CN110713319A - 一种发酵生产废水的处理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种发酵生产废水的处理系统，它包括絮凝装置、固液分离装置、膜分离装置；发酵生产废水的通过絮凝装置与固液分离装置的进液口连通；固液分离装置的清相出液口与膜分离装置的进液口连通。该系统对发酵生产废水进行合理地分级处理，适合实时处理大批量废水。
Description
技术领域
本发明具体涉及一种发酵生产废水的处理系统，属于污水处理领域。
背景技术
目前，废水处理工艺是以多效蒸发为主，去除废水中的盐分和菌体残渣，蒸出的废水通过生化处理，而蒸发的残渣原来的处理是去填埋，但是随着越来越严格的环境保护法的出台，蒸发的残渣无法处理，所以开发新的废水处理工艺尤为重要。
CN202881044U公开一套维生素B2的生产废水处理系统，包括配水调节池、HAF厌氧反应池、FSBBR流离生物反应池、臭氧氧化池、TBF二次生化处理池、沉淀池和出水口，该系统主要采用生化法处理废水达标排除，但是对废水中的维生素B2没有回收。
CN 109081478 A涉及一种发酵液废水的处理装置，包括：中和罐，用于对发酵酸性废水进行中和反应；NaOH投加罐，连接于中和罐，用于向中和罐中加入NaOH；电渗析器，连接于中和罐，用于对中和反应后的废水进行电渗析除盐；二价盐投加罐，连接于电渗析器的淡液侧，用于向除盐后的废水中加入二价盐；第一絮凝槽，连接于电渗析器的淡液侧，用于对电渗析淡液进行絮凝处理；第一固液分离装置，连接于第一絮凝槽，用于对第一絮凝槽絮凝处理后的料液进行固液分离处理；第二絮凝槽，连接于第一固液分离装置，用于对第一固液分离装置得到的清液进行絮凝处理；第二固液分离装置，连接于第二絮凝槽，用于对第二絮凝槽絮凝处理后的料液进行固液分离处理；第一干燥器，连接于第一固液分离装置和/或第二固液分离装置，用于对固液分离得到的固体进行干燥处理；纳滤膜，连接于第二固液分离装置，用于对第二固液分离装置得到的清液进行浓缩过滤；第一吸附塔，连接于纳滤膜的浓缩液侧，装填有第一吸附剂，用于对纳滤浓液进行第一吸附处理；第二吸附塔，连接于第一吸附塔的产水口，装填有第二吸附剂，用于对第一吸附塔的产水进行第二吸附处理；第二干燥器，连接于第二吸附塔的产水口，用于对第二吸附塔中得到的滤液进行干燥处理；还包括：生化处理系统，连接于纳滤膜，用于将纳滤膜得到的清液进行生化处理。然而，以上系统存在以下几点不足：第一，由于现有技术中主要还是采用多效浓缩工艺处理维生素B2发酵生产废水，会产生高盐分浓浆，因此该技术中首先对废水进行中和后就进行电渗析除盐，但是对于实际生产中每天数以吨计的废水时，同时对吨级废水进行电渗析并不好实现，故该系统不好应用；第二，维生素B2发酵废水本身呈现酸性，其中的第一次絮凝处理也是在pH条件3-6进行，但是该技术中先中和进行电渗析后，后续进行第一次絮凝处理又需要加大量的酸再把pH降回来，无法本身先利用维生素B2发酵废水本身呈现酸性的优势条件，也造成了工艺上繁复和资源上浪费；第三，纳滤膜过滤液还需要再进行两级吸附塔，工艺系统较复杂。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：针对上述现有技术存在的不足而提供一种发酵生产废水的处理系统。该系统可实时处理大批量生产废水。
本发明为解决上述提出的问题所采用的技术方案为：
一种发酵生产废水的处理系统，它包括絮凝装置、固液分离装置、膜分离装置；发酵生产废水的通过絮凝装置与固液分离装置的进液口连通；固液分离装置的清相出液口与膜分离装置的进液口连通。
按上述方案，它还包括生化处理装置，膜分离装置的清相出液口与生化处理装置的进液口连通。
按上述方案，它还包括离子气浮机，固液分离装置的清相出液口与离子气浮机的进液口连通，离子气浮机的清相出液口与膜分离装置的进液口连通。
按上述方案，还包括第一干燥装置，固液分离装置的固相出口、离子气浮机的固相出口均与第一干燥装置相连接。
