CN110255828A - 糠醛废水作为脱硝碳源的用途及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种糠醛废水作为脱硝碳源的用途，将所述的含有极少量乙酰类物质或者二乙酰类物质的糠醛废水与含氮废水混合起来，用糠醛废水中的乙酸作为碳源，对含氮废水进行脱氮反应，使得两种废水中的有害物质减少。本发明的装置按糠醛流动路径，依次具有过滤装置、脱粘装置、浓缩装置、或有活化装置、混合反应装置。本发明同时处理两种废水，将各自含有的有害物质转化为基本无害甚至有用的资源，具有较好的环境效益和经济效益。

Description

糠醛废水作为脱硝碳源的用途及其装置

技术领域

本发明涉及一种含氮污水脱氮处理中的碳源选用技术。

背景技术

含有氮化物的工业废水和生活废水在处理过程中，反硝化需要补充碳源，常用的碳源分类：糖类（淀粉、葡萄糖、蔗糖等）、油脂（动、植物油）、有机酸（琥珀酸、柠檬酸、乳酸、乙酸等）和低碳醇（甲醇、乙醇等）。

2008年同济大学环境科学与工程学院蔡碧婧的硕士学位论文“反硝化脱氮补充碳源选择与研究”中，提及最好的碳源是乙酸钠，其次是乙酸，高于其它碳源。

2005年 第2期《吉林师范大学学报：自然科学版》的论文“利用糠醛废水生产一级乙酸的研究”中， 研究了糠醛废水浓缩后经过萃取、精馏生产工业一级乙酸工艺过程, 为本发明的应用提供了可以借鉴的技术基础。

糠醛废水主要来自糠醛初馏塔塔底废水，排放量大，污染物浓度高，属于高浓度有机废水，废水中的污染物主要有含1.0% -2. 5 %醋酸、O.2% -O.5 %含碳醇类及甲醇等，pH值较低为 3~4，COD在20000mg/L 左右，而且水温较高。此废水不做处理直接外排，必然使水体遭到严重污染，破坏了环境结构，对水系统的生态平衡和人体健康造成不良影响，对饮用污染水体的禽、畜及使用污染水体灌溉的农作物造成极大的危害。因此，糠醛生产排除的废水必须经过处理后才能排放。

但是糠醛废水中的醋酸浓度过低，醋酸稀溶液回收价值不大， 如正常方法处理回收乙酸，又需要大量的设备和能源消耗，加之废水浓缩过程中易结垢堵塞蒸发器，使之回收成本增加。

《应用能源技术》2007年第8期的“反硝化除磷工艺及其微生物学原理”一文中，介绍了一种细菌反硝化除磷的技术。

发明内容

发明目的：

提供一种糠醛废水的新用途、又解决了含氮废水脱氮处理中碳源的来源难题，既经济又环保。

技术方案：

糠醛生产中产生的废水中，出了含有乙酸等水溶性物质外，还有大量的悬浮物、大分子粘性物质，直接排放会污染环境，也会浪费资源。

糠醛废水中先经过过滤（优选管式过滤器），去除悬浮物质，再经过脱粘装置去除粘性大分子物质，如需要再进行浓缩处理（减少储运成本），使得其中的乙酸含量提高，也使得脱硝效率提高

作为碳酸添加到含氮（氮氧化物）的废水（或同时含磷）废水中，进行反硝化反应（或及除磷反应），同时可以在其中添加反硝化菌群或及除磷菌群，加快反硝化或及除磷反应过程。

优选，将糠醛废水中的乙酸浓度进行测定，将含氮废水（或同时含磷）中的氮氧化物的浓度进行测定，在现有的污水处理除氮脱磷工序用糠醛废水中的乙酸作为碳源，对含氮（或含磷）废水进行脱氮反应（或及除磷反应），使得废水中的含氮、含磷物质减少到优质水质达标排放。

所得的糠醛废水与含氮废水混合时，其中添加反硝化菌类或及聚磷菌类，促进反硝化（或及除磷）反应。

所述的糠醛废水中含有极少量（乙酸含量的0.2%-5%）乙酰类物质或者二乙酰类物质，如：L-丙氨酸乙酰胺、二乙酰硫化物（玉米芯生产糠醛的废水中含有这样的物质），使得部分乙酸在乙酰基的活性作用下，与含氮废水混合反应时加速返硝化，缩短反应时间，反硝化效果更好。乙酰基，化学式为CH3-CO-，不能独立存在。乙酰基存在于很多化合物之中，包括乙酰胆碱、乙酰辅酶A、对乙酰氨基酚、乙酰水杨酸（阿司匹林）、乙酸、乙酰氯、苯乙酮、乙酰胺和乙酸酐等。乙酰基活性极强，可加快碳源反硝化反应以缩短水处理时间。

当乙酰类物质或者二乙酰类物质含量低于乙酸含量的2%时，通过乙酰类物质添加装置向其中补充该类物质。

另外，适合温度较高时的废水混合反应。（糠醛废水和含氮废水的温度较高，或者反应时温度上升，导致反硝化菌不易存活。采用本含有合适浓度的乙酰类物质或者二乙酰类物质的所述的碳源时，由于反应活性提高，无需采用反硝化菌参与反应，废水无需降温冷却太多，常温即可直接混合反应，节约水冷塔的能源消耗，减少污水冷却处理时间。

