CN116514281A - 一种工业废水的处理工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明属于水处理领域，尤其涉及一种工业废水的处理工艺，包括以下步骤：工业废水通过格栅处理，得到格栅出水；格栅出水中的一部分进入水解酸化池中进行处理，另一部分进入高效厌氧处理反应器中进行处理；水解酸化池的一部分出水和高效厌氧处理反应器的出水进入厌氧池中进行处理；水解酸化池的另一部分出水和厌氧池的出水进入缺氧池中进行处理；缺氧池的出水进入好氧池中进行处理；好氧池的一部分出水回流至所述缺氧池，另一部分出水进入沉淀池中进行泥水分离；沉淀池分离得到一部分污泥作为回流污泥回流至所述厌氧池，另一部污泥作为剩余污泥排放；沉淀池分离得到出水排放。本发明提供的处理工艺无需投加大量外部碳源以及化学药剂，处理成本低。

Description

一种工业废水的处理工艺
技术领域
本发明属于水处理领域，尤其涉及一种工业废水的处理工艺。
背景技术
白酒废水是从生产到贮存陈化过程中所产生的工业废水，主要包括：冷却水、冲洗水、蒸馏底锅水、发酵池渗沥水、原料冲洗浸泡排放水等。这些废水往往混合在一起形成白酒综合废水排向污水处理厂，具有废水量大、COD高、氮磷浓度高、酸性高、色度高、可生化性好的特点。为了去除白酒综合废水中的这些高浓度COD及氮磷等污染物，往往需要投加外部碳源以促进反硝化去除总氮，或者投加混凝剂去除总磷。但是，脱氮除磷菌对不同的碳源的利用效率有所不同，从而去除效果也有不同。此外，碳源或混凝剂的投加不仅增加了污水厂的处理成本，而且增加的化学药剂还容易造成二次污染，也增加了产生的污泥量。因此，需要开发处理效果好、成本低、无二次污染的处理技术。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种工业废水的处理工艺，该处理工艺在处理白酒综合废水等高COD、高氮磷、易降解的工业废水时，无需投加大量外部碳源以及化学药剂，处理成本低。
本发明提供了一种工业废水的处理工艺，包括以下步骤：
工业废水通过格栅处理，得到格栅出水；
所述格栅出水中的一部分进入水解酸化池中进行处理，另一部分进入高效厌氧处理反应器中进行处理；
所述水解酸化池的一部分出水和所述高效厌氧处理反应器的出水进入厌氧池中进行处理；
所述水解酸化池的另一部分出水和所述厌氧池的出水进入缺氧池中进行处理；
所述缺氧池的出水进入好氧池中进行处理；
所述好氧池的一部分出水(硝化液)回流至所述缺氧池，另一部分出水进入沉淀池中进行泥水分离；
所述沉淀池分离得到一部分污泥作为回流污泥回流至所述厌氧池，另一部污泥作为剩余污泥排放；所述沉淀池分离得到出水排放。
优选的，所述水解酸化池运行过程中，其水力停留时间为2.5～4.5h，上升流速为0.8～1.8m/h，氧化还原电位≤+50mV，pH值为5.5～6.5。
优选的，所述高效厌氧处理反应器为升流式厌氧污泥床反应器、厌氧膨胀床反应器或内循环厌氧反应器。
优选的，所述升流式厌氧污泥床反应器运行过程中，其上升流速为0.3～0.9m/h，氧化还原电位≤-100mV，pH值为6～8，温度为25℃以上，容积负荷为5～8kg COD/(m3·d)。
优选的，所述厌氧池运行过程中，其水力停留时间为1～2h，溶解氧浓度≤0.2mg/L。
优选的，所述缺氧池运行过程中，其水力停留时间为1.5～2h，溶解氧浓度为0.2～0.5mg/L。
优选的，所述好氧池运行过程中，其水力停留时间为4～8h，溶解氧浓度为2～3mg/L，硝化液回流比为200～500％。
优选的，所述沉淀池运行过程中，其污泥回流比为50～100％。
