处理池，进行深度处理。
2.根据权利要求1所述的改进的柠檬酸废水处理工艺，其特征在于：步骤(1)所述柠檬酸废水A的COD为15000mg/L-25000mg/L，总氮200-300mg/L，pH为4.5-6.0。
3.根据权利要求1所述的改进的柠檬酸废水处理工艺，其特征在于：步骤(1)酸化时间为2-5h；酸化柠檬酸废水A的pH值为4.7±0.2，酸化度为6％-8％。
4.根据权利要求1所述的改进的柠檬酸废水处理工艺，其特征在于：步骤(2)中酸化柠檬酸废水A与厌氧回流水的体积比为1:5-1:7。
5.根据权利要求1所述的改进的柠檬酸废水处理工艺，其特征在于：步骤(2)中酸化柠檬酸废水A与厌氧回流水混合后调节其pH值为6.7±0.1，水温为37-38℃。
6.根据权利要求1所述的改进的柠檬酸废水处理工艺，其特征在于：步骤(2)中厌氧处理时间为4-6小时。
7.根据权利要求1所述的改进的柠檬酸废水处理工艺，其特征在于：步骤(2)所述厌氧出水的COD为800mg/L-1200mg/L，总氮100-200mg/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处理工艺，其特征在于：步骤(3)所述柠檬酸废水B的COD为15000mg/L-25000mg/L，总氮200-300mg/L，pH为4.5-6.0。
9.根据权利要求1所述的改进的柠檬酸废水处理工艺，其特征在于：步骤(3)中柠檬酸废水B与厌氧出水的体积比为1:6-1:8。
10.根据权利要求1所述的改进的柠檬酸废水处理工艺，其特征在于：步骤(3)中厌氧出水与柠檬酸废水B混合后的C/N为15:1-25:1。
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