CN109574386A - 一种香料废水处理系统 - Google Patents

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Abstract

本发明属于废水处理技术领域，具体涉及一种香料废水处理系统，包括用于调节水质水量、除去废水中硬度的第一预处理子系统，所述香料废水处理系统还包括用于降低化学需氧量、提高可生化性、除去盐分、将难溶性有机物水解成可溶性有机物、将难生物降解的大分子物质转化成易生物降解的小分子物质的第二预处理子系统，所述香料废水处理系统还包括用于降低化学需氧量、降低有机物含量的多级厌氧子系统，所述香料废水处理系统还包括缺氧/好氧池和MBBR池。本发明的有益效果是：处理深度提高、危废量显著减少、减少蒸发量、运行费用节约20‑30元/吨水。

Description

一种香料废水处理系统
技术领域
本发明属于废水处理技术领域，具体涉及一种香料废水处理系统。
背景技术
香料作为一种食品添加剂，大大促进了食品工业的发展，被誉为现代食品行业的灵魂，给食品工业带来了许多好处。
麦芽酚、乙基麦芽酚香料生产过程中的工艺生产废水，其主要成份为四氢呋喃、糠醛、甲苯、乙基麦芽酚等，还有一些杂环类有机物浓度较高，COD高达140000mg/L,水质成分复杂，可生化性极差，B/C为0.15-0.20，一般高级氧化技术很难提高其可生化性，若是预处理不能达到效果，给后续的生化处理带来较大的难度，甚至出水会不达标。常规的处理方式多采用芬顿高级氧化联合蒸发和生化处理工艺，主要有以下几个缺点：1、污水的可生化性提升能力不高，可生化性提高至0.25-0.30左右；2、加药种类较多、操作强度大；3、处理的运行费用较高；4、产生的危废污泥量多，处理费用高；5、系统出水水质很难达标，一般COD在500-1000mg/L左右。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供一种香料废水处理系统，通过催化氧化装置将大分子有机污染物彻底转化为小分子，显著提高废水的可生化性(B/C0.40-0.50)，后经多效蒸发除盐后进入生化处理系统，即通过厌氧、缺氧/好氧池和MBBR生化处理后，保证出水远低于接管标准。
本发明提供了如下的技术方案：
一种香料废水处理系统，包括用于调节水质水量、除去废水中硬度的第一预处理子系统，所述香料废水处理系统还包括用于降低化学需氧量、提高可生化性、除去盐分、将难溶性有机物水解成可溶性有机物、将难生物降解的大分子物质转化成易生物降解的小分子物质的第二预处理子系统，所述香料废水处理系统还包括用于降低化学需氧量、降低有机物含量的多级厌氧子系统，所述香料废水处理系统还包括缺氧/好氧池和MBBR池，所述第一预处理子系统上设有香料废水进口，所述MBBR池上设有排放口，所述第一预处理子系统、第二预处理子系统、多级厌氧子系统、缺氧/好氧池和MBBR池依次通过管路相连通。
优选的，所述第一预处理子系统包括用于调节水质水量的调节池，以及与调节池相连通用于除去废水中硬度的除硬装置，所述调节池上设有香料废水进口，所述除硬装置通过管路与第二预处理子系统相连通。
优选的，所述第二预处理子系统包括，
催化氧化装置：用于降低化学需氧量、提高可生化性；
多效蒸发装置：用于除去盐分；
水解酸化池：用于将难溶性有机物水解成可溶性有机物、将难生物降解的大分子物质转化成易生物降解的小分子物质；
所述催化氧化装置、多效蒸发装置和水解酸化池依次通过管路相连通，所述催化氧化装置通过管路与第一预处理子系统或除硬装置相连通，所述水解酸化池通过管路与多级厌氧子系统相连通。
优选的，所述多级厌氧子系统至少包括彼此连通的两级厌氧，其中第一级厌氧为膨胀颗粒污泥床反应器，第二级厌氧为上流式厌氧污泥床反应器，所述第一级厌氧通过管路与水解酸化池相连通，所述第二级厌氧通过管路与缺氧/好氧池相连通。
优选的，所述缺氧/好氧池包括彼此连通的缺氧池和好氧池，所述缺氧池、好氧池内均设有第一填料；所述缺氧池内还设有用于将大分子有机物分解成小分子有机物、难溶性有机物转化成可溶性有机物、蛋白质和脂肪进行氨化游离出NH3、NH4 +的异养菌；所述好氧池内还设有曝气器、风机以及用于将NH4 +氧化成NO3 -、有机物分解成CO2和水的自养菌，所述好氧池内还设有将NO3 -除去的硝化液回流泵，所述缺氧池通过管路与第二级厌氧相连通，所述好氧池通过管路与MBBR池相连通。
