用於酒糟廢水或澱粉質原料生物化工廢水經生化後出水的深度處理方法
2023-07-03 10:02:46 1
專利名稱：用於酒糟廢水或澱粉質原料生物化工廢水經生化後出水的深度處理方法
技術領域：
本發明涉及廢水處理技術領域，特別是涉及ー種對酒糟廢水或澱粉質原料生物化エ廢水經生化後出水的處理方法。
背景技術：
澱粉質原料包括玉米、紅薯、木薯、馬鈴薯等富含澱粉的農作物和經濟作物。我國以澱粉為主要原材料的生物化工行業經過長期發展，已有一定的基礎。特別
是改革開放以後，生物化工的發展進入了ー個嶄新的階段。目前，生物化工產品已涉及食品、醫藥、保健、飼料和有機酸等幾個方面。但是，隨著生物化工的發展，其環境汙染問題也日趨嚴重，其已成為我國的環境汙染大戶。在生物化工的各個行業中，由於澱粉、啤酒、酒精、味精、檸檬酸、抗生素的產值較大，環境汙染嚴重，尤其引起人們重視。其中澱粉エ業廢水的排放量佔首位。我國澱粉行業有600多家企業。在國內，每生產I噸澱粉就要產生10-20m3廢水，有的甚至更多。廢水中主要含有澱粉、糖類、蛋白質、廢酸和廢鹼等汙染物，隨生產エ藝的不同，廢水中的COD濃度在2000-20000mg/l之間。特別是以澱粉為主要原材料的生物發酵產品，在生產過程中產生高濃度降解有機物廢水，主要為生物發酵和發酵產品的進ー步化學加工過程中產生ー些環狀、較大分子量的物質。澱粉加工廢水主要來源於原材料的浸泡清洗、粉碎分離、纖維清洗、脫水等エ序；酒精生產過程中的廢水主要來自蒸餾發酵成熟醪後排出的酒精糟，生產設備的洗滌水、衝洗水，以及蒸煮、糖化、發酵、蒸餾エ藝的冷卻水等。澱粉生物化工廢水主要來源於澱粉生物發酵產品分離、提純、化工反應過程中產生的廢水。該類廢水的濃度較高、色度高、懸浮物高、可生化性較好。目前，該類廢水主要的處理工藝為厭氧+好氧+物化深度處理，但是經生化處理後的出水COD濃度大幅度降低，但是水質生化性變差，含大量難降解有機物，同時水量較大，COD和色度指標均不能達到現有的排放標準要求。本類廢水的現有深度處理多採用物化加藥方法，一直存在著投資、運行成本高、或者系統的穩定性差，不能穩定達標等問題。因此，如何有效去除殘留難降解有機物，達到新標準的排放要求，是迫切需要解決的問題。國內公開發表的能夠在酒糟廢水或澱粉質原料生物化工廢水處理的文獻曾有如下報導。甘肅省環境科學設計研究院採用Fenton試劑氧化法處理馬鈴薯澱粉廢水(環境科技，2011年第24卷第AOl期)，此エ藝是應用於馬鈴薯澱粉廢水的預處理過程中，應用Fenton試劑氧化法深度處理澱粉加工及澱粉深加工產品エ藝廢水經生化出水未見相關報導。國內外文獻有大量關於改進Fenton法的報導，例如CN200810119444. I中提到的多級串聯反應器或單級連續反應器多點投加藥劑的方法，該方法對COD和色度的去除率仍然不理想，特別是應用到酒糟廢水或澱粉質原料生物化工廢水經生化後出水的深度處理上，無法達到COD小於50mg/L，色度小於10倍的要求。且存在著投資、運行成本高、或者系統的穩定性差的缺陷。綜上所述,無論是Fenton氧化工藝在馬鈴薯澱粉的預處理應用還是Fenton法的改進技術，在酒糟廢水或澱粉質原料生物化工廢水經生化後出水的深度處理過程中都存在不能滿足日益提高的環保新標準要求，且存在運行成本高或者運行不穩定等問題。
