CN112028385A - 一种以木薯为原料生产酒精高浓度有机废水处理方法及其装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种以木薯为原料生产酒精高浓度有机废水处理方法及其装置。该方法包括：将高浓度有机废水经过除砂、一级厌氧发酵罐、二级厌氧发酵罐、三级IC罐发酵处理后，优化进水C/N比范围，将COD转化成沼气，经过气浮池把废水中的悬浮污泥分离，清水进入曝气池，经A/O池曝气去除COD、生物除磷、脱氮及生物深度处理，保持缺氧池DO在0.5mg/L以下，由好氧池回流的硝化液为进水流量的3‑5倍；维持O池的pH在6.5‑8.5，DO维持在3‑4mg/L，调节污泥回流比，使生化系统高效稳定运行。生物深度处理系统投加絮凝剂PAC(聚合氯化铝)及PAM(聚丙烯酰胺)，经反应沉淀后出水可达国家一级排放标准。

Description

一种以木薯为原料生产酒精高浓度有机废水处理方法及其 装置
技术领域
本发明涉及一种以木薯为原料生产酒精高浓度有机废水处理方法，尤其涉及一种以木薯为原料生产酒精高浓度有机废水处理方法及其装置。
背景技术
以木薯为原料酒精废水是高浓度、高温度、高悬浮物的有机废水。废液中的废渣含有粉碎后的木薯皮、根茎等粗纤维，这类物质在废水中是不溶性的COD；木薯中的纤维素和半纤维素是多糖类物质，在酒精发酵中不能被酵母菌利用，残留在废液中，表现为溶解性COD；另外还含有泥砂杂质等物质，增加了废水处理的难度。酒精发酵过程中需添加氮类营养物质供酵母生长所需，菌体分解后产生的菌体蛋白分解造成废水中氨氮浓度超高。传统对木薯酒精废液，先用压榨机把粗纤维压出作为饲料填充料使用，压榨过程中大部分可发酵营养物质随粗纤维一起进入饲料填充料中，清液再进行厌氧发酵，产生的沼气量很低；或者先用压榨机把粗纤维压出作为饲料填充料使用，清液用多效蒸发浓缩技术浓缩后再回配与粗纤维一起压榨生产饲料，以上工艺生产的饲料营养成分低，不能单独用作饲料，只能作为颗粒饲料的填充料使用，价值很低，且能耗较高，产生的沼气量无回收价值，只能高空燃烧放掉。对于脱氮技术，目前普遍认为生化处理是最为经济有效的技术。传统的生物脱氮技术主要有A/O法，A/A/O法等，这些工艺均可去除COD和氨氮，但是比较适合低浓度、低氨氮城市污水，对于高浓度高氨氮发酵有机废水则效果不佳。究其原因为硝化菌生长条件限制、污泥龄过长、进水负荷限制等。硝化菌世代时间长，易受进水pH、COD负荷等限制，所以对实际污水厂的运行参数控制至关重要。废水处理工艺管理限制条件较多，不同水质、不同工艺参数控制相差较大，致使许多工艺不能在最佳状态下运行。
氨氮废水在生物脱氮的同时可去除大量有机污染物(COD)，反硝化过程的COD/N比是生物脱氮工艺设计、操作运行与优化的重要关键参数，与微生物生长量Yx/c之间存在密切关联。1992年，国外权威专家Randall，Barnard等总结生物脱氮研究与工程实践成果，获得了国际上唯一的反硝化COD/N比计量经验模型：
COD/N-NO3＝2.86/(1-1.134Yx/c)＝2.86/(1-0.573fS) (1)
根据周少奇生物脱氮的精确理论计量关系模型：
COD/N-NO3＝2.857/(1-0.822fS) (2)
COD/N∈[2.86,16.07] (3)
Yx/c＝0.505fS,Yx/c∈[0.0,0.505]，fS∈[0.0,1.0] (4)
分析发现：理论模型(2)比经验模型(1)提高精度30％以上；依据理论模型(2)设计系统的实验，结果表明：反硝化过程fS∈[0.278，0.34],反硝化过程COD/N需要大于3.97才能进行完全反硝化，考虑到同时硝化反硝化过程与去除COD因素，实际氮肥废水处理COD/N比的较佳范围为COD/N∈[4.03，10.65]。
发明内容
为了克服现有技术存在的上述不足，本发明的目的是提供一种以木薯为原料生产酒精高浓度有机废水处理方法及其装置。
