CN115465964A - 一种生物柴油酶法工艺污水循环利用方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种生物柴油酶法工艺污水循环利用方法及系统，属于生物柴油技术领域，所述方法包括氧化、吸附、pH调节、沉淀和耗氧处理；所述系统包括反应釜，反应釜分别连接有污水储罐和双氧水储罐，反应釜中部接入至循环降温池，反应釜底部连接有板框式过滤机，板框式过滤机下方设有移动式收集槽，移动式收集槽接入至循环降温池。本发明将芬顿反应应用于在酶法生产生物柴油行业污水处理中，采用双氧水和硫酸亚铁将污水中的水溶性油脂、甲醇和甘油等有机物转化为无机态，极大增强了有机污染物降解能力；然后絮凝沉淀得到清澈的污水，清澈污水在由循环降温池进行饱和耗氧直至COD值降低到排放指标，最终将符合标准的水体至生物柴油生产工段回用。
Description
技术领域
本发明属于生物柴油技术领域，具体涉及一种生物柴油酶法工艺污水循环利用方法及系统。
背景技术
生物柴油(Biodiesel)又称为生质柴油，为以动植物油或废食油脂经转酯化、中和、水洗、蒸馏等化学过程所制造出的燃油。也就是用未加工过的或者使用过的植物油以及动物脂肪通过不同的化学反应制备出来的一种被认为是环保的生质燃料。生物柴油生产过程废弃油脂原料携带3％的水份及酯化反应产生的工艺水大约有产能的10％左右的污水产生，由于生产过程需要使用13％左右的甲醇和产生4-10％左右的甘油，导致污水的化学需氧量水(以下简称COD)非常高，往往达到16万毫克/升以上，现有技术一般都是采用厌氧和耗氧相结合的生化处理工艺，但由于COD太高往往容易使菌种失活，甚至出现污水处理系统崩溃影响正常生产。
酶法工艺生产生物柴油过程由于生产过程没有添加酸碱盐，污水除COD高外无其他成分，且COD成分主要由水溶性油脂、甲醇和甘油组成。因此，本发明提供了一种生物柴油酶法工艺污水循环利用方法及系统，基于芬顿反应将污水进行氧化后絮凝得到清澈的污水，清澈污水再通过生物柴油工厂特有的循环降温系统对其进行饱和耗氧以降低COD到排放指标，促使工厂所产生污水达到完全处理回用。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种生物柴油酶法工艺污水循环利用方法及系统，以至少解决上述部分技术问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种生物柴油酶法工艺污水循环利用方法，包括以下步骤：
步骤1、氧化：依次采用双氧水和硫酸亚铁对污水进行氧化；
步骤2、吸附：利用活性白土进行吸附；
步骤3、pH调节：采用烧碱调节pH值至中性；
步骤4、沉淀：依次采用聚合氯化铝和聚丙烯酰胺进行絮凝沉淀；
步骤5、耗氧处理：将絮凝沉淀上部的清水、以及絮凝沉淀底部的含泥污水过滤除泥后进行饱和耗氧以降低COD值，最终低COD水循环至生物柴油生产工段回用。
进一步地，所述污水为生物柴油酶法生产过程从离心机分离出来的含醇和甘油的甜水经脱醇浓缩得到的冷凝水。
进一步地，所述步骤1具体为：在污水中加入双氧水并搅拌2小时，然后再加入硫酸亚铁搅拌2小时。
进一步地，所述双氧水加入量为污水量的0.15～0.2％，双氧水浓度为27％；所述硫酸亚铁加入量为污水量的0.2％，硫酸亚铁采用七水硫酸亚铁。
进一步地，所述步骤2具体为：完成步骤1反应后加入活性白土并保持搅拌1.5小时。
进一步地，所述活性白土加入量为污水量的0.2％。
进一步地，所述步骤3具体为：完成步骤2反应后少量多次加入烧碱，直至水体pH值为7.5。
进一步地，所述步骤4具体为：完成步骤3反应后加入聚合氯化铝并搅拌30分钟，然后再加入聚丙烯酰胺搅拌30分钟。
进一步地，所述聚合氯化铝加入量为污水量的0.0003％；所述聚丙烯酰胺加入量为污水量的0.00003％，聚丙烯酰胺采用非离子聚丙烯酰胺。
所述双氧水加入量为污水体积量的0.15～0.2％，硫酸亚铁加入量、活性白土加入量、聚合氯化铝加入量和聚丙烯酰胺加入量分别为污水质量的0.2％、0.2％、0.0003％和0.00003％。
一种生物柴油酶法工艺污水循环利用系统，包括用于污水反应的反应釜，反应釜顶部通过污水输送管连接有污水储罐，反应釜顶部通过双氧水输送管连接有双氧水储罐，反应釜中部通过第一出水管接入至循环降温池，反应釜底部通过第二出水管连接有板框式过滤机，板框式过滤机下方设有移动式收集槽，移动式收集槽通过第三出水管接入至循环降温池；污水输送管上设有第一泵，双氧水输送管上设有第二泵，第二出水管上设有第三泵，第三出水管上设有第四泵，第一出水管上设有第五泵。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明设计科学合理，使用方便，将芬顿反应应用于在酶法生产生物柴油行业污水处理中，采用双氧水和硫酸亚铁将污水中的水溶性油脂、甲醇和甘油等有机物转化为无机态，极大增强了有机污染物降解能力；然后絮凝沉淀得到清澈的污水，清澈污水在由循环降温池进行饱和耗氧直至COD值降低到排放指标，最终将符合标准的水体至生物柴油生产工段回用。
