專利名稱：豆制品廢水生化處理工藝及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種廢水處理工藝及裝置，具體指豆制品廢水生化處理工藝及裝置，是利用微生物同步降解豆制品廢水COD和N的工藝及裝置。
背景技術(shù)：
ii制品廢水是黃ii加工成ii制品過程中廣生的廢水。ii制品廢水王要組成有黃泔水、浸泡水、沖洗廢水；豆制品廢水主要污染物成分有豆渣、油脂、蛋白質(zhì)和纖維多糖等。豆制品廢水主要特點(diǎn)是C0D和N的濃度很高，綜合廢水的C0D&5500 10000mg/L，B0D53000 5000mg/L，總氮200 500mg/L。豆制品廢水處理不達(dá)標(biāo)排放，將引發(fā)水體富營養(yǎng)化，影響其經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)價(jià)值。豆制品廢水處理，目前應(yīng)用最廣的工藝為“沉淀池或氣浮池+厭氧池+好氧池+氣浮池”，處理后出水C0D&100 200mg/L，氨氮40 90mg/L。對照《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996) 一級排放標(biāo)準(zhǔn)，COD和N超標(biāo)，特別是N超標(biāo)現(xiàn)象比較普遍，而且廢水處理過程中排泥量大，處理成本高。其主要技術(shù)原因在于傳統(tǒng)的A/0工藝及其延伸工藝及裝置對高濃度COD和N并存的豆制品廢水處理，局限性很大一是硝化和反硝化置于不同的空間或時(shí)間，導(dǎo)致工藝流程長，廢水在BOD5降解到一定值以下(30mg/L)，才進(jìn)行硝化反應(yīng)，需要配置的生化池容積大，廢水處理投資不足就會(huì)造成去除效率達(dá)不到設(shè)計(jì)要求；二是生物脫氮制約因素多，總氮去除效率低(小于80% ),造成處理后出水N指標(biāo)超標(biāo)。豆制品廢水的油脂和SS含量很高，會(huì)造成后續(xù)厭氧池三相分離器的堵塞或損壞，因此在生化處理前利用物化沉淀或氣浮的方法，去除油脂和SS，使水質(zhì)滿足三相分離器的進(jìn)水要求，這就產(chǎn)生大量的污泥，污泥成分主要是油脂和物化絮體，污泥排放量4 8噸污泥/千噸廢水(含水率 80% )。在廢水處理過程中投加石灰、混凝劑、PAM、液堿等藥劑，導(dǎo)致藥劑費(fèi)用增加和污泥處置費(fèi)用增加，普遍反映廢水處理費(fèi)用2. 5 3. 0元/噸廢水。 同步硝化反硝化理論(SND)和低溶氧控制技術(shù)，給生物脫氮提供了新的理論基礎(chǔ)和技術(shù)手段，同時(shí)也產(chǎn)生了相應(yīng)的生物脫氮裝置，上世紀(jì)九十年代荷蘭和比利時(shí)等國家研發(fā)了相應(yīng)的CANON工藝及裝置和OLAND工藝及裝置。其核心是生化池控制低溶解氧環(huán)境，在生化池內(nèi)實(shí)現(xiàn)短程硝化和厭氧氨氧化、好氧硝化和好氧反硝化等生化反應(yīng)，即同池同步脫氮。但由于這些工藝及裝置控制低溶氧范圍比較窄(0.1 0. 5mg/L)，在高濃度COD和N并存的豆制品廢水處理時(shí)，COD和N的降解效率不夠理想。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述工藝及裝置的缺陷，本發(fā)明的豆制品廢水生化處理工藝及裝置，在高濃度COD和N并存的豆制品廢水處理時(shí)，通過改進(jìn)生物同步脫氮工藝的曝氣方式和提高低溶氧范圍，在同池同步脫氮的基礎(chǔ)上，強(qiáng)化COD降解功能，實(shí)現(xiàn)COD和N同池同步降解。
本發(fā)明的技術(shù)方案，包括豆制品廢水生化處理工藝及裝置，分別介紹如下本發(fā)明豆制品廢水生化處理工藝，包括以下工藝步驟(I)廢水經(jīng)調(diào)節(jié)池提升到水解酸化池，將顆粒物和大分子水解成可溶性物質(zhì)并降解 COD ；(2)流入?yún)捬醭?，產(chǎn)生甲烷降解C0D，再流入生物同步降解池，同步降解COD和N ；(3)生物同步降解池末端的混合液部分回流到進(jìn)水端，部分提升到泥水分離裝置，泥水分離后的清水達(dá)標(biāo)排放，污泥回流到水解酸化池；