本发明的方法是一种污水处理效益高、能耗低、处理成本低，硝化反硝化同时进行，脱碳脱氮效果好，废水可达到回用水标准的高浓度发酵有机废水处理的方法。
本发明的目的至少通过如下技术方案之一实现。
本发明优化了废水处理流程，将高浓度有机废水先经三级厌氧发酵，分别控制不同发酵温度、不同反应时间，将可降解可发酵的有机物质充分利用，多产沼气用来发电，产生很好的经济效益。筛选优良高效硝化菌种，调整好氧/厌氧工艺，优化硝化菌的生长环境，提高脱除COD、氨氮、总氮的能力。
本发明工艺路线为：高浓度废水—除砂器—进料温度控制器—一级高温厌氧罐—温度调节器—二级中温厌氧罐—调节池—三级低温厌氧罐—气浮池—初级曝气池—初沉池-A/O生物脱氮单元(缺氧池-第一好氧池-第二好氧池)-二沉池-絮凝沉淀池-出水。
本发明提供的一种以木薯为原料生产酒精高浓度有机废水处理方法，包括如下步骤：
(1)除砂：原料木薯中会带有少量的砂石，高浓度废水在进入厌氧罐之前须将砂石除去，因此将以木薯为原料生产酒精高浓度有机废水利用旋流除砂设备去除砂石，得到除砂后的废水；
(2)一级厌氧发酵：将步骤(1)所述除砂后的废水调温至58-60℃，然后泵入一级厌氧罐中，采用高温发酵工艺进行一级厌氧发酵处理，在罐内甲烷杆菌等微生物的作用下，COD转化为甲烷和CO2，得到甲烷、CO2、含木质素有机物的污泥、一级厌氧发酵后的废水；通过厌氧罐的回流调节罐内pH的6.8-7.5，废水在一级厌氧罐内发酵15天左右，废水由进料时的COD＝40000mg/L以上降至出水COD4000mg/L以下，COD去除率达90％以上；
(3)二级厌氧发酵：经温度调节器将步骤(2)所述一级厌氧发酵发酵后的废水的温度调节为42-45℃，导入二级厌氧罐中，采用中温发酵工艺进行二级厌氧发酵处理，将高温发酵未能分解掉的COD再进一步分解，得到甲烷、CO2、沉降的污泥、二级厌氧发酵后的废水；此过程出水COD降至2000mg/L以下，COD去除率50％以上；沉降的污泥经罐底排泥管道排到污泥压滤设备压滤成污泥水分达到60％以下后进行堆积发酵生产高效生物有机肥料；
(4)三级厌氧发酵：将步骤(3)所述二级厌氧发酵后的废水导入IC罐中进一步发酵，进行三级厌氧发酵处理，得到甲烷、CO2、沉降的污泥、三级厌氧发酵后的废水；出水COD降至1000mg/L以下；沉降的污泥经罐底排泥管道排到污泥压滤设备压滤成污泥水分达到60％以下后进行堆积发酵生产高效生物有机肥料；
(5)气浮池除泥：将步骤(4)所述三级厌氧发酵后的废水(IC罐顶部出水)导入气浮除泥池中，与溶气水混合，水中悬浮污泥在气泡的作用下漂浮在上表面，经刮泥板刮到污泥池，得到刮泥后的废水(清水直接进入曝气池)；气浮池出来的清水COD浓度为800-1000mg/L，氨氮浓度为250-300mg/L，总氮350-400mg/L，pH至7.2-7.5；
(6)初级曝气池处理：将步骤(5)所述刮泥后的废水导入初级曝气池处理池中进行初级曝气处理，得到初级曝气后的废水；曝气池调节废水的DO至1-1.5mg/L，初步去除COD，并使剩余COD含量为300-500mg/L，以满足后续生化系统的需要；
(7)初沉池处理：将步骤(6)所述初级曝气后的废水导入初沉池中，进行沉淀，将沉淀的污泥部分回流至初级曝气池中，保持初级曝气池污泥浓度为2000-3000mg/L，剩余污泥排至集泥井，多余污泥送至污泥处理工序生产有机肥料，得到初沉后的废水；
(8)A/O生物脱氮处理：将步骤(7)所述初沉后的废水导入A/O生物脱氮单元中进行脱氮处理，废水在好氧池通过硝化菌的硝化作用转化为以硝氮为主的硝化液，硝化液经第二好氧池回流至缺氧池进行反硝化作用，根据反硝化效果调整硝化液回流比3-5：1，控制缺氧池溶解氧水平为0.5mg/L以下，控制C/N摩尔比为3以上，在源水无法满足需求时需人为投加碳源至缺氧池入水端；得到A/O生物脱氮处理的废水；将步骤(8)所述A/O生物脱氮处理的废水导入二沉池中，进行沉降，分离清水与污泥，将清水排出外界，污泥回流至A/O生物脱氮处理单元中，完成处理。
