申請(qǐng)日2015.11.25
公開(公告)日2017.05.31
IPC分類號(hào)C02F9/14; C02F3/28; C02F103/36
摘要
本發(fā)明提供一種檸檬酸廢水處理方法,其步驟包括,檸檬酸生產(chǎn)混合廢水和厭氧出水混合后進(jìn)入酸化池,酸化一段時(shí)間;厭氧消化處理;稀釋后泵入IC厭氧器,進(jìn)行厭氧消化處理;厭氧處理后,接入調(diào)節(jié)池;低濃度廢水進(jìn)入調(diào)節(jié)池,與厭氧處理出水混合后,提升到兼氧接觸曝氣池處理,再接入生物接觸氧化池處理;再經(jīng)二次沉淀池后,出水排入排水總管;二次沉淀池污泥,部分回流到兼氧接觸曝氣池和IC厭氧器進(jìn)行分解,剩余污泥經(jīng)濃縮后,用板框壓濾機(jī)脫水,干污泥摻入煤中焚燒。本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有的檸檬酸廢水處理成本高難以應(yīng)用于工業(yè)的技術(shù)問(wèn)題,提供一種低成本,高COD和BOD降解率的檸檬酸廢水處理方法。
權(quán)利要求書
1.一種檸檬酸廢水處理方法,其特征在于,所述處理方法包括以下步驟:
第一步,檸檬酸生產(chǎn)混合廢水和厭氧出水混合后進(jìn)入酸化池,酸化一段時(shí)間;
第二步,厭氧消化處理;稀釋后泵入IC厭氧器,進(jìn)行厭氧消化處理;
第三步,厭氧處理后,接入調(diào)節(jié)池;
第四步,低濃度廢水進(jìn)入調(diào)節(jié)池,與厭氧處理出水混合后,提升到兼氧接觸曝氣池處理,再接入生物接觸氧化池處理;
第五步,再經(jīng)二次沉淀池后,出水排入排水總管;
第六步,二次沉淀池污泥,部分回流到兼氧接觸曝氣池和IC厭氧器進(jìn)行分解,剩余污泥經(jīng)濃縮后,用板框壓濾機(jī)脫水,干污泥摻入煤中焚燒。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檸檬酸廢水處理方法,其特征在于,所述IC厭氧器包括混合區(qū)、顆粒污泥膨脹區(qū)、精反應(yīng)區(qū)三個(gè)部分。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檸檬酸廢水處理方法,其特征在于,所述厭氧消化處理過(guò)程為廢水通過(guò)厭氧器底部的進(jìn)水口進(jìn)入,經(jīng)過(guò)布水器進(jìn)入顆粒污泥膨脹區(qū),廢水與顆粒污泥混合后,產(chǎn)生的沼氣經(jīng)過(guò)一級(jí)三相分離器后,大部分的顆粒污泥因受到三相分離器的阻擋沉降下來(lái),大量的沼氣和泥水經(jīng)過(guò)沿著上升管道上升至厭氧器頂端的氣液分離器,沼氣被分離出來(lái)并收集起來(lái),而泥水則經(jīng)過(guò)下降管道,重新回到厭氧器的底端,從而形成內(nèi)循環(huán),一部分的沼氣和泥水經(jīng)過(guò)一級(jí)三相分離器后,繼續(xù)上升至精反應(yīng)區(qū),經(jīng)過(guò)進(jìn)一步的處理后到達(dá)二級(jí)三相分離器,沼氣通過(guò)分離器后被收集起來(lái),大部分的泥水收到阻擋而沉降下來(lái),回到精反應(yīng)區(qū),一部分水則通過(guò)厭氧器頂端的出口排出。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的檸檬酸廢水處理方法,其特征在于,IC厭氧器處理產(chǎn)生的沼氣,經(jīng)淋洗器、脫硫裝置處理后,送入貯氣柜,經(jīng)阻火器供用戶使用。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檸檬酸廢水處理方法,其特征在于,所述酸化時(shí)間為1~6h。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檸檬酸廢水處理方法,其特征在于,所述IC厭氧器中厭氧水力停留時(shí)間為1~12h。
