一種提高檳榔煮籽廢水可生化性的預(yù)處理方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種提高檳榔煮籽廢水可生化性的預(yù)處理方法，該方法包括下述步驟：（1）將檳榔煮籽廢水原水首先過濾，以去除廢水中的粗大物質(zhì)；（2）廢水自流入調(diào)節(jié)池，以調(diào)節(jié)水質(zhì)水量；（3）廢水自流入鋁炭微電解反應(yīng)器，開啟鼓風(fēng)曝氣裝置進(jìn)行充分反應(yīng)；（4）將步驟（3）反應(yīng)后的出水自流入混凝池，攪拌；（5）將步驟（4）反應(yīng)后的混合液自流入沉淀池進(jìn)行固液分離，上清液排入后續(xù)的生化處理系統(tǒng)；（6）鋁炭微電解反應(yīng)器和沉淀池中的污泥通過靜壓方式排放至污泥濃縮池，污泥脫水濃縮后外運(yùn)處理，污泥壓濾后的濾液流入至調(diào)節(jié)池。本發(fā)明有效地解決了現(xiàn)有檳榔煮籽廢水難生化處理的問題，不僅取得了良好的脫色去碳效果，同時出水的可生化性也得到了大大提高，為后續(xù)生物處理提供了良好的保障，便于推廣應(yīng)用。
【專利說明】一種提高檳榔煮籽廢水可生化性的預(yù)處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種提高檳榔煮籽廢水可生化性的預(yù)處理方法，屬于環(huán)保廢水處理【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，檳榔加工企業(yè)主要采用煙果檳榔深加工工藝，其生產(chǎn)廢水主要來源于煮籽工段。其中，檳榔煮籽工段排放的廢水污染物組分復(fù)雜，含有大量的粗纖維、植物酚類(如單寧等)、生物堿和檳榔紅色素等有毒難降解物質(zhì)，是一種高濃度、高色度、難生化處理的有機(jī)酸性廢水。該類廢水若得不到有效的處理而直接排放，勢必會對周邊環(huán)境造成嚴(yán)重的環(huán)境污染問題。目前，僅有分別針對煙果檳榔和青果檳榔加工企業(yè)排放的綜合廢水開發(fā)的廢水處理工藝，具體工藝簡介如下:
①UASB- —級生物接觸氧化-高級氧化-混凝沉淀-二級生物接觸氧化工藝(顏智勇等.一種檳榔加工廢水的處理方法):該處理方法采用物化和生化相組合的工藝處理煙果檳榔加工企業(yè)排放的綜合廢水。當(dāng)進(jìn)水COD為650(T8500mg/L、B0D5為150(T2100 mg/L、色度為500~680倍和SS為500~800 mg/L時，在最佳的反應(yīng)操作條件下，出水水質(zhì)可達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996)—級排放標(biāo)準(zhǔn)，處理效果較好。然而物化工段選用Fenton高級氧化單元技術(shù)與混凝沉淀單元技術(shù)相聯(lián)合，雖能將廢水中的有毒難降解物質(zhì)進(jìn)行氧化去除，但是需要投加價格昂貴的雙氧水等藥劑，導(dǎo)致運(yùn)行成本高昂；另外，工藝流程過長，使得工程造價和運(yùn)行成本偏高，其中運(yùn)行成本高達(dá)12元/噸，且操作繁瑣，不利于推廣應(yīng)用。 [0003]②鐵炭微電解-Fenton-Α/Ο工藝(蔡彩虹.檳榔廢水處理方法的實(shí)驗(yàn)研究):該處理方法采用鐵炭微電解-Fenton-Α/Ο工藝處理青果檳榔加工企業(yè)排放的綜合廢水。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)進(jìn)水PH值為8.4，COD為6498mg/L，色度為1026倍，SS為250 mg/L時，在鐵炭微電解的最佳工藝條件(固液比為lg/mL，鐵炭比為1，反應(yīng)初始pH值為3，反應(yīng)時間為2.5h)和Fenton反應(yīng)的最佳工藝條件(30%雙氧水投加量為3% (體積比)，F(xiàn)enton反應(yīng)初始pH為3，反應(yīng)時間為40min)下，反應(yīng)后出水的COD可降至841mg/L，廢水可生化性B/C值由0.094提高到0.37。而后利用A/0工藝對廢水進(jìn)行深度處理，其中A段停留時間為120min，O段停留時間為360min，最終可使前兩步出水的COD從791 mg/L降至247mg/L。該處理方法在“鐵炭微電解-Fenton”處理工段需要反復(fù)調(diào)節(jié)廢水的pH值，操作繁瑣，消耗酸堿量大，且同樣需要投加價格昂貴的雙氧水，運(yùn)行成本高，不利于推廣應(yīng)用。
