CN107827322B - 一种实现大豆蛋白废水厌氧反应器污泥增长的污水处理工艺 - Google Patents

一种实现大豆蛋白废水厌氧反应器污泥增长的污水处理工艺 Download PDF

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Abstract

一种实现大豆蛋白废水厌氧反应器污泥增长的污水处理工艺，包括如下步骤：(1)将废水进行溶气气浮处理，处理后的SS在1000mg/l以下；(2)步骤(1)处理后的气浮出水进入厌氧罐进料池，进料池底部沉渣进行回流，进料池上清液pH值调节至3.9‑4.2后进厌氧发酵罐，采用底部布水和回流，罐内颗粒污泥接种量20％，进料池上清液在进罐后，水解、发酵、产乙酸、产甲烷，到罐顶出水pH达到6.80‑6.9；(3)厌氧发酵罐出水部分回流，剩余部分排到好氧池，厌氧发酵罐回流水和好氧池出水带有的颗粒泥沉淀回收培养。本发明的污水处理工艺能够稳定运行，且增长颗粒污泥实现收益，降低污水运行成本，具有很强的经济可行性。

Description

一种实现大豆蛋白废水厌氧反应器污泥增长的污水处理工艺
技术领域
本发明属于污水处理领域，具体涉及一种实现大豆蛋白废水厌氧反应器污泥增长的污水处理工艺，是一种气浮和厌氧相互协同的污水处理工艺。
背景技术
大豆蛋白是以低温脱脂豆粕为原料，采用“碱溶酸沉工艺”提纯大豆蛋白，具体工艺为先在萃取罐内配置pH值11.0的碱水，投入低温脱脂豆粕，搅拌反应，让蛋白质溶解在碱水中，然后分离固体不溶纤维，再加入盐酸调整pH值到大豆蛋白的等电点4.5，此时蛋白质将酸沉淀析出来成凝乳状，盐分、色素和低聚糖将进入水中，通过分离收集半固体凝乳蛋白质加碱回调pH值到中性，喷雾干燥得到分离蛋白，酸沉分离出来的液体进入污水处理站调节池，成为该工艺的主要污水来源。
污水处理站污水来源除了酸沉分离的废水外，还包括设备生产线清洗废水和车间清理卫生废水。大豆蛋白废水包含污染物浓度极高，其中BOD高达5000-8000mg/L，COD高达10000-20000mg/L，悬浮固体高达1500m/L，总氮高达500-1000mg/L，在调节池中pH值为4.5。大豆蛋白废水具有可生化性较好的特点，BOD：COD高达0.6-0.7，元素配比合理(C:N:P均值为100:4.7:0.2)，有毒有害物质含量较少，易于采用生物处理。此外，大豆蛋白废水pH值较低，温度较高，长期放置极易出现腐败现象并释放出硫化氢等具有刺激性气味气体，废水中含有较高浓度的氮、磷等元素，极易导致自然水体出现富营养化，同时对水生生物产生毒害作用，具有极高的环境风险，必须处理达标后才能排放，减小对环境的污染。
目前大豆蛋白废水的处理主要采用好氧厌氧生物处理工艺，但是具体处理过程中，由于设计工艺不合理、运行操作不当等原因，存在着运行成本较高，出水不达标，系统运行不稳定导致颗粒污泥衰退减少，成本增加。因此，有必要研宄更加稳定、成本更低的大豆蛋白废水处理技术。
发明内容
为此，本发明的目的在于提供一种实现大豆蛋白废水厌氧反应器污泥增长的污水处理工艺。该污水处理工艺能够稳定运行，且产生副产物实现收益，降低污水运行成本，具有很强的经济可行性。
为达上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种实现大豆蛋白废水厌氧反应器污泥增长的污水处理工艺，包括如下步骤：
(1)将废水进行溶气气浮处理，处理后的SS在1000mg/l以下；
(2)步骤(1)处理后的气浮出水进入厌氧罐进料池，进料池底部沉渣进行回流至气浮进料池，进料池上清液pH值调节至3.9-4.2后进厌氧发酵罐，采用底部布水和回流，罐内颗粒污泥接种量不小于20％，进料池上清液在进罐后，水解、发酵、产乙酸、产甲烷，到罐顶出水pH达到6.80-6.9；
