CN116655154B - 一种高浓度辣椒废水的处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高浓度辣椒废水的处理方法，将废水输入椭叠机中，加入PFC和阳离子的CPAM进行絮液分离，滤液自流至三槽混合反应池1，投加稀酸调节PH，加入硫酸亚铁和双氧水搅拌，废水进入芬顿反应池中进行氧化反应，再自流进三槽混合反应池2中加碱将废水调成中性，再加PFC和阴离子的PAM进行混凝沉淀，完成泥水分离后上清液集中到中间水池，由提升泵打入升流式UASB厌氧反应塔进行厌氧发酵，再将废水自流进AB反应工艺，通过高低负荷的多级生化处理，降解废水中的有机物，使出水达标排放。本发明提供了一种深度处理高浓度辣椒废水的方法，整个工艺合理且见效快，系统运行能耗低，缩短曝气生化反应池的池容，节省土地资源。
Description
技术领域
本发明涉及属于废水处理技术领域，具体涉及一种高浓度辣椒废水的处理方法。
背景技术
辣椒加工厂在进行辣椒深加工的时候会产生大量的辣椒油，种子废渣等，同时清洗设备会产生废水，为延长辣椒的使用时间，会添加食品添加剂，这就导致加工厂产生大量高浓度废水。如果直接排放，会造成严重的环境污染，高浓度有机废水按其性质来源可分为三大类：(1)易于生物降解的高浓度有机废水；(2)有机物可以降解，但含有害物质的废水；(3)难生物降解的和有害的高浓度有机废水。传统高浓度废水的处理方法繁琐，处理费用高，设备昂贵，处理效果和成本，还远没有达到理想的标准。
本发明公开的辣椒废水处理出水参考《废水综合排放标准》(GB8978-96)中三级标准，具体要求CODcr≤500mg/L，BOD5≤300mg/L，SS≤400mg/L，TP无限制，TN无限制，动植物油≤400mg/，pH6.5-9.5，而经过处理后的辣椒废水，出水指标远高于上述标准值。
发明内容
发明目的：本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供了一种深度处理高浓度废水的方法，其操作简单，处理周期短，占地面积小，处理效果显著，对辣椒废水的处理达到预期的处理方法。
本发明采用的技术方案：一种高浓度辣椒废水的处理方法，基于多个反应容器及系统，包括：曝气调节池、提升泵、椭叠机、三槽混合反应池1、芬顿反应池、三槽混合反应池2、混凝沉淀池、中间水池、UASB厌氧反应塔、AB反应池、二沉池反应系统以及污泥浓缩池，包括以下步骤：
步骤1：将高浓度辣椒废水原液通过细格栅过滤，过滤后的高浓度辣椒废水进入曝气调节池收集，进行水质调节；
步骤2：辣椒废水经提升泵从曝气调节池打入椭叠机，投加浓度为10％～15％的聚合氯化铁PFC和浓度为2～3‰的阳离子聚丙烯酰胺CPAM在辣椒废水中进行搅拌、混合，产生大量的絮体，絮体经过压缩后与溶液实现絮液分离，分离出的液体单独进入后道程序；
步骤3：经絮液分离处理后的辣椒废水自流进三槽混合反应池1，在三槽混合反应池1中分别加入稀硫酸、硫酸亚铁和双氧水，投加的稀硫酸浓度为30％，投加量根据废水的PH变化，在PH等于3时停止投加，之后按进水COD的浓度调配硫酸亚铁和双氧水的投加量，按进水COD：双氧水：硫酸亚铁摩尔质量之比为10：10：1比例调配；
步骤4：经步骤3混合后的辣椒废水进入芬顿反应池，在芬顿反应池中布设穿孔曝气管，进行曝气搅拌，增加废水中溶解氧含量，提高混合效果，加快反应速度；
步骤5：完成芬顿反应后，废水自流进后端三槽混合反应池2内，在三槽混合反应池2中分别加入浓度为32％的稀碱、浓度为10％～15％的聚合氯化铁PFC和浓度为2～3‰的阴离子聚丙烯酰胺PAM，将酸性辣椒废水调成中性条件；
步骤6：将中性辣椒废水混合液集中到斜管混凝沉淀池进行沉淀，大量的絮体被沉淀留在混凝沉淀池底部，上层澄清液溢流到中间水池，在混凝沉淀池中完成泥液分离；