(4)廢水處理過程中產(chǎn)生的剩余污泥排入污泥處置系統(tǒng)。步驟(I)所述的調(diào)節(jié)池，水力停留時(shí)間8 12h。步驟(I)所述的水解酸化池，生化停留時(shí)間8 12h。步驟(2)所述的厭氧池，生化停留時(shí)間24 36h，進(jìn)水端投加堿液，控制進(jìn)水pH6. 5 7. 5。步驟⑵所述的生物同步降解池，溶解氧范圍0.1 1. 2mg/L,生化停留時(shí)間36 48h。步驟(3)所述的混合液回流，回流比20 30倍。步驟(4)所述的剩余污泥排入污泥處置系統(tǒng)，剩余污泥為水解酸化池和泥水分離裝置排放的生化污泥，污泥處置系統(tǒng)按常規(guī)設(shè)計(jì)。本發(fā)明的豆制品廢水生化處理裝置，是豆制品廢水生化處理工藝的工程化應(yīng)用。其裝置組成和工藝步驟如下所述的豆制品廢水生化處理裝置，按廢水流經(jīng)順序包括調(diào)節(jié)池、水解酸化池、厭氧池、生物同步降解池和泥水分離裝置。所述的調(diào)節(jié)池，設(shè)置機(jī)械格柵機(jī)和網(wǎng)板微濾機(jī)。所述的水解酸化池，選用UBF (復(fù)合型厭氧流化床)，頂部設(shè)置廢氣處置系統(tǒng)，上部設(shè)置斜管或斜板，中間掛生物填料，底部設(shè)置泥斗和排泥管路。所述的厭氧池，選用EGSB(厭氧膨脹顆粒污泥床)，進(jìn)水端設(shè)置pH自控系統(tǒng)，池頂設(shè)置沼氣收集、處理、利用裝置。所述的生物同步降解池，曝氣管選用微孔曝氣軟管，曝氣管間距110 220mm，混合液回流選用氣動(dòng)提升裝置，優(yōu)選的以空氣為動(dòng)力的氣提水泵。所述的泥水分離裝置，選用超濾膜。本發(fā)明有益效果一是污泥排放量小全程生化處理工藝，將現(xiàn)有的物化沉淀池或氣浮池改成水解酸化池，同時(shí)采用生物同步降解技術(shù)，生化池控制污泥濃度高，每千噸廢水產(chǎn)泥0.8 1. 2噸(含水率80% )，較傳統(tǒng)工藝減少70%以上。二是COD和N同池同步降解，且降解效率提升C0D&去除率大于90%，氨氮去除率大于90%，總氮去除率大于80%，出水水質(zhì)達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996) —級排放標(biāo)準(zhǔn)。三是廢水處理成本低工藝不需要投加石灰、混凝劑、PAM等藥劑，并采用低溶氧曝氣，廢水處理成本1. 8 2. 0元/噸廢水，較傳統(tǒng)工藝減少30%以上。


圖1，是本發(fā)明豆制品廢水生化處理工藝及裝置具體實(shí)施方式
的流程示意圖2，是本發(fā)明豆制品廢水生化處理工藝及裝置具體實(shí)施方式
的平面示意圖；圖3，是圖2的A-A剖面圖。附圖中各標(biāo)記的說明1-調(diào)節(jié)池，2-水解酸化池，3-厭氧池，4-生物同步降解池，5-混合液回流氣動(dòng)提升裝置，6-泥水分離裝置，7-污泥處置系統(tǒng)，8-曝氣區(qū)在線溶氧儀，9-曝氣管，10-風(fēng)機(jī)，11-風(fēng)機(jī)風(fēng)管。
具體實(shí)施例方式為了更好的理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合具體實(shí)施方式