說(shuō)明書
一種檸檬酸廢水處理方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于廢水技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種檸檬酸廢水處理方法。
背景技術(shù)
檸檬酸具有溫和爽快的酸味,且安全無(wú)毒,因此被廣泛用與食品和飲料的酸味劑;因其能夠與二價(jià)和三價(jià)的陽(yáng)離子形成絡(luò)合物,也被用作金屬加工的螯合劑和洗凈劑;因其能夠加速角質(zhì)更新,有助于細(xì)致毛孔,溶解黑頭等,也被廣泛應(yīng)用與化妝品行業(yè)。檸檬酸的許多衍生物也能用于化工、制藥,禽畜飼料等行業(yè),例如,檸檬酸稀土是一種新型高效飼料添加劑,能夠促進(jìn)動(dòng)物生長(zhǎng),改善產(chǎn)品品質(zhì),提高抗病能力及成活率,提高飼料轉(zhuǎn)化率,縮短飼喂周期等特點(diǎn);檸檬酸根離子與鈣離子能形成一種難于解離的可溶性絡(luò)合物,能夠降低了血中鈣離子濃度,使血液凝固受阻,用作體外抗凝藥;檸檬酸-檸檬酸鈉緩沖液能用于煙氣脫硫等。因此,檸檬酸被廣泛用于食品飲料、化工、醫(yī)藥、化妝品、禽畜飼料、有機(jī)材料領(lǐng)域,是目前世界上需求量最大的一種有機(jī)酸。
檸檬酸生產(chǎn)有三種方法:水果提取法,化學(xué)合成法,生物發(fā)酵法。水果提取法成本較高,而化學(xué)合成法工藝復(fù)雜,安全性低,成本也高,因此,世界上檸檬酸生產(chǎn)最主要是應(yīng)用發(fā)酵法。發(fā)酵法又分為表面發(fā)酵法、深層發(fā)酵法和固體發(fā)酵法,目前我國(guó)檸檬酸生產(chǎn)主要是以玉米,薯干等為原料,采用黑曲霉檸檬酸生產(chǎn)菌進(jìn)行深層液體發(fā)酵。
我國(guó)從20世紀(jì)60年代初開始檸檬酸工業(yè)化生產(chǎn),70年代形成規(guī)模。近年來(lái),隨著檸檬酸生產(chǎn)技術(shù)的不斷發(fā)展,到20世紀(jì)末,年產(chǎn)量30萬(wàn)噸,我國(guó)成為了檸檬酸生產(chǎn)大國(guó)。2008年,我國(guó)檸檬酸年產(chǎn)量達(dá)到90萬(wàn)噸,占世界總產(chǎn)量的60~70%,出口量達(dá)69萬(wàn)噸,是世界上最大的檸檬酸出口國(guó)。
目前在我國(guó),檸檬酸生產(chǎn)主要是以薯干、玉米或淀粉為原料,利用黑曲霉孢子經(jīng)液體深層發(fā)酵,再經(jīng)過(guò)提取、精制、濃縮提純等工序制得產(chǎn)品。檸檬酸生產(chǎn)廢水主要來(lái)自洗糖廢水、洗罐水、洗濾布水、中和廢水和離子交換再生產(chǎn)生的廢水,其中洗罐水濃度高,但排水量不多;洗糖廢水和中和廢水濃度高,排水量也較大。
