CN106746168A

CN106746168A - 一种柠檬酸废水处理方法

Info

Publication number: CN106746168A
Application number: CN201510826679.4A
Authority: CN
Inventors: 罗秋
Original assignee: Hengyang Yishun Chemical Co Ltd
Current assignee: Hengyang Yishun Chemical Co Ltd
Priority date: 2015-11-25
Filing date: 2015-11-25
Publication date: 2017-05-31

Abstract

本发明提供一种柠檬酸废水处理方法，其步骤包括，柠檬酸生产混合废水和厌氧出水混合后进入酸化池，酸化一段时间；厌氧消化处理；稀释后泵入IC厌氧器，进行厌氧消化处理；厌氧处理后，接入调节池；低浓度废水进入调节池,与厌氧处理出水混合后,提升到兼氧接触曝气池处理,再接入生物接触氧化池处理；再经二次沉淀池后,出水排入排水总管；二次沉淀池污泥,部分回流到兼氧接触曝气池和IC厌氧器进行分解,剩余污泥经浓缩后,用板框压滤机脱水,干污泥掺入煤中焚烧。本发明所要解决的技术问题是针对现有的柠檬酸废水处理成本高难以应用于工业的技术问题，提供一种低成本，高COD和BOD降解率的柠檬酸废水处理方法。

Description

一种柠檬酸废水处理方法

技术领域

本发明属于废水技术领域，具体涉及一种柠檬酸废水处理方法。

背景技术

柠檬酸具有温和爽快的酸味，且安全无毒，因此被广泛用与食品和饮料的酸味剂；因其能够与二价和三价的阳离子形成络合物，也被用作金属加工的螯合剂和洗净剂；因其能够加速角质更新，有助于细致毛孔，溶解黑头等，也被广泛应用与化妆品行业。柠檬酸的许多衍生物也能用于化工、制药，禽畜饲料等行业，例如，柠檬酸稀土是一种新型高效饲料添加剂，能够促进动物生长，改善产品品质，提高抗病能力及成活率，提高饲料转化率，缩短饲喂周期等特点；柠檬酸根离子与钙离子能形成一种难于解离的可溶性络合物，能够降低了血中钙离子浓度，使血液凝固受阻，用作体外抗凝药；柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液能用于烟气脱硫等。因此，柠檬酸被广泛用于食品饮料、化工、医药、化妆品、禽畜饲料、有机材料领域，是目前世界上需求量最大的一种有机酸。

柠檬酸生产有三种方法：水果提取法，化学合成法，生物发酵法。水果提取法成本较高，而化学合成法工艺复杂，安全性低，成本也高，因此，世界上柠檬酸生产最主要是应用发酵法。发酵法又分为表面发酵法、深层发酵法和固体发酵法，目前我国柠檬酸生产主要是以玉米，薯干等为原料，采用黑曲霉柠檬酸生产菌进行深层液体发酵。

我国从20世纪60年代初开始柠檬酸工业化生产，70年代形成规模。近年来，随着柠檬酸生产技术的不断发展，到20世纪末，年产量30万吨，我国成为了柠檬酸生产大国。2008年，我国柠檬酸年产量达到90万吨，占世界总产量的60~70%，出口量达69万吨，是世界上最大的柠檬酸出口国。

目前在我国，柠檬酸生产主要是以薯干、玉米或淀粉为原料，利用黑曲霉孢子经液体深层发酵，再经过提取、精制、浓缩提纯等工序制得产品。柠檬酸生产废水主要来自洗糖废水、洗罐水、洗滤布水、中和废水和离子交换再生产生的废水，其中洗罐水浓度高，但排水量不多；洗糖废水和中和废水浓度高，排水量也较大。