优选的，所述MBBR池内设有第二填料以及曝气装置。
优选的，所述催化氧化装置中采用湿式催化氧化法对香料废水进行催化氧化。
优选的，所述湿式催化氧化法所采用的催化剂通过如下方法制备，
S1、将质量分数为3％-5％的聚苯乙烯微球水溶液与氧化石墨烯按照重量比为100:(1-10)混合，均匀搅拌20-60min，在100-120℃下干燥，得到产物A；
S2、将镍、钯、银、铂和金按照重量比1:2:3:1:1在800℃、氮气条件下煅烧2h，得到产物B；
S3、将产物A、产物B按照重量比1:(3-5)均匀混合后，得到所述催化剂。
本发明的有益效果是：
1、香料生产废水浓度较高，含盐量高达12％，COD约100000-140000mg/L，水质成分复杂，可生化性较差，一般的高级氧化技术很难提高其可生化性，B/C从0.15提高至0.25左右。本发明采用湿式催化氧化作为预处理，可将废水中的难降解有机物进行彻底开环断链，提高废水的可生化性，B/C可提高至0.4以上。
2、传统高级氧化技术如芬顿氧化技术等，每吨水产生1％的危废量，运行成本与危废处理成本较高。本发明药剂投加量少，无危废产生，生化处理段运行成本低，不会产生二次污染，总运行费用节约5-10％。
3、经过湿式催化氧化后的废水再通过多效蒸发处理，相比传统预处理工艺可减少30％-40％的蒸发量。
4、传统高级氧化技术联合生化处理系统出水COD在500-1000mg/L左右，不易达标排放标准，本发明出水COD≤200mg/L，氨氮≤15mg/L，出水水质更优。
附图说明
图1是香料废水处理系统的结构示意图一；
图2是香料废水处理系统的结构示意图二。
附图中标记的含义如下：
1-第一预处理子系统 11-调节池 12-除硬装置 2-第二预处理子系统 21-催化氧化装置 22-多效蒸发装置 23-水解酸化池 3-多级厌氧子系统 31-第一级厌氧 32-第二级厌氧 4-缺氧/好氧池 41-缺氧池 42-好氧池 5-MBBR池
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做具体说明。
实施例1
如图1所示，一种香料废水处理系统，包括用于调节水质水量、除去废水中硬度的第一预处理子系统1，所述香料废水处理系统还包括用于降低化学需氧量、提高可生化性、除去盐分、将难溶性有机物水解成可溶性有机物、将难生物降解的大分子物质转化成易生物降解的小分子物质的第二预处理子系统2，所述香料废水处理系统还包括用于降低化学需氧量、降低有机物含量的多级厌氧子系统3，所述香料废水处理系统还包括缺氧/好氧池4和MBBR池5，所述第一预处理子系统1上设有香料废水进口，所述MBBR池5上设有排放口，所述第一预处理子系统1、第二预处理子系统2、多级厌氧子系统3、缺氧/好氧池4和MBBR池5依次通过管路相连通。
实施例2
在实施例1的基础上，如图1、2所示，所述第一预处理子系统1包括用于调节水质水量的调节池11，以及与调节池11相连通用于除去废水中硬度的除硬装置12，所述调节池11上设有香料废水进口，所述除硬装置12通过管路与第二预处理子系统2相连通。
实施例3
在实施例1或2的基础上，如图1，2所示，所述第二预处理子系统2包括，
催化氧化装置21：用于降低化学需氧量、提高可生化性；
多效蒸发装置22：用于除去盐分；
水解酸化池23：用于将难溶性有机物水解成可溶性有机物、将难生物降解的大分子物质转化成易生物降解的小分子物质；
所述催化氧化装置21、多效蒸发装置22和水解酸化池23依次通过管路相连通，所述催化氧化装置21通过管路与第一预处理子系统1或除硬装置12相连通，所述水解酸化池23通过管路与多级厌氧子系统3相连通。
实施例4
在实施例3的基础上，如图1，2所示，所述多级厌氧子系统3至少包括彼此连通的两级厌氧，其中第一级厌氧31为膨胀颗粒污泥床反应器，第二级厌氧32为上流式厌氧污泥床反应器，所述第一级厌氧31通过管路与水解酸化池23相连通，所述第二级厌氧32通过管路与缺氧/好氧池4相连通。