檸檬酸廢水屬于高濃度有機(jī)廢水,不含有毒物質(zhì),具有較好的可生化性,廢水中主要含有的物質(zhì):檸檬酸發(fā)酵過(guò)程中,原料沒(méi)有形成檸檬酸的部分,如糖類、蛋白質(zhì)、乳酸、氨基酸等有機(jī)物;生產(chǎn)菌體所分泌的酶及各種有機(jī)物酸等有機(jī)物;離子交換再生產(chǎn)生的廢水,含有一些檸檬酸鹽、HCl、NH3、鐵、鈣、氯等物質(zhì)。由于原料不同和生產(chǎn)工藝不同,檸檬酸生產(chǎn)廢水的性質(zhì)略有不同,而且廢水濃度也差別很大,以玉米為原料的廢水濃度最低,而以薯干為原料的廢水濃度最高,以木薯為原料的廢水濃度介于兩者之間。據(jù)行業(yè)統(tǒng)計(jì)表明,每生產(chǎn)1噸檸檬酸,產(chǎn)生7.5m3廢水,高時(shí)可達(dá)10~15m3。其CODCr和BOD5負(fù)荷分別達(dá)到25000mg/L
和15000mg/L以上。若以我國(guó)檸檬酸產(chǎn)量90萬(wàn)噸計(jì),每年僅檸檬酸行業(yè)的高超標(biāo)廢水的排放量就達(dá)1000萬(wàn)噸,成為環(huán)境的嚴(yán)重污染源。因此,如何有效的處理檸檬酸廢水,保護(hù)環(huán)境是檸檬酸行業(yè)一直關(guān)注的重要課題。國(guó)內(nèi)外對(duì)于檸檬酸廢水處理方法的研究很多,包括生物處理法、光合細(xì)菌法、乳化液膜法、Fenton試劑法等。光合細(xì)菌法是利用光合細(xì)菌的代謝來(lái)降解廢水中的有機(jī)物的方法。光合細(xì)菌能適應(yīng)高濃度有機(jī)廢水環(huán)境,且對(duì)含酚、氰等有毒物質(zhì)也具有一定的降解能力,光合細(xì)菌法已經(jīng)被應(yīng)用于各種工業(yè)廢水的處理研究中。隨著光合細(xì)菌法的發(fā)展,也逐漸應(yīng)用到檸檬酸廢水處理中,俞吉安等利用光合細(xì)菌法處理檸檬酸發(fā)酵廢水,進(jìn)水COD濃度25000mg/L,BOD濃度17500mg/L,經(jīng)光合細(xì)菌法處理后,COD降解率達(dá)94.2%,BOD降解率達(dá)97.3%。管希夷等建立了日處理量150~200t的裝置,利用光合細(xì)菌法處理檸檬酸廢水,證實(shí)光合細(xì)菌法處理檸檬酸廢水有效可行。光合細(xì)菌法處理檸檬酸廢水安全性好,蛋白飼料可開發(fā)利用。由于光合細(xì)菌法的研究較晚,加上其處理成本高,目前沒(méi)有真正投
入工業(yè)應(yīng)用中。乳化液膜法和Fenton試劑法等也逐漸應(yīng)用到檸檬酸廢水處理的研究中,但乳化液膜法和Fenton試劑法等非生物處理法是近幾年新研究的方法,由于這些新興的研究方法在對(duì)檸檬酸廢水處理的研究上還不成熟,且成本較高等因素,并沒(méi)有在工業(yè)上應(yīng)用。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有的檸檬酸廢水處理成本高難以應(yīng)用于工業(yè)的技術(shù)問(wèn)題,提供一種低成本,高COD和BOD降解率的檸檬酸廢水處理方法。
本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案如下:
一種檸檬酸廢水處理方法,其特征在于,所述處理方法包括以下步驟:
第一步,檸檬酸生產(chǎn)混合廢水和厭氧出水混合后進(jìn)入酸化池,酸化一段時(shí)間;
第二步,厭氧消化處理;稀釋后泵入IC厭氧器,進(jìn)行厭氧消化處理;
第三步,厭氧處理后,接入調(diào)節(jié)池;
第四步,低濃度廢水進(jìn)入調(diào)節(jié)池,與厭氧處理出水混合后,提升到兼氧接觸曝氣池處理,再接入生物接觸氧化池處理;
第五步,再經(jīng)二次沉淀池后,出水排入排水總管;
第六步,二次沉淀池污泥,部分回流到兼氧接觸曝氣池和IC厭氧器進(jìn)行分解,剩余污泥經(jīng)濃縮后,用板框壓濾機(jī)脫水,干污泥摻入煤中焚燒。