进一步地，步骤(1)所述以木薯为原料生产酒精高浓度有机废水的溶解COD为40000mg/L以上，以木薯为原料生产酒精高浓度有机废水的温度为58-60℃；去除砂石的方式为采用旋流除砂设备将废水中的砂石除去；步骤(2)所述一级厌氧罐内进行一级厌氧发酵处理时，废液的pH值控制为6.8-7.5；步骤(2)所述一级厌氧发酵处理的时间为15-20天；步骤(2)所述一级厌氧发酵后的废水的COD值小于4000mg/L；
优选地，步骤(2)所述一级厌氧发酵处理的时间为15天。
进一步地，步骤(2)中发酵过程中产生的甲烷和CO2经管道送至燃气发电机用来发电，罐内未发酵完的木质素等有机物沉到罐底，经罐底排泥管道排到污泥压滤设备压滤成污泥水分达到60％以下后进行堆积发酵生产高效生物有机肥料。
步骤(3)所述二级厌氧罐内进行二级厌氧发酵处理时，废液的pH值控制为6.8-7.5；步骤(3)所述二级厌氧发酵处理的时间为2-5天；步骤(3)所述二级厌氧发酵后的废水的COD值小于2000mg/L；步骤(4)所述IC罐内进行三级厌氧发酵处理时，废液的pH值控制为6.8-7.5；步骤(4)所述三级厌氧发酵处理的时间为2-5天；步骤(4)所述三级厌氧发酵处理的温度为38-40℃；所述三级厌氧发酵后的废水的COD值小于1000mg/L。
优选地，步骤(3)所述二级厌氧发酵处理的时间为2天。
优选地，步骤(4)所述三级厌氧发酵处理的时间为2天。
进一步地，步骤(5)所述三级厌氧发酵后的废水与溶气水的体积比为10～20：1；步骤(5)所述三级厌氧发酵后的废水在气浮池停留的时间为30min，步骤(5)所述三级厌氧发酵后的废水在气浮池的温度小于35℃，步骤(5)所述三级厌氧发酵后的废水在气浮池的pH值为6.8-7.5；步骤(5)所述刮泥后的废水COD浓度为800-1200mg/L，氨氮浓度为250-300mg/L，总氮为350-400mg/L，pH为7.2-7.5。
优选地，步骤(5)所述三级厌氧发酵后的废水与溶气水的体积比为10:1。
进一步地，步骤(6)所述初级曝气处理的时间为24小时；初级曝气后的废水的DO为1-1.5mg/L，COD含量为300-500mg/L；步骤(7)中，初沉池的污泥回流比为1-2:1(污泥回流比是指从初沉池回流至初级曝气池的污泥量与进入初级曝气池的水量之间比值)；初沉池处理的时间为1小时。
进一步地，步骤(8)所述清水的COD不超过50mg/L，氨氮浓度为小于5mg/L，总氮小于15mg/L，pH至6.8-7.5。
进一步地，步骤(8)所述A/O生物脱氮单元包括缺氧池、第一好氧池及第二好氧池；所述初沉后的废水依次经过缺氧池、第一好氧池及第二好氧池；所述缺氧池中废水溶解氧水平为0.5mg/L以下，缺氧池的废水C/N摩尔比为3以上，缺氧池处理的时间为8小时；所述第一好氧池中废水COD不超过300mg/L，pH控制在6.8-7.5，溶解氧控制在2-4mg/L，污泥回流比控制在1.5:1-2:1，污泥浓度保持为3000-4000mg/L，第一好氧池处理的时间为16小时；所述第二好氧池中废水COD不超过100.mg/L，pH控制在6.8-7.5，溶解氧控制在3-4mg/L，污泥浓度保持为4000-5000mg/L，第二好氧池处理的时间为16小时。
进一步地，所述第一好氧池的污泥回流比控制在1.5:1-2:1；污泥由二沉池回流至缺氧池及第一好氧池，回流比分别为1：1与1.5：1；二沉池处理的时间为2小时。
进一步地，步骤(2)、步骤(3)及步骤(4)所述甲烷及CO2导入沼气气柜进行沼气发电；步骤(5)所述气浮除泥池、步骤(6)所述初级曝气池及步骤(8)所述A/O生物脱氮单元使用好氧鼓风机进行供氧，所述污泥送至污泥调配池生产有机肥料。