發明內容
本發明的目的是解決酒糟廢水或澱粉質原料生物化工廢水經生化後出水，COD濃度在100-400mg/L，色度不達標，出水若再進行生化處理難以進一歩降解，本方法通過ー級或多級氧化處理後達到COD小於50mg/L排放要求，色度去除率達到99%，出水色度低於10倍,且出水水質穩定,運行成本低。本發明用於酒糟廢水及其生物化工廢水經生化後出水的處理方法，包括以下エ藝步驟 (1)生化出水進入PH調節池加酸調整PH到5-6，同時加入催化劑和強氧化劑；
(2)用曝氣裝置對氧化池的廢水進行空氣曝氣氧化處理，持續空氣曝氣氧化處理O.5-6小時；
(3)氧化池出水進入PH調節池加鹼調整廢水PH值到6-9；
(4)調整PH值到6-9的廢水進入絮凝反應池，同時投加絮凝劑；
(5)廢水沉澱2-6小吋。所述的廢水包括對木薯、紅薯、玉米、馬鈴薯為原料加工澱粉的廢水，以及以其為澱粉原料進行生物發酵及發酵深加工エ藝過程中產生的廢水，包括以木薯、紅薯、玉米、馬鈴薯為澱粉原料質製備酒精、阿維菌素、土黴素、鏈黴素等抗生素，穀氨酸檸檬酸等有機酸エ藝過程中產生的廢水經過常規生化系統處理後需要深度處理工藝處理的廢水。所述加酸調整PH到5-6エ藝中所用的酸是鹽酸、硫酸、磷酸、有機酸、含鐵離子的廢硫酸或廢鹽酸液中的ー種，或兩種以上的混合物；優選含鐵離子的廢硫酸或廢鹽酸。所述的催化劑是含鐵的鹽或含鐵的廢酸，即含ニ價鐵或三價鐵鐵鹽及聚合鐵鹽、聚合鋁鐵鹽、鋼管廠酸洗液等。所述的氧化劑是雙氧水。所述加鹼調整廢水PH值到6-9エ藝中所用的鹼是熟石灰、燒鹼或純鹼。所述的絮凝劑是陽離子型、非離子型或陰離子型聚丙烯醯胺，或其它高分子有機絮凝劑。所述的空氣曝氣氧化處理工藝含ニ級及多級氧化方式，優選採用多級氧化方式。本發明エ藝可以附加ー種對深度處理工藝所產生汙泥進行資源化處理的方法，其包括如下エ藝步驟
(1)取本發明深度處理後化學汙泥進入PH調節池加酸調整PH到1-2，同時攪拌使化學汙泥充分溶解；
(2)溶解後的化學汙泥酸溶液加入氧化劑後進入氧化池；
(3)用曝氣裝置對氧化池中的化學汙泥酸溶液進行空氣曝氣氧化處理，持續空氣曝氣氧化處理O. 5-6小時，有機物的去除率可以達到90%以上；
(4)氧化池流出的化學汙泥酸溶液過濾除去不溶物後，回用到廢水氧化處理系統中，作為廢水氧化處理系統的催化劑循環使用。所述加酸調整PH到1-2エ藝中所用的酸是鹽酸、硫酸、廢硫酸或廢鹽酸；所述的氧化劑是雙氧水。本發明的具體エ藝控制是
調酸PH值控制在5-6，從而大大降低了酸的用量(或用エ業廢酸代替)從而降低了運行成本。催化劑使用含鐵的鹽或廢酸，即含ニ價鐵或三價鐵鐵鹽及聚合鐵鹽、聚合鋁鐵鹽，充分利用含鐵的廢酸，實現了廢物再利用，同時也極大地降低了(I)中酸的用量和(2)中催化劑硫酸亞鐵的用量，從而明顯的降低了運行成本。在採用ニ級或多級氧化反應時，一級氧化出水的PH值可以控制在4-6，經絮凝沉澱後，廢水可直接進入ニ級或多級氧化反應，不必再次投加酸調整PH值，從而ニ級或多級氧化反應降低了對酸鹼的使用量，從而明顯的降低了運行成本。