柠檬酸废水属于高浓度有机废水，不含有毒物质，具有较好的可生化性，废水中主要含有的物质：柠檬酸发酵过程中，原料没有形成柠檬酸的部分，如糖类、蛋白质、乳酸、氨基酸等有机物；生产菌体所分泌的酶及各种有机物酸等有机物；离子交换再生产生的废水，含有一些柠檬酸盐、HCl、NH3、铁、钙、氯等物质。由于原料不同和生产工艺不同，柠檬酸生产废水的性质略有不同，而且废水浓度也差别很大，以玉米为原料的废水浓度最低，而以薯干为原料的废水浓度最高，以木薯为原料的废水浓度介于两者之间。据行业统计表明，每生产1吨柠檬酸，产生7.5m³废水，高时可达10~15m³。其CODCr和BOD5负荷分别达到25000mg/L

和15000mg/L以上。若以我国柠檬酸产量90万吨计，每年仅柠檬酸行业的高超标废水的排放量就达1000万吨，成为环境的严重污染源。因此，如何有效的处理柠檬酸废水，保护环境是柠檬酸行业一直关注的重要课题。国内外对于柠檬酸废水处理方法的研究很多，包括生物处理法、光合细菌法、乳化液膜法、Fenton试剂法等。光合细菌法是利用光合细菌的代谢来降解废水中的有机物的方法。光合细菌能适应高浓度有机废水环境，且对含酚、氰等有毒物质也具有一定的降解能力，光合细菌法已经被应用于各种工业废水的处理研究中。随着光合细菌法的发展，也逐渐应用到柠檬酸废水处理中，俞吉安等利用光合细菌法处理柠檬酸发酵废水，进水COD浓度25000mg/L，BOD浓度17500mg/L，经光合细菌法处理后，COD降解率达94.2%，BOD降解率达97.3%。管希夷等建立了日处理量150~200t的装置，利用光合细菌法处理柠檬酸废水，证实光合细菌法处理柠檬酸废水有效可行。光合细菌法处理柠檬酸废水安全性好，蛋白饲料可开发利用。由于光合细菌法的研究较晚，加上其处理成本高，目前没有真正投

入工业应用中。乳化液膜法和Fenton试剂法等也逐渐应用到柠檬酸废水处理的研究中，但乳化液膜法和Fenton试剂法等非生物处理法是近几年新研究的方法，由于这些新兴的研究方法在对柠檬酸废水处理的研究上还不成熟，且成本较高等因素，并没有在工业上应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有的柠檬酸废水处理成本高难以应用于工业的技术问题，提供一种低成本，高COD和BOD降解率的柠檬酸废水处理方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下：

一种柠檬酸废水处理方法，其特征在于，所述处理方法包括以下步骤：

第一步，柠檬酸生产混合废水和厌氧出水混合后进入酸化池，酸化一段时间；

第二步，厌氧消化处理；稀释后泵入IC厌氧器，进行厌氧消化处理；

第三步，厌氧处理后，接入调节池；

第四步，低浓度废水进入调节池,与厌氧处理出水混合后,提升到兼氧接触曝气池处理,再接入生物接触氧化池处理；

第五步，再经二次沉淀池后,出水排入排水总管；

第六步，二次沉淀池污泥,部分回流到兼氧接触曝气池和IC厌氧器进行分解,剩余污泥经浓缩后,用板框压滤机脱水,干污泥掺入煤中焚烧。

IC厌氧器工作原理相当于两个UASB厌氧器的串联运行，厌氧器的内部有一个根据气提原理而设计的内循环装置，在无外力的情况下，利用厌氧器产生的沼气驱动发酵液不停的循环。由于IC厌氧器具有很高的容积负荷率，占地面积小，节省基建投资，抗冲击力负荷能力强，能够实现内循环，无需外加动力，出水稳定性好等优点，在处理啤酒和柠檬酸废水等高浓度有机废水处理方面取得了显著的成效。目前柠檬酸的提取方法主要是钙盐法，此工艺导致柠檬酸废水中含有高浓度的钙离子而容易形成钙盐沉淀而导致UASB布水管堵塞，导致进水分布不均而发生酸罐现象甚至使厌氧系统瘫痪，而IC的内循环系统加强了水的循环速率并提高进水的上流速度而最大可能的避免了酸罐现象的发生，而且IC内循环能有效稀释进水COD浓度而相对能提高处理器的有机负荷。