附图说明
图1为本发明方法流程图。
图2为本发明系统结构示意图。
其中，附图标记对应的名称为：
1-反应釜、2-污水输送管、3-污水储罐、4-双氧水输送管、5-双氧水储罐、6-第一出水管、7-第一出水管、8-板框式过滤机、9-移动式收集槽、10-第三出水管、11-第一泵、12-第二泵、13-第三泵、14-第四泵、15-第五泵。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本发明进一步详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此其不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；当然的，还可以是机械连接，也可以是电连接；另外的，还可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连，或者可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1所示，本发明提供的一种生物柴油酶法工艺污水循环利用方法，包括以下步骤：
步骤1、氧化：依次采用双氧水和硫酸亚铁对污水进行氧化；
步骤2、吸附：利用活性白土进行吸附；
步骤3、pH调节：采用烧碱调节pH值至中性；
步骤4、沉淀：依次采用聚合氯化铝和聚丙烯酰胺进行絮凝沉淀；
步骤5、耗氧处理：将絮凝沉淀上部的清水、以及絮凝沉淀底部的含泥污水过滤除泥后进行饱和耗氧以降低COD值，最终低COD水循环至生物柴油生产工段回用。
本发明设计科学合理，使用方便，将芬顿反应应用于在酶法生产生物柴油行业污水处理中，采用双氧水和硫酸亚铁将污水中的水溶性油脂、甲醇和甘油等有机物转化为无机态，极大增强了有机污染物降解能力；然后絮凝沉淀得到清澈的污水，清澈污水在由循环降温池进行饱和耗氧直至COD值降低到排放指标，最终将符合标准的水体至生物柴油生产工段回用。
本发明所述污水为生物柴油酶法生产过程从离心机分离出来的含醇和甘油的甜水经脱醇浓缩得到的冷凝水，其中不含有酸碱盐但COD高，促使COD值高的主要由水溶性油脂、甲醇和甘油等组成。
本发明所述步骤1具体为：在污水中加入双氧水并搅拌2小时，然后再加入硫酸亚铁搅拌2小时。所述双氧水加入量为污水量的0.15～0.2％，双氧水浓度为27％；所述硫酸亚铁加入量为污水量的0.2％，硫酸亚铁采用七水硫酸亚铁。
本发明所述步骤2具体为：完成步骤1反应后加入活性白土并保持搅拌1.5小时。所述活性白土加入量为污水量的0.2％。所述活性白土为吸附脱色以清澈水质。
本发明所述步骤3具体为：完成步骤2反应后少量多次加入烧碱，直至水体pH值为7.5。烧碱少量多次添加，每次添加量为烧碱总添加量的5-10％为宜，烧碱中和前面步骤中过多的酸性物质，将水体调节至中性，便于后续使用。所述pH值调节过程中可通过肉眼大致判断，当污水显出微绿色时，即pH值大致处于7.5左右。
本发明所述步骤4具体为：完成步骤3反应后加入聚合氯化铝并搅拌30分钟，然后再加入聚丙烯酰胺搅拌30分钟。聚合氯化铝和聚丙烯酰胺均可吸附水中悬浮的固体粒子，使粒子间架桥或通过电荷中和使粒子凝聚形成大的絮凝物，用于加速悬浮液中粒子的沉降，达到净水作用。所述聚合氯化铝加入量为污水量的0.0003％；所述聚丙烯酰胺加入量为污水量的0.00003％，聚丙烯酰胺采用非离子聚丙烯酰胺。
如图2所示，本发明提供的一种生物柴油酶法工艺污水循环利用系统，包括用于污水反应的反应釜1，反应釜1顶部通过污水输送管2连接有污水储罐3，反应釜1顶部通过双氧水输送管4连接有双氧水储罐5，反应釜1中部通过第一出水管6接入至循环降温池，反应釜1底部通过第二出水管7连接有板框式过滤机8，板框式过滤机8下方设有移动式收集槽9，移动式收集槽9通过第三出水管10接入至循环降温池。作为优选，所述反应釜1顶部开设有进料口，反应釜1为带有搅拌浆的反应釜。污水输送管2上设有第一泵11，双氧水输送管4上设有第二泵12，第二出水管7上设有第三泵13，第三出水管10上设有第四泵14，第一出水管6上设有第五泵15。
