CN105366890B - 一种钢厂尾气生物发酵制乙醇有机废水处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钢厂尾气生物发酵制乙醇有机废水处理方法，包括如下步骤：对钢厂尾气生物发酵制乙醇有机废水加入碱化pH调节剂、混凝剂和絮凝剂进行预处理；预处理后出水经过脱硫池进行脱硫处理；脱硫处理后第一部分出水经过厌氧反应器进行厌氧生化处理，厌氧生化处理后第一部分出水进入A/O池，脱硫处理后第二部分出水直接进入A/O池；经A/O池处理后出水进入二沉池进行泥水分离；经泥水分离得到的上清液经过超滤装置进行过滤，过滤后一部分出水直接进行回用。可以基本实现工业废水的零排放，解决了现有有机废水处理方法会产生排放污染环境的技术问题，提高了资源利用率。

Description

一种钢厂尾气生物发酵制乙醇有机废水处理方法

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，尤其涉及一种钢厂尾气生物发酵制乙醇有机废水处理方法。

背景技术

我国的水资源面临严重的污染问题。由于全国80％左右的污水未经任何处理直接排入水域，造成全国1/3以上的河段受到污染，90％以上的城市水域污染严重，近50％的重点城镇水源地不符合饮用水标准。大部分城市和地区地下水位连续下降，形成了不同规模的地下水降落漏斗，形势相当严峻。造成水资源受到严重污染的根本原因是大量生产生活废水未经处理或虽经处理但未达标。这些未得充分利用的废水既污染环境，又浪费资源，有机污染物，尤其是高浓度的有机污染物，不仅在水中存在时间长、迁移范围广，而且危害大、处理难度大。

现有技术中对高浓度有机废水处理主要有为化学氧化法，一类是在常温常压下利用强氧化剂(如过氧化氢、高锰酸钾、次氯酸盐、臭氧等)将废水中的有机物氧化成二氧化碳和水，另一类是在高温高压下分解废水中有机物，化学氧化法通常难以将难降解的有机物一步氧化到无机物质，且缺乏对中间产物的控制，因此对有机废水处理效果不佳，仍然会产生排放污染环境。