优选的，进入所述水解酸化池的格栅出水占格栅出水总量的10～30％；所述水解酸化池的出水中进入所述厌氧池与直接进入所述缺氧池的比例为(3～15)：1。
优选的，所述工业废水的COD为10000～20000mg/L，TN为200～500mg/L，NH3-N为100～300mg/L，TP为50～100mg/L。
与现有技术相比，本发明提供了一种工业废水的处理工艺，包括以下步骤：通过格栅将工业废水(包括但不限于白酒综合废水、啤酒废水、柠檬酸废水等)中的不同大小的颗粒状污染物去除；将格栅出水分为两部分，一部分进入水解酸化池处理后得到高VFA、高COD的水解酸化废水，另一部分进入高效厌氧处理反应器(例如：升流式厌氧污泥床反应器(UASB)、厌氧膨胀床反应器(EGSB)、内循环厌氧反应器(IC)等)处理后得到低VFA、低COD的UASB处理废水，废水中的大部分有机物都在高效厌氧处理阶段去除；水解酸化废水一部分进入厌氧池为聚磷菌提供优质的VFA碳源，同时也进行COD的降解，另一部分进入缺氧池作为反硝化脱氮的内碳源进行利用；来自高效厌氧处理反应器的废水和来自水解酸化池的一部分废水进入厌氧池，两部分来水具有良好的厌氧状态，为厌氧释磷提供了良好的厌氧环境；一方面利用来自水解酸化池的高VFA废水进行厌氧释磷，另一方面进行COD的厌氧降解；经过厌氧处理的厌氧池出水进入后续缺氧池，同时来自后续好氧池的硝化液也回流至缺氧池，来自水解酸化池的高VFA、高COD的水解酸化废水提供了优质的反硝化碳源，在缺氧池内进行反硝化去除总氮；缺氧池出水进入好氧池，通过曝气充氧一方面将废水中的氨氮转化为硝态氮，另一方面也将COD进一步降低，同时也使得聚磷菌过量吸取废水中的磷，形成高磷污泥，好氧池的泥水混合液进入沉淀池，通过泥水分离将磷去除；沉淀池上清液作为出水达标排放，沉淀污泥一部分作为剩余污泥排放，另一部分回流至厌氧池以维持污泥浓度。
本发明提供的处理工艺通过分质、按需多段配水，分别转化和保留优质碳源，实现慢速碳源(污水中的普通有机物)向快速内碳源(水解酸化出水中的有机物)的转化，充分利用优质内碳源进行反硝化脱氮和厌氧释磷；分别通过高效厌氧处理和厌氧-缺氧-好氧的多段处理，将废水中的有机物高效去除。
实验结果表明，应用本发明提供的处理方法能够在完全不需要或者减少外碳源以及除磷药剂的投加的情况下对高COD、高氮磷、可生化性好的白酒综合废水进行经济高效的处理，实现白酒综合废水的高标准排放。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例1提供的白酒综合废水处理工艺的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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。
本发明提供了一种工业废水的处理工艺，包括以下步骤：
工业废水通过格栅处理，得到格栅出水；
所述格栅出水中的一部分进入水解酸化池中进行处理，另一部分进入高效厌氧处理反应器中进行处理；
所述水解酸化池的一部分出水和所述高效厌氧处理反应器的出水进入厌氧池中进行处理；
所述水解酸化池的另一部分出水和所述厌氧池的出水进入缺氧池中进行处理；
所述缺氧池的出水进入好氧池中进行处理；
所述好氧池的一部分出水回流至所述缺氧池，另一部分出水进入沉淀池中进行泥水分离；
所述沉淀池分离得到一部分污泥作为回流污泥回流至所述厌氧池，另一部污泥作为剩余污泥排放；所述沉淀池分离得到出水排放。
在本发明提供的处理工艺中，工业废水包括但不限于白酒综合废水、啤酒废水、柠檬酸废水等；工业废水的COD优选为10000～20000mg/L，具体可为14282mg/L；工业废水的TN(总氮)优选为200～500mg/L，具体可为411mg/L；工业废水的NH3-N(氨氮)优选为100～300mg/L，具体可为194mg/L；工业废水的TP(总磷)优选为50～100mg/L，具体可为69mg/L。