步骤7：通过中间水泵的提升作用，辣椒废水由水泵打入UASB厌氧反应塔，辣椒废水自反应塔底部进水，通过配水系统均匀布水，辣椒废水自下而上通过UASB厌氧反应器，UASB厌氧反应器底部设有高浓度、高活性的污泥床，废水中的大部分有机污染物在此期间经过厌氧发酵降解为甲烷和二氧化碳，废水在UASB厌氧反应塔的停留时间约为96h；
步骤8：经过厌氧反应发酵，去除90％COD浓度的辣椒废水进入吸附-生物降解活性污泥法AB生化反应池，对辣椒废水进行生化处理，辣椒废水先进入A池进行高负荷活性污泥反应，再进入B池中进行低负荷运行，继续氧化分解A段处理后残留于水中的有机物，可保证较高的稳定性，使水中的有机物被降解成合格排水水质；
步骤9：最终在二沉池反应系统中，进行泥水分离后达标排出。经过厌氧发酵去除约90％的COD浓度的废水进入AB(吸附-生物降解活性污泥法)生化反应池，对废水进行生化处理，废水先进入A池进行高负荷活性污泥反应，再进入B池中进行低负荷运行，继续氧化分解A段处理后残留于水中的有机物，可保证较高的稳定性，使水中的有机物被降解成合格排水水质，长时间曝气好氧硝化至废水中的有机物被降解成合格排水水质。
所述浓度为2～3‰的阳离子聚丙烯酰胺CPAM加入的量为辣椒废水处理量的1％。
所述硫酸亚铁加入三槽反应池1中的量为处理废水体积的4-6％，液体在三槽反应池1中通过桨叶旋转与废水搅拌混合后，在芬顿反应池中曝气反应的时间为2-4小时。
所述双氧水加入三槽反应池1中的量为处理废水体积的5-8％，液体在三槽反应池1中通过桨叶旋转与废水搅拌混合后，在芬顿反应池中曝气反应的时间为2-4小时。
所述按进水COD的浓度调配硫酸亚铁和双氧水的投加量为按进水COD：双氧水：硫酸亚铁摩尔质量之比为10：10：1比例调配。
所述步骤3中稀硫酸加入后将水的pH值范围调节在3-4，所述步骤5中稀碱加入后将水的pH值范围调节在7-8。
所述中性辣椒废水混合液在混凝沉淀池进行混凝沉淀的时间为2-3小时。
所述厌氧反应时间为3-4天，所述生化处理的反应时间为1.5-2天。
所述高浓度辣椒废水的COD在350000mg/L以上。
本方案带来的有益效果：本方案能够明显地降解辣椒废水的COD化学需氧量、水中不溶解的固态物质含量SS等污染物，使得出水水质得到提升，整个工艺合理，使用效果好，系统运行能耗低，运行成本低。
附图说明
图1为本发明实现高浓度辣椒废水的处理方法工艺流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明，在此需要说明的是，对于下文的实施方式的解释用于本发明，但并不对本发明构成限定，各实施系统所涉及的技术特征若彼此之间未构成冲突亦可相互另行组合。
如图1所示，本发明公开了一种高浓度辣椒废水的处理方法，基于多个反应容器及系统，包括用于均化水质的曝气调节池，椭叠机，用于提升污水的提升泵，用于芬顿反应前的三槽混合反应池1，芬顿反应池，用于混凝沉淀前的三槽混合反应池2，用于混凝沉淀的斜管混凝沉淀池，用于中间蓄水的中间水池，用于厌氧发酵的UASB厌氧反应塔，用于生化反应的AB反应池，用于泥水分离的二沉池反应系统以及用于回收污泥的污泥浓缩池。
高浓度辣椒废水的处理工艺流程是：
步骤1、辣椒生产废水含有大量的辣椒油，种子废渣等残渣，通过人工提篮细格栅过滤辣椒废水原液中的滤渣，减少处理过程中由于滤渣造成设备的负荷运行，将过滤完的高浓度辣椒废水固体残渣单独收集，排出的辣椒废水集中收集到曝气调节池，作后续准备。
步骤2、废水经提升泵从曝气调节池打入椭叠机，在椭叠机运行中，投加浓度为10％～15％的聚合氯化铁PFC，用量约为废水量的1％；浓度为2～3‰的阳离子聚丙烯酰胺CPAM，用量也约为废水量的1％，将其与过滤后的辣椒废水进行搅拌、混合，产生大量的絮体，待富含絮体的废水进入椭叠机进行脱水压滤，分离后的溶液较未加CPAM的辣椒废水的浓度低、色度低，将分离后的液体单独进后道程序。
