瓜幹還原糖生產工藝中廢液的處理系統及其處理工藝的製作方法
2024-03-03 22:19:15
瓜幹還原糖生產工藝中廢液的處理系統及其處理工藝的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種瓜幹還原糖生產過程中廢液的處理系統及其處理工藝，處理系統的廢液儲罐與導流槽一端連接，導流槽的底端與多級有氧厭氧系統的底部貫通，三級有氧厭氧系統最後一級好氧池的頂部與生物流化床連接，生物流化床另一端與陶瓷膜汙水處理裝置連接，生物流化床、陶瓷膜汙水處理裝置、三級有氧厭氧系統的汙泥分離出口均連接至活性汙泥分離濃縮裝置。廢液經過導流槽依次經多級有氧厭氧系統、生物流化床、陶瓷膜汙水處理裝置處理後回用做調漿用水，系統產生的汙泥經濃縮、乾燥處理獲得幹泥。本發明具有高度環保，資源利用率高，處理效果高，抗衝擊力強，實現全自動控制的特點。
【專利說明】
瓜幹還原糖生產工藝中廢液的處理系統及其處理工藝
【技術領域】
[0001]本發明屬環保處理技術，涉及高濃度有機廢水的處理、回用。特別涉及瓜幹還原糖生產廢液全糟厭氧-好氧-生物流化床協同處理工藝系統。
【背景技術】
[0002]我國是還原糖生產大國，生產工藝以澱粉質原料水解法為主，作為發展還原糖生產的主要原料，瓜幹作為現階段成本較低，可以大規模種植的非糧原料，發展前景較好。但是其生產過程中的廢液是一種高濃度的有機廢水，其主要成分是未分解澱粉、纖維和果膠質等成份，其COD含量平均高達50000 mg/L，懸浮物含量30000 mg/L，pH維持在4左右，每噸還原糖的生產將會產生約12噸左右的廢液。該廢液若不經過處理將會對環境造成巨大的危害。
[0003]目前瓜幹生產過程中的廢液主要以厭氧工藝處理，其中厭氧處理方法對廢水的固液分離預處理要求較高，固液分離處理器在分離後仍含有相當高的固形物，不利於後續高溫厭氧處理。全糟厭氧處理方法雖然對廢液中的固形物濃度高低沒有硬性要求，但是由於未經預處理，而直接進行廢液的厭氧處理，會出現分離時設備有機負荷(高溫時可達9 kg/Hl3.d左右)過大，投資增多、處理效果不理想等問題。
[0004]另外，在現有的處理工藝中，大部分應用的是人工生物膜MBR，該生物膜價格高，耗資巨大，雖然可以防止運行中出現汙泥膨脹現象等特性，但也將對水域生態系統的結構和使用功能造成影響。
【發明內容】
[0005]本申請的目的在於提供一種瓜幹還原糖生產工藝中的廢液處理系統，與還原糖的生產過程有機結合，形成完整的體系，實現全自動操作；
本申請的另一個目的在於提供一種瓜幹還原糖工藝中的廢液處理工藝，對廢液的有機物、氨氮、固形物有較高去除效率，經處理後獲得的達標中水，COD去除率在300mg/L，可以直接用做生產過程的調漿用水，實現廢水二次利用，減少了系統的整體廢水排放量，節能環保。
[0006]為了實現上述目的，本發明的技術方案是:
一種瓜幹還原糖生產過程中廢液的處理系統，廢液儲罐通過管道與導流槽一端連接，導流槽的底端與三級有氧厭氧系統的底部貫通，該三級有氧厭氧系統最後一級好氧池的頂部與生物流化床連接，生物流化床另一端通過管線(管線上設有泥漿泵)與陶瓷膜汙水處理裝置連接，生物流化床、陶瓷膜汙水處理裝置、三級有氧厭氧系統底部的汙泥分離出口均連接至活性汙泥分離濃縮裝置。