实施例5
在实施例4的基础上，如图1，2所示，所述缺氧/好氧池包括彼此连通的缺氧池41和好氧池42，所述缺氧池41、好氧池内42均设有第一填料；所述缺氧池41内还设有用于将大分子有机物分解成小分子有机物、难溶性有机物转化成可溶性有机物、蛋白质和脂肪进行氨化游离出NH3、NH4 +的异养菌；所述好氧池42内还设有曝气器、风机以及用于将NH4 +氧化成NO3 -、有机物分解成CO2和水的自养菌，所述好氧池内还设有将NO3 -除去的硝化液回流泵，所述缺氧池41通过管路与第二级厌氧32相连通，所述好氧池42通过管路与MBBR池5相连通。
实施例6
在实施例5的基础上，所述MBBR池5内设有第二填料以及曝气装置。
实施例7
在实施例6的基础上，所述催化氧化装置21中采用湿式催化氧化法对香料废水进行催化氧化。
所述湿式催化氧化法所采用的催化剂通过如下方法制备，
S1、将质量分数为3％-5％的聚苯乙烯微球水溶液与氧化石墨烯按照重量比为100:(1-10)混合，均匀搅拌20-60min，在100-120℃下干燥，得到产物A；
S2、将镍、钯、银、铂和金按照重量比1:2:3:1:1在800℃、氮气条件下煅烧2h，得到产物B；
S3、将产物A、产物B按照重量比1:(3-5)均匀混合后，得到所述催化剂。
聚苯乙烯微球水溶液与氧化石墨烯制备的产物A为具有催化活性的非金属成份，其具有分级多孔的结构，其中的微孔和介孔结构增大电化学比表面积，大孔结构易于反应物和产物的传输；镍、钯、银、铂和金制备的产物B是具有催化活性金属成份，发明人将两者混合后，发现其催化性能产生了极大的提高，这时由于具有催化活性金属成份可分布在上述微孔和介孔中，极大的增加了催化氧化反应的接触面积。
本发明的工作过程如下：
香料生产废水(COD约100000-140000mg/L，pH在3-4)从生产车间泵至调节池11，采用空气搅拌进行调节水质水量，然后提升至除硬装置12，通过投加NaOH除去水中的硬度(污水中含有少量的Mg离子)；
去除硬度后，调节pH至6左右，泵至湿式催化氧化装置21，经过湿式催化氧化，湿式催化氧化的温度为210℃，压力为3.5MPa，在催化剂的催化作用下，对难处理的有机物质进行降解和开环断链，处理后的COD去除率＞60％，有机氮去除率＞90％，氨氮＜500mg/L，脱色率＞80％，有机物开环断链效率＞80％，B/C由处理前0.2提高到0.4以上；
湿式催化氧化出水经过多效蒸发装置除盐，盐分去除率达99％以上；
蒸发出水自流至水解酸化池23，调节废水pH在6.5-7.5，水解酸化池23内设搅拌器和加热装置，温度控制在35℃左右，在大量水解细菌、酸化菌作用下将不溶性有机物水解为溶解性有机物，将难生物降解的大分子物质转化为易生物降解的小分子物质的过程；
水解酸化池23出水泵至多级厌氧子系统3，多级厌氧子系统至少包括彼此连通的两级厌氧，两级厌氧的反应罐均为碳钢材质，经过两级厌氧可去除香料废水中大部分有机物，出水COD≤3000mg/L。第一级厌氧31采用EGSB(膨胀颗粒污泥床反应器)，该反应器内循环量大，大的内循环能将高浓度的废水迅速的稀释，从而减少了有机负荷变化对反应器的冲击，对于高负荷进水具有较好的处理效果；第二级厌氧32采用UASB(上流式厌氧污泥床反应器)，该反应器集生物反应与沉淀于一体，不易发生堵塞，能耗较低，适用于对EGSB反应器处理后的污水进行进一步处理，从而提高厌氧系统整体的去除效果，同时降低能耗；
经过两级厌氧处理的香料废水自流至缺氧/好氧池4(即A/O池)，温度控制在25-30℃，pH控制在7.5左右，池内挂有组合填料，在缺氧池41内的异养菌将污水中大分子有机物分解为小分子有机物，不溶性的有机物转化成可溶性有机物，并且将蛋白质、脂肪等污染物进行氨化游离出氨(NH3、NH4 +)，在充足供氧条件下，好氧池42内自养菌的硝化作用将NH3-N(NH4+)氧化为NO3 -；好氧微生物将有机物分解成CO2和H2O，所述好氧池内还设有将NO3 -除去的硝化液回流泵，混合液回流比300％-400％，好氧池42内设有曝气器，罗茨风机提供气源，经过缺氧/好氧池4的处理后废水COD≤750mg/L；