所述的糠醛废水作为脱硝（或及除磷）碳源的装置，按糠醛废水的流动路径，依次具有糠醛废水源、过滤装置(优选管式过滤器，过滤与输送同步完成，出水效率高)、脱粘装置、活化装置（当糠醛废水中乙酰类物质或者二乙酰类物质浓度过低时，添加此类物质，使得其浓度达到乙酸浓度的1-5%，反应活性适中，成本增加较低）、混合反应装置上的糠醛废水入口，混合反应装置上另有含氮废水入口连接含氮废水源，活化装置上储存有活化物质或者连接活化物质的补给装置，脱粘装置与活化装置之间或有浓缩装置。

混合反应装置上具有一个糠醛废水入口（配有乙酸浓度测试仪以及能够根据其浓度数据调节流量的糠醛废水控制阀），另有一个含氮废水入口（配有含氮物质浓度测试仪以及能够根据其浓度数据调节流量的含氮废水控制阀），使得两种废水按一定的比例混合，使得两种废水中的物质基本按合适的摩尔数进行反应。糠醛废水感应控制线连接乙酸浓度测试仪与糠醛废水控制阀，含氮废水感应控制线连接含氮物质浓度测试仪与含氮废水控制阀。糠醛废水感应控制线能够感应糠醛废水中乙酸浓度，并依据此浓度调节糠醛废水控制阀的开度，控制糠醛废水的进入量；含氮废水感应控制线能够感应含氮废水中含氮物质的浓度，并依据此浓度调节含氮废水控制阀的开度，控制含氮废水的进入量。

混合反应装置上还配套有降温装置和联通菌类补给装置（菌类补给不能在糠醛废水中添加，否则酸性使其不能存活；也可以在含氮废水中添加，优选在混合反应装置中添加，因为具有降温控制），保证维持菌类成活需要的温度。另有含氮废水输送装置连接含氮废水入口。

有益效果：

本发明能够同时处理两种废水，将各自含有的有害物质转化为基本无害的废水，回收利用反硝化得到的氨类有用物质，变废为宝。尤其是充分利用了糠醛废水中的有用物质，提供了一种糠醛废水的新用途，减小了环境排放压力，提高了资源回收利用的经济效益。

附图说明

图1是本发明的一种工艺装置；

图中，1-过滤装置、2-脱粘装置、3-浓缩装置、4-活化装置、5-混合反应装置、6-降温装置、7-菌类补给装置、8-糠醛废水入口、9-含氮废水入口、10-糠醛废水控制阀、11-含氮废水控制阀、12-乙酸浓度测试仪、13-含氮物质浓度测试仪、14-糠醛废水感应控制线、15-含氮废水感应控制线。

具体实施方式

如图1所示的糠醛废水作为脱硝碳源的装置，按糠醛流动路径，依次具有过滤装置、脱粘装置、或有浓缩装置、或有活化装置、混合反应装置。混合反应装置的一个糠醛废水入口配有乙酸浓度检测装置，含氮废水入口配有硝酸根浓度测试仪。

将糠醛废水中的乙酸浓度进行测定，将含氮废水中的硝酸根、亚硝酸根的浓度进行测定，按照合适的比例将两种废水混合起来，用糠醛废水中的乙酸作为碳源，对含氮废水进行脱氮反应，使得两种废水中的有害物质减少。

Claims (9)

1.一种糠醛废水作为脱硝碳源的用途，其特征在于：将糠醛废水中的乙酸浓度进行测定，将含氮废水中的硝酸根、亚硝酸根的浓度进行测定，按照合适的比例将两种废水混合起来，用糠醛废水中的乙酸作为碳源，对含氮废水进行脱氮反应。

2.如权利要求1所述的糠醛废水作为脱硝碳源的用途，其特征在于：糠醛废水先经过过滤装置的过滤去除悬浮物，再经过脱粘装置的脱粘去除粘性大分子；糠醛废水脱粘后，或再经过浓缩，使得乙酸的浓度提高至3-6%。

3.如权利要求2或3所述的糠醛废水作为脱硝碳源的用途，其特征在于：所得的糠醛废水与含氮废水混合时，其中添加反硝化菌类或及聚磷菌类。

4.如权利要求2或3所述的糠醛废水作为脱硝脱磷碳源的用途，其特征在于：所述的糠醛废水中含有极少量乙酰类物质或者二乙酰类物质。

5.如权利要求4所述的糠醛废水作为脱硝碳源的用途，其特征在于：所述的乙酰类物质为 L-丙氨酸乙酰胺，二乙酰类物质为二乙酰硫化物。

6.一种权利要求1所述的糠醛废水作为脱硝碳源的装置，其特征在于：按糠醛流动路径，依次具有糠醛废水源、过滤装置、脱粘装置、活化装置、混合反应装置，脱粘装置与活化浓置之间或有浓缩装置。

7.如权利要求6所述的糠醛废水作为脱硝除源的装置，其特征在于：过滤装置为管式过滤器。

8.如权利要求6所述的糠醛废水作为脱硝碳源的装置，其特征在于：混合反应装置上配置有降温装置和菌类补给装置。

9.如权利要求6或8所述的糠醛废水作为脱硝碳源的装置，其特征在于：混合反应装置的一个糠醛废水入口配有乙酸浓度检测装置，含氮废水入口配有硝酸根浓度测试仪；糠醛废水感应控制线连接乙酸浓度测试仪与糠醛废水控制阀，含氮废水感应控制线连接含氮物质浓度测试仪与含氮废水控制阀。