IC厭氧器工作原理相當(dāng)于兩個(gè)UASB厭氧器的串聯(lián)運(yùn)行,厭氧器的內(nèi)部有一個(gè)根據(jù)氣提原理而設(shè)計(jì)的內(nèi)循環(huán)裝置,在無(wú)外力的情況下,利用厭氧器產(chǎn)生的沼氣驅(qū)動(dòng)發(fā)酵液不停的循環(huán)。由于IC厭氧器具有很高的容積負(fù)荷率,占地面積小,節(jié)省基建投資,抗沖擊力負(fù)荷能力強(qiáng),能夠?qū)崿F(xiàn)內(nèi)循環(huán),無(wú)需外加動(dòng)力,出水穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn),在處理啤酒和檸檬酸廢水等高濃度有機(jī)廢水處理方面取得了顯著的成效。目前檸檬酸的提取方法主要是鈣鹽法,此工藝導(dǎo)致檸檬酸廢水中含有高濃度的鈣離子而容易形成鈣鹽沉淀而導(dǎo)致UASB布水管堵塞,導(dǎo)致進(jìn)水分布不均而發(fā)生酸罐現(xiàn)象甚至使厭氧系統(tǒng)癱瘓,而IC的內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)加強(qiáng)了水的循環(huán)速率并提高進(jìn)水的上流速度而最大可能的避免了酸罐現(xiàn)象的發(fā)生,而且IC內(nèi)循環(huán)能有效稀釋進(jìn)水COD濃度而相對(duì)能提高處理器的有機(jī)負(fù)荷。
IC厭氧器的高徑比大,能夠節(jié)省基建投資;在無(wú)外力施加的情況下,能夠?qū)崿F(xiàn)內(nèi)循環(huán),使泥水能夠充分的混合;容積負(fù)荷高,容積產(chǎn)氣率高;其COD容積負(fù)荷較高,能夠?qū)崿F(xiàn)泥水之間良好的接觸,強(qiáng)化了傳質(zhì)效果,從而提高了生化反應(yīng)速率,沼氣產(chǎn)量也較高。IC厭氧器中顆粒污泥沉降性能好,產(chǎn)甲烷活性高,運(yùn)行穩(wěn)定的IC厭氧器處理檸檬酸廢水時(shí),能夠自身產(chǎn)生新的顆粒污泥,多余的顆粒淤泥可以導(dǎo)出,用作有機(jī)肥等利用,從而增加企業(yè)的收益。
進(jìn)一步的,所述IC厭氧器包括混合區(qū)、顆粒污泥膨脹區(qū)、精反應(yīng)區(qū)三個(gè)部分。
進(jìn)一步的,所述厭氧消化處理過(guò)程為廢水通過(guò)厭氧器底部的進(jìn)水口進(jìn)入,經(jīng)過(guò)布水器進(jìn)入顆粒污泥膨脹區(qū),廢水與顆粒污泥混合后,產(chǎn)生的沼氣經(jīng)過(guò)一級(jí)三相分離器后,大部分的顆粒污泥因受到三相分離器的阻擋沉降下來(lái),大量的沼氣和泥水經(jīng)過(guò)沿著上升管道上升至厭氧器頂端的氣液分離器,沼氣被分離出來(lái)并收集起來(lái),而泥水則經(jīng)過(guò)下降管道,重新回到厭氧器的底端,從而形成內(nèi)循環(huán),一部分的沼氣和泥水經(jīng)過(guò)一級(jí)三相分離器后,繼續(xù)上升至精反應(yīng)區(qū),經(jīng)過(guò)進(jìn)一步的處理后到達(dá)二級(jí)三相分離器,沼氣通過(guò)分離器后被收集起來(lái),大部分的泥水收到阻擋而沉降下來(lái),回到精反應(yīng)區(qū),一部分水則通過(guò)厭氧器頂端的出口排出。
進(jìn)一步的,IC厭氧器處理產(chǎn)生的沼氣,經(jīng)淋洗器、脫硫裝置處理后,送入貯氣柜,經(jīng)阻火器供用戶使用。厭氧處理過(guò)程中產(chǎn)生的大量沼氣,可以引入鍋爐燃燒熱水,也可用來(lái)發(fā)電,供給廠區(qū)等。如果將厭氧產(chǎn)生的沼氣合理利用,不僅能夠抵消處理廢水的耗資,還能給企業(yè)帶來(lái)更多的經(jīng)濟(jì)效益。
