公布日：2022.08.02
申請(qǐng)日：2022.06.30
分類(lèi)號(hào)：C02F9/14(2006.01)I;C02F3/34(2006.01)N;C02F1/66(2006.01)N;C02F1/44(2006.01)N;C02F1/38(2006.01)N;C02F1/04(2006.01)N;
C02F103/32(2006.01)N
摘要
本發(fā)明涉及廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種釀酒廢水的資源化處理工藝。本發(fā)明提供的釀酒廢水的資源化處理工藝，包括：廢水依次經(jīng)過(guò)定向酸化、一級(jí)過(guò)濾、調(diào)理、氮磷回收、二級(jí)過(guò)濾、碳源濃縮。本發(fā)明針對(duì)釀酒廢水的水質(zhì)特點(diǎn)，結(jié)合現(xiàn)有水處理工序的各自特點(diǎn)，組合設(shè)計(jì)了酸化‑過(guò)濾‑調(diào)理‑氮磷回收‑過(guò)濾‑碳源濃縮這一工藝，通過(guò)各工序的相互配合，實(shí)現(xiàn)以相對(duì)較短的流程和處理時(shí)間，顯著提高C\N\P元素的回收率，并獲得資源利用率較高的碳源和鳥(niǎo)糞石。
權(quán)利要求書(shū)
1.一種釀酒廢水的處理工藝，其特征在于，包括：廢水依次經(jīng)過(guò)定向酸化、一級(jí)過(guò)濾、調(diào)理、氮磷回收、二級(jí)過(guò)濾、碳源濃縮。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理工藝，其特征在于，所述定向酸化過(guò)程中，投加活化產(chǎn)酸菌；所述活化產(chǎn)酸菌的投加量為500-1000g/t。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的處理工藝，其特征在于，所述定向酸化過(guò)程中，控制體系的pH6-6.5。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的處理工藝，其特征在于，所述調(diào)理包括一級(jí)調(diào)理和二級(jí)調(diào)理；所述一級(jí)調(diào)理中在線(xiàn)投加磷酸用以去除濾液中的碳酸，所生成的CO2被捕集；所述二級(jí)調(diào)理中投加氯化銨或磷酸鈉，以使濾液中銨根與磷酸根的摩爾比為1:1。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的處理工藝，其特征在于，所述二級(jí)調(diào)理中，調(diào)節(jié)濾液的pH值在9-11之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的處理工藝，其特征在于，所述氮磷回收步驟中投加復(fù)合鎂鹽，沉淀得到鳥(niǎo)糞石；所述復(fù)合鎂鹽中Mg：NH4+：PO43-的摩爾比為（1-1.5）:1:1。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的處理工藝，其特征在于，所述氮磷回收步驟中，攪拌速度為50-150r/mim，時(shí)間為30-35min。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的處理工藝，其特征在于，所述二級(jí)過(guò)濾中，采用微濾/超濾組合用以分離固體鳥(niǎo)糞石沉淀物。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的處理工藝，其特征在于，所述碳源濃縮中，采用反滲透膜/膜蒸餾/膜氣化方式分離得到復(fù)合碳源和標(biāo)準(zhǔn)排放水；所得復(fù)合碳源為含2-4個(gè)碳原子的短鏈有機(jī)物，其COD為15萬(wàn)-60萬(wàn)mg/L。
10.一種實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1-9任一所述處理工藝的處理裝置，其特征在于，包括：沿水流方向依次連通的定向酸化反應(yīng)器，一級(jí)過(guò)濾裝置，多級(jí)自動(dòng)調(diào)理裝置，反應(yīng)裝置，二級(jí)過(guò)濾裝置，碳源膜濃縮裝置；其中，所述一級(jí)過(guò)濾裝置采用濾布過(guò)濾器；所述多級(jí)自動(dòng)調(diào)理裝置包括一級(jí)自動(dòng)調(diào)理裝置和二級(jí)自動(dòng)調(diào)理裝置；其中一級(jí)自動(dòng)調(diào)理裝置的CO2排放口連接捕集裝置；所述反應(yīng)裝置用于回收氮磷元素；所述二級(jí)過(guò)濾裝置包括微濾/超濾組合裝置，以及與其連接的離心分離裝置；所述離心分離裝置的沉淀排放口、反應(yīng)裝置的沉淀排放口與鳥(niǎo)糞石收集裝置連接；所述碳源膜濃縮裝置包括反滲透膜/膜蒸餾/膜氣化裝置，及與其連接的碳源回收裝置。
發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述釀酒廢水的各處理工藝中存在的問(wèn)題，本發(fā)明提出一種新的釀酒廢水處理工藝。該工藝具有成本相對(duì)較低、處理時(shí)間相對(duì)較短、C\N\P元素的回收率及資源利用率相對(duì)較高的優(yōu)點(diǎn)，且所回收碳源屬于優(yōu)質(zhì)碳源，解決了現(xiàn)有釀酒廢水處理存在的問(wèn)題。