进一步地，若二沉池排出的水COD和SS超标，出水进入絮凝沉淀池处理，投加絮凝剂PAC或者加入PAC和PAM，PAC投加量按照80-120ppm/吨废水加入，PAM投加量按照0.5-1ppm/吨废水加入。
COD指化学需氧量，是chemicaloxygendemand的缩写；
SS指固体悬浮物浓度，是Suspended solid的缩写；
PAC指聚合氯化铝，是Poly Aluminium Chloride的缩写；
PAM指聚丙烯酰胺，是Poly(acrylamide)的缩写。
所述步骤(2)的pH值通过厌氧罐回流量控制在7-8.5(是指用厌氧出水的回流来调节进水的PH值)。
本发明还提供了一种用于所述高浓度发酵有机废水处理方法的装置，包括进料调节池、厌氧系统、好氧系统、污泥调配池及沼气气柜；所述厌氧系统包括一级厌氧罐、二级厌氧罐、IC罐及气浮除泥池；所述好氧系统包括初级曝气池处理池、初沉池、A/O生物脱氮单元及二沉池；所述进料调节池、一级厌氧罐、二级厌氧罐、IC罐、气浮除泥池、初级曝气池处理池、初沉池、A/O生物脱氮单元及二沉池依次连通；所述一级厌氧罐、二级厌氧罐、IC罐、气浮除泥池、初沉池、A/O生物脱氮处理单元及二沉池与污泥调配池连通；所述厌氧系统与沼气气柜连接。
废水在一级高温厌氧罐中温度控制58-60℃，耐高温甲烷杆菌活性最高，可发酵有机物质在高温下分解迅速、彻底，且停留时间保证15天以上，保证有机可发酵物被充分利用；对于残留的有机可发酵物，再经二级中温发酵(42-45℃发酵2天)，三级低温发酵(35-37℃发酵2天)，这样有机物可完全被分解利用。不能分解利用的粗纤维经沉降从罐底排出，经压榨至水分达到60％以下后再进行固态高温发酵，生产高效有机肥料，做到吃干榨净，变废为宝。
在初级曝气池及A/O生物脱氮单元使用DEN高效微生物菌群和高效生物活性酶，改善和提高污泥活性，快速的提高系统氨氮和总氮去除能力。高氨氮高浓度发酵有机废水经过初级曝气装置的强曝气作用，去除进水中的有毒有害物质，并初步去除COD50％左右。曝气池溶解氧根据进水条件适当调整，COD负荷超过1200mg/L时将溶解氧控制在1.5mg/L；COD负荷较低时溶解氧控制在1mg/L左右。
运行控制包括：厌氧罐内进料温度、PH值控制和物料存留时间，初级曝气池溶解氧水平、pH、温度；缺氧池溶解氧、COD；好氧池溶解氧、COD、pH；在出水依然不达标的状态下使用絮凝反应池，投加絮凝剂PAC，絮凝效果不佳时混合投加PAC与PAM。
运行条件控制：(1)厌氧罐的作用就是把97％以上的可发酵性有机物转化为甲烷，厌氧罐按梯级控制温度，控制PH值，使不同温度下的甲烷杆菌活性最好，对物料进行充分转化成甲烷；
(2)初级曝气池的作用是去除废水中有害物质如H2S等，pH控制在6.8-7.5微生物正常生长范围内，溶解氧控制在1-1.5mg/L。进水负荷变化时控制参数调整：由于生产的波动，进水COD低于800mg/L时，溶解氧控制在1mg/L左右；进水COD低于500mg/L时，溶解氧控制在0.8-1mg/L，pH控制在6.5-7.5，可在初曝池实现亚硝氮积累以节省后续反硝化碳源。污泥由初沉池回流至初级曝气池，回流比控制在1.5:1，保证初曝气池污泥浓度在2000-3000mg/L；冬季微生物生长缓慢，为了保证COD去除效果，将污泥回流量调至2:1，适当增加微生物浓度，剩余污泥排至集泥井。
(3)缺氧池的作用就是对硝化液经好氧池回流至缺氧池进行反硝化作用，硝化液回流比控制在2-3:1，可以达到较好的反硝化效果。反硝化的限制因素包括COD和溶解氧水平。控制缺氧池溶解氧水平为0.5mg/L以下，此条件较容易控制，普通搅拌牵引作用即可达到要求；COD往往是缺氧池反硝化效果的限制因素，尤其是对于高氨氮高浓度发酵有机废水，碳源相对缺乏。结合现场条件，有效利用可利用碳源，投加COD直接至缺氧池起端，保证池内C/N比达到3-5。