[0007]每級有氧厭氧系統包括一個頂部經可調式溢水堰相互貫通的厭氧池和好氧池；相鄰級有氧厭氧系統之間底部貫通，通過調整溢水堰高度控制厭氧池水位高度、出水流量和厭氧池作用時間。
[0008]其中，在一級好氧池和一級厭氧池之間，二級好氧池和二級厭氧池之間，均設有汙泥回流系統；第三級好氧池底部呈現向向汙泥分離出口傾斜15°的坡度，且出水口設置在第三級好氧池靠近頂部的位置。
[0009]在每級有氧厭氧系統的厭氧池內均設置攪拌器；好氧池底部布置均曝氣裝置，曝氣裝置連接溫度控制系統。
[0010]一種瓜幹還原糖生產過程中廢液的處理工藝，步驟如下:
(1)糟液儲罐儲存的廢液在泵的作用下，經過導流槽輸入三級有氧厭氧系統的底部；
(2)在三級有氧厭氧系統內，汙水經三次厭氧、好氧處理後，從最後一級有氧厭氧系統頂部的出水口依次輸入生物流化床、陶瓷膜汙水處理裝置處理；
在該步驟中，汙水經過每級有氧厭氧系統中厭氧池和好氧池之間的可調式溢水堰從厭氧池輸入至相鄰的好氧池；並從相鄰級的有氧厭氧系統底部的貫通通道輸入到下一級的有氧厭氧系統；
在每個厭氧池設置的間歇運行的攪拌器，以促進糟液中有機物與厭氧微生物充分接觸，為厭氧微生物提供充沛的營養，促進厭氧微生物的生長繁殖，同時也加速了有機物的分解；
在每個好氧池底部均設置曝氣裝置，曝氣裝置連接溫控系統，可以保證不同季節的池內溫度恆定；
(3)經陶瓷膜汙水處理裝置處理後的汙水達到中水回用標準，返回還原糖生產工藝的調漿步驟，用於還原糖生產過程的調漿用水；三級有氧厭氧系統、生物流化床、陶瓷膜汙水處理裝置產生的汙泥經底部的汙泥出口均輸送至活性汙泥分離濃縮裝置進行汙泥濃縮、乾燥處理；
一級好氧池與一級厭氧池、二級好氧池與二級厭氧池之間設有汙泥回流泵，通過回流使汙泥在反硝化菌作用下利用汙水中的有機物作碳源，將內循環混合液中帶入的大量NO3-N和NO2-N還原為N2，並釋放到大氣中，從而達到脫氮的目的。具體操作中應注意:(1)保持回流量恆定；(2)保持剩餘汙泥排放量恆定；(3)回流比和回流量均需要隨時調整。操作時儘可能穩定回流汙泥量，可根據好氧池汙泥層的高度做小範圍調節，通過調整好氧池汙泥層的高度，控制回流量恆定。
[0011]本發明具有以下優點:
(1)採用三級有氧厭氧系統、生物流化床聯合處理方式，對於廢液的有機物、氨氮、固形物有較高去除效率；
(2)瓜幹還原糖生產過程中冷排降溫步驟中產生的廢水與經過廢液處理系統陶瓷膜處理後的達標中水混合後回用於瓜幹調漿工序，減少了系統廢液的總量排放，減輕了後續工段的環保壓力。
[0012](3)活性汙泥分離濃縮裝置對三級有氧厭氧系統的第三級好氧池、生物流化床、陶瓷膜汙水處理裝置產生的汙泥濃縮處理，提高了利用效率。
[0013](4)陶瓷膜汙水處理裝置的處理水一方面可直接回用，另一方面經其處理後的廢水也可作為RO脫鹽處理的預處理工藝，同時大大降低了水處理成本，和其它的有機膜、無機膜相比，具有膜通量大、可反衝、全自動操作等優勢。
[0014]綜上所述，該廢液處理系統與還原糖的生產過程有機結合，形成完整的體系，實現全自動操作；經處理後獲得的達標中水，COD去除率在300mg/L，可以直接用做生產過程的調漿用水，實現廢水二次利用，相較於傳統工藝，自來水用量減少85%。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1瓜幹還原糖工藝產生廢液的處理工藝流程；