在進行ー級或多級氧化反應時，對氧化劑的使用量可以在不増加用量的條件下，分多次投加，從而提高了氧化劑的利用率，提高了 Fenton氧化的去除效率，從而也降低了運行成本。在多級氧化反應的最後ー級出水將PH值控制在6-9，經絮凝沉澱後，廢水達標排放，出水COD穩定小於50mg/L，色度低於10倍。即經過本發明處理的廢水可滿足發酵酒精和白酒エ業汙染物排放標準《發酵酒精和白酒エ業汙染物排放標準》GB 27631-2011中，《城鎮汙水處理廠汙染物排放標準》(GB18918-2002)中一級標準要求，澱粉行業新標準《澱粉エ業水汙染物排放標準》GB 25461-2010要求，廢水具體指標為C0D小於50mg/L，色度小於30倍。本發明與傳統的處理工藝方法相比，處理後的廢水水質穩定、色度去除率高、運行成本低。本發明解決了酒糟廢水或澱粉質原料生物化工廢水經生化後出水進ー步提標的深度處理技術難題，同時也讓Fenton法真正地低成本穩定地運行變成了現實。本發明設備投資少、運行成本低、出水水質穩定，滿足工程化的要求，便於大規模推廣應用。
圖I是本發明實施例I處理出水COD去除運行情況 圖2是本發明實施例I處理出水色度去除運行情況 圖3是本發明實施例2處理出水COD去除運行情況 圖4是本發明實施例2處理出水色度去除運行情況 圖5是本發明實施例3處理出水COD去除運行情況 圖6是本發明實施例3處理出水色度去除運行情況 圖7是本發明實施例4處理出水COD去除運行情況 圖8是本發明實施例4處理出水色度去除運行情況 圖9是本發明實施例5處理出水COD去除運行情況 圖10是本發明實施例5處理出水色度去除運行情況 圖11是本發明實施例6處理出水COD去除運行情況 圖12是本發明實施例6處理出水色度去除運行情況 圖13是本發明用於酒糟廢水或澱粉質原料生物化工廢水經生化後出水的深度處理方法的エ藝流程圖。
具體實施例方式下面結合實施實例對本發明作進ー步說明，但是本發明要求的保護範圍並不局限於實施例所表述的範圍。實例I :以木薯酒精發酵及系列生物化工產品(こ酸、こ酸こ酷、こ酸丁酷、季戊四醇、こニ醛、苯甘氨酸、合成氨)廢水經過生化系統(a2/o，各種形式的好氧)處理後的出水，COD 在 400mg/L 左右。採用雙氧水為氧化劑，催化劑選用鋼管廠廢酸，所用的酸鹼為濃硫酸和氫氧化鈉。具體操作(I)生化出水進入PH調節池投加鐵鹽或廢酸1000-3000ppm，然後加入少量的酸調整PH到5-6，再加入雙氧水300-400 ppm，氧化反應I小時，加鹼調整PH到5_6，絮凝沉澱，然後進入ニ級氧化反應操作同(I )，處理完的出水達標排放。連續運行半個月以上，穩定達到排放要求，COD低於50mg/L，色度低於10倍。