(3)厌氧发酵罐出水部分回流，剩余部分排到好氧池，厌氧罐回流水和好氧池出水带有的颗粒泥沉淀回收，回收节约了颗粒污泥，是分解的细小颗粒泥，是增长的泥，需培养的泥。厌氧发酵罐回流水和好氧池出水内产出的沼气可收集到沼气柜缓冲后用于沼气发电或者其他用途，沼气柜容积不小于2小时产气量，罐顶气水分离罐和水封罐不能憋压，沼气收集不畅导致内回流量减小，罐内产生紊流而出水发黑带泥，会造成颗粒污泥流失。厌氧出水COD≤700mg/l，进入多级A/O系统脱氮，达标排放。
大豆蛋白废水中因为残留有很多小分子蛋白质而碳氮比失衡，随着pH值降低会析出更多的絮状物，很难降解，导致厌氧颗粒污泥中毒，污泥不断流失，出水恶化，后续处理成本增加。本发明专门针对大豆蛋白废水营养不均，随着pH值变化容易析出难降解蛋白絮体的特点而设计，该污水处理工艺能够稳定运行，且产生副产物实现收益，降低污水运行成本，具有很强的经济可行性。
所用的废水pH为3.5-4.5，优选为4.0，SS小于5000mg/l。
作为优选，步骤(1)中溶气气浮处理为两级溶气气浮。
优选地，溶气气浮处理中加入聚氯化铝和/或聚丙烯酰胺，优选为聚氯化铝和聚丙烯酰胺的组合。
优选地，聚氯化铝的加入量为废水质量的0.01-0.03％，优选为0.02％。
优选地，聚丙烯酰胺的加入量为废水质量的0.003-0.01％，优选为0.005％。
优选地，溶气气浮的过程为：将废水进入调节池，如5min后，优选为10min，经过气浮进料泵送到溶气气浮机，先用加药泵将PAC(聚氯化铝)打入到管道式混合器里，加入量为废水质量的0.01-0.03％，然后将PAM(聚丙烯酰胺)，加入量为废水质量的0.003-0.01％，在曝气机之前加入到管道中。溶气气浮是将压缩空气与水混合后再通入气浮槽中释放，微小的气泡在上升的过程中把废水中的絮体悬浮物托浮到液面上形成浮渣，实现悬浮物质与废水的分离，浮渣被刮板机刮出后进入储渣槽，经泵打入脱渣机挤压水分形成气浮渣，挤压出的脱渣废水再回流到气浮机内再次气浮分离，将渣分出。
废水经过两级溶气气浮机，悬浮物去除率可以达到80％以上，最大限度地去除污水中的含氮物质，一方面调节碳氮比，另一方面通过絮凝去除絮体难降解物质；最终SS控制到1000mg/l以下。
气浮预处理对下一步厌氧发酵至关重要，不仅能够为厌氧生化提供适合的碳氮比，还能减少难降解物质在罐内酸化造成环境恶化，使甲烷反应受到抑制，同时减少因为絮体物质膨胀粘带更多的颗粒污泥流失。
作为优选，步骤(2)中保持进水和回流比为1:3-5，优选为1:3。
底部布水和回流时厌氧进水和厌氧出水回流部分与气浮后出水上清液在厌氧罐的混合器中混合，其中厌氧进水和厌氧出水回流部分与气浮后出水上清液的质量比优选为2-4:1，更优选为3:1左右，厌氧罐的混合器中混合液的pH优选满足：6.7≥pH≥6.5。
优选地，步骤(2)处理结束后出水的COD≤700mg/l。COD处理效率不低于95％。
步骤(2)中厌氧罐内2层三项分离器收集沼气和提供内循环动力，罐体直径6-12米，高度18-23米为宜，厌氧进水水量保持稳定，温度稳定在35-38℃，pH值稳定在3.9-4.2之间进厌氧发酵罐，。
作为优选，本发明的处理工艺包括如下步骤：
(1)生产排放的废水pH4.0，废水中SS(悬浮物)小于5000mg/l，进入调节池10分钟，经过气浮进料泵送到溶气气浮机，先用加药泵将PAC(聚氯化铝)打入到管道式混合器里，用量为0.02％，然后将PAM(聚丙烯酰胺)在曝气机之前加入到管道中，用量为0.005％；