发明内容

本发明实施例通过提供一种钢厂尾气生物发酵制乙醇有机废水处理方法，解决了现有钢厂尾气生物发酵制乙醇有机废水处理方法会产生排放污染环境的技术问题。

本发明实施例提供的一种钢厂尾气生物发酵制乙醇有机废水处理方法，包括如下步骤：

对所述钢厂尾气生物发酵制乙醇有机废水加入碱化pH调节剂、混凝剂和絮凝剂进行预处理；

所述预处理后出水经过脱硫池进行脱硫处理；

所述脱硫处理后第一部分出水经过厌氧反应器进行厌氧生化处理，所述厌氧生化处理后第一部分出水进入A/O池，所述脱硫处理后第二部分出水直接进入所述A/O池；

经所述A/O池处理后出水进入二沉池进行泥水分离；

经所述泥水分离得到的上清液经过超滤装置进行过滤，过滤后一部分出水直接进行回用。

优选的，所述厌氧生化处理后第二部分出水进入循环水池，经所述循环水池后再返回到所述厌氧反应器中。

优选的，在所述经所述泥水分离得到的上清液经过超滤装置进行过滤之后，所述方法还包括：

过滤后另一部分出水经过选择性半透膜进行反渗透处理，得到含盐溶液和直接回用出水；

对所述含盐溶液利用余热蒸汽进行蒸发结晶处理。

优选的，在所述对所述钢厂尾气生物发酵制乙醇有机废水加入碱化pH调节剂、混凝剂和絮凝剂进行预处理之前，所述方法还包括：

对所述钢厂尾气生物发酵制乙醇有机废水经调节池进行水质调节和/或水量调节后泵入气浮机。

优选的，所述对所述钢厂尾气生物发酵制乙醇有机废水加入碱化pH调节剂、混凝剂和絮凝剂进行预处理，包括：

在所述气浮机的前段加入所述碱化pH调节剂将所述钢厂尾气生物发酵制乙醇有机废水的pH值调节至6～7；

在所述气浮机中加入所述混凝剂和所述絮凝剂使所述钢厂尾气生物发酵制乙醇有机废水中含有的悬浮物形成絮体上浮；

经刮渣机去除所述絮体。

优选的，所述碱化pH调节剂为氢氧化钠，氢氧化钙，生石灰中的至少一种。

优选的，在所述预处理后出水经过脱硫池进行脱硫处理之后，所述方法还包括：

沉淀收集所述脱硫处理形成的单质硫磺。

优选的，所述A/O池的O段好氧生化池向所述A/O池的A段缺氧生化池的回流量为进入所述A段缺氧生化池的污水量的4～6倍，其中，所述污水量具体为所述厌氧生化处理后第一部分出水与所述脱硫处理后第二部分出水之和。

优选的，在所述脱硫处理后第一部分出水经过厌氧反应器进行厌氧生化处理之后，所述方法还包括：

所述厌氧生化处理产生的沼气收集后送至氧化炉装置进行氧化产热制蒸汽。

本发明实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本发明实施例采用经过气浮机、脱硫池、厌氧反应器、A/O池、二沉池、超滤装置处理钢厂尾气生物发酵制乙醇有机废水，达到工艺用水标准后直接用于工艺上回用水。可以基本实现工业废水的零排放，解决了现有有机废水处理方法会产生排放污染环境的技术问题，提高了资源利用率。

进一步，本发明实施例还采用了将超滤装置过滤后出水经过选择性半透膜进行反渗透处理，得到含盐溶液和直接回用出水，直接回用出水用于工艺上回用水，对含盐溶液进行蒸发结晶处理得到盐，从而进一步提高零排放效果，且实现了资源回收利用。

进一步，本发明实施例还采用了对脱硫处理形成的单质硫磺沉淀收集，避免了资源浪费，实现了资源的回收利用。

进一步，本发明实施例还采用了厌氧生化处理产生的沼气收集后送至氧化炉装置进行氧化产热制蒸汽，因此还避免了气化资源浪费。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中钢厂尾气生物发酵制乙醇有机废水处理系统的示意图；

图2为本发明实施例中钢厂尾气生物发酵制乙醇有机废水处理方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参考图1所示，本发明实施例提供的一种钢厂尾气生物发酵制乙醇有机废水处理方法，应用在图1所示的钢厂尾气生物发酵制乙醇有机废水处理系统中，参考图1所示，该钢厂尾气生物发酵制乙醇有机废水处理系统包括：调节池1、气浮机2、脱硫池3、厌氧反应器4、A/O池5、二沉池6和超滤装置7，循环水池8。

调节池1连通到气浮机2的进口，气浮机2的出口连通到脱硫池3的进口，脱硫池3的一个出口分支连通到循环水池8的进口，循环水池8的出口连通至厌氧反应器4的进口，脱硫池3的另一个出口分支A/O池5的进口，厌氧反应器4的一个出口分支也连通到A/O池5的进口，A/O池5的出口连通到二沉池6的进口，二沉池6的出口连通到超滤装置7，厌氧反应器4的另一个出口分支连通道循环水池8的进口。

本发明实施例提供的一种钢厂尾气生物发酵制乙醇有机废水处理方法，结合图1和图2所示，包括如下步骤：

S1、对种钢厂尾气生物发酵制乙醇有机废水加入碱化pH调节剂、混凝剂和絮凝剂进行预处理。

具体的，所使用碱化pH调节剂具体为氢氧化钠(NaOH)，氢氧化钙(CaOH)，生石灰中的至少一种，对钢厂尾气生物发酵制乙醇有机废水的预处理包括：NaOH，CaOH，生石灰中的至少一种加入到气浮机2中，调节钢厂尾气生物发酵制乙醇有机废水的pH值至6～7。具体的，为在气浮机2的前段加入碱化pH调节剂。气浮机2中加入混凝剂和絮凝剂使钢厂尾气生物发酵制乙醇有机废水中含有的悬浮物形成絮体上浮，经刮渣机去除絮体，去除悬浮物将降低后续生化处理负荷达到更好的处理效果。