運行結果如圖I、圖2所示。實驗ニ以玉米澱粉發酵生產阿維菌素廢水經過生化系統處理後的出水，C0D=300-500mg/L。採用雙氧水為氧化劑,催化劑選用鋼管廠廢酸,所用的酸鹼為濃硫酸和氫氧化鈉。具體操作(I)生化出水進入PH調節池投加鐵鹽或廢酸1000-3000ppm，然後加入少量的酸調整PH到5-6，再加入雙氧水200-400 ppm，氧化反應I小時，加鹼調整PH到5_6，絮凝沉澱，然後進入ニ級氧化反應操作同(I)，處理完的出水處理結果如圖3、圖4所示。實驗三以玉米澱粉生產土黴素エ藝過程產生的廢水經生化處理後的出水，COD在300mg/L左右，色度在80-120倍。本方法採用雙氧水為氧化劑，催化劑選用鋼管廠廢酸，所用的酸鹼為濃硫酸和氫氧化鈉。具體操作(I)生化出水水量為10m3/h，進入PH調節池投加鐵鹽或廢酸1000-3000ppm，然後加入少量的酸調整PH到5-6，再加入雙氧水200-400 ppm，氧化反應I小時，加鹼調整PH到5-6，絮凝沉澱，然後進入ニ級氧化反應操作同(I),處理完的出水達標排放。處理結果如圖5、圖6所示，連續運行半個月以上，出水COD穩定低於50mg/L，色度低於10倍。實驗四以玉米澱粉生產鏈黴素エ藝過程中產生的廢水經生化處理後的出水，C0D=200 mg/Lo採用雙氧水為氧化劑，催化劑選用鋼管廠廢酸，所用的酸鹼為濃硫酸和氫氧化鈉。具體操作(I)生化出水水量為20m3/h，進入PH調節池投加鐵鹽或廢酸1000-3000ppm，然後加入少量的酸調整PH到5-6，再加入雙氧水200-400 ppm，氧化反應I小時，加鹼調整PH到5-6，絮凝沉澱，然後進入ニ級氧化反應操作同(I )，處理完的出水達標排放。 處理結果如圖7、圖8所示連續運行半個月以上，出水COD穩定低於50mg/L，色度低於10倍。實驗五以紅薯澱粉及變形澱粉生產エ藝產生的廢水經生化處理後的出水，COD=IOO mg/Lo
採用雙氧水為氧化劑，催化劑選用鋼管廠廢酸，所用的酸鹼為濃硫酸和氫氧化鈉。具體操作(I)生化出水水量為20m3/h，進入PH調節池投加鐵鹽或廢酸1000-3000ppm，然後加入少量的酸調整PH到5-6，再加入雙氧水200-400 ppm，氧化反應I小時，加鹼調整PH到5-6，絮凝沉澱，處理完的出水達標排放。處理結果如圖9、圖10所示連續運行半個月以上，出水COD穩定低於50mg/L，色度低於10倍。實驗六以馬鈴薯澱粉及深加工產品エ藝廢水生化出水，COD在150 mg/L左右。採用雙氧水為氧化劑,催化劑選用鋼管廠廢酸,所用的酸鹼為濃硫酸和氫氧化鈉。具體操作(I)生化出水水量為30m3/h，進入PH調節池投加鐵鹽或廢酸1000-3000ppm，然 後加入少量的酸調整PH到5-6，再加入雙氧水200-400 ppm，氧化反應I小時，加鹼調整PH到5-6，絮凝沉澱，然後進入ニ級氧化反應操作同(I )，處理完的出水達標排放。處理結果如圖11、圖12所示連續運行半個月以上，出水COD穩定低於50mg/L，色度低於10倍。
權利要求
1.一種用於酒糟廢水或澱粉質原料生物化工廢水經生化後出水的深度處理方法，其特徵在於包括以下エ藝步驟 (1)生化出水進入PH調節池加酸調整PH到5-6，同時加入催化劑和強氧化劑； (2)用曝氣裝置對氧化池的廢水進行空氣曝氣氧化處理，持續空氣曝氣氧化處理O.5-6小時； (3)氧化池出水進入PH調節池加鹼調整廢水PH值到6-9； (4)調整PH值到6-9的廢水進入絮凝反應池，同時投加絮凝劑； (5)廢水沉澱4-6小吋。