IC厌氧器的高径比大，能够节省基建投资；在无外力施加的情况下，能够实现内循环，使泥水能够充分的混合；容积负荷高，容积产气率高；其COD容积负荷较高，能够实现泥水之间良好的接触，强化了传质效果，从而提高了生化反应速率，沼气产量也较高。IC厌氧器中颗粒污泥沉降性能好，产甲烷活性高，运行稳定的IC厌氧器处理柠檬酸废水时，能够自身产生新的颗粒污泥，多余的颗粒淤泥可以导出，用作有机肥等利用，从而增加企业的收益。

进一步的，所述IC厌氧器包括混合区、颗粒污泥膨胀区、精反应区三个部分。

进一步的，所述厌氧消化处理过程为废水通过厌氧器底部的进水口进入，经过布水器进入颗粒污泥膨胀区，废水与颗粒污泥混合后，产生的沼气经过一级三相分离器后，大部分的颗粒污泥因受到三相分离器的阻挡沉降下来，大量的沼气和泥水经过沿着上升管道上升至厌氧器顶端的气液分离器，沼气被分离出来并收集起来，而泥水则经过下降管道，重新回到厌氧器的底端，从而形成内循环，一部分的沼气和泥水经过一级三相分离器后，继续上升至精反应区，经过进一步的处理后到达二级三相分离器，沼气通过分离器后被收集起来，大部分的泥水收到阻挡而沉降下来，回到精反应区，一部分水则通过厌氧器顶端的出口排出。

进一步的，IC厌氧器处理产生的沼气,经淋洗器、脱硫装置处理后,送入贮气柜,经阻火器供用户使用。厌氧处理过程中产生的大量沼气，可以引入锅炉燃烧热水，也可用来发电，供给厂区等。如果将厌氧产生的沼气合理利用，不仅能够抵消处理废水的耗资，还能给企业带来更多的经济效益。

进一步的，所述酸化时间为1~6h。

进一步的，所述IC厌氧器中厌氧水力停留时间为1~12h。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

实施例1

第一步，柠檬酸生产混合废水和厌氧出水混合后进入酸化池，酸化1h；

第二步，厌氧消化处理；稀释后泵入IC厌氧器，进行厌氧消化处理；IC厌氧器包括混合区、颗粒污泥膨胀区、精反应区三个部分；厌氧消化处理过程为废水通过厌氧器底部的进水口进入，经过布水器进入颗粒污泥膨胀区，废水与颗粒污泥混合后，产生的沼气经过一级三相分离器后，大部分的颗粒污泥因受到三相分离器的阻挡沉降下来，大量的沼气和泥水经过沿着上升管道上升至厌氧器顶端的气液分离器，沼气被分离出来并收集起来，而泥水则经过下降管道，重新回到厌氧器的底端，从而形成内循环，一部分的沼气和泥水经过一级三相分离器后，继续上升至精反应区，经过进一步的处理后到达二级三相分离器，沼气通过分离器后被收集起来，大部分的泥水收到阻挡而沉降下来，回到精反应区，一部分水则通过厌氧器顶端的出口排出；IC厌氧器中厌氧水力停留时间为1h；IC厌氧器处理产生的沼气,经淋洗器、脱硫装置处理后,送入贮气柜,经阻火器供用户使用。