[0004]③混凝-Fenton氧化工藝(蔡彩虹.檳榔廢水處理方法的實(shí)驗(yàn)研究):該處理方法采用混凝-Fenton氧化工藝處理青果檳榔加工企業(yè)排放的綜合廢水。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)進(jìn)水pH=7.9，COD為6080mg/L，色度為1488倍時，在混凝階段最佳工藝條件(混凝劑PAC的最佳投加量為4g/L，助凝劑PAM的最佳投加量為6mg/L)和Fenton法最佳工藝條件(反應(yīng)初始pH值為3，30%雙氧水投加量為2mL/L, n (Fe2+) /n (H2O2) =1:10，反應(yīng)時間為30min)下，該處理方法對檳榔加工廢水的COD總?cè)コ蕿?8.09%，色度總?cè)コ蕿?2.67%。然而該方法同樣需要反復(fù)調(diào)節(jié)廢水的PH值，操作繁瑣，消耗酸堿量大，且同樣需要投加價格昂貴的雙氧水，運(yùn)行成本高，不利于推廣應(yīng)用。
[0005]目前國內(nèi)外對處理檳榔煮籽廢水的研究報道較少。然而由于以上所述工藝均操作繁瑣，成本高昂，影響了其在檳榔加工廢水處理領(lǐng)域的推廣應(yīng)用。因此，開發(fā)低耗高效、經(jīng)濟(jì)實(shí)用的檳榔加工廢水的處理技術(shù)和工藝具有現(xiàn)實(shí)意義。檳榔煮籽廢水是一種難生物降解的廢水，單獨(dú)或組合的厭氧、好氧工藝對處理檳榔加工廢水都是不適合的，出水都達(dá)不到排放要求。所以必須采用合適的技術(shù)方法預(yù)先提高檳榔煮籽廢水的可生化性，以便為后續(xù)生物處理創(chuàng)造良好的條件。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種提高檳榔煮籽廢水可生化性的預(yù)處理方法，本發(fā)明有效地解決了現(xiàn)有檳榔煮籽廢水難生化處理的問題，檳榔煮籽廢水在經(jīng)過本發(fā)明方法預(yù)處理后，不僅取得了良好的脫色去碳效果，同時出水的可生化性也得到了大大提高，為后續(xù)生物處理提供了良好的保障，微電解技術(shù)具有反應(yīng)器結(jié)構(gòu)簡單，工程造價低，操作簡便，運(yùn)行費(fèi)用低等顯著優(yōu)點(diǎn)而有利于推廣應(yīng)用。
[0007]本發(fā)明提供的技術(shù)方案如下:
一種提高檳榔煮籽廢水可生化性的預(yù)處理方法，該方法包括下述步驟:
(1)將檳榔煮籽廢水原水首先經(jīng)過格柵篩網(wǎng)過濾，以去除廢水中的粗大物質(zhì)(檳榔果實(shí)和果蒂等);
(2)將步驟(1)中的廢水自流入調(diào)節(jié)池，使調(diào)節(jié)池內(nèi)的水質(zhì)均勻；
(3 )將步驟(2 )中的廢水自流入鋁炭微電解反應(yīng)器，預(yù)先將定量的鋁刨花與顆?；钚蕴堪匆欢ū壤鶆蚧旌嫌诜磻?yīng)器中，開啟鼓風(fēng)曝氣裝置進(jìn)行充分反應(yīng)，以便通過還原、絡(luò)合、絮凝、吸附、共沉淀和微電場附集等作用去除檳榔煮籽廢水中的有毒難降解等物質(zhì)，繼而提高其生物降解性能，從而達(dá)到提高廢水可生化性的效果；
(4)將步驟(3)反應(yīng)后的出水自流入混凝池，將所述混凝池中的廢水調(diào)節(jié)pH值至8~10，然后開啟攪拌機(jī)開始攪拌，廢水在混凝池中的停留時間為3~5min ；
