一種用于冷飲廢水的處理方法及模塊化集成系統與流程

本發明屬于環境治理和資源化利用技術領域，具體涉及一種用于冷飲廢水的處理方法及模塊化集成系統，針對冷飲廠在生產過程中產生的高濃度有機廢水處理的問題，進行工藝集成與參數化設計，實現工藝模塊化、智能化、集成化。

背景技術：

隨著改革開放的深入，我國經濟出現了突飛猛進的發展，人均收入持續增長。隨著人們生活水平提高，人們開始進入后飲食時代，其顯著特點就是的：“飲”，不再局限在飲水上，還要喝點酒，喝點冷飲，喝點咖啡。因此以冰淇淋為主的冷飲和以巧克力為主的甜品出現了快速的增長。與此同時，冷飲生產的廢水量也逐年遞增，對環境產生了極大的影響。冷飲生產主要原料是麥芽糖、奶粉、巧克力、奶油、香精等，產生的廢水中主要含乳脂肪、乳糖、乳蛋白、硝酸、動植物油、膠體、酸堿及無機鹽等，為高濃度有機廢水，主要污染物指標為：CODCr 4000～6000mg/L；BOD5 3000～5000mg/L；pH 5～7；SS 1000～3000mg/L；油脂1200～1500mg/L，具有漂浮物多、濃度高、易酸化等特點，并且廢水中的油脂類物質對生化處理有一定的影響，表現為：①容易漂浮的油脂使菌體難以長時間保留；②脂類降解產生的LCFA對厭氧微生物有嚴重的抑制。由于冷飲廠具有企業小、缺乏專業技術人員，而冷飲廢水又具有水量小、濃度高、含油脂類物質高的特點，并且一般冷飲廠內都有回用水需求，因此冷飲廢水處理亟需一種處理效果好、操作簡便、占地小、投資低，并且可實現廢水全部回用的污水處理技術。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題在于提供一種用于冷飲廢水處理的模塊化集成工藝方法，針對冷飲廠在生產過程中產生的高濃度有機廢水處理的問題，進行工藝集成與參數化設計，實現工藝模塊化、智能化、集成化。

本發明是這樣實現的，

一種用于冷飲廢水模塊化集成系統，該系統包括：

在線監測系統，設置在進水端，通過對來原水的水質信息收集、分析，將結果輸出；

自動控制系統，接收在線監測系統的輸出結果，并向個模塊或子模塊單元發出信號，以控制整體工藝的自動化運行；

固液分離模塊，與進水端連接，包括側流離心過濾器和精細格柵，由所述自動控制系統根據所述在線監測系統的輸出結果選擇廢水通過側流離心過濾器或精細格柵；

一級物化模塊，接收固液分離模塊的處理后的廢水，調節設置調節均合和絮凝氣浮，集成為一反應器內，由所述自動控制系統控制；

二級生化模塊，處于一級物化模塊的下一級處理，串聯設置厭氧子模塊和好氧子模塊；

深度處理模塊，經過二級生化模塊處理后的生化水進入所述深度處理模塊，包括依次串聯設置的沉淀池、濾布轉盤以及紫外線消毒子模塊。

進一步地，所述自動控制系統根據含砂量控制所述固液分離模塊的側流離心過濾器和精細格柵的運行，條件為：當含砂量大于10％時，固液分離模塊運行精細格柵，當含砂量范圍5％-10％，固液分離模塊運行側流離心過濾器。

進一步地，所述一級物化模塊調節容積為日均處理水量的5～8倍，根據水溫選擇絮凝氣浮藥劑，當溫度低于10℃，投加三氯化鐵與HPAM聯合使用；當溫度高于10℃，投加PAC與HPAM聯合使用。

進一步地，所述厭氧子模塊包括完全混合厭氧接觸池與高效厭氧濾池串聯后同時運行以及通過控制后，水流不經過完全混合厭氧接觸池只經過高效厭氧濾池的結構；當進水c(SCOD)<6000mg/L時，厭氧子模塊運行高效厭氧濾池；當進水c(SCOD)>6000mg/L時，厭氧子模塊同時運行完全混合厭氧接觸池和高效厭氧濾池。

進一步地，所述好氧子模塊包括并聯結構的半間歇式生物轉盤與生物接觸氧化池；當二級生化出水要求SS小于20mg/L或TN小于20mg/L或TP小于1mg/L時，好氧子模塊運行生物接觸氧化池；當二級生化出水要求SS小于10mg/L或TN小于15mg/L或TP小于0.5mg/L時，二級好氧生化子模塊運行半間歇式生物轉盤。