按上述方案，所述絮凝装置和固液分离装置为两级，发酵生产废水的储料池通过第一级絮凝装置与第一级固液分离装置的进液口连通，第一级固液分离装置的清相出液口通过第二级絮凝装置与第二级固液分离装置的进液口连通；第二级固液分离装置的清相出液口与膜分离装置的进液口连通。
按上述方案，第一絮凝装置包括依次连接第一混合装置、第一缓冲罐，铁盐罐和PAM储罐分别与第一混合装置相通，第一混合装置与发酵生产废水的储料池相连接；第二絮凝装置包括依次连接的第二混合装置、第二缓冲罐，铁盐罐、碱液罐、PAM储罐与第二混合装置相通，第二缓冲罐与第一固液分离装置相连接，第一缓冲罐的出口与第二混合装置连接。
按上述方案，所述第二级絮凝装置为两段，两段絮凝装置之间设有缓冲罐，第一级固液分离装置的清相出液口与第一段絮凝装置的进液口连通，第一段絮凝装置的出液口与缓冲罐连通，缓冲罐与第二段絮凝装置的进液口连通，第二段絮凝装置的出液口第二级固液分离装置的进液口连通。
按上述方案，还包括位于第二缓冲罐与第二固液分离装置之间的第三混合装置，铁盐罐、碱液罐、PAM储罐与第三混合装置相通。
按上述方案，第一混合装置、第二混合装置、第三混合装置、预调pH装置均采用若干个管道混合器；第一混合装置采用两个管道混合器，铁盐罐和PAM储罐分别与该两管道混合器相连接；第二混合装置采用四个管道混合器，依次与碱液储罐、铁盐罐、碱液罐、PAM储罐相连接；第三混合装置采用管道混合器，与酸罐相连接；预调pH装置为一个管道混合器，盐酸储罐与该管道混合器相连接。
按上述方案，所述膜分离装置包括预调PH装置和纳滤膜机，固液分离装置的清相出液口与预调pH装置相连接；纳滤膜机的清液出口与生化处理装置相连接，纳滤膜机的浓缩液出口与离心分离装置入口连接，离心分离装置的清液出口与生化处理装置相连接，离心分离装置的固相出口与第二干燥装置相连接。
按上述方案，生化处理装置包括依次连接的厌氧活化池、厌氧氨氧化池、好氧池和沉淀池，纳滤膜机的清液出口与厌氧活化池相连接，离心分离装置的清液出口与好氧池相连接。
按上述方案，第一干燥装置的出口依次连接有第一除尘器、蛋白饲料收集装置和尾气吸收装置；第二干燥装置的出口依次连接有第二除尘器、维生素B2粗品收集器和尾气吸收装置。
按上述方案，离心分离装置采用碟片式离心机。
按上述方案，第二干燥装置和第一干燥装置的出口端连接同一尾气吸收装置。尾气吸收装置包括依次连接的旋液分离器，除氨塔，除H2s塔、等离子净化器。
按上述方案，第一固液分离装置、第二固液分离装置均采用卧式螺旋离心机；第一干燥装置和第二干燥装置均采用旋风闪蒸干燥器。
按上述方案，储料池用于存放维生素B2发酵生产废水；铁盐罐和PAM储罐，分别用于储存铁盐溶液和PAM溶液。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
首先，相对于CN 109081478 A所涉及一种发酵废水的处理系统而言，本发明摒弃了通过电渗析降低废水中NaCl浓度以便于纳滤膜截留维生素B2的思路，而是为了将蛋白菌泥产品与维生素B2产品分开，直接进行絮凝，保持废水中NaCl的浓度，利于在纳滤膜过滤前保证维生素B2在清相中更高的溶解度，后续再通过纳滤膜结合离心分离将维生素B2粗品回收；同时保证出水符合环保要求。这样，一方面利于实际生产中快速大批量处理废水，另一方面，膜分离中产生的浓相也可烘干后用做低含量的VB2使用，整个系统工艺中不存在难处理的高盐分浓浆问题；也无需吸附除杂等步骤，更为简单易行。
第二，本发明在絮凝过程中，先进行酸性絮凝，再进行碱性絮凝，充分利用了维生素B2发酵废水本身的酸性，降低了成本；另外，絮凝后的清相进入纳滤膜之前可增加离子气浮装置，保证纳滤膜的寿命，进一步提高蛋白菌泥的产量。
