專利名稱：一種酵母廢水預(yù)處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于廢水處理領(lǐng)域，特別是針對酵母廢水的預(yù)處理方法。
背景技術(shù)：
酵母的生產(chǎn)主要以制糖過程中的糖蜜廢液為生長碳源，將氯化鈉、硫酸鎂、磷酸銨等作為營養(yǎng)鹽生產(chǎn)酵母。由于酵母菌無法完全利用廢糖蜜中的有機物，殘余有機物以及生長代謝過程中產(chǎn)生的新有機物均進入廢水中，產(chǎn)生大量高濃度的有機廢水。廢糖蜜色素絕大部分不能有效地被酵母菌利用，也不能經(jīng)甲烷發(fā)酵或活性污泥法處理后分解，最難降解的是3種色素，分別是焦糖色素、美拉德色素和多酚類色素，而焦糖色素的含量在其中占到70%以上。此外，焦糖色素在酵母生產(chǎn)過程中的反應(yīng)有兩種類型一類是在有胺的情況下會產(chǎn)生美拉德反應(yīng)，由葡萄糖和NH3-R生成希夫堿，進一步加熱生成N-取代葡基胺，也就是生 成美拉德色素。另一類是純焦糖化反應(yīng)，即在大約200°C的高溫下使碳水化合物產(chǎn)生醛類，然后縮合成染色成分。以上兩類反應(yīng)都能產(chǎn)生醛類和二羰基化合物留存于焦糖色素中，而這些物質(zhì)對產(chǎn)甲烷菌都有較強的抑制作用，因此含焦糖色素的廢水對厭氧顆粒污泥的生成有較強的抑制能力，就是厭氧工藝處理效率低下的主要原因。在生物處理前端去除色素，使無法被生物利用色素轉(zhuǎn)化為可生物降解的物質(zhì)，同時消除對厭氧工藝單元的不利影響，可有效提高生物系統(tǒng)對廢水污染物的去除效率。然而，酵母廢水原水水質(zhì)成分復(fù)雜，如何有效地、準確地去除色素，則是一個有待解決的難題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種可提高常規(guī)酵母廢水處理系統(tǒng)處理效率的預(yù)處理方法，本預(yù)處理方法操作簡單，切實可行，對已有系統(tǒng)的實際改造工程量小，并且無需停產(chǎn)即可進行改造。本發(fā)明提供的一種酵母廢水預(yù)處理方法，采用如下技術(shù)方案首先使用磷酸對酵母廢水原水進行pH值酸性調(diào)節(jié)，然后進行臭氧曝氣處理，最后再將PH值調(diào)節(jié)至7-8，同時進行吹脫處理，此后即可進入常規(guī)生物處理系統(tǒng)。所述進行臭氧曝氣處理的工藝為臭氧曝氣池水力停留時間為lh，有效水深不小于5m，臭氧曝氣分兩段，兩段曝氣段水力停留時間分別為lOmin，兩段緩沖段水力停留時間分別為20min，其過程為“臭氧曝氣+緩沖+臭氧曝氣+緩沖”，在臭氧曝氣階段為進水方向與曝氣方向相對，為逆向流形式。臭氧的投加量為IL酵母廢水原水中投加400-600mg臭氧，投加臭氧時以臭氧發(fā)生器中產(chǎn)生的氧氣和臭氧的混合氣體形式投加，投加濃度為IL氧氣和臭氧的混合氣體中含有60_80mg臭氧。優(yōu)選地，所述酵母廢水原水為酵母分離液，色度在4000倍以上。優(yōu)選地，所述進行pH值酸性調(diào)節(jié)具體為將酵母廢水原水pH值調(diào)節(jié)為2-4。優(yōu)選地，采用逆向流兩段曝氣形式，并配以2倍緩沖時間。優(yōu)選地，臭氧投加濃度為60_80mg/l臭氧，降低臭氧投加要求。優(yōu)選地，在將臭氧曝氣后的出水pH值調(diào)節(jié)至7-8的同時，進行空氣吹脫曝氣，將水中溶解的未反應(yīng)完全的臭氧進行吹脫去除。本文中所述的常規(guī)生物處理系統(tǒng)是指對酵母廢水進行厭氧處理和好氧處理的生物處理系統(tǒng)。臭氧是一種強氧化劑，氧化能力僅次于氟，具有良好的消毒和脫色作用。臭氧與有機物反應(yīng)有兩種形式，直接反應(yīng)和間接反應(yīng)。直接反應(yīng)是臭氧與化合物直接反應(yīng)，臭氧直接反應(yīng)速率低，反應(yīng)速率常數(shù)一般在LiTlO3M-1S'臭氧直接反應(yīng)具有高度選擇性，對于不同速率常數(shù)的化合物，在一定反應(yīng)時間內(nèi)有不同的去除率。