公布日：2023.04.07
申請日：2022.12.30
分類號：C02F9/00(2023.01)I;C02F1/00(2023.01)N;C02F3/28(2023.01)N;C02F3/30(2023.01)N;C02F1/56(2023.01)N;C02F1/54(2023.01)N;C02F3/34(2023.01)N;C02F1/
44(2023.01)N;C02F1/78(2023.01)N;C02F1/72(2023.01)N;C02F101/16(2006.01)N;C02F101/10(2006.01)N;C02F101/12(2006.01)N;C02F101/30(2006.01)N;
C02F103/32(2006.01)N
摘要
本發(fā)明公開了一種醬香型白酒釀造工業(yè)廢水處理工藝，屬于廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，所述處理工藝包括多級篩分預(yù)處理、厭氧消化處理、泥水分離、同步脫氮處理、短程硝化處理、自養(yǎng)生物脫氮、深度處理等步驟。同時(shí)，本發(fā)明在同步脫氮過程中，使用特定的改性劑進(jìn)行處理，能夠極大地沉降廢水中的極性有機(jī)物、非極性有機(jī)物及顆粒物，進(jìn)一步降低后續(xù)處理的難度，進(jìn)一步提高處理系統(tǒng)的抗沖擊負(fù)荷能力。本發(fā)明提供的白酒釀造工業(yè)廢水處理工藝，處理效果好、脫氮效率高、抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)、運(yùn)行費(fèi)用低，具有較好的應(yīng)用前景。
權(quán)利要求書
1.一種醬香型白酒釀造工業(yè)廢水處理工藝，其特征在于，包括如下步驟：(1)多級篩分預(yù)處理：將收集的待處理廢水依次經(jīng)梯次配置的不同孔徑篩網(wǎng)或過濾器處理，分離得預(yù)處理廢液和不同粒徑的過濾物；(2)厭氧消化處理：將步驟(1)中所得預(yù)處理廢液按比例分別進(jìn)行不完全厭氧消化處理和完全厭氧消化處理，將各自所得廢水混合，得混合出水；(3)泥水分離：將步驟(2)中所得混合出水進(jìn)行泥水分離，得分離濾液；(4)同步脫氮處理：向步驟(3)中所得分離濾液中加入改性劑，攪拌后進(jìn)行同步脫氮處理，得一次脫氮廢水；(5)短程硝化處理：將步驟(4)中所得一次脫氮廢水進(jìn)行短程硝化處理，得硝化廢水；(6)自養(yǎng)生物脫氮：將步驟(5)中所得硝化廢水進(jìn)行自養(yǎng)生物脫氮，得二次脫氮廢水；(7)深度處理：將步驟(6)中所得二次脫氮廢水依次通過超濾(UF)、納濾(NF)或反滲透(RO)處理，即完成廢水的處理；其中，步驟(4)中，改性劑的制備包括如下步驟：S1、纖維素的改性：將纖維素加入到70～85wt％的乙醇溶液中，隨后加入氫氧化鈉，于30～35℃下處理0.5～2h；隨后加入氯乙酸，于65～80℃下再次反應(yīng)2～5h；反應(yīng)完成后，洗滌至中性，干燥，即得一次改性纖維素；隨后將所述一次改性纖維素、過硫酸鉀、十二烷基二甲基胺加入到70～85wt％乙醇溶液中，于65～75℃下反應(yīng)0.5～2h，反應(yīng)完成后，洗滌干燥，即得二次改性纖維素；其中，一次改性纖維素的制備過程中，纖維素、乙醇溶液、氫氧化鈉、氯乙酸的用量比為1g：20～50mL：0.5～1.5g：0.3～2g；二次改性纖維素的制備過程中，一次改性纖維素、過硫酸鉀、十二烷基二甲基胺、乙醇溶液的用量比為1g：0.7～1.2g：0.08～0.2g：20～60mL；S2、凹凸棒土的改性：向凹凸棒土中加入氫氧化鈉，隨后于720～750℃煅燒0.5～2h；煅燒完成后，將所得產(chǎn)物加入到4～8wt％的稀鹽酸溶液中，于50～60℃下攪拌反應(yīng)1～2h；反應(yīng)完成后，洗滌、過濾、干燥，即得改性凹凸棒土；其中，凹凸棒土與氫氧化鈉的質(zhì)量比為1：0.2～0.8；凹凸棒土與稀鹽酸溶液的用量比為1g：4～8mL；S3、將步驟S1所得二次改性纖維素、步驟S2所得改性凹凸棒土、KH550、聚合硫酸鋁按比例混合加入，常溫下攪拌混合1～2h；攪拌完成后，即得所述改性劑；其中，步驟S3中，二次改性纖維素、改性凹凸棒土、KH550、聚合硫酸鋁的質(zhì)量比為0.5～1.5：1：0.08～0.12：0.1～0.2；其中，步驟(4)中，每升分離濾液中改性劑的加入量為0.1～0.3mg。