進(jìn)行闡述參見圖1、圖2和圖3，豆制品廢水生化處理工藝及裝置，處理廢水的步驟及裝置如 下(I)廢水經(jīng)調(diào)節(jié)池I提升到水解酸化池2，將顆粒物和大分子水解成可溶性物質(zhì)并降解COD ；(2)流入?yún)捬醭?，產(chǎn)生甲烷降解C0D，再流入生物同步降解池4，同步降解COD和N；(3)生物同步降解池4末端的混合液部分回流到進(jìn)水端，部分提升到泥水分離裝置6，泥水分離后的清水達(dá)標(biāo)排放，污泥回流到水解酸化池2 ；(4)廢水處理過程中產(chǎn)生的剩余污泥排入污泥處置系統(tǒng)7。步驟(I)所述的調(diào)節(jié)池1，水力停留時(shí)間8 12小時(shí)，其作用是調(diào)節(jié)水量和均勻水質(zhì)。在調(diào)節(jié)池前設(shè)置機(jī)械格柵機(jī)和網(wǎng)板微濾機(jī)，通過機(jī)械格柵機(jī)去除廢水中的垃圾和豆殼，通過網(wǎng)板微濾機(jī)去除破碎大豆和豆渣。步驟(I)所述的水解酸化池2，選用UBF(復(fù)合型厭氧流化床)，生化停留時(shí)間8 12h，其作用是將廢水中的顆粒物和大分子水解成可溶性物質(zhì)，降解C0D，減少污泥排放。以水解酸化池2替代傳統(tǒng)的物化沉淀池或氣浮池，廢水中的大豆纖維素和多糖水解為葡萄糖，植物蛋白水解為氨基酸，脂類轉(zhuǎn)化成脂肪酸，水解產(chǎn)物都溶于水，出水SS符合后續(xù)厭氧池3的三相分離器要求。水解酸化池2為底部進(jìn)水，控制水流上升流速0. 8 1. 2m/h ；CODcr去除容積負(fù)荷3 5KgC OD/m3. d ;水解酸化池2的池高10 12m，頂部設(shè)置廢氣處置系統(tǒng)，上部設(shè)置斜管或斜板，中間掛生物填料，底部設(shè)置泥斗和排泥管路，采用重力式間歇性排泥，剩余污泥排入污泥處置系統(tǒng)7，折合干污泥0. 2 0. 4噸/千噸廢水(含水率80% );出水重力流進(jìn)入?yún)捬醭?。步驟⑵所述的厭氧池3，選用EGSB (厭氧膨脹顆粒污泥床)，生化停留時(shí)間24 36h，其作用是產(chǎn)生甲烷的同時(shí)降解C0D。經(jīng)過前段水解酸化的出水，在厭氧池3完成厭氧反應(yīng)的最后一個(gè)階段，產(chǎn)甲烷菌利用乙酸、氫氣和二氧化碳產(chǎn)生甲烷氣體，降解C0D。在厭氧池3的頂部，氣、固、液三相被分離，沼氣回收利用，出水一部分循環(huán)，另一部分進(jìn)入后續(xù)生化系統(tǒng)，剩余污泥儲存外賣或排入水解酸化池2。厭氧池3的池高13 15m，池頂有蓋，并配套沼氣收集、處理、利用裝置；適當(dāng)提高進(jìn)水PH值有利于產(chǎn)甲烷細(xì)菌的脫碳作用，控制pH6.5 7. 5，配套液堿投加和pH自控系統(tǒng)；厭氧池3為底部進(jìn)水，適當(dāng)增加廢水內(nèi)循環(huán)流速可以改善泥水混合，控制水流上升流速2 4m/h ；CODcr去除容積負(fù)荷5 10KgC0D/m3. d ;出水部分用泵提升循環(huán)，循環(huán)水泵揚(yáng)程大于24m ;出水重力流到生物同步降解池4 ;剩余污泥儲存外賣或排入水解酸化池2。步驟(3)所述的生物同步降解池4，曝氣區(qū)的進(jìn)水端采用多點(diǎn)布水與回流混合液混合，通過曝氣區(qū)在線溶氧儀8控制溶解氧范圍0.1 1. 2mg/L,生化停留時(shí)間36 48h，MLSS7000 8500mg/L，C0D&去除容積負(fù)荷0. 8 1. 6KgC0D/m3. d，氨氮去除容積負(fù)荷0.1
0.4Kg氨氮/m3.d。生物同步降解池4的作用是同步降解COD和N。生物同步脫氮工藝及低溶氧控制技術(shù)設(shè)定的“低溶氧”范圍比較窄(取值0.1 0. 5mg/L)，在豆制品廢水處理時(shí)，由于供氧總量的不足，對高濃度COD的氧化不夠充分，COD降解效率低，需要延長生化停留時(shí)間或增加生化池容量，因此，在低溶氧水平下，適當(dāng)提高曝氣區(qū)溶解氧控制范圍(0.1
