木薯燃料乙醇廢水的處理方法
【專利摘要】本發明提供了木薯燃料乙醇廢水的處理方法，包括：預處理工藝、濃液處理工藝、稀液處理工藝、污泥處理工藝以及好氧生化與深度處理工藝。本發明的方法可提高耐沖擊負荷能力、剩余污泥產量少，而且產生的剩余污泥全部為消化污泥。
【專利說明】
木薯燃料乙醇廢水的處理方法
技術領域
[0001]本發明涉及廢水的處理方法，更具體地，涉及木薯燃料乙醇廢水的處理方法。
【背景技術】
[0002]目前，隨著能源需求的日益增長和石油供應緊張的矛盾加劇，以及全球環境壓力的不斷加大，燃料乙醇以其清潔、環保和可再生性得到世界各國的普遍關注。近年來，高油價促使各國政府積極推動燃料乙醇的發展，美國、歐洲和亞洲等國家和地區的生物燃料政策發生重大變化，大幅提高生物燃料的發展目標，同時加大政策支持力度，推動燃料乙醇產能不斷擴大，產量迅速增長。但目前燃料乙醇的生產還主要來自糖類和淀粉發酵，面對世界人口的急劇膨脹和糧食短缺，用糧食生產酒精的局限性非常明顯，因此以木薯為原料的燃料乙醇生產技術引起世界范圍的重視。
[0003]木薯燃料乙醇生產發酵過程中，會產生大量高濃度的有機廢水。該廢水中含有大量的有機化合物及懸浮物(SS)，C0D高達30000-90000mg/L，并且木薯酒精發酵過程中排出的廢水溫度普遍在60°C?70°C，酸性強。如果不對其妥善處理，會對酒精廠附近的河流、地表環境造成污染。
[0004]木薯燃料乙醇廢水常用處理工藝有2種，即全糟處理工藝和清液處理工藝。全糟工藝廢水不經固液分離設備，直接進入全渣厭氧消化裝置。該工藝具有管理簡單，沼氣產量大，運行穩定，污泥剩余量少等優點。但一次性基建投資較大，工藝調試運行靈活性較差。清液處理工藝為廢水首先進入較徹底的固液分離設備，將其中的SS分離出90 %以上，再經脫水和烘干，最終用于鍋爐燃燒，或制成肥料、飼料等，這種工藝只有不到10%SS進入厭氧處理設施。因此，沼氣產量少，固液分離設備投資大，管理麻煩，有大量無機污泥需外運或處理。
【發明內容】
[0005]為了克服目前木薯燃料乙醇廢水的處理方法的耐沖擊負荷能力低、沉渣產量大、剩余污泥產量大等特點，本發明提供了一種木薯燃料乙醇廢水的處理方法，該方法可提高耐沖擊負荷能力、沉渣產量小、剩余污泥產量少，而且產生的污泥全部為消化污泥。
[0006]本發明提供了一種木薯燃料乙醇廢水的處理方法，包括:預處理工藝，所述預處理工藝包括依次通過沉砂器、第一換熱器、集水池和0.3_柵隙的旋轉濾網處理廢水，其中，所述0.3mm柵隙的旋轉濾網將廢水分成濃液和稀液;濃液處理工藝，所述濃液處理工藝包括依次通過濃液調節池、第一高溫連續攪拌厭氧反應器(CSTR)、沉淀池、第二換熱器、中溫CSTR、第一氣浮進水罐和第一厭氧氣浮處理所述濃液;稀液處理工藝，所述稀液處理工藝包括依次通過稀液調節池、第二高溫CSTR、第二氣浮進水罐、第二厭氧氣浮、第三換熱器、中溫厭氧顆粒污泥膨脹床反應器(EGSB)、第三氣浮進水罐和第三厭氧氣浮處理所述稀液;污泥處理工藝，所述污泥處理工藝包括依次通過污泥濃縮池、污泥儲池和離心機處理污泥；以及好氧生化與深度處理工藝，所述好氧生化與深度處理工藝包括依次通過SBR、二沉池、O3臭氧催化氧化池和BAF處理來自所述第三厭氧氣浮的出水。