圖2瓜幹還原糖生產工藝流程及槽液處理流程圖；
附圖中主要附圖標記的說明:糟液儲罐-1，泵2-1、2-2，一級厭氧池3、一級好氧池4、曝氣裝置5_1、5-2、5_3, 二級厭氧池6, 二級好氧池7, 二級厭氧池8, 二級好氧池9,攬祥器10,汙泥回流泵11，風機12，出水口 13，生物流化床14，汙泥分離出口 15、25、18，陶瓷膜汙水處理裝置16，淨化水排放口 17，活性汙泥分離濃縮裝置19，脫水汙泥排放口 20，導流槽21，可調式溢水堰22-1、22-2、22-3。
[0016]圖3是實施例1各區域出水COD (mg/L)的變化規律柱狀圖；
圖4是實施例1系統各區域出水脫氮效果曲線圖；
圖5是實施例1各區域出水除磷效果示意圖。
【具體實施方式】
[0017]下面參照附圖，對本發明專利進一步進行描述。
[0018]圖1瓜幹還原糖工藝產生廢液的處理工藝流程；圖2瓜幹還原糖生產工藝流程及槽液處理流程圖。
[0019]如圖1所示，一種瓜幹還原糖生產過程中廢液的處理系統，廢液儲罐I通過管道與導流槽21連接，導流槽21的底部與三級有氧厭氧系統的底部貫通，以減少糟液對厭氧池的衝擊，增加糟液與厭氧微生物的反應時間，提高處理效果。該三級有氧厭氧系統的第三級好氧池9頂部出水口 13與生物流化床14連接，生物流化床14另一端通過管線與陶瓷膜汙水處理裝置16連接，生物流化床14、陶瓷膜汙水處理裝置16、三級好氧池9底部的汙泥分離出口 15、25、18均連接至活性汙泥分離濃縮裝置19。第三級好氧池9出水口採用高位出水，其目的在於減少出水中有機物含量，從而降低生物流化床14的處理負荷。
[0020]每級有氧厭氧系統包括一個頂部經可調式溢水堰相互貫通的厭氧池和好氧池；相鄰級有氧厭氧系統之間底部貫通。即，在一級厭氧池3與一級好氧池4之間、二級厭氧池6與二級好氧池7之間、三級厭氧池8與三級好氧池9之間分別設置可調式溢水堰22-1、22-2、22-3，可以通過調整溢水堰高度來控制厭氧池出水流量和廢液在每級厭氧池的作用時間，同時保持厭氧池水位在一定高度，促進厭氧微生物生長。因此，在相鄰級的有氧厭氧系統之間，汙水均是從底部首先進入厭氧池，然後從頂部可調式溢水堰流至同級的好氧池，增加了汙水在處理系統的行程，增加汙水與微生物的作用時間，促進有機物的分解。
[0021]在每級有氧厭氧系統的厭氧池內均設置間歇運行的攪拌器，促進糟液有機物與厭氧微生物充分接觸，為厭氧微生物提供充沛的營養，促進厭氧微生物的生長繁殖，同時也加速了有機物的分解。一級好氧池4、二級好氧池7和三級好氧池9底部分別設置曝氣裝置5-1、5-2、5-3，曝氣裝置同時連接至風機12，在風機前段有溫控裝置，使風機出口溫度始終保持在30°C左右，其目的在於向各級好氧池輸送恆溫氧氣，促進好氧池汙水內部翻滾和物質能量交換，有利於好氧微生物與有機物結合，促進有機物的分解。