進(jìn)一步的,所述酸化時(shí)間為1~6h。
進(jìn)一步的,所述IC厭氧器中厭氧水力停留時(shí)間為1~12h。
具體實(shí)施方式
為了使本發(fā)明所解決的技術(shù)問(wèn)題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白,以下結(jié)合實(shí)施例,對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解,此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明,并不用于限定本發(fā)明。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等,均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
實(shí)施例1
一種檸檬酸廢水處理方法,其特征在于,所述處理方法包括以下步驟:
第一步,檸檬酸生產(chǎn)混合廢水和厭氧出水混合后進(jìn)入酸化池,酸化1h;
第二步,厭氧消化處理;稀釋后泵入IC厭氧器,進(jìn)行厭氧消化處理;IC厭氧器包括混合區(qū)、顆粒污泥膨脹區(qū)、精反應(yīng)區(qū)三個(gè)部分;厭氧消化處理過(guò)程為廢水通過(guò)厭氧器底部的進(jìn)水口進(jìn)入,經(jīng)過(guò)布水器進(jìn)入顆粒污泥膨脹區(qū),廢水與顆粒污泥混合后,產(chǎn)生的沼氣經(jīng)過(guò)一級(jí)三相分離器后,大部分的顆粒污泥因受到三相分離器的阻擋沉降下來(lái),大量的沼氣和泥水經(jīng)過(guò)沿著上升管道上升至厭氧器頂端的氣液分離器,沼氣被分離出來(lái)并收集起來(lái),而泥水則經(jīng)過(guò)下降管道,重新回到厭氧器的底端,從而形成內(nèi)循環(huán),一部分的沼氣和泥水經(jīng)過(guò)一級(jí)三相分離器后,繼續(xù)上升至精反應(yīng)區(qū),經(jīng)過(guò)進(jìn)一步的處理后到達(dá)二級(jí)三相分離器,沼氣通過(guò)分離器后被收集起來(lái),大部分的泥水收到阻擋而沉降下來(lái),回到精反應(yīng)區(qū),一部分水則通過(guò)厭氧器頂端的出口排出;IC厭氧器中厭氧水力停留時(shí)間為1h;IC厭氧器處理產(chǎn)生的沼氣,經(jīng)淋洗器、脫硫裝置處理后,送入貯氣柜,經(jīng)阻火器供用戶使用。
第三步,厭氧處理后,接入調(diào)節(jié)池;
第四步,低濃度廢水進(jìn)入調(diào)節(jié)池,與厭氧處理出水混合后,提升到兼氧接觸曝氣池處理,再接入生物接觸氧化池處理;
第五步,再經(jīng)二次沉淀池后,出水排入排水總管;
第六步,二次沉淀池污泥,部分回流到兼氧接觸曝氣池和IC厭氧器進(jìn)行分解,剩余污泥經(jīng)濃縮后,用板框壓濾機(jī)脫水,干污泥摻入煤中焚燒。
實(shí)施例2
一種檸檬酸廢水處理方法,其特征在于,所述處理方法包括以下步驟:
第一步,檸檬酸生產(chǎn)混合廢水和厭氧出水混合后進(jìn)入酸化池,酸化6h;