1.2mg/L)，即保證同步脫氮的同時(shí)，又提高COD降解。生物同步降解池4的低溶氧控制，表明微生物處于“兼氧”和“好氧”的臨界環(huán)境中，微生物種群豐富，對有機(jī)物的降解機(jī)理更多元化。“兼氧”環(huán)境中兼氧異養(yǎng)菌將有機(jī)碳和氮雜環(huán)等大分子水解成小分子、缺氧反硝化菌將N02_和N03_還原成N2、厭氧氨氧化菌將氨氧化成N2 好氧”環(huán)境中好氧異養(yǎng)菌將有機(jī)碳 氧化成CO2、好氧硝化菌將氨氧化成NO2-和和少量NO3'好氧反硝化菌將氨氧化成N2。通過上述系列生化反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)COD和N同池同步降解。步驟(3)所述的生物同步降解池4的曝氣區(qū)，底部安裝曝氣管9接風(fēng)機(jī)風(fēng)管11，曝氣管9安裝間距80 350mm，優(yōu)選的110 220mm，曝氣管9的高密度鋪設(shè)使得氣泡上升流速慢(0. 2 0. 6m/s)，氣泡無功散發(fā)減少，可以提高溶氧效率，降低電耗，同時(shí)可以避免強(qiáng)曝氣對微生物絮體的剪切，污泥凝聚性好、絮體大、密實(shí)度適中；曝氣管9選用微孔曝氣軟管，直徑50 65mm，軟管上開孔直徑小，單位長度開孔數(shù)多，上升氣泡直徑小(0 2 4mm)，在絮體表面粘附著的小氣泡有利于有氧呼吸和碳、氮的氧化，而絮體內(nèi)部的溶解氧不足和碳源的充足有利于反硝化作用的發(fā)生，提高COD和N的降解效率。步驟(3)所述的混合液回流，回流比20 30倍。生物同步降解池4末端的混合液回流到進(jìn)水端，其作用是改善進(jìn)水條件，增加污泥濃度。微生物特征化明顯，提高COD和N的去除率，減少污泥排量?；旌弦夯亓鳉鈩?dòng)提升裝置5，優(yōu)選的以空氣為動(dòng)力的氣提水泵?；旌弦夯亓魈嵘叨群苄?0.1 0. 3m)，混合液回流氣動(dòng)提升裝置5比較機(jī)電水泵的超液位提升，理論上節(jié)省電耗5倍以上。在具體實(shí)施時(shí)，可通過調(diào)整混合液回流氣動(dòng)提升裝置5的進(jìn)氣閥門來控制回流量和回流比，也可通過檢測生物同步降解池4進(jìn)水端的水質(zhì)來調(diào)整回流量和回流比，混合液回流氣動(dòng)提升裝置5的氣源來自風(fēng)機(jī)10。步驟(4)所述的泥水分離系統(tǒng)6，選用超濾膜，超濾膜清水達(dá)標(biāo)排放，污泥部分回流到到水解酸化池2進(jìn)水端，少部分進(jìn)入污泥處置系統(tǒng)7脫水外運(yùn)，折合干污泥0. 6 0. 8噸/千噸廢水(含水率80%)。豆制品廢水COD和N濃度高，廢水可生化性好，污泥產(chǎn)率大，污泥濃度高，MLSS7000 8500mg/L，采用斜管或斜板澄清的方法，出水帶泥現(xiàn)象比較嚴(yán)重，因此選用超濾膜分離，膜處理清水COD穩(wěn)定。實(shí)施例，某豆制品廠廢水處理廢水處理原工藝及裝置為“調(diào)節(jié)池+物化沉淀池+厭氧池+好氧池+物化氣浮池”，出水氨氮和總氮超標(biāo)，污泥產(chǎn)量大，處理成本高。應(yīng)用本發(fā)明進(jìn)行工藝調(diào)整實(shí)踐。調(diào)整后的工藝及裝置“調(diào)節(jié)池+UBF池+EGSB池+生物同步降解池”。調(diào)整后的工藝及裝置參數(shù)UBF池生化停留時(shí)間12h，出水C0D&8450mg/L，CODcr去除率16%, CODcr去除容積負(fù)荷3. lKgCOD/m3. d ；EGSB池生化停留時(shí)間26h，pH6. 8，出水CODcr1960mg/L, CODcr去除率77%，COD&去除容積負(fù)荷6. OKgCOD/m3. d ;生物同步降解池生化停留時(shí)間46h，溶解氧范圍0.1 1. 2mg/L, MLSS 7600 8360mg/L, CODcr去除率96%,CODcr去除容積負(fù)荷1. OKgCOD/m3. d，氨氮去除率99%，氨氮去除容積負(fù)荷0. 2Kg氨氮/m3. d ；混合液回流設(shè)備為氣提水泵，回流比24倍；泥水分離采用外置管式超濾膜。工藝及裝置調(diào)整前后指標(biāo)比較參見表I。表I某豆制品廠廢水處理工藝及裝置調(diào)整比較
權(quán)利要求