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種醬香型白酒釀造工業(yè)廢水處理工藝，其特征在于，步驟(2)中，不完全厭氧消化處理和完全厭氧消化處理的廢水體積比為1：2～4。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種醬香型白酒釀造工業(yè)廢水處理工藝，其特征在于，步驟(2)中，不完全厭氧消化裝置控制塔內(nèi)溫度為28～35℃，pH為6.5～7.5，水力停留時(shí)間為0.5～2d，污泥濃度為5000～15000mg/L，揮發(fā)酸濃度為5～30mg/L，COD濃度為800～3000mg/L；完全厭氧消化裝置控制塔內(nèi)溫度為33～40℃，pH為6.5～7.5，水力停留時(shí)間為1～4d，污泥濃度為8000～20000mg/L，揮發(fā)酸濃度小于5mg/L，COD濃度為300～1200mg/L。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種醬香型白酒釀造工業(yè)廢水處理工藝，其特征在于，步驟(4)中，同步脫氮處理的溶解氧濃度控制為0.3～0.8mg/L，COD濃度為100～300mg/L。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種醬香型白酒釀造工業(yè)廢水處理工藝，其特征在于，步驟(5)中，短程硝化的溶解氧濃度控制為0.8～1.5mg/L，COD濃度為50～200mg/L。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種醬香型白酒釀造工業(yè)廢水處理工藝，其特征在于，步驟(6)中，自養(yǎng)生物脫氮接種自養(yǎng)硫細(xì)菌，采用零價(jià)硫作為填料，填料填充比例占池容60％以上，COD濃度小于200mg/L，溶解氧濃度小于0.2mg/L。
7.一種權(quán)利要求1～6任一項(xiàng)所述的處理工藝，其特征在于，待處理廢水的COD濃度小于12000mg/L，氨氮濃度小于400mg/L，總氮濃度小于500mg/L，總磷濃度小于70mg/L，氯離子濃度小于1000mg/L。
發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種醬香型白酒釀造工業(yè)廢水處理工藝，通過采用多級篩分預(yù)處理、厭氧消化處理、泥水分離、同步脫氮處理、短程硝化處理、自養(yǎng)生物脫氮、深度處理步驟，優(yōu)化和調(diào)整工藝設(shè)計(jì)、精細(xì)控制運(yùn)行過程，在保證排水達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求的前提下，承受較大、多變的廢水沖擊負(fù)荷，實(shí)現(xiàn)工藝連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
一種醬香型白酒釀造工業(yè)廢水處理工藝，包括如下步驟：
(1)多級篩分預(yù)處理：將收集的待處理廢水依次經(jīng)梯次配置的不同孔徑篩網(wǎng)或過濾器處理，分離得預(yù)處理廢液和不同粒徑的過濾物；
(2)厭氧消化處理：將步驟(1)中所得預(yù)處理廢液按比例分別進(jìn)行不完全厭氧消化處理和完全厭氧消化處理，將各自所得廢水混合，得混合出水；
(3)泥水分離：采用機(jī)械濃縮分離設(shè)備或設(shè)施，將步驟(2)中所得混合出水進(jìn)行泥水分離，得分離濾液；
(4)同步脫氮處理：向步驟(3)中所得分離濾液中加入改性劑，隨后進(jìn)行同步脫氮處理，得一次脫氮廢水；
(5)短程硝化處理：將步驟(4)中所得一次脫氮廢水進(jìn)行短程硝化處理，得硝化廢水；
(6)自養(yǎng)生物脫氮：將步驟(5)中所得硝化廢水進(jìn)行自養(yǎng)生物脫氮；得二次脫氮廢水；
(7)深度處理：將步驟(6)中所得二次脫氮廢水依次通過超濾(UF)、納濾(NF)或反滲透(RO)處理，至此完成廢水處理的全部過程。納濾(NF)或反滲透(RO)設(shè)備截留產(chǎn)生的濃縮液通過蒸發(fā)結(jié)晶法處理。
作為本發(fā)明技術(shù)方案的優(yōu)選，步驟(2)中，不完全厭氧消化處理和完全厭氧消化處理的廢水體積比為1：2～4。