第三步，厌氧处理后，接入调节池；

第五步，再经二次沉淀池后,出水排入排水总管；

实施例2

第一步，柠檬酸生产混合废水和厌氧出水混合后进入酸化池，酸化6h；

第二步，厌氧消化处理；稀释后泵入IC厌氧器，进行厌氧消化处理；IC厌氧器包括混合区、颗粒污泥膨胀区、精反应区三个部分；厌氧消化处理过程为废水通过厌氧器底部的进水口进入，经过布水器进入颗粒污泥膨胀区，废水与颗粒污泥混合后，产生的沼气经过一级三相分离器后，大部分的颗粒污泥因受到三相分离器的阻挡沉降下来，大量的沼气和泥水经过沿着上升管道上升至厌氧器顶端的气液分离器，沼气被分离出来并收集起来，而泥水则经过下降管道，重新回到厌氧器的底端，从而形成内循环，一部分的沼气和泥水经过一级三相分离器后，继续上升至精反应区，经过进一步的处理后到达二级三相分离器，沼气通过分离器后被收集起来，大部分的泥水收到阻挡而沉降下来，回到精反应区，一部分水则通过厌氧器顶端的出口排出；IC厌氧器中厌氧水力停留时间为12h；IC厌氧器处理产生的沼气,经淋洗器、脱硫装置处理后,送入贮气柜,经阻火器供用户使用。

第三步，厌氧处理后，接入调节池；

第五步，再经二次沉淀池后,出水排入排水总管；

实施例3

第一步，柠檬酸生产混合废水和厌氧出水混合后进入酸化池，酸化3h；

第二步，厌氧消化处理；稀释后泵入IC厌氧器，进行厌氧消化处理；IC厌氧器包括混合区、颗粒污泥膨胀区、精反应区三个部分；厌氧消化处理过程为废水通过厌氧器底部的进水口进入，经过布水器进入颗粒污泥膨胀区，废水与颗粒污泥混合后，产生的沼气经过一级三相分离器后，大部分的颗粒污泥因受到三相分离器的阻挡沉降下来，大量的沼气和泥水经过沿着上升管道上升至厌氧器顶端的气液分离器，沼气被分离出来并收集起来，而泥水则经过下降管道，重新回到厌氧器的底端，从而形成内循环，一部分的沼气和泥水经过一级三相分离器后，继续上升至精反应区，经过进一步的处理后到达二级三相分离器，沼气通过分离器后被收集起来，大部分的泥水收到阻挡而沉降下来，回到精反应区，一部分水则通过厌氧器顶端的出口排出；IC厌氧器中厌氧水力停留时间为6h；IC厌氧器处理产生的沼气,经淋洗器、脱硫装置处理后,送入贮气柜,经阻火器供用户使用。

第三步，厌氧处理后，接入调节池；

第五步，再经二次沉淀池后,出水排入排水总管；

Claims

1.一种柠檬酸废水处理方法，其特征在于，所述处理方法包括以下步骤：

第三步，厌氧处理后，接入调节池；

第五步，再经二次沉淀池后,出水排入排水总管；

2.根据权利要求1所述的柠檬酸废水处理方法，其特征在于，所述IC厌氧器包括混合区、颗粒污泥膨胀区、精反应区三个部分。

3.根据权利要求1所述的柠檬酸废水处理方法，其特征在于，所述厌氧消化处理过程为废水通过厌氧器底部的进水口进入，经过布水器进入颗粒污泥膨胀区，废水与颗粒污泥混合后，产生的沼气经过一级三相分离器后，大部分的颗粒污泥因受到三相分离器的阻挡沉降下来，大量的沼气和泥水经过沿着上升管道上升至厌氧器顶端的气液分离器，沼气被分离出来并收集起来，而泥水则经过下降管道，重新回到厌氧器的底端，从而形成内循环，一部分的沼气和泥水经过一级三相分离器后，继续上升至精反应区，经过进一步的处理后到达二级三相分离器，沼气通过分离器后被收集起来，大部分的泥水收到阻挡而沉降下来，回到精反应区，一部分水则通过厌氧器顶端的出口排出。

4.根据权利要求3所述的柠檬酸废水处理方法，其特征在于，IC厌氧器处理产生的沼气,经淋洗器、脱硫装置处理后,送入贮气柜,经阻火器供用户使用。

5.根据权利要求1所述的柠檬酸废水处理方法，其特征在于，所述酸化时间为1~6h。

6.根据权利要求1所述的柠檬酸废水处理方法，其特征在于，所述IC厌氧器中厌氧水力停留时间为1~12h。