在本发明提供的处理工艺中，工业废水经过格栅处理后，能够将废水中的不同大小的颗粒状污染物去除，减少颗粒状物质等对后续处理的影响。
在本发明提供的处理工艺中，格栅处理后的出水分为两部分，一部分进入水解酸化池，通过水解酸化作用将废水中的大分子有机物转化为小分子有机物，将不溶性物质转化为可溶性物质，将厌氧消化作用控制在产酸阶段，从而得到容易被聚磷菌及硝化菌利用的高VFA、高COD的水解酸化废水。
在本发明提供的处理工艺中，水解酸化池运行过程中，其水力停留时间优选为2.5～4.5h，具体可为4h；上升流速优选为0.8～1.8m/h，具体可为1m/h；氧化还原电位优选为≤+50mV，具体可为-100mV；pH值优选为5.5～6.5，具体可为6.3；温度选择常温即可。
在本发明提供的处理工艺中，另一部分格栅出水进入高效厌氧处理反应器，通过高负荷的高效厌氧处理，得到低VFA、低COD的处理废水，废水中的大部分有机物都在本阶段去除。其中，所述高效厌氧处理反应器为升流式厌氧污泥床反应器(UASB)、厌氧膨胀床反应器(EGSB)或内循环厌氧反应器(IC)。
在本发明提供的处理工艺中，以UASB为例，其在运行时的上升流速优选为0.3～0.9m/h，具体可为0.4m/h；氧化还原电位优选为≤-100mV，具体可为-260mV；pH值优选为6～8，具体可为6.8～7.2；温度优选为25℃以上，具体可为25～30℃；容积负荷优选为5～8kgCOD/(m3·d)，具体可为6kg COD/(m3·d)。
在本发明提供的处理工艺中，水解酸化池出水中的一部分进入厌氧池为聚磷菌提供优质的VFA碳源，同时也进行COD的降解，另一部分直接进入缺氧池作为反硝化脱氮的内碳源进行利用。
在本发明提供的处理工艺中，来自高效厌氧处理反应器的出水和来自水解酸化池的一部分出水进入厌氧池。一方面，来自水解酸化池的高VFA废水为聚磷菌提供了优质的易于利用的碳源，合成PHB，同时将聚磷菌体内储存的聚磷分解，以溶解态磷酸盐的形式释放到废水中，同时也没有硝态氮对碳源的竞争，可以进行高效的厌氧释磷；另一方面，两部分来水具有良好的厌氧状态，为厌氧释磷提供了良好的厌氧环境；此外，还进行COD的厌氧降解。
在本发明提供的处理工艺中，厌氧池运行过程中，其水力停留时间优选为1～2h，具体可为2h；溶解氧浓度优选≤0.2mg/L，具体可为0.1mg/L。
在本发明提供的处理工艺中，经过厌氧处理的厌氧池出水有效降低了COD，之后进入后续缺氧池，来自后续好氧池的硝化液也回流至缺氧池；同时，直接来自水解酸化池的高VFA、高COD的水解酸化废水为缺氧池提供了优质的反硝化碳源，与好氧池回流的高硝态氮废水反应，在缺氧池内进行反硝化去除总氮。
在本发明提供的处理工艺中，缺氧池运行过程中，其水力停留时间优选为1.5～2h，具体可为2h；溶解氧浓度优选为0.2～0.5mg/L，具体可为0.4mg/L。
在本发明提供的处理工艺中，缺氧池出水进入好氧池，通过曝气充氧一方面进行硝化反应将废水中的氨氮转化为硝态氮，另一方面也将COD进一步降低；同时，聚磷菌在好氧条件下进行PHB的分解，过量摄取废水中的磷，以多聚磷酸盐的形式储存，形成高磷污泥。
在本发明提供的处理工艺中，好氧池运行过程中，其水力停留时间优选为4～8h，具体可为6h；溶解氧浓度优选为2～3mg/L，具体可为3mg/L；硝化液回流比优选为200～500％，具体可为250％。
在本发明提供的处理工艺中，好氧池的泥水混合液进入沉淀池，通过泥水分离将磷去除；沉淀池上清液作为出水达标排放，沉淀污泥一部分作为剩余污泥排放，另一部分污泥回流至厌氧池以维持污泥浓度。