作為本發(fā)明技術(shù)方案的優(yōu)選，步驟(2)中，不完全厭氧消化裝置控制塔內(nèi)溫度為28～35℃，pH為6.5～7.5，水力停留時(shí)間為0.5～2d，污泥濃度為5000～15000mg/L，揮發(fā)酸濃度為5～30mg/L，COD濃度為800～3000mg/L；完全厭氧消化裝置控制塔內(nèi)溫度為33～40℃，pH為6.5～7.5，水力停留時(shí)間為1～4d，污泥濃度為8000～20000mg/L，揮發(fā)酸濃度小于5mg/L，COD濃度為300～1200mg/L。
作為本發(fā)明技術(shù)方案的優(yōu)選，步驟(4)中，同步脫氮處理的溶解氧濃度控制為0.3～0.8mg/L，COD濃度為100～300mg/L。
作為本發(fā)明技術(shù)方案的優(yōu)選，步驟(4)中，改性劑的制備包括如下步驟：
S1、纖維素的改性：將纖維素加入到70～85wt％的乙醇溶液中，隨后加入氫氧化鈉，于30～35℃下處理0.5～2h；隨后加入氯乙酸，于65～80℃下再次反應(yīng)2～5h；反應(yīng)完成后，洗滌至中性，干燥，即得一次改性纖維素；隨后將所述一次改性纖維素、過硫酸鉀、十二烷基二甲基胺加入到70～85wt％乙醇溶液中，于65～75℃下反應(yīng)0.5～2h，反應(yīng)完成后，洗滌干燥，即得二次改性纖維素；其中，一次改性纖維素的制備過程中，纖維素、乙醇溶液、氫氧化鈉、氯乙酸的用量比為1g：20～50mL：0.5～1.5g：0.3～2g；二次改性纖維素的制備過程中，一次改性纖維素、過硫酸鉀、十二烷基二甲基胺、乙醇溶液的用量比為1g：0.7～1.2g：0.08～0.2g：20～60mL；
S2、凹凸棒土的改性：向凹凸棒土中加入氫氧化鈉，隨后于720～750℃煅燒0.5～2h；煅燒完成后，將所得產(chǎn)物加入到4～8wt％的稀鹽酸溶液中，于50～60℃下攪拌反應(yīng)1～2h；反應(yīng)完成后，洗滌、過濾、干燥，即得改性凹凸棒土；其中，凹凸棒土與氫氧化鈉的質(zhì)量比為1：0.2～0.8；凹凸棒土與稀鹽酸溶液的用量比為1g：4～8mL；
S3、將步驟S1所得二次改性纖維素、步驟S2所得改性凹凸棒土、KH550、聚合硫酸鋁按比例混合加入，常溫下攪拌混合1～2h；攪拌完成后，即得所述改性劑。
作為本發(fā)明技術(shù)方案的優(yōu)選，步驟S3中，二次改性纖維素、改性凹凸棒土、KH550、聚合硫酸鋁的質(zhì)量比為0.5～1.5：1：0.08～0.12：0.1～0.2。
作為本發(fā)明技術(shù)方案的優(yōu)選，步驟(4)中，每升分離濾液中改性劑的加入量為0.1～0.3mg。
作為本發(fā)明技術(shù)方案的優(yōu)選，步驟(5)中，短程硝化的溶解氧濃度控制為0.8～1.5mg/L，COD濃度為50～200mg/L。
作為本發(fā)明技術(shù)方案的優(yōu)選，步驟(6)中，自養(yǎng)生物脫氮接種自養(yǎng)硫細(xì)菌，采用零價(jià)硫作為填料，填料填充比例占池容60％以上，COD濃度小于200mg/L，溶解氧濃度小于0.2mg/L。
作為本發(fā)明技術(shù)方案的優(yōu)選，待處理廢水的COD濃度應(yīng)小于12000mg/L，氨氮濃度應(yīng)小于400mg/L，總氮濃度應(yīng)小于500mg/L，總磷濃度應(yīng)小于70mg/L，氯離子濃度應(yīng)小于1000mg/L。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：
(1)本發(fā)明提供的一種醬香型白酒釀造工業(yè)廢水處理工藝，通過采用預(yù)處理、厭氧消化處理、泥水分離、同步脫氮處理、短程硝化處理、自養(yǎng)生物脫氮、深度處理等步驟，優(yōu)化和調(diào)整工藝設(shè)計(jì)、精細(xì)控制運(yùn)行過程，在保證排水達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求的前提下，承受較大、多變的廢水沖擊負(fù)荷，實(shí)現(xiàn)工藝連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。本發(fā)明中藥劑投加量較少，無需反復(fù)添加改性劑，極大地降低了藥劑運(yùn)輸、管理和使用的成本和風(fēng)險(xiǎn)。