进一步的，为了不受钢厂尾气生物发酵制乙醇有机废水高峰流量或浓度变化的影响，在气浮机2前设置调节池1，钢厂尾气生物发酵制乙醇有机废水在调节池1中停留以进行均衡水量和/或均衡水质，从而实现对钢厂尾气生物发酵制乙醇有机废水经调节池1进行水质调节和/或水量调节。较佳的，可以设置调节池1为“均质+均量”的调节池1，调节池1的均质可以通过水泵强制循环、空气搅拌、机械搅拌、穿孔导流槽引水等方式中的任一种进行。对钢厂尾气生物发酵制乙醇有机废水经调节池1进行水质调节和/或水量调节后再经过调节池水泵进行泵入气浮机2中。

S2、预处理后出水经过脱硫池3进行脱硫处理。

具体的，由于钢厂尾气生物发酵制乙醇有机废水中过多的硫酸盐，含硫酸盐废水进入厌氧反应器4将在硫酸盐还原菌作用下形成硫化物，形成的该硫化物会对厌氧细菌生长产生抑制作用，同时含硫化物废水进入A/O池5，硫化物将会被再次氧化成硫酸盐消耗大量的氧气，因此消耗更多能源。经过脱硫池3进行脱硫处理则有效避免了污水中硫酸盐对后续生化处理效果的影响。

在优选实施例中，脱硫池3的脱硫处理形成了单质硫磺，经沉淀收集形成的单质硫磺，避免了资源浪费，从而能够回收利用，产生一定的经济价值。

S3、脱硫处理后第一部分出水经过厌氧反应器4进行厌氧生化处理，厌氧生化处理后第一部分出水进入A/O池5，脱硫处理后第二部分出水直接进入A/O池5。

具体的，脱硫处理后第一部分出水经过循环水池8到达厌氧反应器4。厌氧反应优点是能耗低、抗冲击能力强，脱硫处理后第一部分出水经过厌氧反应器4的厌氧生化处理后的出水COD(化学需氧量，Chemical Oxygen Demand)降低约90％。在具体实施过程中，厌氧反应器4的排气口通过管道连接至氧化炉装置9，厌氧反应产生的沼气收集后送至氧化炉装置9进行燃烧制蒸汽，进一步对钢厂尾气生物发酵制乙醇有机废水处理得到的资源回收利用。

具体的，厌氧生化处理后第一部分出水进入A/O池5，厌氧生化处理后第二部分出水进入循环水池8，经循环水池8再返回到厌氧反应器4中。具体的，厌氧出水至多60％回到循环水池8，用于与脱硫处理后第一部分出水在循环水池8中混合，从而利用厌氧生化处理出水的碱度中和脱硫池3的脱硫处理后第一部分出水的酸度，最终使进厌氧反应器4中pH到达6.8～7。从而能够减少向气浮机2中加入碱化pH调节剂的用量，节约了资源，增加了经济效益。

脱硫处理后第二部分出水直接进入A/O池5，脱硫处理后第一部分出水、脱硫处理后第二部分出水之和为全部脱硫处理后出水。

具体的，A/O池5由A段缺氧生化池与O段好氧生化池组成，经过A段缺氧生化池进行脱氮，由O段好氧生化池回流内循环液，O段好氧生化池向A段缺氧生化池的回流量内循环液为进入O段好氧生化池的污水量的4～6倍，其中，进入O段好氧生化池的污水量具体为厌氧生化处理后第一部分出水与脱硫处理后第二部分出水之和。O段好氧生化池进行去除COD、BOD(Biochemical oxygen demand，生物需氧量)、硝化和吸收部分残余磷等反应。

具体的，A段缺氧生化池与O段好氧生化池均采用生物接触氧化池，具体为在A段缺氧生化池与O段好氧生化池中采用弹性立体填料，弹性立体填料的弹性丝剪切水中气泡，能提高空气中的氧在水中的溶解度，弹性立体填料具有实际比表面积大的特性，因此微生物挂膜、脱膜方便，使气泡变得更微小。弹性立体填料的体积负荷比较低，微生物处于自身氧化阶段，因此产泥量较少。此外，生物接触氧化池所产生污泥的含水率远远低于活性污泥池所产生的污泥的含水率，因此，经生物接触氧化池处理后产生的污泥量较少。