[0007]在上述處理方法中，其中，所述0.3mm柵隙的旋轉濾網將廢水分成濃液和稀液包括:所述濃液中的水量占總廢水量的20 %?30 %，所述濃液中的懸浮物占總廢水中的懸浮物的70%?80 %。
[0008]在上述處理方法中，還包括:當發生事故時，通過事故池收集所述濃液調節池和所述稀液調節池產生的事故廢水。
[0009]在上述處理方法中，其中，所述沉砂器用于分離廢水中的砂粒。
[0010]在上述處理方法中，其中，所述第一氣浮進水罐、所述第二氣浮進水罐和所述第三氣浮進水罐分別用于調節進入所述第一厭氧氣浮、所述第二厭氧氣浮和所述第三厭氧氣浮的水量。
[0011]在上述處理方法中，其中，所述中溫CSTR和所述中溫厭氧顆粒污泥膨脹床反應器(EGSB)的工作溫度范圍為35±2°C。
[0012]在上述處理方法中，其中，所述第三厭氧氣浮的出水的⑶D〈1200mg/L并且BOD5/C0D>0.3o
[0013]在上述處理方法中，其中，所述污泥濃縮池接收來自所述第一高溫連續攪拌厭氧反應器(CSTR)、所述沉淀池、所述中溫CSTR、所述第一厭氧氣浮、所述第二高溫CSTR、所述第二厭氧氣浮和所述第三厭氧氣浮的污泥。
[0014]在上述處理方法中，其中，所述二沉池產生的污泥排入所述稀液調節池進行處理。
[0015]在上述處理方法中，還包括:通過沼氣收集、凈化、穩壓系統收集所述第一高溫連續攪拌厭氧反應器(CSTR)、所述中溫CSTR、所述第二高溫CSTR、所述中溫厭氧顆粒污泥膨脹床反應器(EGSB)、所述污泥濃縮池和所述污泥儲池產生的沼氣。
[0016]相對于現有技術，本發明具有以下有益效果:
[0017](I)本發明的木薯燃料乙醇廢水的處理方法根據實際企業水質和規模，對工藝系統進行優化，節省投資，自控程度高，對廢物充分利用并將其資源化，如沼氣回收利用等；
[0018](2)本發明的木薯燃料乙醇廢水的處理方法所采用的工藝和設備都是先進、成熟的工藝和設備，從而可保證其出水水質達到業主和相關規范的需要；
[0019](3)本發明的木薯燃料乙醇廢水的處理方法耐沖擊負荷強、運行穩定可靠，可以滿足一定范圍內水質、水量的波動變化；
[0020](4)本發明的木薯燃料乙醇廢水的處理方法剩余污泥產量少，且全部為消化污泥，有效地減化了污泥處理設備和投資；
[0021](5)本發明的木薯燃料乙醇廢水的處理方法的厭氧工藝處理效率高，出水水質好(當進水COD為60000mg/L?80000mg/L時，出水水質:C0D< 1200mg/L，BOD5 (生化需氧量)/COD(化學需氧量)>0.3)，后續好氧處理工藝只需采用一級好氧+深度處理，而常規處理工藝需采用二級好氧+深度處理。可見，該工藝顯著地減少了好氧工藝進水水質負荷，減化了好氧工藝，減少了好氧構筑物體積，節省了好氧投資；
[0022](6)本發明的木薯燃料乙醇廢水的處理方法利用高溫CSTR反應器的耐沖擊負荷能力強的特點，對廢水直接進行處理，而無須進行水質的預調節，節省了加藥裝置，減化了操作程序，節省了投資；
[0023](7)本發明的木薯燃料乙醇廢水的處理方法充分實現操作自動化，減輕勞動強度；
[0024](8)本發明的木薯燃料乙醇廢水的處理方法所使用的設備兼顧穩定性、通用性、方便管理及價格合理等特點；
[0025](9)本發明的木薯燃料乙醇廢水的處理方法在工廠規劃初期合理布局，采取相應措施，合理控制噪音及氣味，并妥善處理固體廢物，避免二次污染。