第一方面，本發(fā)明提供的釀酒廢水的資源化處理工藝，包括：廢水依次經(jīng)過(guò)定向酸化、一級(jí)過(guò)濾、調(diào)理、氮磷回收、二級(jí)過(guò)濾、碳源濃縮。
本發(fā)明針對(duì)釀酒廢水的水質(zhì)特點(diǎn)，結(jié)合現(xiàn)有水處理工序的各自特點(diǎn)，組合設(shè)計(jì)了酸化-過(guò)濾-調(diào)理-氮磷回收-過(guò)濾-碳源濃縮這一工藝，通過(guò)各工序的相互配合，實(shí)現(xiàn)以相對(duì)較短的流程和處理時(shí)間，顯著提高C\N\P元素的回收率，并獲得資源利用率較高的碳源和鳥(niǎo)糞石。
進(jìn)一步地，所述定向酸化過(guò)程中，投加活化產(chǎn)酸菌，控制所述活化產(chǎn)酸菌的投加量為500-1000g/t，起到將大部分大分子有機(jī)物轉(zhuǎn)化為小分子甲酸、乙酸、乙醇等有機(jī)物的作用；同時(shí)控制體系的pH6-6.5，溫度為35-40℃，以確保活化產(chǎn)酸菌的活性，得到以乙醇和乙酸為主的酸化產(chǎn)物，小分子酸化產(chǎn)物屬于可降解性非常高的高效碳源，因此有效提高了回收碳源的品質(zhì)。
進(jìn)一步地，所述一級(jí)過(guò)濾用于去除水解酸化液中的固體雜質(zhì)；所得固體雜質(zhì)可用于發(fā)酵/熱解/焚燒等處置。
進(jìn)一步地，所述調(diào)理包括一級(jí)調(diào)理和二級(jí)調(diào)理。
其中，所述一級(jí)調(diào)理中，在線(xiàn)投加磷酸，用以去除濾液中的碳酸，從而更有助于提高后續(xù)鳥(niǎo)糞石的純度，同時(shí)反應(yīng)生成的少量CO2被捕集，符合碳減排工藝。去除碳酸的反應(yīng)機(jī)理為：2H3PO4+CO32-→2H2PO4-+H2O+CO2。
其中，所述二級(jí)調(diào)理中，投加氯化銨或磷酸鈉，使濾液中銨根與磷酸根的摩爾比為1:1；同時(shí)調(diào)節(jié)濾液的pH值在9-11之間。所述氯化銨或磷酸鈉的投加可根據(jù)銨根濃度和磷酸根濃度的在線(xiàn)檢測(cè)結(jié)果而定。而pH值可通過(guò)氫氧化鈉調(diào)節(jié)。
進(jìn)一步地，在上述各步驟的協(xié)同作用基礎(chǔ)上，在所述氮磷回收步驟中投加復(fù)合鎂鹽，沉淀得到純度較高的鳥(niǎo)糞石，其資源利用程度高，將其回收并進(jìn)一步利用。因此所述氮磷回收的過(guò)程實(shí)質(zhì)為鳥(niǎo)糞石的制備過(guò)程。
所述鳥(niǎo)糞石制備的反應(yīng)機(jī)理如下：
其中，所述復(fù)合鎂鹽中Mg：NH4+：PO43-的摩爾比為（1-1.5）:1:1。所述復(fù)合鎂鹽可選自常用鎂鹽，例如氧化鎂，氯化鎂，硫酸鎂等。
其中，所述鳥(niǎo)糞石的制備過(guò)程中，攪拌速度為50-150r/mim，時(shí)間為30-35min。
進(jìn)一步地，所述二級(jí)過(guò)濾采用微濾/超濾組合，分離后得到固體鳥(niǎo)糞石沉淀物，濾液進(jìn)入碳源濃縮工序。
進(jìn)一步地，在上述各步驟的協(xié)同作用基礎(chǔ)上，通過(guò)在所述碳源濃縮中采用反滲透膜/膜蒸餾/膜氣化等方式，分離得到高品質(zhì)濃縮的復(fù)合碳源和標(biāo)準(zhǔn)排放水；所得復(fù)合碳源為富含2-4個(gè)碳原子的短鏈有機(jī)物，其COD可達(dá)到15萬(wàn)-60萬(wàn)mg/L。所述短鏈有機(jī)物包括甲酸、乙酸、乙醇，丙酸，丁酸等。
本發(fā)明中，釀酒廢水的水質(zhì)指標(biāo)范圍如下：
第二方面，本發(fā)明還提供實(shí)現(xiàn)上述資源化處理工藝的裝置，包括：沿水流方向依次連通的定向酸化反應(yīng)器，一級(jí)過(guò)濾裝置，多級(jí)自動(dòng)調(diào)理裝置，反應(yīng)裝置，二級(jí)過(guò)濾裝置，碳源膜濃縮裝置；其中，所述一級(jí)過(guò)濾裝置采用濾布過(guò)濾器；所述多級(jí)自動(dòng)調(diào)理裝置包括一級(jí)自動(dòng)調(diào)理裝置和二級(jí)自動(dòng)調(diào)理裝置；其中一級(jí)自動(dòng)調(diào)理裝置的CO2排放口連接捕集裝置。
所述反應(yīng)裝置用于回收氮磷元素；所述二級(jí)過(guò)濾裝置包括微濾/超濾組合裝置，以及與其連接的離心分離裝置；所述離心分離裝置的沉淀排放口、反應(yīng)裝置的沉淀排放口與鳥(niǎo)糞石收集裝置連接。
所述碳源膜濃縮裝置包括反滲透膜/膜蒸餾/膜氣化裝置，及與其連接的碳源回收裝置。
本發(fā)明的有益效果如：本發(fā)明基于釀酒廢水的水質(zhì)特點(diǎn)，通過(guò)上述特定的水處理工藝線(xiàn)路，可以相對(duì)較短的流程和處理時(shí)間，顯著提高C\N\P元素的回收率，并獲得資源利用率較高的碳源和鳥(niǎo)糞石。
（發(fā)明人：汪翠萍;陳凱華;潘建通;遲金寶;鄭淑文;張雷;黃文濤;朱琳琳;李仕偉;張陽(yáng)陽(yáng)）