第三，维生素B2废水中大量有机物和SO4 2-都在絮凝离心和膜分离阶段得到截留，纳滤膜处理后的清液出水指标可达COD<10000mg/L，B/C值可以达到0.75，后续经厌氧生化处理后COD<700mg/L；再经厌氧氨氧化工艺后，出水的COD≤150mg/L，氨氮≤100mg/L，总氮≤150mg/L；再经好氧生化工艺后，可以保证最终出水COD≤70mg/L，氨氮≤5mg/L，总氮≤20mg/L。
因此，本发明所述工艺系统在废水处理过程中，能够实现在线实时快速处理大批量维生素B2废水，不仅提取了菌体蛋白饲料和部分残留VB2，而且所有的尾气和废水都是集中处理后排放，可以保证达到排放标准。
附图说明
图1为本发明所述处理系统的一种示意图。
图2为采用本发明所述处理系统的主要工艺流程图。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明不仅仅局限于下面的实施例。
下述实施例中所采用的VB2发酵废水主要为某药业发酵生产VB2过程中的双锥水、板框水、设备冲洗水及生活水、除盐水或清水四部分组成，具体水质情况如表1所示。以上废水混合后，PH值约5.6。
下述实施例中，氯化铁溶液中氯化铁浓度为10％，pH为1.2-1.5。
实施例1
一种维生素B2发酵生产废水的处理系统，包括第一絮凝装置、第一卧式螺旋离心机、第二絮凝装置、第二卧式螺旋离心机、离子气浮机、膜分离装置、生化处理装置，其中，
第一絮凝装置，包括依次连接的两个管道混合器、第一缓冲罐；储料池通过依次连接的两个管道混合器与第一缓冲罐入口相连接，第一缓冲罐出口与第一卧式螺旋离心机相连接；铁盐罐和PAM储罐分别与两个管道混合器相通，分别用于通入铁盐溶液和PAM溶液；第一卧式螺旋离心机的固相出口与蛋白菌泥池相连接；
第二絮凝装置，包括依次连接的四个管道混合器、第二缓冲罐、四个管道混合器；第一卧式螺旋离心机的液相出口通过四个依次连接的管道混合器与第二缓冲罐入口相连接，第二缓冲罐的出口通过四个依次连接的管道混合器与第二卧式螺旋离心机相连接；碱液罐、铁盐罐、碱液罐、PAM储罐分别与两组四个管道混合器之一相通，用于通入铁盐溶液和PAM溶液并控制混合pH；第二卧式螺旋离心机的固相出口与蛋白菌泥池相连接；第二卧式螺旋离心机的液相出口与离子气浮机的入口相连接；
离子气浮机的液相出口与膜分离装置相连接，离子气浮机的固相出口与蛋白菌泥池相连接；
膜分离装置，包括依次连接的一个管道混合器和纳滤膜机，离子气浮机的液相出口与该管道混合器相连接，该管道混合器与盐酸储罐相通，用于控制进入纳滤膜机时废水的pH；纳滤膜机的清液出口与生化处理装置相连接；纳滤膜机的浓缩液出口与碟片式离心机相连接；
生化处理装置，依次包括厌氧活化池、厌氧氨氧化池、好氧池，好氧池通过沉淀池与外界连通；纳滤膜机的清液出口与厌氧活化池相连接；碟片离心机的清液出口与好氧池相连接。
碟片式离心机的固相出口依次通过旋风闪蒸干燥器、旋风除尘器和/或布料除尘器与维生素B2粗品收集器相连接。蛋白菌泥池依次通过旋风闪蒸干燥器、旋风除尘器和/或布料除尘器与蛋白饲料收集器相连接。另外，除尘器出口均与尾气吸收装置相连接，其中，尾气吸收装置包括依次连接的雾化冷凝器、旋液分离器、除氨塔、除H2S塔、等离子净化器，等离子净化器通过引风机与烟囱相连接。
采用上述系统处理发酵法生产维生素B2废水的工艺，具体过程如下：
第一步：VB2发酵废水经管道加药混合酸性絮凝。VB2发酵废水的初始pH值约5.6，首先经管道混合器添加氯化铁溶液使pH调节至4.3-4.5，再经管道混合器添加聚丙烯酰胺PAM溶液(PAM溶液本身的质量浓度为0.1％，加入管道后，废水中PAM的浓度为0.0025％，相当于稀释了40倍。)，然后经过缓冲罐后进入卧式螺旋离心机，分离出第一蛋白菌泥Ⅰ，并得到第一清相Ⅰ；
第二步：将第一步卧式螺旋离心机得到的第一清相Ⅰ进入第二次管道加药混合酸性絮凝。将第一清相Ⅰ通过管道混合器加入氯化铁溶液调节pH值至4.3-4.5(由于市售氯化铁溶液pH为1.2-1.5，所以此次加入氯化铁溶液的之前先通入NaOH溶液，从而保证管道混合器混合后的溶液体系pH大约在4.8-5.0之间)，再经管道混合器添加聚丙烯酰胺PAM溶液(PAM溶液的浓度和加入量与第一步相同)；