(4)好氧池主要进行硝化作用，其限制因素包括COD、pH、溶解氧、污泥回流比等。好氧池1的COD不超过300mg/L,否则将抑制硝化菌的生长；pH控制在6.8-7.5，常规的微生物需投加碳酸钠调节碱度，此工艺采用DEN高效微生物菌群，耐受力较强，为了节省成本可投加烧碱废液；溶解氧根据运行条件实时调整，负荷较高时控制溶解氧在3-4mg/L相对较高水平，低负荷运行时溶解氧维持在2mg/L左右；污泥回流比控制在1.5:1-2:1，保持污泥浓度为3000-4000mg/L,冬天温度较低时可适当提高污泥回流比，以保证污泥浓度和处理效果。
(5)絮凝反应池作用是二沉池出水COD、SS等超标情况下投入使用，投加絮凝剂PAC及PAM，投加量按照PAC80-120ppm/吨废水及PAM0.5-1ppm/吨废水的比例投加，根据出水效果适当增减PAC的投加量。由于PAM是有害物质，在出水允许的情况下可只投加PAC。
(6)本发明中，将初始COD达40000mg/L以上、氨氮浓度为150-300mg/L，总氮为250-400mg/L的废水依次通过三级厌氧罐、气浮池、初级曝气系统，A/O生物脱氮单元，物化深度处理单元，通过优化控制厌氧反应条件和时间、曝气池溶解氧、pH、投药量、污泥回流比和硝化液回流比等各项参数，最终达到出水COD为50mg/L以下、氨氮浓度为5mg/L以下，总氮为15mg/L以下的指标，甚至优于排放标准。对于高氨氮废水COD去除率可以达到99.8％以上，氨氮去除率可达98％以上，总氮去除率可达96％以上。
与现有技术相比，本发明具有如下优点和有益效果：
(1)本发明提供的方法产生剩余污泥量少，比传统全混式厌氧反应器BSAR(Blend-stirredAnaerobicReactor-BSAR)污泥产生量减少20％，节约污泥处理成本；
(2)本发明提供的方法可控制厌氧发酵条件，提高有机物转化为沼气的转化率，吨废水产沼气量由22Nm3提高到了26Nm3，提高经济效益；
(3)本发明提供的方法选用DEN高效微生物菌群，更耐冲击负荷，耐有毒有害物质，有效提高生化系统的稳定性提高反硝化效率，增加总氮的去除，提高低温条件下的运行；提高BOD(生化需氧量Biochemical Oxygen Demand)的去除，DEN中的兼氧微生物在好氧和缺氧条件下能够去除BOD；能够提高难降解有机物的去除能力(比如胺类)；
(4)本发明提供的方法控制好氧池溶解氧量，可使硝化反硝化同时进行，提高脱氮效果；
(5)本发明提供的方法可使用烧碱废液调节好氧池pH值，有效节约成本；
(6)本发明提供的方法经物化深度处理后的废水可达到回用水标准GB/T50050-2017中再生水用于间冷开式循环冷却水系统补水的水质指标(参照表1所示)，用于高浓度发酵有机厂内的循环用水，达到资源化及节能减排的目的。
附图说明
图1为本发明实施例以木薯为原料生产酒精高浓度有机废水处理方法的流程图。
具体实施方式
以下结合实例对本发明的具体实施作进一步说明，但本发明的实施和保护不限于此。需指出的是，以下若有未特别详细说明之过程，均是本领域技术人员可参照现有技术实现或理解的。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，视为可以通过市售购买得到的常规产品。
实施例1
一种用于以木薯为原料生产酒精高浓度有机废水处理方法的装置，包括进料调节池、厌氧系统、好氧系统、污泥调配池及沼气气柜；所述厌氧系统包括一级厌氧罐、二级厌氧罐、IC罐及气浮除泥池；所述好氧系统包括初级曝气池处理池、初沉池、A/O生物脱氮单元及二沉池；所述进料调节池、一级厌氧罐、二级厌氧罐、IC罐、气浮除泥池、初级曝气池处理池、初沉池、A/O生物脱氮单元及二沉池依次连通；所述一级厌氧罐、二级厌氧罐、IC罐、气浮除泥池、初沉池、A/O生物脱氮处理单元及二沉池与污泥调配池连通；所述厌氧系统与沼气气柜连接。