[0022]在一級好氧池4和一級厭氧池3之間，二級好氧池7和二級厭氧池6之間，均設有汙泥回流系統，通過回流使汙泥在反硝化菌作用下利用汙水中的有機物作碳源，將內循環混合液中帶入的大量NO3-N和NO2-N還原為N2,並釋放到大氣中，從而達到脫氮的目的。具體操作中應注意:(1)保持回流量恆定；(2)保持剩餘汙泥排放量恆定；(3)回流比和回流量均需要隨時調整。操作時儘可能穩定回流汙泥量，可根據好氧池汙泥層的高度做小範圍調節，通過調整好氧池汙泥層的高度，控制回流量恆定。第三級好氧池9底部呈向汙泥分離出口 18傾斜15°的坡度，且出水口設置在第三級好氧池靠近頂部的位置，這樣汙泥沉積於底部，便於通過汙泥排放口 18，將系統產生的汙泥通過管線輸送給活性汙泥分離濃縮裝置19。
[0023]生物流化床14與陶瓷膜汙水處理裝置16的連接管線、廢液儲罐I與導流槽21的連接管線上均設置泵，為此段系統液體輸送提供動力。
[0024]一種瓜幹還原糖生產過程中廢液的處理工藝，步驟如下:
(1)糟液儲罐I儲存的廢液在泵2-1的作用下，經過導流槽21輸入三級有氧厭氧系統的底部；
(2)在三級有氧厭氧系統內，汙水經三次厭氧池、好氧池處理後，從最後一級有氧厭氧系統頂部的出水口依次輸入生物流化床14、陶瓷膜汙水處理裝置16 ;在該步驟中，汙水經過每級有氧厭氧系統中厭氧池和好氧池之間的可調式溢水堰從厭氧池輸入至相鄰的好氧池；並從相鄰級的有氧厭氧系統底部的貫通通道輸入到下一級的有氧厭氧系統；
(3)經陶瓷膜汙水處理裝置16處理後的汙水達到中水回用標準，返回還原糖生產工藝的調漿步驟，用於還原糖生產過程的調漿用水；第三級好養池9、生物流化床14、陶瓷膜汙水處理裝置16產生的汙泥經各自底部的汙泥出口輸送至活性汙泥分離濃縮裝置19進行汙泥濃縮、乾燥處理，使汙泥脫水率達到85?90%，達到清潔生產的目的；
生物流化床14採用間歇處理方式，汙水在生物流化床停留時間為16-45 min，增加微生物與有機物接觸時間，促進好氧微生物生長，從而促進汙水中有機物的分解。
[0025]實施例1
在該實施例中，一級厭氧池3內的攪拌機轉速是5 rpm,每運行40 min停運80 min ；每級好氧池底部曝氣裝置連接2颱風機，流量控制在20-500 m/min，壓力一般控制在3500-20000 HimH2O ;運行環境溫度影響著風機工作狀況，鼓風機設計氣溫為20 V，每升高I°C，出口壓力會下降20 HimH2O左右。夏季氣溫為38 °C時，出口壓力就會下降360 mmH20。應根據使用現場的具體情況，設定風機參數，考慮到氣溫變化對風機出口壓力的影響，當風機使用地日極限溫度Tmax>37 1:時，按20 mmH20/TC對進氣端壓力進行補償。
[0026]在曝氣裝置停止運轉後30 min打開汙泥排放口 18閥門，通過泥漿泵輸送到汙泥分離濃縮裝置中。
[0027]生物流化床14的使用過程中，首先將砂或無煙煤、活性炭填充到填料層，作為生物膜載體。開啟閥門使廢水自下向上流過砂床並在載體層均勻流動，控制廢水呈現穩定流態，設備平穩運行階段逐漸加大單位時間生物膜同廢水的接觸面積，使得供氧充分均勻，並利用填料沸騰狀態強化廢水生物處理過程的構築物形成。當構築物在填料層表面積超過3300 m2/m3時，填料上生長的生物膜會有部分脫落，脫落產生的汙泥通過底部出口輸送到活性汙泥分離濃縮裝置19中。正常運行狀態下砂床中混合液懸浮固體濃度達8000-40000mg/L，氧的利用率超過90%，根據試驗結果，當空床停留時間為16-45 min時BOD和氮的去除率均大於90%，此時填料粒徑為1mm，膨脹率為100%，BOD5負荷16.6 kg/ (m3.d)，此階段生物流化床工藝效率最高，其對汙水中硝化、脫氮、除磷作用效率最好。