一種用于冷飲廢水的處理方法，包括：

通過對來原水的水質信息收集、分析；

固液分離，分離冷飲廢水中掉入廢水池的廢棄雪糕木棍和部分食物殘渣等有機質；

對固液分離后的水進行一級物化處理，調節用于設置調節均合和絮凝氣浮；

對物化處理水進行厭氧和好氧的二級生化處理；

經過二級生化模塊處理后的生化水進入依次經過沉淀池、濾布轉盤以及紫外線消毒。

進一步地，固液分離包括：根據含砂量選擇側流離心過濾或精細格柵過濾，條件為：當含砂量大于10％時，運行精細格柵過濾，當含砂量范圍5％-10％，運行側流離心過濾。

進一步地，所述一級物化處理包括調節容積為日均處理水量的5～8倍，根據水溫選擇絮凝氣浮藥劑，當溫度低于10℃，投加三氯化鐵與HPAM聯合使用；當溫度高于10℃，投加PAC與HPAM聯合使用。

進一步地，二級生化處理包括當進水c(SCOD)<6000mg/L時，進行高效厭氧濾池；當進水c(SCOD)>6000mg/L時，依次進行完全混合厭氧接觸池和高效厭氧濾池。

進一步地，當二級生化出水要求SS小于20mg/L或TN小于20mg/L或TP小于1mg/L時，進行生物接觸氧化處理；當二級生化出水要求SS小于10mg/L或TN小于15mg/L或TP小于0.5mg/L時，進行半間歇式生物轉盤處理。

本發明與現有技術相比，有益效果在于：

1、適于濃度高、成分復雜且波動大的小、快、散冷飲廠生產廢水處理；

2、工藝組合模塊化程度高，有利于技術轉化為集成設備，節省空間；

3、工藝組合技術先進，能夠同時處理COD、氮、磷，穩定達標，出水可再生利用；

附圖說明

圖1為本發明實施例提供的系統結構示意圖。

圖2本發明實施例提供的方法流程圖。

1、在線監測系統；2、固液分離模塊；3、一級物化模塊；4、二級生化模塊；5、深度處理模塊；6、自動控制系統。

a.側流離心過濾器；b.精細格柵；c.氣浮調節池；d.高效厭氧濾池；e.完全混合接觸氧化反應器；f.半間歇式生物轉盤；g.生物接觸氧化池；h.沉淀池；i.濾布轉盤；j.紫外線消毒子模塊。

具體實施方式

為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。

本發明根據冷飲廢水的特點，以及廢水處理工藝的要求，如：技術成熟可靠、運行穩定、維護管理方便及經濟適用等原則，對冷飲生產廢水處理工藝進行選擇。

由于冷飲生產廢水含有易于降解的高濃度有機污染物，可生化性較好，因此適宜采用生物法處理。因單一的厭氧工藝、好氧工藝均不能實現冷飲廢水中高濃度有機質的高效去除，將厭氧與好氧工藝聯合運行是十分必要的。

參見圖1，本發明所涉及的冷飲生產廢水集成技術方法由4個模塊組成：固液分離模塊2、一級物化模塊3、二級生化模塊4、深度處理模塊5，已經用于檢測的在線監測系統1和用于控制的自動控制系統6。

在線監測系統1設置在進水端，通過對來原水的水質信息收集、分析，將結果輸出；

自動控制系統6用于控制系統的，接收在線監測系統的輸出結果，并向個模塊或子模塊單元發出信號，以控制整體工藝的自動化運行；

固液分離模塊2與進水端連接，包括側流離心過濾器a和精細格柵b，由自動控制系統6根據所述在線監測系統的輸出結果選擇廢水通過側流離心過濾器a或精細格柵b；

一級物化模塊3接收固液分離模塊的處理后的廢水，包括氣浮調節池c，調節設置調節均合和絮凝氣浮，集成為一反應器內，由所述自動控制系統控制；

二級生化模塊4處于一級物化模塊3的下一級處理，串聯設置厭氧子模塊和好氧子模塊；

深度處理模塊5經過二級生化模塊4處理后的生化水進入所述深度處理模塊5，包括依次串聯設置的沉淀池h、濾布轉盤i以及紫外線消毒子模塊j。

固液分離模塊2主要為精細格柵b和側流離心過濾器a，主要分離冷飲廢水中掉入廢水池的廢棄雪糕木棍和部分食物殘渣等有機質，將大顆粒懸浮物或沉淀物從廢水中分離出來，避免后續處理設備堵塞，降低了廢水的有機負荷量。