(2)本發(fā)明提供的一種醬香型白酒釀造工業(yè)廢水處理工藝，在同步脫氮過程中，使用特定的改性劑進(jìn)行處理，能夠進(jìn)一步地吸附聚合廢水中的極性有機(jī)物、非極性有機(jī)物以及顆粒物，實(shí)現(xiàn)多重功效，具體表現(xiàn)在：1)改性劑能夠作為微生物群落的晶核或者微型填料吸附聚合微生物，使微生物在改性劑上生長，進(jìn)一步形成具有生物膜的大顆粒絮體污泥或顆粒污泥，這種污泥從外到內(nèi)分別進(jìn)行短程硝化、反硝化、厭氧氨氧化代謝過程，以短程硝化-反硝化為主、厭氧氨氧化為輔，多種微生物群落之間相互進(jìn)行能量傳遞、物質(zhì)交換，形成一體化高效協(xié)同脫氮的共生系統(tǒng)；2)改性劑作為吸附材料，能夠吸附和固定極性或非極性有機(jī)物，通過正常的生化排泥工序進(jìn)行排出，進(jìn)一步提高污水的處理效果；3)改性劑能夠改善污泥沉降性能、極大縮短固液分離時(shí)間，使得固液分離更加徹底，能夠達(dá)到反應(yīng)器下部攪拌均勻、反應(yīng)充分，反應(yīng)器上部自然澄清出水的效果。
(3)本發(fā)明使用的改性劑具體來說：纖維素是一種使用較為廣泛的有機(jī)物吸附材料，特別是對極性有機(jī)化合物的吸附絮凝作用明顯，但是直接使用纖維素存在著強(qiáng)度不夠、穩(wěn)定性差、水溶性差、吸附能力差的不足；本發(fā)明中，首先在低溫、堿性條件下使用氯乙酸對纖維素進(jìn)行處理，提高纖維素的可溶性和穩(wěn)定性；隨后又選擇性利用十二烷基二甲基胺對一次改性的纖維素進(jìn)行改性接枝，引入胺基，進(jìn)一步提高纖維素的吸附能力和聚合能力；凹凸棒土是一類較為常見的礦物，將其用于重金屬的吸附已有一定的研究，現(xiàn)有技術(shù)中已有研究表明蒙脫土對非極性有機(jī)物具有一定的吸附作用，但是尚未有對凹凸棒土研究的相關(guān)報(bào)道，因此本發(fā)明創(chuàng)造性對凹凸棒土進(jìn)行改性后將其與改性的纖維素復(fù)合用于極性和非極性有機(jī)物的吸附、絮凝沉降，在處理過程中首先對凹凸棒土進(jìn)行高溫堿融，豐富其結(jié)構(gòu)，隨后進(jìn)行酸處理，在其表面引入豐富的基團(tuán)，最后利用硅烷偶聯(lián)劑KH550將改性纖維素、改性凹凸棒土進(jìn)行接枝復(fù)合，同時(shí)配以少量的聚合硫酸鋁的使用，實(shí)現(xiàn)對廢水中極性有機(jī)物、非極性有機(jī)物的充分吸附，提高絮凝效率，降低后續(xù)處理的難度，提高處理系統(tǒng)的抗沖擊負(fù)荷能力。顯然，本發(fā)明中通過使用二次改性纖維素(主要吸附極性含氨氮的有機(jī)物)和改性凹凸棒土(主要吸附含氨氮的非極性有機(jī)物)進(jìn)行復(fù)合使用，共同對白酒釀造工業(yè)廢水進(jìn)行處理，能夠起到協(xié)同作用，縮短了處理時(shí)間，進(jìn)一步提高同步脫氮處理效率。
(3)本發(fā)明提供的一種醬香型白酒釀造工業(yè)廢水處理工藝，厭氧系統(tǒng)采用完全厭氧消化和不完全厭氧消化協(xié)同處理，完全厭氧消化裝置維持相對穩(wěn)定的進(jìn)水負(fù)荷，另一部分負(fù)荷則進(jìn)入不完全厭氧消化裝置，增加了厭氧系統(tǒng)抗沖擊能力；同時(shí)通過控制二者的進(jìn)水量可調(diào)配出水的碳氮比，確保后續(xù)同步脫氮工藝段獲得合適的營養(yǎng)物質(zhì)。
(4)本發(fā)明提供的一種醬香型白酒釀造工業(yè)廢水處理工藝，采用同步脫氮-短程硝化-自養(yǎng)脫氮代替?zhèn)鹘y(tǒng)的A/O脫氮工藝，脫氮負(fù)荷高，反應(yīng)池容積小，能耗低，污泥產(chǎn)量少，而且不需要外加碳源。
(5)本發(fā)明提供的一種醬香型白酒釀造工業(yè)廢水處理工藝，使用超濾-納濾/反滲透以及濃縮液蒸發(fā)濃縮的處理工藝，同時(shí)去除難降解成分、總磷和氯離子，確保出水達(dá)到新的排放標(biāo)準(zhǔn)要求。
總之，本發(fā)明提供的白酒釀造工業(yè)廢水處理工藝，處理效果好、脫氮效率高、抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)、運(yùn)行費(fèi)用低，具有較好的應(yīng)用前景。
（發(fā)明人：張小平;黃光苠;覃理嘉;王曉飛;李航;孫美娟;梁劍成;李靈知;王淋藝;黃小芳）