在本发明提供的处理工艺中，沉淀池运行过程中，其污泥回流比优选为50～100％，具体可为80％。
在本发明提供的处理工艺中，在涉及到废水需要经过分配后分别进入到不同处理工艺时，水量分配比例依据废水要去除的硝态氮量以及整体出水水质要求确定。在本发明提供的一个实施例中，进入所述水解酸化池的格栅出水优选占格栅出水总量的10～30％，具体可为21％。在本发明提供的一个实施例中，所述水解酸化池的出水中进入所述厌氧池与直接进入所述缺氧池的比例优选为(3～15)：1，具体可为6：1。
本发明提供的处理工艺通过对格栅处理后的工业废水进行不同工艺的处理，一部分通过高效厌氧处理将大量的COD有效降低，主要实现COD的去除；另一部分通过水解酸化处理形成高COD、高VFA的废水，这些废水一部分进入厌氧池为聚磷菌提供可良好利用的VFA碳源以实现高效的释磷，另一部分进入缺氧池为反硝化脱氮提供优质的碳源以实现高效的脱氮，从而实现脱氮除磷所需优质碳源的内部供给。应用本发明的处理方法能够在完全不需要或者减少外碳源以及除磷药剂的投加的情况下对高COD、高氨氮、高总氮、高总磷的工业废水进行经济高效的处理，实现废水的高标准排放。
为更清楚起见，下面通过以下实施例进行详细说明。
实施例1
按照图1所示流程处理白酒综合废水，具体过程如下：
白酒综合废水过格栅后的出水分为两部分，格栅总出水量的21％进入水解酸化池，通过水解酸化作用将白酒综合废水中的大分子有机物转化为小分子有机物，将不溶性物质转化为可溶性物质，将厌氧消化作用控制在产酸阶段，从而得到容易被聚磷菌利用的高VFA的水解酸化废水；水解酸化处理的运行参数为：水力停留时间为4h，上升流速为1m/h，氧化还原电位为-100mV，pH＝6.3；
格栅总出水量的79％进入UASB反应器，通过高负荷的UASB处理，得到低VFA、低COD的UASB处理废水，废水中的大部分有机物都在本阶段去除；UASB处理的运行参数为：上升流速为0.4m/h，氧化还原电位为-260mV，pH＝6.8～7.2，温度为25～30℃，容积负荷为6kgCOD/(m3·d)；
水解酸化出水中的一部分即格栅总出水量的18％进入厌氧池，为聚磷菌提供优质的VFA碳源，同时也进行COD的降解；另一部分即格栅总出水量的3％进入缺氧池作为反硝化脱氮的内碳源进行利用；
来自UASB反应器的出水和来自水解酸化池的一部分出水进入厌氧池；一方面，来自水解酸化池的高VFA废水为聚磷菌提供了优质的易于利用的碳源，合成PHB，同时将聚磷菌体内储存的聚磷分解，以溶解态磷酸盐的形式释放到废水中，同时也没有硝态氮对碳源的竞争，可以进行高效的厌氧释磷；另一方面，两部分来水具有良好的厌氧状态，为厌氧释磷提供了良好的厌氧环境；此外，还进行COD的厌氧降解；厌氧处理的运行参数为：水力停留时间为2h，溶解氧为0.1mg/L；
经过厌氧处理的厌氧池出水有效降低了COD，之后进入后续缺氧池，来自后续好氧池的硝化液也回流至缺氧池；同时，来自水解酸化池的高VFA、高COD的水解酸化废水提供了优质的反硝化碳源，与好氧池回流的高硝态氮废水反应，在缺氧池内进行反硝化去除总氮；缺氧处理的运行参数为：水力停留时间为2h，溶解氧为0.4mg/L；
缺氧池出水进入好氧池，通过曝气充氧一方面进行硝化反应将废水中的氨氮转化为硝态氮，另一方面也将COD进一步降低；同时，聚磷菌在好氧条件下进行PHB的分解，过量摄取废水中的磷，以多聚磷酸盐的形式储存，形成高磷污泥；好氧处理的运行参数为：水力停留时间为6h，溶解氧为3mg/L，回流至缺氧池的硝化液回流比为250％；