将脱硫处理后第一部分出水经厌氧反应器4或进入A/O池5，脱硫处理后第二部分出水直接进入A/O池5，通过调节厌氧处理后第一部分出水与脱硫处理后第二部分出水的比例调节，来保证A/O池5中C：N：P＝(100～300):5:1，从而保证在A段缺氧生化池中有较好的脱氮效果。具体的，若C：N：P的比值过高，则进行减小脱硫处理后第二部分出水的比例，若C：N：P比值过低，则进行增加脱硫处理后脱硫处理后第二部分出水的比例。

S4、经A/O池5处理后出水进入二沉池6进行泥水分离。

S5、经泥水分离得到的上清液经过超滤装置7进行过滤，经过超滤装置7过滤后的一部分出水直接进行回用。

超滤装置7的超滤膜孔径小，能截留上清液中所有的细菌、病毒及胶体蛋白、大分子有机物。对其他杂质的去除效率也很高，因此经过超滤装置7后的产水水质好于传统方法，经过超滤装置7过滤后的一部分出水能够符合一些工艺用水标准，直接用于工艺上用水。

为了进一步提高回用水的水质，将超滤装置7过滤作为反渗透处理装置10之前的预处理，在泥水分离得到的上清液经过超滤装置7进行过滤后的另一部分出水经过反渗透处理装置10中设置的选择性半透膜进行反渗透处理，得到含盐溶液和直接回用出水。

一是超滤装置7的过滤减少了进行反渗透处理的清洗频率，从而大大延长了选择性半透膜的使用寿命。二是避免了化学药剂的使用，避免了环境污染。三是分离过程仅以低压为推动力，工艺流程简单，易于操作。

具体的，反渗透是渗透过程的逆过程，利用选择性半透膜的压力分离进行脱盐处理。当把相同体积的稀溶液(例如淡水)和浓溶液(例如盐水溶液)分别置于半透膜的两侧时，稀溶液中的溶剂将自然穿过选择性半透膜而自发地向浓溶液一侧流动。当渗透达到平衡时，浓溶液侧的液面会比稀溶液的液面高出一定高度，即形成一个压差，此压差即为渗透压。若在浓溶液一侧施加一个大于渗透压的压力时，开始从浓溶液向稀溶液一侧流动，从而形成反渗透，从而利用上述反渗透分离出含盐溶液与直接回用出水。

对含盐溶液进行蒸发结晶处理得到盐，从而实现了零排放，完全避免了钢厂尾气生物发酵制乙醇有机废水对环境的污染。

在具体实施过程中，还可以对分离出的含盐溶液加入水质软化剂后再返回经过选择性半透膜进行再次反渗透。除此之外，含盐溶液还可以直接用于化工厂冲洗煤渣。

在具体应用过程上，上述针对钢厂尾气生物发酵制乙醇有机废水处理的方法一个实例为应用于钢厂尾气生物发酵法制燃料乙醇产生的废水，生物发酵法制燃料乙醇产生废水的特点是SS(suspend solid，固体悬浮物)、COD、氨氮、TDS(Total dissolved solids，总溶解固体)含量均高，且钢厂尾气生物发酵制乙醇有机废水中溶解有较高浓度的硫酸盐。在具体实施过程中与生物发酵法制燃料乙醇产生废水的成分相近、并且含量相似的其他工艺所产生有机废水均可以使用上述技术方案进行处理，均达到零排放和避免资源浪费的技术效果。可以去除生物发酵法制乙醇工艺中所产高浓污水中的污染物，并实现零排放标准。

通过上述本发明实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本发明实施例采用经过气浮机、脱硫池、厌氧反应器、A/O池、二沉池、超滤装置处理钢厂尾气生物发酵制乙醇有机废水，达到工艺用水标准后直接用于工艺上回用水。可以基本实现工业废水的零排放，解决了现有有机废水处理方法会产生排放污染环境的技术问题，提高了资源利用率。