一种用于以木薯为原料生产酒精高浓度有机废水处理方法，包括如下步骤(参照图1所示)：
(1)除砂：原料木薯中会带有砂石，高浓度废水在进入厌氧罐之前须将砂石除去；利用旋流除砂设备将废水中的砂石除去；
(2)一级厌氧发酵：高浓度有机废水用厌氧进料泵通过温度调节器把废水温度调节在58-60℃范围内进入一级厌氧罐中，采用高温发酵工艺，在罐内甲烷杆菌等微生物的作用下，COD转化为甲烷和CO2；通过厌氧罐的回流调节罐内废水的pH为6.8-7.5，废水在一级厌氧罐内发酵15天，废水由进料时的COD40000.mg/L以上降至出水COD4000mg/L以下，COD去除率达90％以上；发酵过程中产生的甲烷和CO2经管道送至燃气发电机用来发电，罐内未发酵完的木质素等有机物沉到罐底，经罐底排泥管道排到污泥压滤设备压滤成污泥水分达到60％以下后进行堆积发酵生产高效生物有机肥料。
(3)二级厌氧发酵：从一级厌氧罐出来的废水经温度调节器将温度调整到42-45℃进入二级厌氧罐进行二次厌氧发酵，所述从一级厌氧罐出来的废水的pH值为7.2-7.5，采用中温发酵工艺，废水在二级厌氧罐内发酵2天，将高温发酵未能分解掉的COD再进一步分解；此过程出水COD降至2000.mg/L以下，COD去除率50％以上；沉降的污泥经罐底排泥管道排到污泥压滤设备压滤成污泥水分达到60％以下后进行堆积发酵生产高效生物有机肥料；
(4)三级厌氧发酵：从二级厌氧罐出水进入IC罐进一步发酵，IC罐内的废水温度为38-40，废水在IC罐内停留的时间为2天，所述二级厌氧罐出水的pH为7.2-7.5，出水COD降至1000mg/L以下；沉降的污泥经罐底排泥管道排到污泥压滤设备压滤成污泥水分达到60％以下后进行堆积发酵生产高效生物有机肥料；
(5)气浮池除泥：IC罐顶部出水进入气浮池，与溶气水混合，所述IC罐顶部出水与溶气水的体积比为10:1，废水在气浮池内停留的时间为30min，水中悬浮污泥在气泡的作用下漂浮在上表面，经刮泥板刮到污泥池，清水直接进入曝气池；
(6)初级曝气池处理：气浮池出来的清水COD浓度为800-1000mg/L，氨氮浓度为250-300mg/L，总氮350-400mg/L，pH至7.2-7.5；初级曝气池处理的时间为24小时，曝气池调节DO至1-1.5mg/L，初步去除COD，并使剩余COD含量为300-500mg/L，以满足后续生化系统的需要；
(7)初沉池处理：废水经过初级曝气池后进入初沉池，初沉池经沉淀部分污泥回流至初级曝气池以维持池内的污泥浓度，剩余污泥排至集泥井，回流量控制在1-2:1，保证初级曝气池污泥浓度在2000-3000mg/L；多余污泥送至污泥处理工序生产有机肥料；
(8)A/O生物脱氮处理：废水在好氧池通过硝化菌的硝化作用转化为以硝氮为主的硝化液，硝化液经第二好氧池回流至缺氧池进行反硝化作用，根据反硝化效果调整硝化液回流比为3-5：1，控制缺氧池溶解氧水平为0.5mg/L以下，控制C/N摩尔比为3以上，在源水无法满足需求时需人为投加碳源至缺氧池入水端；控制第一好氧池的COD不超过300mg/L，pH控制在6.8-7.2，控制溶解氧在.3-4mg/L；污泥回流比控制在1.5:1-2:1，保持污泥浓度为3000-4000mg/L；第二好氧池处理后的清水经二沉池进行沉降，清水直接排出，污泥由二沉池回流至缺氧池及第一好氧池，回流比分别为为1：1与1.5：1。经过上述处理，从该装置排出外界的清水的水质指标如表1所示。排水COD不超过50.mg/L，氨氮浓度为小于5.0.mg/L，总氮小于15mg/L，pH至6.8-7.5(参照表1所示)。以上指标分析测定方法的标准如下所示。
Figure BDA0002620020700000141
表1再生水用于间冷开式循环冷却水系统补水的水质指标
序号 项目 单位 水质控制指标
1 pH值(25℃) - 6.0～9.0
2 悬浮物 mg/L ≤10.0
3 浊度 NTU ≤5.0