好氧池的泥水混合液进入沉淀池，通过泥水分离将磷去除；沉淀池上清液作为出水达标排放，沉淀污泥一部分作为剩余污泥排放，另一部分污泥回流至厌氧池以维持污泥浓度，回流至厌氧池的污泥回流比为80％。
在以上处理条件下，各个处理段出水水质情况见下表：
由结果可见，通过本发明处理白酒综合废水，具有以下有益效果：
1、通过分质、按需多段配水，分别转化和保留优质碳源，实现慢速碳源(污水中的普通有机物)向快速内碳源(水解酸化出水中的有机物)的转化，充分利用优质内碳源进行反硝化脱氮，不必投加外碳源；
2、同第1条，通过分质、按需多段配水，分别转化和保留优质碳源，实现慢速碳源(污水中的普通有机物)向快速内碳源(水解酸化出水中的有机物)的转化，为厌氧释磷提供优质碳源，除磷效果好，不必投加化学药剂除磷；
3、分别通过UASB处理和厌氧-缺氧-好氧的多段处理，将废水中的有机物高效去除。通过快速内碳源的转化和科学分配，为厌氧释磷和缺氧反硝化脱氮提供了优质碳源，也避免了厌氧释磷和缺氧反硝化脱氮对碳源的竞争，提高了对COD、总氮、总磷的去除效率，可以达到发酵酒精和白酒工业水污染物排放标准(GB27631-2011)。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种工业废水的处理工艺，包括以下步骤：
工业废水通过格栅处理，得到格栅出水；
所述格栅出水中的一部分进入水解酸化池中进行处理，另一部分进入高效厌氧处理反应器中进行处理；
所述水解酸化池的一部分出水和所述高效厌氧处理反应器的出水进入厌氧池中进行处理；
所述水解酸化池的另一部分出水和所述厌氧池的出水进入缺氧池中进行处理；
所述缺氧池的出水进入好氧池中进行处理；
所述好氧池的一部分出水回流至所述缺氧池，另一部分出水进入沉淀池中进行泥水分离；
所述沉淀池分离得到一部分污泥作为回流污泥回流至所述厌氧池，另一部污泥作为剩余污泥排放；所述沉淀池分离得到出水排放。
2.根据权利要求1所述的处理工艺，其特征在于，所述水解酸化池运行过程中，其水力停留时间为2.5～4.5h，上升流速为0.8～1.8m/h，氧化还原电位≤+50mV，pH值为5.5～6.5。
3.根据权利要求1所述的处理工艺，其特征在于，所述高效厌氧处理反应器为升流式厌氧污泥床反应器、厌氧膨胀床反应器或内循环厌氧反应器。
4.根据权利要求3所述的处理工艺，其特征在于，所述升流式厌氧污泥床反应器运行过程中，其上升流速为0.3～0.9m/h，氧化还原电位≤-100mV，pH值为6～8，温度为25℃以上，容积负荷为5～8kg COD/(m3·d)。
5.根据权利要求1所述的处理工艺，其特征在于，所述厌氧池运行过程中，其水力停留时间为1～2h，溶解氧浓度≤0.2mg/L。
6.根据权利要求1所述的处理工艺，其特征在于，所述缺氧池运行过程中，其水力停留时间为1.5～2h，溶解氧浓度为0.2～0.5mg/L。
7.根据权利要求1所述的处理工艺，其特征在于，所述好氧池运行过程中，其水力停留时间为4～8h，溶解氧浓度为2～3mg/L，硝化液回流比为200～500％。
8.根据权利要求1所述的处理工艺，其特征在于，所述沉淀池运行过程中，其污泥回流比为50～100％。
9.根据权利要求1所述的处理工艺，其特征在于，进入所述水解酸化池的格栅出水占格栅出水总量的10～30％；所述水解酸化池的出水中进入所述厌氧池与直接进入所述缺氧池的比例为(3～15)：1。
10.根据权利要求1所述的处理工艺，其特征在于，所述工业废水的COD为10000～20000mg/L，TN为200～500mg/L，NH3-N为100～300mg/L，TP为50～100mg/L。
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