(2)气浮出水进入厌氧罐进料池，进料池底部沉渣进行回流，进料池上清液进厌氧罐，厌氧罐内2层三项分离器收集沼气和提供内循环动力，罐体直径6-12米，高度18-23米为宜，厌氧进水水量保持稳定，温度稳定在35-38℃，pH值稳定在3.9-4.2之间进厌氧发酵罐，采用底部布水和回流，保持进水和回流比为1:3，厌氧进水和厌氧出水回流部分(pH值约6.8-6.9)和气浮后出水上清液(pH值约3.9-4.2)在混合器中混合，其中厌氧进水和厌氧出水回流部分与气浮后出水上清液的质量比为3:1左右，厌氧罐的混合器中混合液的pH满足：6.7≥pH≥6.5，罐内颗粒污泥接种量不小于20％，废水在进罐后，水解、发酵、产乙酸、产甲烷，到罐顶出水pH达到6.8-6.9；
(3)厌氧罐出水，COD≤700mg/l，部分回流，剩余部分排到好氧池，出水带有的颗粒泥沉淀回收；厌氧产出的沼气收集到沼气柜缓冲后用于沼气发电或者其他用途，沼气柜容积不小于2小时产气量，罐顶气水分离罐和水封罐不能憋压，沼气收集不畅导致内回流量减小，罐内产生紊流而出水发黑带泥，造成颗粒污泥流失。
从本发明的污水处理工艺可以看出，污泥增长的关键在于前中后的协同作用，前面通过两级气浮机保证悬浮物达标，厌氧反应器、进水和回流比保证了厌氧罐的pH稳定，出水夹带的颗粒污泥回收培养，沼气通畅收集利用，转化为经济效益，确保了甲烷化效率最大，实现大豆蛋白废水颗粒污泥的增长，同时大大降低整个污水处理系统的运行成本。
具体实施方式
为便于理解本发明，本发明列举实施例如下。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅用于帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
实施例1
一种实现大豆蛋白废水厌氧反应器污泥增长的污水处理工艺，包括如下步骤：
(1)生产排放的废水pH4.0，水中悬浮物SS 5000mg/l，进入调节池10分钟，经过气浮进料泵送到溶气气浮机，先用加药泵将PAC(聚氯化铝)打入到管道式混合器里，用量为0.02％，然后将PAM(聚丙烯酰胺)在曝气机之前加入到管道中，用量为0.005％；
(2)气浮出水进入厌氧罐进料池，进料池底部沉渣进行回流，进料池上清液进厌氧罐，厌氧罐内2层三项分离器收集沼气和提供内循环动力，罐体直径10米，高度18米，厌氧进水水量保持稳定，温度稳定在35℃左右，pH值稳定在4.2左右进厌氧发酵罐，采用底部布水和回流，保持进水和回流比为1:3，厌氧罐混合器中水6.5，罐内颗粒污泥接种量20％，废水在进罐后，水解、发酵、产乙酸、产甲烷，到罐顶出水pH达到6.85；
(3)厌氧罐出水COD500mg/l，部分回流，剩余部分排到好氧池，出水带有的的多是分解的细小颗粒泥，是增长的泥，进行回收培养，日增加原颗粒污泥总量的2.5‰。
实施例2
一种实现大豆蛋白废水厌氧反应器污泥增长的污水处理工艺，包括如下步骤：
(1)生产排放的废水pH4.0，水中悬浮物SS4500mg/l，进入调节池10分钟，经过气浮进料泵送到溶气气浮机，先用加药泵将PAC(聚氯化铝)打入到管道式混合器里，用量为0.01％，然后将PAM(聚丙烯酰胺)在曝气机之前加入到管道中，用量为0.01％；
(2)气浮出水进入厌氧罐进料池，进料池底部沉渣进行回流，进料池上清液进厌氧罐，厌氧罐内2层三项分离器收集沼气和提供内循环动力，罐体直径10米，高度18米为宜，厌氧进水水量保持稳定，温度稳定在38℃左右，pH值稳定在3.9左右进厌氧发酵罐，采用底部布水和回流，保持进水和回流比为1:3，厌氧混合器中厌氧出水回流部分(pH值约6.8-6.9，量大比例3)和气浮后出水上清液(pH值约3.9-4.2，量少比例1)pH6.6，罐内颗粒污泥接种量20％，废水在进罐后，水解、发酵、产乙酸、产甲烷，到罐顶出水pH达到6.80；