4 BOD<sub>5</sub> mg/L ≤10.0
5 COD mg/L ≤60.0
6 铁 mg/L ≤0.5
7 锰 mg/L ≤0.2
8 Cl<sup>-</sup> mg/L ≤250
9 钙硬度(以CaCO<sub>3</sub>计) mg/L ≤250
10 全碱度(以CaCO<sub>3</sub>计) mg/L ≤200
11 NH<sub>3</sub>-N mg/L ≤5.0(换热器为铜合金换热器时，≤1.0)
12 总磷(以P计) mg/L ≤1.0
13 溶解性固体 mg/L ≤1000
14 游离氯 mg/L 补水管道末端0.1～0.2
15 石油类 mg/L ≤5.0
16 细菌总数 CFU/mL ＜1000
以上实施例仅为本发明较优的实施方式，仅用于解释本发明，而非限制本发明，本领域技术人员在未脱离本发明精神实质下所作的改变、替换、修饰等均应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种以木薯为原料生产酒精高浓度有机废水处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)除砂：将以木薯为原料生产酒精高浓度有机废水利用除砂设备去除砂石，得到除砂后的废水；
(2)一级厌氧发酵：将步骤(1)所述除砂后的废水调温至58-60℃，然后泵入一级厌氧罐中，进行一级厌氧发酵处理，得到甲烷、CO2、含木质素有机物的污泥、一级厌氧发酵后的废水；
(3)二级厌氧发酵：将步骤(2)所述一级厌氧发酵发酵后的废水的温度调节为42-45℃，导入二级厌氧罐中，进行二级厌氧发酵处理，得到甲烷、CO2、沉降的污泥、二级厌氧发酵后的废水；
(4)三级厌氧发酵：将步骤(3)所述二级厌氧发酵后的废水导入IC罐中，进行三级厌氧发酵处理，得到甲烷、CO2、沉降的污泥、三级厌氧发酵后的废水；
(5)气浮池除泥：将步骤(4)所述三级厌氧发酵后的废水导入气浮除泥池中，与溶气水混合，水中悬浮污泥在气泡的作用下漂浮在上表面，经刮泥板刮到污泥池，得到刮泥后的废水；
(6)初级曝气池处理：将步骤(5)所述刮泥后的废水导入初级曝气池处理池中进行初级曝气处理，得到初级曝气后的废水；
(7)初沉池处理：将步骤(6)所述初级曝气后的废水导入初沉池中，进行沉淀，将沉淀的污泥部分回流至初级曝气池中，保持初级曝气池污泥浓度为2000-3000mg/L，得到初沉后的废水；
(8)A/O生物脱氮处理：将步骤(7)所述初沉后的废水导入A/O生物脱氮单元中进行脱氮处理，得到A/O生物脱氮处理的废水；废水在好氧池通过硝化菌的硝化作用转化为以硝氮为主的硝化液，硝化液经第二好氧池回流至缺氧池进行反硝化作用，根据反硝化效果调整硝化液回流比3-5：1，控制缺氧池溶解氧水平为0.5mg/L以下，控制C/N摩尔比为3以上，在源水无法满足需求时需人为投加碳源至缺氧池入水端；将步骤(8)所述A/O生物脱氮处理的废水导入二沉池中，进行沉降，分离清水与污泥，将清水排出外界，污泥回流至A/O生物脱氮处理单元中，完成处理。
2.根据权利要求1所述的以木薯为原料生产酒精高浓度有机废水处理方法，其特征在于，步骤(1)所述以木薯为原料生产酒精高浓度有机废水的溶解COD为40000mg/L以上，以木薯为原料生产酒精高浓度有机废水的温度为58-60℃；去除砂石的方式为采用旋流除砂设备将废水中的砂石除去；步骤(2)所述一级厌氧罐内进行一级厌氧发酵处理时，废液的pH值控制为6.8-7.5；步骤(2)所述一级厌氧发酵处理的时间为15-20天；步骤(2)所述一级厌氧发酵后的废水的COD值小于4000mg/L；步骤(3)所述二级厌氧罐内进行二级厌氧发酵处理时，废液的pH值控制为7.2-7.5；步骤(3)所述二级厌氧发酵处理的时间为为2-5天；步骤(3)所述二级厌氧发酵后的废水的COD值小于2000mg/L；步骤(4)所述IC罐内进行三级厌氧发酵处理时，废液的pH值控制为6.8-7.5；步骤(4)所述三级厌氧发酵处理的时间为2-5天；步骤(4)所述三级厌氧发酵处理的温度为38-40℃；所述三级厌氧发酵后的废水的COD值小于1000mg/L。