经过缺氧/好氧池4处理的香料废水自流至MBBR池5，池内投有悬浮填料，设有MBBR专用曝气装置，MBBR池出水经过二沉池进行泥水分离，上清液COD排放浓度低于200mg/L。
生化系统生产的剩余污泥排放至污泥池，后经过污泥脱水机压滤后，处理后污泥外运处理，滤液可回流至调节池11。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种香料废水处理系统，其特征在于，包括用于调节水质水量、除去废水中硬度的第一预处理子系统(1)，所述香料废水处理系统还包括用于降低化学需氧量、提高可生化性、除去盐分、将难溶性有机物水解成可溶性有机物、将难生物降解的大分子物质转化成易生物降解的小分子物质的第二预处理子系统(2)，所述香料废水处理系统还包括用于降低化学需氧量、降低有机物含量的多级厌氧子系统(3)，所述香料废水处理系统还包括缺氧/好氧池(4)和MBBR池(5)，所述第一预处理子系统(1)上设有香料废水进口，所述MBBR池(5)上设有排放口，所述第一预处理子系统(1)、第二预处理子系统(2)、多级厌氧子系统(3)、缺氧/好氧池(4)和MBBR池(5)依次通过管路相连通。
2.根据权利要求1所述的一种香料废水处理系统，其特征在于，所述第一预处理子系统(1)包括用于调节水质水量的调节池(11)，以及与调节池(11)相连通用于除去废水中硬度的除硬装置(12)，所述调节池(11)上设有香料废水进口，所述除硬装置(12)通过管路与第二预处理子系统(2)相连通。
3.根据权利要求1或2所述的一种香料废水处理系统，其特征在于，所述第二预处理子系统(2)包括，
催化氧化装置(21)：用于降低化学需氧量、提高可生化性；
多效蒸发装置(22)：用于除去盐分；
水解酸化池(23)：用于将难溶性有机物水解成可溶性有机物、将难生物降解的大分子物质转化成易生物降解的小分子物质；
所述催化氧化装置(21)、多效蒸发装置(22)和水解酸化池(23)依次通过管路相连通，所述催化氧化装置(21)通过管路与第一预处理子系统(1)或除硬装置(11)相连通，所述水解酸化池(23)通过管路与多级厌氧子系统(3)相连通。
4.根据权利要求3所述的一种香料废水处理系统，其特征在于，所述多级厌氧子系统(3)至少包括彼此连通的两级厌氧，其中第一级厌氧(31)为膨胀颗粒污泥床反应器，第二级厌氧(32)为上流式厌氧污泥床反应器，所述第一级厌氧(31)通过管路与水解酸化池(23)相连通，所述第二级厌氧(32)通过管路与缺氧/好氧池(4)相连通。
5.根据权利要求4所述的一种香料废水处理系统，其特征在于，所述缺氧/好氧池(4)包括彼此连通的缺氧池(41)和好氧池(42)，所述缺氧池(41)、好氧池(42)内均设有第一填料；所述缺氧池(41)内还设有用于将大分子有机物分解成小分子有机物、难溶性有机物转化成可溶性有机物、蛋白质和脂肪进行氨化游离出NH3、NH4 +的异养菌；所述好氧池(42)内还设有曝气器、风机以及用于将NH4 +氧化成NO3 -、有机物分解成CO2和水的自养菌，所述好氧池(42)内还设有将NO3 -除去的硝化液回流泵，所述缺氧池(41)通过管路与第二级厌氧(32)相连通，所述好氧池(42)通过管路与MBBR池(5)相连通。
6.根据权利要求5所述的一种香料废水处理系统，其特征在于，所述MBBR池(5)内设有第二填料以及曝气装置。
7.根据权利要求3所述的一种香料废水处理系统，其特征在于，所述催化氧化装置中采用湿式催化氧化法对香料废水进行催化氧化。
8.根据权利要求7所述的一种香料废水处理系统，其特征在于，所述湿式催化氧化法所采用的催化剂通过如下方法制备，
S1、将质量分数为3％-5％的聚苯乙烯微球水溶液与氧化石墨烯按照重量比为100:(1-10)混合，均匀搅拌20-60min，在100-120℃下干燥，得到产物A；
S2、将镍、钯、银、铂和金按照重量比1:2:3:1:1在800℃、氮气条件下煅烧2h，得到产物B；
S3、将产物A、产物B按照重量比1:(3-5)均匀混合后，得到所述催化剂。
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