进一步，本发明实施例还采用了将超滤装置过滤后出水经过选择性半透膜进行反渗透处理，得到含盐溶液和直接回用出水，直接回用出水用于工艺上回用水，对含盐溶液进行蒸发结晶处理得到盐，从而进一步提高零排放效果，且实现了资源回收利用。

进一步，本发明实施例还采用了对脱硫处理所形成的单质硫磺沉淀收集，避免了资源浪费，实现了资源的回收利用。

进一步，本发明实施例还采用了厌氧生化处理产生的沼气收集后送至氧化炉装置进行氧化产热制蒸汽，因此还避免了气化资源浪费。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (7)

1.一种钢厂尾气生物发酵制乙醇有机废水处理方法，其特征在于，包括如下步骤：

对所述钢厂尾气生物发酵制乙醇有机废水加入碱化pH调节剂、混凝剂和絮凝剂进行预处理；

所述预处理后出水经过脱硫池进行脱硫处理；

所述脱硫处理后第一部分出水经过厌氧反应器进行厌氧生化处理，所述厌氧生化处理后第一部分出水进入A/O池，所述脱硫处理后第二部分出水直接进入所述A/O池；

经所述A/O池处理后出水进入二沉池进行泥水分离；

经所述泥水分离得到的上清液经过超滤装置进行过滤，过滤后一部分出水直接进行回用；

所述厌氧生化处理后第二部分出水进入循环水池，经所述循环水池后再返回到所述厌氧反应器中；

在所述经所述泥水分离得到的上清液经过超滤装置进行过滤之后，还包括：

过滤后另一部分出水经过选择性半透膜进行反渗透处理，得到含盐溶液和直接回用出水；

对所述含盐溶液利用余热蒸汽进行蒸发结晶处理。

2.如权利要求1所述的钢厂尾气生物发酵制乙醇有机废水处理方法，其特征在于，在所述对所述钢厂尾气生物发酵制乙醇有机废水加入碱化pH调节剂、混凝剂和絮凝剂进行预处理之前，所述方法还包括：

对所述钢厂尾气生物发酵制乙醇有机废水经调节池进行水质调节和/或水量调节后泵入气浮机。

3.如权利要求2所述的钢厂尾气生物发酵制乙醇有机废水处理方法，其特征在于，所述对所述钢厂尾气生物发酵制乙醇有机废水加入碱化pH调节剂、混凝剂和絮凝剂进行预处理，包括：

在所述气浮机的前段加入所述碱化pH调节剂将所述钢厂尾气生物发酵制乙醇有机废水的pH值调节至6～7；

在所述气浮机中加入所述混凝剂和所述絮凝剂使所述钢厂尾气生物发酵制乙醇有机废水中含有的悬浮物形成絮体上浮；

经刮渣机去除所述絮体。

4.如权利要求3所述的钢厂尾气生物发酵制乙醇有机废水处理方法，其特征在于，所述碱化pH调节剂为氢氧化钠，氢氧化钙，生石灰中的至少一种。

5.如权利要求1所述的钢厂尾气生物发酵制乙醇有机废水处理方法，其特征在于，在所述预处理后出水经过脱硫池进行脱硫处理之后，所述方法还包括：

沉淀收集所述脱硫处理形成的单质硫磺。

6.如权利要求1所述的钢厂尾气生物发酵制乙醇有机废水处理方法，其特征在于，所述A/O池的O段好氧生化池向所述A/O池的A段缺氧生化池的回流量为进入所述A段缺氧生化池的污水量的4～6倍，其中，所述污水量具体为所述厌氧生化处理后第一部分出水与所述脱硫处理后第二部分出水之和。

7.如权利要求1所述的钢厂尾气生物发酵制乙醇有机废水处理方法，其特征在于，在所述脱硫处理后第一部分出水经过厌氧反应器进行厌氧生化处理之后，所述方法还包括：

所述厌氧生化处理产生的沼气收集后送至氧化炉装置进行氧化产热制蒸汽。