精細格柵柵網孔徑范圍為3mm-5mm。

側流離心過濾器轉鼓長度為直徑的2.0～4.0倍，轉速與直徑滿足

n²·D·10^-6＝2.3～3.0

n-轉速r/min；D-直徑m。

一級物化模塊主要設置調節均合和絮凝氣浮功能，并集成于同一反應器內。調節容積為日均處理水量的5～8倍，絮凝氣浮藥劑根據水溫選擇，當溫度低于10℃，投加三氯化鐵與HPAM(聚丙烯酰胺)聯合使用；當溫度高于10℃，投加PAC(聚合氯化鋁)與HPAM(聚丙烯酰胺)聯合使用。

二級生化模塊主要包括厭氧子模塊和好氧子模塊，其中厭氧子模塊包括高效厭氧濾池d和完全混合厭氧接觸池e，好氧子模塊包括半間歇式生物轉盤f、生物接觸氧化池g(A/O二段方式運行)。厭氧子模塊包括完全混合厭氧接觸池與高效厭氧濾池串聯后同時運行以及通過控制后，水流不經過完全混合厭氧接觸池只經過高效厭氧濾池的結構。好氧子模塊包括并聯結構的半間歇式生物轉盤與生物接觸氧化池。

高效厭氧濾池是一種內部裝填有微生物載體(即濾料)的厭氧生物反應器，采用新型聚酯纖維球濾料作為載體，空隙率達到85％，比表面積50000～100000m²/g，厭氧微生物部分附著生長在濾料上，形成厭氧生物膜，部分在濾料空隙間懸浮生長，固液分離出流流經掛有生物膜的濾料，生物膜表面吸附水中的有機物，通過生物膜中的微生物降解轉化，主要應用于溶解性有機物濃度高的水質，最大有機負荷通常在8～18kgCOD/(m³·d)之間，凈化后的水通過排水設備排至池外，所產生的沼氣被收集利用。

完全混合厭氧接觸池e，反應池內設置異流折板，污水有設置在每個折板間隔底部的布水器進入反應器，折板水流以上下折流的形式流經整個反應區，創造了良好的水力條件，使反應器的容積利用率大幅提高，具有穩定的生物固體截留能力及微生物種群分布條件，適于處理高濃度的有機廢水，處理效果良好且穩定。

半間歇式生物轉盤f，采用兩級生物轉盤串聯布置，一級轉盤間歇運行，盤片表面有機負荷12～15g BOD₅/(m²·d)；二級生物轉盤連續運行。

生物接觸氧化池g，以A/O方式運行，缺氧、好氧時間比1:(3～5)，反應時間根據進水濃度改變，當進水COD(化學需氧量)濃度小于500mg/L時，好氧時間8～12h；當進水COD濃度500～2000mg/L時，好氧時間12～16h；當進水COD濃度大于2000mg/L時，好氧時間大于16h。反應器在缺氧時間段進水，在好氧時間段出水，此方式運行無需沉淀工序。

厭氧子模塊和好氧子模塊兩者串聯布置。

三級深度處理模塊主要設置沉淀池h、濾布轉盤i、紫外線消毒子模塊j，三者串聯布置。

參見圖2，本發明實施例采用上述的系統進行冷飲廢水的處理方法：

在進水端設置在線監測系統，通過對來原水的水質信息收集、分析，將結果輸出至自動控制系統，由自動控制系統向個模塊或子模塊單元發出信號，以控制整體工藝的自動化運行。

當含砂量大于10％時，固液分離模塊運行精細格柵，當含砂量范圍5％—10％，固液分離模塊運行側流離心過濾器。

當進水c(SCOD)(溶解性化學需氧量)<6000mg/L時，二級厭氧生化子模塊運行高效厭氧濾池；當進水c(SCOD)>6000mg/L時，二級厭氧生化子模塊運行完全混合厭氧接觸池和高效厭氧濾池。

當二級生化出水要求SS(懸浮物)小于20mg/L或TN(總氮)小于20mg/L或TP(總磷)小于1mg/L時，二級好氧生化子模塊運行生物接觸氧化。當二級生化出水要求SS小于10mg/L或TN小于15mg/L或TP小于0.5mg/L時，二級好氧生化子模塊運行半間歇式生物轉盤。

需要說明的是，任何水質條件下，一級物化模塊、深度處理模塊均需運行。

以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。