步骤3、经絮液分离处理后的辣椒废水自流进三槽混合反应池1，在三槽混合反应池1中分别加入稀硫酸、硫酸亚铁、双氧水。
本步骤中，配置30％浓度的稀硫酸，在三槽混合反应池1的第一格池内调节废水的pH值范围在3-4；在第二格反应池内投加25％浓度的硫酸亚铁溶液，投加量为处理废水体积的4-6％；在第三格反应池内投加27.5％浓度的双氧水，投加量为处理废水体积的5-8％；化学需氧量(COD或CODcr)是指在一定严格的条件下，水中的还原性物质在外加的强氧化剂的作用下，被氧化分解时所消耗氧化剂的数量，以氧的mg/L表示。药剂投加比例为废水COD：双氧水：硫酸亚铁摩尔质量之比＝10：10：1；硫酸亚铁为用含量99％的固体纯物质(FeSO4·7H2O)配置成的25％浓度的硫酸亚铁溶液，双氧水浓度为27.5％。
步骤4、经过pH调节、投加硫酸亚铁和双氧水后的辣椒废水，进入芬顿反应池，经过2个小时左右的充分曝气，而Fe2+进一步氧化生产成Fe3+，二价铁离子(Fe2+)和过氧化氢之间的链反应催化生成羟基自由基(·OH)。羟基自由基具有极强的得电子能力也就是氧化能力，氧化电位2.8V，是自然界中仅次于氟的氧化剂，有机污染物很容易被氧化成无机物水合物。铁离子具有较强的吸附-絮凝活性，特别是在pH值为碱性条件下，生成氢氧化亚铁和氢氧化铁胶体絮凝剂，它们的吸附能力远远高于一般药剂水解得到的氢氧化铁胶体，能大量吸附废水中分散的微小颗粒，金属粒子及有机大分子。
本方案的工艺用于难降解高浓度废水的处理可大幅度地降低废水的COD和色度，提高废水的可生化性。因此，芬顿反应特别适用于处理一些难生物降解或一般化学氧化难以有效处理的化工有机废水。
步骤5、在芬顿反应池中完成芬顿反应后，废水自流进后端三槽混合反应池2内，在三槽混合反应池2中分别加入稀碱、PFC、PAM。
本步骤中，加入稀碱的目的是调回水的pH值范围在7-8，将酸性辣椒废水调回成中性条件，投加浓度为32％的稀碱NaOH，至水质PH在7～8之间；投加浓度为10％～15％的聚合氯化铁PFC，用量约为废水量的1～2％；投加浓度2～3‰的阴离子聚丙烯酰胺PAM，用量约为废水量的2～3％。
步骤6、经步骤5后的中性辣椒废水混合液集中到斜管混凝沉淀池进行沉淀，大量的絮体被沉淀留在沉淀池底部，上层澄清液溢流到中间水池，在沉淀池中完成泥水分离。
步骤7、通过中间水泵的提升作用，废水由泵打入UASB厌氧反应塔，废水自底部进水，通过配水系统尽可能均匀布水，废水自下而上通过UASB厌氧反应器。反应器底部有一个高浓度、高活性的污泥床，废水中的大部分有机污染物在此期间经过厌氧发酵降解为甲烷和二氧化碳，UASB反应塔的停留时间约为96h。
步骤8、经过厌氧发酵去除约90％的COD浓度的废水进入AB生化反应池，废水先进入高负荷段A段进行好氧生物反应，世代短的原核细菌能适应生存并得以生长繁殖，再进入低负荷段B段进行好氧生物反应，除菌胶团微生物外，有相当数量的高级真核微生物在池内存和繁殖，通过长时间曝气好氧硝化至废水中的有机物被降解成合格排水水质。
步骤9、最终在二沉池反应系统中，进行泥水分离，提高出水水质。
经检测，出水COD为280mg/L，BOD5为150mg/L，SS为200mg/L，出水指标远高于排放标准要求。高浓度辣椒废水实验数据如下表所示：
本技术方案与其他废水处理方法最大的不同之处在于通过絮凝沉淀、高级氧化的物理化学方法来快速去除高浓度辣椒废水中的浓度，可以根据进水的浓度高低来调配药剂的投加量；通过絮凝沉淀、高级氧化的物理前处理措施来快速降低高浓度辣椒废水中的浓度，物化处理通过芬顿反应与凝絮、絮凝沉淀，可以降低废水的有机物浓度及毒性，降低后续生化处理的负荷，可以大大节省水池的容积；通过投加各种专用药剂来针对性的絮凝沉淀水中的有机物和固体颗粒，使得废水中的COD和SS浓度快速降低，保证了后续生化处理的稳定运行，整个工艺的处理效率大大增加。