1.豆制品廢水生化處理工藝，其特征在于處理步驟如下 (1)廢水經(jīng)調(diào)節(jié)池提升到水解酸化池，將顆粒物和大分子水解成可溶性物質(zhì)并降解COD ； (2)流入?yún)捬醭兀a(chǎn)生甲烷降解C0D，再流入生物同步降解池，同步降解COD和N； (3)生物同步降解池末端的混合液部分回流到進(jìn)水端，部分提升到泥水分離裝置，泥水分離后的清水達(dá)標(biāo)排放，污泥回流到水解酸化池； (4)廢水處理過程中產(chǎn)生的剩余污泥排入污泥處置系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的豆制品廢水生化處理工藝，其特征在于所述步驟(I)的水解酸化池，生化停留時(shí)間8 12h。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的豆制品廢水生化處理工藝，其特征在于所述步驟(2)的厭氧池，生化停留時(shí)間24 36h，進(jìn)水端投加堿液，控制進(jìn)水pH6. 5 7. 5。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的豆制品廢水生化處理工藝，其特征在于所述步驟(2)的生物同步降解池，溶解氧范圍O.1 1. 2mg/L,生化停留時(shí)間36 48h。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的豆制品廢水生化處理工藝，其特征在于所述步驟(3)的混合液回流，回流比20 30倍。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的豆制品廢水生化處理工藝，應(yīng)用于工程的豆制品廢水生化處理裝置，其特征在于按廢水流經(jīng)順序包括調(diào)節(jié)池、水解酸化池、厭氧池、生物同步降解池和泥水分離裝置。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的豆制品廢水生化處理裝置，其特征在于所述的水解酸化池，選用UBF (復(fù)合型厭氧流化床)，頂部設(shè)置廢氣處置系統(tǒng)，上部設(shè)置斜管或斜板，中間掛生物填料，底部設(shè)置泥斗和排泥管路。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的豆制品廢水生化處理裝置，其特征在于所述的厭氧池，選用EGSB (厭氧膨脹顆粒污泥床)，進(jìn)水端設(shè)置pH自控系統(tǒng)，池頂設(shè)置沼氣收集、處理、利用裝置。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的豆制品廢水生化處理裝置，所述的生物同步降解池，曝氣管選用微孔曝氣軟管，曝氣管間距Iio 220_，其特征在于所述的生物同步降解池，混合液回流選用氣動(dòng)提升裝置，優(yōu)選的以空氣為動(dòng)力的氣提水泵。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的豆制品廢水生化處理裝置，其特征在于所述的泥水分離裝置，選用超濾膜。
全文摘要
本發(fā)明涉及豆制品廢水生化處理工藝及裝置。其工藝步驟和裝置組成有廢水依序流經(jīng)調(diào)節(jié)池、水解酸化池、厭氧池、生物同步降解池和泥水分離裝置。水解酸化池將顆粒物和大分子水解成可溶性物質(zhì)并降解COD；厭氧池產(chǎn)生甲烷的同時(shí)降解COD；生物同步降解池采用低溶氧曝氣同步降解COD和N；生物同步降解池末端混合液回流到進(jìn)水端，部分提升到泥水分離裝置；泥水分離后的清水達(dá)標(biāo)排放，污泥回流到水解酸化池的進(jìn)水端；剩余污泥排入污泥處置系統(tǒng)。本發(fā)明有益效果全程生化處理工藝和生物同步降解COD和N，處理出水達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996)一級排放標(biāo)準(zhǔn)，解決豆制品廢水處理N超標(biāo)、污泥量大和成本高的問題。
文檔編號C02F9/14GK103011515SQ201210554579
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月13日
發(fā)明者奕錦偉, 張淼佳, 劉慧 申請人:杭州綠色環(huán)保技術(shù)開發(fā)有限公司