2.如權利要求I所述的用於酒糟廢水或澱粉質原料生物化工廢水經生化後出水的深度處理方法，其特徵在於其還包括如下エ藝對所產生汙泥進行資源化處理 (1)取深度處理後化學汙泥進入PH調節池加酸調整PH到1-2，同時攪拌使化學汙泥充分溶解； (2)溶解後的化學汙泥酸溶液加入氧化劑後進入氧化池； (3)用曝氣裝置對氧化池中的化學汙泥酸溶液進行空氣曝氣氧化處理，持續空氣曝氣氧化處理O. 5-6小時；有機物的去除率可以達到90%以上； (4)氧化池流出的化學汙泥酸溶液過濾除去不溶物後回用到廢水的深化處理工藝系統中，繼續作為催化劑使用。
3.如權利要求I所述的用於酒糟廢水或澱粉質原料生物化工廢水經生化後出水的深度處理方法，其特徵在幹所述的廢水包括對木薯、紅薯、玉米、馬鈴薯為原料加工澱粉的廢水，以及以其為澱粉原料進行生物發酵及發酵深加工エ藝過程中產生的廢水，包括以木薯、紅薯、玉米、馬鈴薯為澱粉質原料製備酒精、阿維菌素、土黴素、鏈黴素エ藝過程中產生、經過常規生化系統處理後需要深度處理工藝處理的廢水。
4.如權利要求I所述的用於酒糟廢水或澱粉質原料生物化工廢水經生化後出水的深度處理方法，其特徵在於所述加酸調整PH到5-6エ藝中所用的酸是鹽酸、硫酸、磷酸、有機酸、含鐵離子的廢硫酸或廢鹽酸液，優選含鐵離子的廢硫酸或廢鹽酸。
5.如權利要求I所述的用於酒糟廢水或澱粉質原料生物化工廢水經生化後出水的深度處理方法，其特徵在於所述的催化劑是含鐵的鹽或廢酸，即含ニ價鐵或三價鐵的鐵鹽及聚合鐵鹽、聚合鋁鐵鹽。
6.如權利要求I所述的用於酒糟廢水或澱粉質原料生物化工廢水經生化後出水的深度處理方法，其特徵在於所述的氧化劑是雙氧水。
7.如權利要求I所述的用於酒糟廢水或澱粉質原料生物化工廢水經生化後出水的深度處理方法，其特徵在幹所述加鹼調整廢水PH值到6-9エ藝中所用的鹼是熟石灰、燒鹼或純鹼。
8.如權利要求I所述的用於酒糟廢水或澱粉質原料生物化工廢水經生化後出水的深度處理方法，其特徵在於所述的絮凝劑是陽離子型、非離子型或陰離子型聚丙烯醯胺。
9.如權利要求I或2所述的用於酒糟廢水或澱粉質原料生物化工廢水經生化後出水的深度處理方法，其特徵在於所述的空氣曝氣氧化處理工藝含ニ級及多級氧化方式，優選採用多級氧化方式。
全文摘要
本發明公開了一種用於酒糟廢水或澱粉質原料生物化工廢水經生化後出水的深度處理方法，涉及廢水處理技術領域。其包括生化出水進入pH調節池加酸調整pH到5-6，同時加入催化劑和強氧化劑；用曝氣裝置對氧化池的廢水進行空氣曝氣氧化處理，持續空氣曝氣氧化處理0.5-6小時；氧化池出水進入pH調節池加鹼調整廢水pH值到6-9；調整pH值到6-9的廢水進入絮凝反應池，同時投加絮凝劑；廢水沉澱4-6小時。用本發明方法處理後的廢水COD小於50mg/L，廢水色度去除率大於、等於99%，水質色度指標低於10倍。本發明處理成本低、運行穩定、處理效率高、可工業化使用，而且投資少、便於推廣使用。
文檔編號C02F9/04GK102659260SQ201210133799
公開日2012年9月12日 申請日期2012年5月3日 優先權日2012年5月3日
發明者楊雲軍, 田雪輝 申請人:山東博洋環境資源有限公司