本发明所述污水缓存于污水储罐3内并输送至反应釜1中依次进行氧化、吸附、pH调节和沉淀反应，所述双氧水缓存于双氧水储罐5中，使用时直接从双氧水储罐5输送至污水储罐3中参与反应，所述硫酸亚铁、活性白土、聚合氯化铝和聚丙烯酰胺均为固体，反应前人工加入即可，而烧碱少量多次添加，也采用人工加入。絮凝沉淀完成后，絮凝物大量聚集并沉积于反应釜1底部形成泥状，优先将絮凝沉淀上部的清水由反应釜1中部输送至循环降温池；然后再将反应釜1底部的含泥污水输入至板框式过滤机8中除泥过滤，过滤后的水体汇集至下方的移动式收集槽9中，同样将移动式收集槽9中的过滤水输送至循环降温池；输送至循环降温池内的水体饱和耗氧反应、如此降低COD值；最终将循环降温池中符合排放标准的低COD水体循环至生物柴油生产工段回用。由于，絮凝沉淀完成后水体上部为清水，下部为含泥污水，为充分去除污泥，作为优选，所述第一出水管6连接于反应釜1的三分之一高度处，默认为反应釜1上部三分之二水体为清水，下部三分之一水体为含泥污水。所述饱和耗氧反应为现有已知技术，故不做赘述。
本发明所述污水输送管2、双氧水输送管4、第一出水管6、第二出水管7和第三出水管10均设有流量阀；所述移动式收集槽9为带有滑轮的收集槽；所述循环降温池为生物柴油工厂固有循环降温系统中的现有装置，所述板框式过滤机8也为现有装置，均可在均可在市场上直接购买使用，其结构以及控制原理均为现有已知技术，因此不做赘述。
最后应说明的是：以上各实施例仅仅为本发明的较优实施例用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，当然更不是限制本发明的专利范围；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围；也就是说，但凡在本发明的主体设计思想和精神上作出的毫无实质意义的改动或润色，其所解决的技术问题仍然与本发明一致的，均应当包含在本发明的保护范围之内；另外，将本发明的技术方案直接或间接的运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种生物柴油酶法工艺污水循环利用方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、依次采用双氧水和硫酸亚铁对污水进行氧化；
步骤2、利用活性白土进行吸附；
步骤3、采用烧碱调节pH值至中性；
步骤4、依次采用聚合氯化铝和聚丙烯酰胺进行絮凝沉淀；
步骤5、将絮凝沉淀上部的清水、以及絮凝沉淀底部的含泥污水过滤除泥后进行饱和耗氧以降低COD值，最终低COD水循环至生物柴油生产工段回用。
2.根据权利要求1所述的一种生物柴油酶法工艺污水循环利用方法，其特征在于，所述污水为生物柴油酶法生产过程从离心机分离出来的含醇和甘油的甜水经脱醇浓缩得到的冷凝水。
3.根据权利要求1所述的一种生物柴油酶法工艺污水循环利用方法，其特征在于，在所述步骤1中，先在污水中加入双氧水并搅拌2小时，然后再加入硫酸亚铁搅拌2小时。
4.根据权利要求1所述的一种生物柴油酶法工艺污水循环利用方法，其特征在于，所述双氧水加入量为污水量的0.15～0.2％，双氧水浓度为27％；所述硫酸亚铁加入量为污水量的0.2％，硫酸亚铁采用七水硫酸亚铁。
5.根据权利要求1所述的一种生物柴油酶法工艺污水循环利用方法，其特征在于，在所述步骤2中，完成步骤1反应后在污水中加入活性白土并保持搅拌1.5小时。
6.根据权利要求1所述的一种生物柴油酶法工艺污水循环利用方法，其特征在于，所述活性白土加入量为污水量的0.2％。
7.根据权利要求1所述的一种生物柴油酶法工艺污水循环利用方法，其特征在于，在所述步骤3中，完成步骤2反应后少量多次加入烧碱，直至水体pH值为7.5。
8.根据权利要求1所述的一种生物柴油酶法工艺污水循环利用方法，其特征在于，在所述步骤4中，完成步骤3反应后在污水中先加入聚合氯化铝并搅拌30分钟，然后再加入聚丙烯酰胺搅拌30分钟。
9.根据权利要求1所述的一种生物柴油酶法工艺污水循环利用方法，其特征在于，所述聚合氯化铝加入量为污水量的0.0003％；所述聚丙烯酰胺加入量为污水量的0.00003％，聚丙烯酰胺采用非离子聚丙烯酰胺。
10.根据权利要求1-9任意一项所述的一种生物柴油酶法工艺污水循环利用系统，其特征在于，包括用于污水反应的反应釜(1)，反应釜(1)顶部通过污水输送管(2)连接有污水储罐(3)，反应釜(1)顶部通过双氧水输送管(4)连接有双氧水储罐(5)，反应釜(1)中部通过第一出水管(6)接入至循环降温池，反应釜(1)底部通过第二出水管(7)连接有板框式过滤机(8)，板框式过滤机(8)下方设有移动式收集槽(9)，移动式收集槽(9)通过第三出水管(10)接入至循环降温池；污水输送管(2)上设有第一泵(11)，双氧水输送管(4)上设有第二泵(12)，第二出水管(7)上设有第三泵(13)，第三出水管(10)上设有第四泵(14)，第一出水管(6)上设有第五泵(15)。
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