【附圖說明】
[0026]圖1示出了本發明的木薯燃料乙醇廢水的處理方法的結構框圖。
【具體實施方式】
[0027]下面的實施例可以使本領域技術人員更全面地理解本發明，但不以任何方式限制本發明。本發明的實施方法并不局限于本實施例，除非特別說明，本發明采用的材料和工藝方法為本技術領域常規材料和工藝方法。
[0028]本發明提供了一種木薯燃料乙醇廢水的處理方法，該處理方法包括預處理工藝、濃液處理工藝、稀液處理工藝、污泥處理工藝和好氧生化+深度處理工藝五個部分。預處理工藝裝置包括依次連接的沉砂器、換熱器、集水池、0.3_柵隙的旋轉濾網。濃液處理工藝裝置包括依次連接的濃液調節池、高溫連續攪拌厭氧反應器(Continuously Stirred TankReactor，CSTR)、沉淀池、換熱器、中溫CSTR厭氧反應器、氣浮進水罐、厭氧氣浮。稀液處理工藝裝置包括依次連接的稀液調節池、高溫CSTR厭氧反應器、氣浮進水罐、厭氧氣浮、換熱器、中溫厭氧顆粒污泥膨脹床反應器(Expanded Granular Sludge Blanket Reactor ,EGSB)、氣浮進水罐、厭氧氣浮。污泥處理工藝裝置包括依次連接的污泥濃縮池、污泥儲池、臥式螺旋離心機。好氧生化+深度處理工藝裝置包括依次連接的序批式反應器(Sequencing BatchReactor，SBR)、二沉池、O3臭氧催化氧化池及曝氣生物濾池(B1logical Aerated Filter,BAF)0
[0029]廢水處理裝置還包括事故池，濃液調節池、稀液調節池與事故池連接。
[0030]廢水處理裝置還包括若干風機，SBR工藝裝置與風機相連。
[0031 ] 0.3mm柵隙的旋轉濾網將廢水分成濃液和稀液，濃液中的水量占總廢水量的20 %?30 %或以下，濃液中的懸浮物占總廢水中的懸浮物的70 %?80 %或以上，濃液進入濃液處理工藝;剩下含不到30%懸浮物的稀液進入稀液處理工藝。
[0032]鐘式沉砂器利用傳動裝置帶動轉盤和斜坡式葉片所產生的離心力，把砂粒甩向池壁，掉入砂斗，對廢水中有機物和砂粒進行有效的分離。
[0033]CSTR厭氧反應器是一種完全混合消化器，可以直接處理懸浮固體含量較高或顆粒較大的廢水，為后續處理創造了良好的條件，并且產生可回收利用的生物能沼氣。
[0034]EGSB通過顆粒污泥床的膨脹以改善廢水與微生物之間的接觸，強化傳質效果，以提高反應器的生化反應速度，從而大大提高反應器的處理效能。
[0035]氣浮進水罐的主要作用是對進入厭氧氣浮裝置的水量進行調節，進一步保證了系統運行的穩定。
[0036]SBR工藝的曝氣、沉淀、出水排放和污泥回流均在一個池中進行，工藝運行方式可靈活調整，在單一池內能夠取得降解有機物、脫氮和除磷的良好效果。
[0037]03+BAF工藝利用O3的強氧化性去除廢水的色度以及提高廢水的可生化性，同時結合此時廢水中COD濃度不高的特點，采用對低濃度廢水具有高效處理性能的BAF工藝進一步去除廢水中的有機物。