這是因為臭氧具有偶極結(jié)構(gòu)，其與含有不飽和鍵化合物，如烯烴族化合物C=C雙鍵反應(yīng)速度快，將不飽和鍵斷裂。臭氧還可以與水中多種污染物發(fā)生緩慢反應(yīng)，如環(huán)狀脂肪族化合物、三氯甲烷、非活性的芳香族化合物，如氯苯等；間接反應(yīng)是臭氧先生成羥基自由基(· 0H)后，再與有機物反應(yīng)，間接反應(yīng)是非選擇性的，反應(yīng)速度快，反應(yīng)速率常數(shù)在KTiokT1S'在酸性條件下(ph < 4)時，以直接反應(yīng)為主；pH=10以上時，以間接反應(yīng)為主。利用臭氧氧化技術(shù)對酵母廢水原水進行處理，目的主要在于利用臭氧的強氧化性 去除焦糖色素、美拉德色素和多酹類色素，因為這些色素?zé)o法在常規(guī)生物處理系統(tǒng)中去除，而且還會降低厭氧反應(yīng)器的去除效率，因此，在常規(guī)生物處理工藝前對色度進行有效去除，對酵母廢水處理效率而言非常重要。然而酵母廢水中懸浮物含量很高，堿度也很高，對產(chǎn)生羥基自由基的反應(yīng)會起到抑制作用；此外，羥基自由基的氧化過程沒有任何選擇性，在氧化色素物質(zhì)的同時，其他污染物也消耗了大量的臭氧；再有，酵母廢水耐堿能力很強，溶液中還含有大量的金屬離子，要強控制PH值在10以上，需投加過量的堿，而且還會產(chǎn)生化學(xué)污泥，因此依靠臭氧間接氧化去除酵母廢水中的色素物質(zhì)效率低下，無端增加了操作的困難程度。而酵母廢水原水偏酸性，溶液耐酸能力差，將其調(diào)節(jié)至酸性范圍簡單可行，且在酸性環(huán)境中臭氧極易選擇不飽和雙鍵進行攻擊，使其斷鏈，脫除色度的同時，可以改變其他難降解物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)，易于后續(xù)的生物處理降解過程。此外,在臭氧曝氣前調(diào)節(jié)ph值應(yīng)選用磷酸，而盡量不使用硫酸和鹽酸是因為一，酵母廢水中已含有大量的硫酸根和氯離子，繼續(xù)向其中增加硫酸根，不利于后續(xù)厭氧工藝單元產(chǎn)甲烷菌的生長，如果增加氯離子，大量的氯離子會對后續(xù)好氧工藝單元微生物的分解活動產(chǎn)生強大的抑制作用，因此，盡量不采用硫酸和鹽酸調(diào)節(jié)PH值；二，酵母廢水中總磷濃度偏低，因此，在常規(guī)處理過程中還要向其中補充磷酸鹽，因此，磷酸是調(diào)節(jié)PH值的首選。


圖I是酵母廢水預(yù)處理方法示意圖。
具體實施例方式為了使本發(fā)明中所述的技術(shù)方案更加便于理解，下面將結(jié)合具體實施方式
對本發(fā)明所述的酵母廢水預(yù)處理方法做進一步的闡述。實施例I對中原某酵母廠廢水進行試驗研究，原水中洗水(洗水是酵母分離液)COD為30000mg/L左右,色度為4500倍，將此部分洗水用磷酸進行pH值調(diào)節(jié)至2_3，然后用臭氧進行間歇式曝氣，臭氧曝氣池水力停留時間為lh，有效水深不小于5m，臭氧曝氣分兩段，兩段曝氣段水力停留時間分別為lOmin，兩段緩沖段水力停留時間分別為20min，其過程為“臭氧曝氣+緩沖+臭氧曝氣+緩沖”，在臭氧曝氣階段為進水方向與曝氣方向相對，為逆向流形式。臭氧總投加量在400-500mg/L范圍內(nèi)，脫色率在90%以上，而后調(diào)節(jié)pH值至7_8，與其他部分廢水混合后(COD在13000-15000mg/L范圍內(nèi))進入?yún)捬醴磻?yīng)器進行處理，厭氧反應(yīng)器負荷為4. 5kgC0D/m3 · d,出水COD在1800mg/L左右，而后進入好氧反應(yīng)器,好氧反應(yīng)器采用A/Ο工藝，總水力停留時間為48h，溶解氧控制在2. 5mg/L左右，污泥濃度控制在5000mg/L水平，出水COD可穩(wěn)定達到300mg/L以下，達到了《酵母工業(yè)水污染物排放標準GB25462-2010》中直接排放對化學(xué)需氧量的要求，遠低于酵母廠污水處理設(shè)施實際出水600mg/L 水平。