(3)厌氧罐出水，COD350mg/l，部分回流，剩余部分排到好氧池，出水带有的的多是分解的细小颗粒泥，是增长的泥，进行回收培养，日增加原颗粒污泥总量的2.4‰。
实施例3
一种实现大豆蛋白废水厌氧反应器污泥增长的污水处理工艺，包括如下步骤：
(1)生产排放的废水pH4.0，SS 5500mg/l，进入调节池10分钟，经过气浮进料泵送到溶气气浮机，先用加药泵将PAC(聚氯化铝)打入到管道式混合器里，用量为0.03％，然后将PAM(聚丙烯酰胺)在曝气机之前加入到管道中，用量为0.003％；
(2)气浮出水进入厌氧罐进料池，进料池底部沉渣进行回流，进料池上清液进厌氧罐，厌氧罐内2层三项分离器收集沼气和提供内循环动力，罐体直径10米，高度18米为宜，厌氧进水水量保持稳定，温度稳定在36℃左右，pH值稳定在4.0左右进厌氧发酵罐，采用底部布水和回流，保持进水和回流比为1:1，厌氧混合器中水厌氧出水回流部分(pH值约6.8-6.9，量大比例3)和气浮后出水上清液(pH值约3.9-4.2，量少比例1)pH6.5，罐内颗粒污泥接种量20％，废水在进罐后，水解、发酵、产乙酸、产甲烷，到罐顶出水pH达到6.80；
(3)厌氧罐出水，COD450mg/l，部分回流，，剩余部分排到好氧池，出水带有的的多是分解的细小颗粒泥，是增长的泥，进行回收培养，日增加原颗粒污泥总量的2.5‰。
实施例4
一种实现大豆蛋白废水厌氧反应器污泥增长的污水处理工艺，包括如下步骤：
(1)生产排放的废水pH4.0，SS 5000mg/l，进入调节池10分钟，经过气浮进料泵送到溶气气浮机，先用加药泵将PAC(聚氯化铝)打入到管道式混合器里，用量为0.02％，然后将PAM(聚丙烯酰胺)在曝气机之前加入到管道中，用量为0.007％；
(2)气浮出水进入厌氧罐进料池，进料池底部沉渣进行回流，进料池上清液进厌氧罐，厌氧罐内2层三项分离器收集沼气和提供内循环动力，罐体直径10米，高度18米为宜，厌氧进水水量保持稳定，温度稳定在37℃左右，pH值稳定在4.1左右进厌氧发酵罐，采用底部布水和回流，保持进水和回流比为1:5，厌氧罐混合器中pH6.5，罐内颗粒污泥接种量20％，废水在进罐后，水解、发酵、产乙酸、产甲烷，到罐顶出水pH达到6.80；
(3)厌氧罐出水，COD600mg/l，部分回流，，剩余部分排到好氧池，出水带有的的多是分解的细小颗粒泥，是增长的泥，进行回收培养，日增加原颗粒污泥总量的2.4‰。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (1)

1.一种实现大豆蛋白废水厌氧反应器污泥增长的污水处理工艺，包括如下步骤：
(1)生产排放的废水pH4.0，SS5000mg/l，进入调节池10分钟，经过气浮进料泵送到溶气气浮机，将废水进行两级溶气气浮处理，先用加药泵将聚氯化铝打入到管道式混合器里，用量为废水质量的0.02％，然后将聚丙烯酰胺在曝气机之前加入到管道中，用量为废水质量的0.005％；
(2)步骤(1)处理后的气浮出水进入厌氧罐进料池，进料池底部沉渣进行回流，进料池上清液进厌氧罐，厌氧罐内2层三项分离器收集沼气和提供内循环动力，罐体直径10米，高度18米，厌氧进水水量保持稳定，温度稳定在35℃，pH值稳定在4.2进厌氧发酵罐，采用底部布水和回流，保持进水和回流比为1:3，厌氧罐混合器中水的pH为6.5，罐内颗粒污泥接种量20％，废水在进罐后，水解、发酵、产乙酸、产甲烷，到罐顶出水pH达到6.85；
(3)厌氧罐出水，COD500 mg/l，部分回流，剩余部分排到好氧池，出水带有的细小颗粒泥进行回收培养。
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