[0038]圖1示出了本發明的木薯燃料乙醇廢水的處理方法的結構框圖。如圖1所示，木薯燃料乙醇廢水首先進入鐘式沉砂器I，在鐘式沉砂器I的離心力的作用下對廢水的大顆粒無機物(例如，砂粒等)進行分離，分離出的沉渣外運。經鐘式沉砂器I處理后的廢水進入換熱器2，將廢水由70 土 5 °C換熱到55 ± 2 °C，換熱后的廢水進入集水池3。集水池3對廢水起水量調節作用，使廢水可以連續流入0.3mm柵隙的旋轉濾網4。廢水經0.3mm柵隙的旋轉濾網4處理后被分為濃液和稀液兩部分，濃液中的水量占總廢水量的20 %?30 %或以下，濃液中的懸浮物占總廢水中的懸浮物的70 %?80 %或以上，濃液進入濃液處理工藝；剩下含不到30 %懸浮物的稀液進入稀液處理工藝。
[0039]濃液首先進入濃液調節池5，進行均質均量調節。調節后的濃液進入高溫CSTR 6進行厭氧發酵處理，對濃液中的高C0D、高SS、TN(總氮)和TP(總磷)等進行去除和降解，通過厭氧微生物的產酸產甲烷反應對廢水酸堿度進行調節，并對產生的沼氣進行收集。高溫CSTR6出水進入沉淀池7進行泥水分離，沉淀池7中的污泥部分回流至高溫CSTR 6以保持高溫CSTR 6中的污泥濃度，部分排放到污泥濃縮池24，進行后續的消化污泥處理。沉淀池7出水經換熱器8將廢水溫度調節到中溫厭氧微生物適合的溫度范圍35±2°C。換熱器8出水進入中溫CSTR 9進行厭氧發酵，對濃液中的C0D、SS進一步處理。中溫CSTR 9出水依次進入氣浮進水罐10和厭氧氣浮裝置11以去除濃液中的SS，從而減小厭氧氣浮裝置11出水給稀液調節池12帶來的沖擊。
[0040]稀液及厭氧氣浮裝置11出水進入稀液調節池12，進行均質均量調節。調節后的稀液進入高溫CSTR 13進行厭氧發酵處理，對稀液中的高C0D、高SS、TN和TP等進行去除和降解，通過厭氧微生物的產酸產甲烷反應對廢水酸堿度進行調節，并對產生的沼氣進行收集。高溫CSTR 13出水進入氣浮進水罐14和厭氧氣浮裝置15以去除廢水中的SS。厭氧氣浮裝置15出水經換熱器16將廢水溫度調節到中溫厭氧微生物適合的溫度范圍35±2°C。換熱器16出水進入中溫EGSB 17進行厭氧發酵，對稀液中的⑶D、SS進一步處理。中溫EGSB 17出水依次進入氣浮進水罐18和厭氧氣浮裝置19以去除稀液中的SS。
[0041 ] 厭氧氣浮裝置19出水水質⑶D〈1200mg/L、B/C>0.3，有利于后續的好氧處理。厭氧氣浮裝置19產生的污泥排入稀釋調節池12進行處理。厭氧氣浮裝置19出水進入SBR好氧處理工藝裝置20，進一步去除COD、BOD5、氮、磷等污染。SBR好氧處理工藝裝置20出水進入二沉池21進行污水分離，二沉池21同時起均勻水量作用。二沉池21出水進入O3催化氧化池22，03催化氧化池22的主要作用是去除水的色度，并提高出水的B/C比。O3催化氧化池22出水進入BAF池，經過BAF池的生物降解和固液分離作用，使出水水質滿足《污水綜合排放標準》(GB8978-88) —級標準的排放要求。
[0042]污泥濃縮池24接收來自于高溫CSTR 6、沉淀池7、中溫CSTR 9、厭氧氣浮裝置11、高溫CSTR 13、厭氧氣浮裝置15、厭氧氣浮裝置19產生的剩余污泥，經濃縮處理后，污泥排入污泥儲池25，分離出的廢水回流到濃液調節池5。污泥儲池25的污泥經臥式螺旋離心機26處理后，產生的污泥送至鍋爐燃燒或外運，產生的水回流至濃液調節池5。二沉池21產生的污泥排入稀液調節池12進行處理，不另設污泥處置設施。
[0043]高溫CSTR 6、中溫CSTR 9、高溫CSTR 13、中溫EGSB 17、污泥濃縮池24和污泥儲池25產生的沼氣經沼氣收集、凈化、穩壓系統27收集，經過穩壓后的沼氣部分用于本流程的各處厭氧氣浮，剩余沼氣根據業主需要進行使用。