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种高浓度辣椒废水的处理方法，基于多个反应容器及系统，包括：曝气调节池、提升泵、椭叠机、三槽混合反应池1、芬顿反应池、三槽混合反应池2、混凝沉淀池、中间水池、UASB厌氧反应塔、AB反应池、二沉池反应系统以及污泥浓缩池，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：将高浓度辣椒废水原液通过细格栅过滤，过滤后的高浓度辣椒废水进入曝气调节池收集；
步骤2：辣椒废水经提升泵从曝气调节池打入椭叠机，投加浓度为10%~15%的聚合氯化铁PFC和浓度为2~3‰的阳离子聚丙烯酰胺CPAM在辣椒废水中进行搅拌、混合，产生大量的絮体，絮体经过压缩后与溶液实现絮液分离，分离出的液体单独进入后道程序；
步骤3：经絮液分离处理后的辣椒废水自流进三槽混合反应池1，在三槽混合反应池1中分别加入稀硫酸、硫酸亚铁和双氧水，投加的稀硫酸浓度为30%，投加量根据废水PH变化，在废水PH等于3时停止投加稀硫酸，再按进水COD的浓度调配硫酸亚铁和双氧水的投加量；
步骤4：经步骤3混合后的辣椒废水进入芬顿反应池，在芬顿反应池中布设穿孔曝气管，进行曝气搅拌，增加废水中溶解氧含量；
步骤5：完成芬顿反应后，废水自流进后端三槽混合反应池2内，在三槽混合反应池2中分别加入浓度为32%的稀碱、浓度为10%~15%的聚合氯化铁PFC和浓度为2~3‰的阴离子聚丙烯酰胺PAM，将酸性辣椒废水调成中性条件；
步骤6：将中性辣椒废水混合液集中到斜管混凝沉淀池进行沉淀，大量的絮体被沉淀留在混凝沉淀池底部，上层澄清液溢流到中间水池，在混凝沉淀池中完成泥液分离；
步骤7：通过中间水泵的提升作用，辣椒废水由水泵打入UASB厌氧反应塔，辣椒废水自反应塔底部进水，通过配水系统均匀布水，辣椒废水自下而上通过UASB厌氧反应器，UASB厌氧反应器底部设有高浓度、高活性的污泥床，废水中的大部分有机污染物在此期间经过厌氧发酵降解为甲烷和二氧化碳；
步骤8：经过厌氧反应发酵，去除90%COD浓度的辣椒废水进入吸附-生物降解活性污泥AB生化反应池，对辣椒废水进行生化处理，辣椒废水先进入A池进行高负荷活性污泥反应，再进入B池中进行低负荷运行，继续氧化分解A段处理后残留于水中的有机物；
步骤9：最终在二沉池反应系统中，进行泥水分离后达标排出。
2.根据权利要求1所述的一种高浓度辣椒废水的处理方法，其特征在于，所述浓度为2~3‰的阳离子聚丙烯酰胺CPAM加入的量为辣椒废水处理量的1%。
3.根据权利要求1所述的一种高浓度辣椒废水的处理方法，其特征在于，所述的硫酸亚铁加入三槽反应池1中的量为处理废水体积的4-6%，液体在三槽反应池1中通过桨叶旋转与废水搅拌混合后，在芬顿反应池中曝气反应的时间为2-4小时。
4.根据权利要求1所述的一种高浓度辣椒废水的处理方法，其特征在于，所述的双氧水加入三槽反应池1中的量为处理废水体积的5-8％，液体在三槽反应池1中通过桨叶旋转与废水搅拌混合后，在芬顿反应池中曝气反应的时间为2-4小时。
5.根据权利要求1所述的一种高浓度辣椒废水的处理方法，其特征在于，所述的步骤3中稀硫酸加入后将水的pH值范围调节在3-4，所述的步骤5中稀碱加入后将水的pH值范围调节在7-8。
6.根据权利要求1所述的一种高浓度辣椒废水的处理方法，其特征在于，所述的中性辣椒废水混合液在混凝沉淀池进行混凝沉淀的时间为2-3小时。
7.根据权利要求1所述的一种高浓度辣椒废水的处理方法，其特征在于，所述的厌氧反应时间为3-4天，所述生化处理的反应时间为1.5-2天。
8.根据权利要求1所述的一种高浓度辣椒废水的处理方法，其特征在于，所述的高浓度辣椒废水的COD在350000mg/L以上。
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