實施例2對東北某酵母廠廢水進行試驗研究，原水混合后COD為20000mg/L左右，色度在4000倍水平上，將原水加磷酸進行pH值調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)到2. 5水平，然后用臭氧進行間歇式曝 氣，臭氧曝氣池水力停留時間為lh，有效水深不小于5m，臭氧曝氣分兩段，兩段曝氣段水力停留時間分別為lOmin，兩段緩沖段水力停留時間分別為20min，其過程為“臭氧曝氣+緩沖+臭氧曝氣+緩沖”，在臭氧曝氣階段為進水方向與曝氣方向相對，為逆向流形式。臭氧總投加量在500-600mg/L范圍內(nèi)，脫色率在90%以上，出水COD在1500mg/L左右，而后直接進入兩級A/Ο處理工藝，總水力停留時間為72h，其中高負荷段污泥濃度為5000mg/L，低負荷段污泥濃度為4000mg/L，出水COD可控制在300mg/L以下，同樣達到了《酵母工業(yè)水污染物排放標準GB25462-2010》中直接排放對化學(xué)需氧量的要求，且低于酵母廠實際好氧工藝出水COD大于500mg/L的現(xiàn)狀。
權(quán)利要求
1.一種酵母廢水預(yù)處理方法，其特征在于首先使用磷酸對酵母廢水原水進行PH值酸性調(diào)節(jié)，然后進行臭氧曝氣處理，最后再將PH值調(diào)節(jié)至7-8，同時進行吹脫處理，此后即可進入常規(guī)生物處理系統(tǒng)；所述進行臭氧曝氣處理的工藝為臭氧曝氣池水力停留時間為Ih,有效水深不小于5m，臭氧曝氣分兩段，兩段曝氣段水力停留時間分別為lOmin，兩段緩沖段水力停留時間分別為20min，其過程為“臭氧曝氣+緩沖+臭氧曝氣+緩沖”，在臭氧曝氣階段為進水方向與曝氣方向相對，為逆向流形式；臭氧的投加量為IL酵母廢水原水中投加400-600mg臭氧，投加臭氧時以臭氧發(fā)生器中產(chǎn)生的氧氣和臭氧的混合氣體形式投加，投加濃度為IL氧氣和臭氧的混合氣體中含有60-80mg臭氧。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的酵母廢水預(yù)處理方法，其特征在于，所述酵母廢水原水為酵母分離液，色度在4000倍以上。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的酵母廢水預(yù)處理方法，其特征在于，所述進行pH值酸性調(diào)節(jié)具體為將酵母廢水原水PH值調(diào)節(jié)為2-4。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的酵母廢水預(yù)處理方法，其特征在于，在將臭氧曝氣后的出水PH值調(diào)節(jié)至7-8的同時，進行空氣吹脫曝氣，將水中溶解的未反應(yīng)完全的臭氧進行吹脫去除。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種酵母廢水預(yù)處理方法，具體方法為首先將酵母廢水原水進行pH值酸性調(diào)節(jié)，然后進行臭氧曝氣處理，最后再將pH值調(diào)節(jié)至7-8，此后即可進入常規(guī)生物處理系統(tǒng)。本發(fā)明的預(yù)處理方法從根本上解決了常規(guī)酵母廢水生物處理系統(tǒng)處理效率偏低、停留時間長、出水水質(zhì)差、色度高等問題，本發(fā)明工藝控制簡單，可操作性強，可廣泛用于酵母廢水處理工藝，并適用于已建酵母企業(yè)的廢水處理設(shè)施升級改造。
文檔編號C02F9/14GK102874987SQ201210407759
公開日2013年1月16日 申請日期2012年10月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月23日
發(fā)明者荊降龍, 朱民, 李子富, 宋英豪, 林秀軍, 梁康強, 代琳琳 申請人:北京市環(huán)境保護科學(xué)研究院