第三步、将经第二步处理后的管道出水进行第三次管道加药混合絮凝。将第二步处理后的管道出水经过缓冲罐后，再次通过管道混合器加入NaOH溶液调整管道内pH至8.8-9.0，然后加入氯化铁溶液将pH调至保持在8.4-8.5进行第三次絮凝，再加入PAM溶液进行絮凝，PAM溶液的浓度和加入量与第一步相同，然后进入二级卧式螺旋离心机，再次分离出第一蛋白菌泥Ⅱ，以及第一清相Ⅱ；
第四步、将第一清相Ⅱ进入离子气浮机，分离出第一蛋白菌泥Ⅲ和第一清相Ⅲ；
第五步：第一清相Ⅲ在管道混合器中经盐酸调pH至6.0左右后进入纳滤膜机，截留分子量250，分成第二清相和第二浓相；第二清相直接进入生化系统的厌氧生化段，第二浓相经碟式离心机分离后，得到第三清相和第三浓相；第三清相直接进入生化系统的好氧生化段；
第六步：烘干过程，包括两部分，具体如下：第一部分：将两级卧式螺旋离心机得到的第一蛋白菌泥Ⅰ和Ⅱ、Ⅲ混合搅拌后，送入旋风闪蒸干燥器，再经除尘器后，得到菌体蛋白饲料成品(指标如表1所示)，产生的尾气通过尾气处理装置后排除；第二部分：将碟片离心机得到的第三浓相送入旋风闪蒸干燥器，再经除尘器后，得到VB2成品(指标如表2所示)，纯度大约30％，产生的尾气通过尾气处理装置后排除；
第七步：生化处理。纳滤膜系统处理得到的第二清相(注：经检测，指标为cod≈10000mg/L、总氮≈900mg/L)直接进入生化处理系统的厌氧生化段；经厌氧生化段处理后，此时出水的指标经检测为cod≈800mg/L、总氮≈900mg/L，然后进入厌氧氨氧化生化段处理，出水的指标经检测为cod≈300mg/L、总氮≈150mg/L；再接着将厌氧氨氧化生化段(该段采用厌氧氨氧化菌，简称红菌)出水进入好氧生化段；
同时，碟片离心机得到的第三清相中含有较高的SO4 2-浓度约为20000mg/L(总量为50T/d左右)，为了避免对厌氧生化部分的影响，直接进入后期的好氧生化系统(注：与前期进入好氧生化段的厌氧氨氧化段出水混合进入好氧生化段，正好作为好氧生化段的碳源的补充；而且稀释后SO4 2-浓度为1000mg/L，不会对好氧生化段的运行产生影响。)，最终出水经检测，指标为cod≈150mg/L、总氮≈50mg/L，达到排放标准。
上述所得菌体蛋白饲料成品的理化指标如表1所示。
表1
上述所得VB2成品经国家饲料质量监督检验中心(武汉)检测后，检验报告如表2所示。
表2
| 序号 | 检测项目 | 检测结果 | 检测方法 |
| 1 | 维生素B2含量(荧光分光光度法) | 3.04×10<sup>5</sup>mg/kg | GB/T14701-2002 |
| 2 | 粗蛋白质含量(仲裁法) | 63.73％ | GB/T6432-1994 |
实施例2
与实施例1的不同之处在于：第二絮凝装置，仅包括依次连接的四个管道混合器、第二缓冲罐，第一卧式螺旋离心机的液相出口通过四个依次连接的管道混合器与第二缓冲罐入口相连接，第二缓冲罐的出口与第二卧式螺旋离心机相连接；碱液罐、铁盐罐、碱液罐、PAM储罐分别与四个管道混合器之一相通，用于通入铁盐溶液和PAM溶液并控制混合pH；第二卧式螺旋离心机的固相出口与蛋白菌泥池相连接；第二卧式螺旋离心机的液相出口与离子气浮机的入口相连接。
实施例3
与实施例1的不同之处在于：第二卧式螺旋离心机的液相出口通过一个管道混合器与离子气浮机的入口相连接。该管道混合器与氯化铝罐相连接，用于通入氯化铝溶液。
实施例4
与实施例1的不同之处在于：省略第一卧式螺旋离心机。
实施例5
与实施例1的不同之处在于：省略离子气浮机。
实施例6
与实施例1的不同之处在于：省略第一卧式螺旋离心机和离子气浮机。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干改进和变换，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (14)