[0028]以上內容是結合具體的優選實施方式對本發明專利的進一步詳細說明，不能認定為發明專利具體實施只局限於上述這些說明。對於本發明專利所屬【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本發明專利構思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬於本發明專利的保護範圍。
【權利要求】
1.瓜幹還原糖生產過程中廢液的處理系統，其特徵在於:廢液儲罐(I)通過管道與導流槽(21)—端連接，導流槽(21)的底端與多級有氧厭氧系統的底部貫通，該多級有氧厭氧系統最後一級好氧池的頂部與生物流化床(14)連接，生物流化床(14)另一端通過管線與陶瓷膜汙水處理裝置(16)連接，生物流化床(14)、陶瓷膜汙水處理裝置(16)、三級有氧厭氧系統底部的汙泥分離出口均連接至活性汙泥分離濃縮裝置(19)； 每級有氧厭氧系統包括一個頂部經可調式溢水堰相互貫通的厭氧池和好氧池；相鄰級有氧厭氧系統之間底部貫通。
2.根據權利要求1所述的瓜幹還原糖生產過程中廢液的處理系統，其特徵在於在一級好氧池(4)和一級厭氧池(3)之間，二級好氧池(7)和二級厭氧池(6)之間，均設有汙泥回流系統。
3.根據權利要求1所述的瓜幹還原糖生產過程中廢液的處理系統，其特徵在於第三級好氧池(9)底部呈現兩側向中間向下傾斜，且出水口設置在第三級好氧池靠近頂部的位置。
4.根據權利要求1所述的瓜幹還原糖生產過程中廢液的處理系統，其特徵在於包括三級有氧厭氧系統。
5.根據權利要求1所述的瓜幹還原糖生產過程中廢液的處理系統，其特徵在於在每級有氧厭氧系統的厭氧池內均設置攪拌器；好氧池底部布置均曝氣裝置，曝氣裝置連接溫度控制系統。
6.基於權利要求1所述的瓜幹還原糖生產過程中廢液的處理系統的廢液處理工藝，其特徵在於步驟如下: 糟液儲罐(I)儲存的廢液在泵的作用下，經過導流槽(21)輸入三級有氧厭氧系統的底部; 在三級有氧厭氧系統內，汙水經三次厭氧、好氧處理後，從最後一級有氧厭氧系統頂部的出水口依次輸入生物流化床、陶瓷膜汙水處理裝置(16)處理；其中，汙水經過每級有氧厭氧系統中厭氧池和好氧池之間的可調式溢水堰從厭氧池輸入至相鄰的好氧池；並從相鄰級的有氧厭氧系統底部的貫通通道輸入到下一級的有氧厭氧系統； 經陶瓷膜汙水處理裝置(16)處理後的汙水達到中水回用標準後，返回還原糖生產工藝的調漿步驟用做調漿用水；三級有氧厭氧系統、生物流化床、陶瓷膜汙水處理裝置(16)產生的汙泥經底部的汙泥分離出口均輸送至活性汙泥分離濃縮裝置(19)進行汙泥濃縮、乾燥處理。
【文檔編號】C02F3/30GK104310586SQ201410547523
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年10月16日 優先權日:2014年10月16日
【發明者】梁峙, 梁驍, 倪振威, 馬捷 申請人:徐州工程學院