第二步,厭氧消化處理;稀釋后泵入IC厭氧器,進(jìn)行厭氧消化處理;IC厭氧器包括混合區(qū)、顆粒污泥膨脹區(qū)、精反應(yīng)區(qū)三個(gè)部分;厭氧消化處理過(guò)程為廢水通過(guò)厭氧器底部的進(jìn)水口進(jìn)入,經(jīng)過(guò)布水器進(jìn)入顆粒污泥膨脹區(qū),廢水與顆粒污泥混合后,產(chǎn)生的沼氣經(jīng)過(guò)一級(jí)三相分離器后,大部分的顆粒污泥因受到三相分離器的阻擋沉降下來(lái),大量的沼氣和泥水經(jīng)過(guò)沿著上升管道上升至厭氧器頂端的氣液分離器,沼氣被分離出來(lái)并收集起來(lái),而泥水則經(jīng)過(guò)下降管道,重新回到厭氧器的底端,從而形成內(nèi)循環(huán),一部分的沼氣和泥水經(jīng)過(guò)一級(jí)三相分離器后,繼續(xù)上升至精反應(yīng)區(qū),經(jīng)過(guò)進(jìn)一步的處理后到達(dá)二級(jí)三相分離器,沼氣通過(guò)分離器后被收集起來(lái),大部分的泥水收到阻擋而沉降下來(lái),回到精反應(yīng)區(qū),一部分水則通過(guò)厭氧器頂端的出口排出;IC厭氧器中厭氧水力停留時(shí)間為12h;IC厭氧器處理產(chǎn)生的沼氣,經(jīng)淋洗器、脫硫裝置處理后,送入貯氣柜,經(jīng)阻火器供用戶使用。
第三步,厭氧處理后,接入調(diào)節(jié)池;
第四步,低濃度廢水進(jìn)入調(diào)節(jié)池,與厭氧處理出水混合后,提升到兼氧接觸曝氣池處理,再接入生物接觸氧化池處理;
第五步,再經(jīng)二次沉淀池后,出水排入排水總管;
第六步,二次沉淀池污泥,部分回流到兼氧接觸曝氣池和IC厭氧器進(jìn)行分解,剩余污泥經(jīng)濃縮后,用板框壓濾機(jī)脫水,干污泥摻入煤中焚燒。
實(shí)施例3
一種檸檬酸廢水處理方法,其特征在于,所述處理方法包括以下步驟:
第一步,檸檬酸生產(chǎn)混合廢水和厭氧出水混合后進(jìn)入酸化池,酸化3h;
第二步,厭氧消化處理;稀釋后泵入IC厭氧器,進(jìn)行厭氧消化處理;IC厭氧器包括混合區(qū)、顆粒污泥膨脹區(qū)、精反應(yīng)區(qū)三個(gè)部分;厭氧消化處理過(guò)程為廢水通過(guò)厭氧器底部的進(jìn)水口進(jìn)入,經(jīng)過(guò)布水器進(jìn)入顆粒污泥膨脹區(qū),廢水與顆粒污泥混合后,產(chǎn)生的沼氣經(jīng)過(guò)一級(jí)三相分離器后,大部分的顆粒污泥因受到三相分離器的阻擋沉降下來(lái),大量的沼氣和泥水經(jīng)過(guò)沿著上升管道上升至厭氧器頂端的氣液分離器,沼氣被分離出來(lái)并收集起來(lái),而泥水則經(jīng)過(guò)下降管道,重新回到厭氧器的底端,從而形成內(nèi)循環(huán),一部分的沼氣和泥水經(jīng)過(guò)一級(jí)三相分離器后,繼續(xù)上升至精反應(yīng)區(qū),經(jīng)過(guò)進(jìn)一步的處理后到達(dá)二級(jí)三相分離器,沼氣通過(guò)分離器后被收集起來(lái),大部分的泥水收到阻擋而沉降下來(lái),回到精反應(yīng)區(qū),一部分水則通過(guò)厭氧器頂端的出口排出;IC厭氧器中厭氧水力停留時(shí)間為6h;IC厭氧器處理產(chǎn)生的沼氣,經(jīng)淋洗器、脫硫裝置處理后,送入貯氣柜,經(jīng)阻火器供用戶使用。
第三步,厭氧處理后,接入調(diào)節(jié)池;
第四步,低濃度廢水進(jìn)入調(diào)節(jié)池,與厭氧處理出水混合后,提升到兼氧接觸曝氣池處理,再接入生物接觸氧化池處理;
第五步,再經(jīng)二次沉淀池后,出水排入排水總管;
第六步,二次沉淀池污泥,部分回流到兼氧接觸曝氣池和IC厭氧器進(jìn)行分解,剩余污泥經(jīng)濃縮后,用板框壓濾機(jī)脫水,干污泥摻入煤中焚燒。