1.一种发酵生产废水的处理系统，其特征在于它包括絮凝装置、固液分离装置、膜分离装置；发酵生产废水通过絮凝装置与固液分离装置的进液口连通；固液分离装置的清相出液口与膜分离装置的进液口连通。
2.根据权利要求1所述的处理系统，其特征在于它还包括生化处理装置，膜分离装置的清相出液口与生化处理装置的进液口连通。
3.根据权利要求2所述的处理系统，其特征在于所述膜分离装置包括预调PH装置和纳滤膜机，固液分离装置的清相出液口与预调pH装置相连接；纳滤膜机的清液出口与生化处理装置相连接。
4.根据权利要求3所述的处理系统，其特征在于还包括离心分离装置和第一干燥装置，纳滤膜机的浓缩液出口与离心分离装置入口连接，离心分离装置的清液出口与生化处理装置相连接，离心分离装置的固相出口与第一干燥装置相连接。
5.根据权利要求4所述的一种发酵生产废水的处理系统，其特征在于生化处理装置包括依次连接的厌氧活化池、厌氧氨氧化池、好氧池和沉淀池，纳滤膜机的清液出口与厌氧活化池相连接，离心分离装置的清液出口与好氧池相连接。
6.根据权利要求1所述的处理系统，其特征在于它还包括离子气浮机，固液分离装置的清相出液口与离子气浮机的进液口连通，离子气浮机的清相出液口与膜分离装置的进液口连通。
7.根据权利要求6所述的处理系统，其特征在于还包括第二干燥装置，固液分离装置的固相出口、离子气浮机的固相出口均与第二干燥装置相连接。
8.根据权利要求7所述的一种发酵生产废水的处理系统，其特征在于第二干燥装置的出口依次连接有第一除尘器、蛋白饲料收集装置和尾气吸收装置；第一干燥装置的出口依次连接有第二除尘器、维生素B2粗品收集器和尾气吸收装置。
9.根据权利要求7所述的一种发酵生产废水的处理系统，其特征在于第一干燥装置和第二干燥装置的出口端连接同一尾气吸收装置。
10.根据权利要求1所述的处理系统，其特征在于所述絮凝装置和固液分离装置为两级，发酵生产废水的储料池通过第一级絮凝装置与第一级固液分离装置的进液口连通，第一级固液分离装置的清相出液口通过第二级絮凝装置与第二级固液分离装置的进液口连通；第二级固液分离装置的清相出液口与膜分离装置的进液口连通。
11.根据权利要求10所述的处理系统，其特征在于第一絮凝装置包括依次连接第一混合装置、第一缓冲罐，铁盐罐和PAM储罐分别与第一混合装置相通，第一混合装置与发酵生产废水的储料池相连接；第二絮凝装置包括依次连接的第二混合装置、第二缓冲罐，铁盐罐、碱液罐、PAM储罐与第二混合装置相通，第二缓冲罐与第一固液分离装置相连接，第一缓冲罐的出口与第二混合装置连接。
12.根据权利要求10所述的处理系统，其特征在于所述第二级絮凝装置为两段，两段絮凝装置之间设有缓冲罐，第一级固液分离装置的清相出液口与第一段絮凝装置的进液口连通，第一段絮凝装置的出液口与缓冲罐连通，缓冲罐与第二段絮凝装置的进液口连通，第二段絮凝装置的出液口第二级固液分离装置的进液口连通。
13.根据权利要求11所述的处理系统，其特征在于还包括位于第二缓冲罐与第二固液分离装置之间的第三混合装置，铁盐罐、碱液罐、PAM储罐与第三混合装置相通。
14.根据权利要求13所述的一种发酵生产废水的处理系统，其特征在于第一混合装置、第二混合装置、第三混合装置、预调pH装置均采用若干个管道混合器；第一混合装置采用两个管道混合器，铁盐罐和PAM储罐分别与该两管道混合器相连接；第二混合装置采用四个管道混合器，依次与碱液储罐、铁盐罐、碱液罐、PAM储罐相连接；第三混合装置采用管道混合器，与酸罐相连接；预调pH装置为一个管道混合器，盐酸储罐与该管道混合器相连接。
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| CN113003896A (zh) * | 2021-04-23 | 2021-06-22 | 贵州省产品质量检验检测院 | 一种化肥污水处理回收杂质装置及其回收方法 |
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