3.根据权利要求1所述的木薯为原料生产酒精高浓度有机废水处理方法，其特征在于，步骤(5)所述三级厌氧发酵后的废水与溶气水的体积比为10-20：1；步骤(5)所述三级厌氧发酵后的废水在气浮池停留的时间为30min，步骤(5)所述三级厌氧发酵后的废水在气浮池的温度小于35℃，步骤(5)所述三级厌氧发酵后的废水在气浮池的pH值为6.8-7.5；步骤(5)所述刮泥后的废水COD浓度为800-1000mg/L，氨氮浓度为250-300mg/L，总氮为350-400mg/L，pH为7.2-7.5。
4.根据权利要求1所述的木薯为原料生产酒精高浓度有机废水处理方法，其特征在于，步骤(6)所述初级曝气处理的时间为24小时；初级曝气后的废水的DO为1-1.5mg/L，COD含量为300-500mg/L；步骤(7)中，初沉池的污泥回流比为1-2:1；初沉池处理的时间为1小时。
5.根据权利要求1所述的木薯为原料生产酒精高浓度有机废水处理方法，其特征在于，步骤(8)所述清水的COD不超过50mg/L，氨氮浓度为小于5mg/L，总氮小于15mg/L，pH至6.8-7.5。
6.根据权利要求1所述的木薯为原料生产酒精高浓度有机废水处理方法，其特征在于，步骤(8)所述A/O生物脱氮单元包括缺氧池、第一好氧池及第二好氧池；所述初沉后的废水依次经过缺氧池、第一好氧池及第二好氧池；所述缺氧池中废水溶解氧水平为0.5mg/L以下，缺氧池的废水C/N摩尔比为3以上，缺氧池处理的时间为8小时；所述第一好氧池中废水COD不超过300mg/L，pH控制在6.8-7.5，溶解氧控制在2-4mg/L，污泥回流比控制在1.5:1-2:1，污泥浓度保持为3000-4000mg/L，第一好氧池处理的时间为16小时；所述第二好氧池中废水COD不超过100mg/L，pH控制在6.8-7.5，溶解氧控制在3-4mg/L，污泥浓度保持为4000-5000mg/L，第二好氧池处理的时间为16小时。
7.根据权利要求8所述的木薯为原料生产酒精高浓度有机废水处理方法，其特征在于，所述第一好氧池的污泥回流比控制在1.5:1-2:1；污泥由二沉池回流至缺氧池及第一好氧池，回流比分别为1：1与1.5：1；二沉池处理的时间为2小时。
8.根据权利要求1所述的木薯为原料生产酒精高浓度有机废水处理方法，其特征在于，步骤(2)、步骤(3)及步骤(4)所述甲烷及CO2导入沼气气柜进行沼气发电；步骤(5)所述气浮除泥池、步骤(6)所述初级曝气池及步骤(8)所述A/O生物脱氮单元使用好氧鼓风机进行供氧，所述污泥送至污泥调配池生产有机肥料。
9.根据权利要求1所述的以木薯为原料生产酒精高浓度有机废水处理方法，其特征在于，若二沉池排出的水COD和SS超标，出水进入絮凝沉淀池处理，投加絮凝剂PAC或者加入PAC和PAM，PAC投加量按照80-120ppm/吨废水加入，PAM投加量按照0.5-1ppm/吨废水加入。
10.一种用于权利要求1-9任一项所述以木薯为原料生产酒精高浓度有机废水处理方法的装置，其特征在于，包括进料调节池、厌氧系统、好氧系统、污泥调配池及沼气气柜；所述厌氧系统包括一级厌氧罐、二级厌氧罐、IC罐及气浮除泥池；所述好氧系统包括初级曝气池处理池、初沉池、A/O生物脱氮单元及二沉池；所述进料调节池、一级厌氧罐、二级厌氧罐、IC罐、气浮除泥池、初级曝气池处理池、初沉池、A/O生物脱氮单元及二沉池依次连通；所述一级厌氧罐、二级厌氧罐、IC罐、气浮除泥池、初沉池、A/O生物脱氮处理单元及二沉池与污泥调配池连通；所述厌氧系统与沼气气柜连接。
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