[0044]事故池28用于收集事故時濃液調節池5和稀液調節池12產生的事故廢水。
[0045]本領域技術人員應理解，以上實施例僅是示例性實施例，在不背離本發明的精神和范圍的情況下，可以進行多種變化、替換以及改變。
【主權項】
1.一種木薯燃料乙醇廢水的處理方法，包括: 預處理工藝，所述預處理工藝包括依次通過沉砂器、第一換熱器、集水池和0.3mm柵隙的旋轉濾網處理廢水，其中，所述0.3_柵隙的旋轉濾網將廢水分成濃液和稀液； 濃液處理工藝，所述濃液處理工藝包括依次通過濃液調節池、第一高溫連續攪拌厭氧反應器(CSTR)、沉淀池、第二換熱器、中溫CSTR、第一氣浮進水罐和第一厭氧氣浮處理所述濃液； 稀液處理工藝，所述稀液處理工藝包括依次通過稀液調節池、第二高溫CSTR、第二氣浮進水罐、第二厭氧氣浮、第三換熱器、中溫厭氧顆粒污泥膨脹床反應器(EGSB)、第三氣浮進水罐和第三厭氧氣浮處理所述稀液； 污泥處理工藝，所述污泥處理工藝包括依次通過污泥濃縮池、污泥儲池和離心機處理污泥；以及 好氧生化與深度處理工藝，所述好氧生化與深度處理工藝包括依次通過SBR、二沉池、O3臭氧催化氧化池和BAF處理來自所述第三厭氧氣浮的出水。2.根據權利要求1的處理方法，其中，所述0.3mm柵隙的旋轉濾網將廢水分成濃液和稀液包括:所述濃液中的水量占總廢水量的20 %?30 %，所述濃液中的懸浮物占總廢水中的懸浮物的70%?80 %。3.根據權利要求1的處理方法，還包括: 當發生事故時，通過事故池收集所述濃液調節池和所述稀液調節池產生的事故廢水。4.根據權利要求1的處理方法，其中，所述沉砂器用于分離廢水中的砂粒。5.根據權利要求1的處理方法，其中，所述第一氣浮進水罐、所述第二氣浮進水罐和所述第三氣浮進水罐分別用于調節進入所述第一厭氧氣浮、所述第二厭氧氣浮和所述第三厭氧氣浮的水量。6.根據權利要求1的處理方法，其中，所述中溫CSTR和所述中溫厭氧顆粒污泥膨脹床反應器(EGSB)的工作溫度范圍為35±2°C。7.根據權利要求1的處理方法，其中，所述第三厭氧氣浮的出水的C0D〈1200mg/L并且B0D5/C0D>0.3o8.根據權利要求1的處理方法，其中，所述污泥濃縮池接收來自所述第一高溫連續攪拌厭氧反應器(CSTR)、所述沉淀池、所述中溫CSTR、所述第一厭氧氣浮、所述第二高溫CSTR、所述第二厭氧氣浮和所述第三厭氧氣浮的污泥。9.根據權利要求1的處理方法，其中，所述二沉池產生的污泥排入所述稀液調節池進行處理。10.根據權利要求1的處理方法，還包括: 通過沼氣收集、凈化、穩壓系統收集所述第一高溫連續攪拌厭氧反應器(CSTR)、所述中溫CSTR、所述第二高溫CSTR、所述中溫厭氧顆粒污泥膨脹床反應器(EGSB)、所述污泥濃縮池和所述污泥儲池產生的沼氣。
【文檔編號】C02F9/14GK105884127SQ201510783849
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2015年11月16日
【發明人】沈瑩, 邵志國, 王洪斌, 胡良, 葉萬東, 林清武, 趙放, 石俊, 張宇, 王利剛
【申請人】中國石油集團東北煉化工程有限公司吉林設計院