(5)將步驟(4)反應(yīng)后的混合液自流入沉淀池進(jìn)行固液分離，停留時間為廣3小時，上清液排入后續(xù)的生化處理系統(tǒng)；
(6)鋁炭微電解反應(yīng)器和沉淀池中的污泥通過靜壓方式排放至污泥濃縮池，污泥脫水濃縮后外運(yùn)處理，污泥壓濾后的濾液流入至調(diào)節(jié)池。
[0008]進(jìn)一步地，第(3)步中，所述鋁炭微電解反應(yīng)器內(nèi)預(yù)先裝填的鋁刨花為廢鋁加工制備而成，其規(guī)格大小為長度:f4cm、寬度3mm和厚度:< 1mm，鋁刨花的投加量控制在70kg/m3廢水左右，鋁刨花使用前應(yīng)活化，其效果將更佳，當(dāng)然必要時事先清洗，清洗方法為:用5%Na0H溶液洗滌去油，并用自來水沖洗干凈晾干備用；清洗后的鋁刨花活化方法:用l%NaOH溶液活化鋁刨花1-3π?η，然后用自來水沖洗干凈，最后再用10%的H2SO4溶液活化20min,以除去其表面的氧化物。鋁炭微電解內(nèi)預(yù)先裝填的鋁刨花與顆?；钚蕴康馁|(zhì)量比控制在1:1至1:2，優(yōu)選為1:1.5左右；鋁炭微電解反應(yīng)過程中的曝氣量與廢水量的比值控制在4-10:1，優(yōu)選為6~8:1左右；鋁炭微電解反應(yīng)器的停留時間控制在3飛小時；由于檳榔煮籽廢水中含有大量有機(jī)酸，通常PH值較低，曝氣鋁炭微電解可直接對其進(jìn)行處理，不需要進(jìn)行初始PH值調(diào)節(jié)。[0009]進(jìn)一步地，第(4)步中，所述混凝池中通過投加石灰水調(diào)節(jié)pH值至8-10，優(yōu)選為
8、左右，然后開啟攪拌機(jī)開始攪拌，廢水在混凝池中的停留時間為l(Tl5min ;所述混凝池分為兩格，第一格為快混池，第二格為慢混池，快混池中使石灰水與廢水快速混合反應(yīng)，在快速的攪拌作用下，破壞粒子穩(wěn)定性從而增加粒子與粒子間彼此碰撞的幾率，攪拌機(jī)的轉(zhuǎn)速控制在100 rpm ;慢混池中投加的PAM高分子絮凝劑通過吸附架橋和網(wǎng)捕卷掃作用將細(xì)小分散的膠體粒子絮凝成較大顆粒，以便利于后續(xù)固液分離，攪拌機(jī)的轉(zhuǎn)速控制在50 rpm。
[0010]進(jìn)一步地，第(5)步中，所述沉淀池的表面負(fù)荷為f 1.2m3/(m2*h)，停留時間為廣3小時。
[0011]本發(fā)明還提供上述一種提高檳榔煮籽廢水可生化性的預(yù)處理系統(tǒng)，按照廢水流經(jīng)順序，所述系統(tǒng)依次包括調(diào)節(jié)池，鋁炭微電解反應(yīng)器，混凝池，沉淀池，污泥濃縮池。
[0012]本發(fā)明具有以下有益效果:
檳榔煮籽廢水是一種高濃度、高色度和難生化處理的有機(jī)酸性廢水，且其廢水中常常含有大量的有毒難降解物質(zhì)。本發(fā)明針對檳榔煮籽廢水復(fù)雜的水質(zhì)特征，首次提出了一種提高檳榔煮籽廢水可生化性的方法，本發(fā)明處理方法是在傳統(tǒng)鐵炭微電解體系中將鐵屑改為鋁刨花，即構(gòu)建新型鋁炭微電解技術(shù)預(yù)處理檳榔煮籽廢水，從而有效地解決了現(xiàn)有檳榔煮籽廢水難生化處理的問題。在處理檳榔煮籽廢水時，新型鋁炭微電解技術(shù)相比于傳統(tǒng)鐵炭微電解技術(shù)，不僅克服了傳統(tǒng)鐵炭微電解處理后出水色度加深的問題，而且在廢水 脫色去碳和提高廢水可生化性方面均具有顯著優(yōu)勢。原因有兩方面:①鐵炭微電解反應(yīng)過程中產(chǎn)生的Fe2+、Fe3+能與檳榔煮籽廢水中的某些組分(如植物酚類等)發(fā)生反應(yīng)生成顏色更深的物質(zhì)；<1)鋁是比鐵還原性更強(qiáng)的活潑金屬，增大了電極的反應(yīng)電動勢，即能提供更大的破壞難降解物質(zhì)化學(xué)鍵的能量，從而比鐵炭微電解具有更好的處理效果。因此，檳榔煮籽廢水在經(jīng)過本發(fā)明方法預(yù)處理后，不僅取得了良好的脫色去碳效果，同時出水的可生化性也得到了大大提高，為后續(xù)生物處理提供了良好的保障。另外，微電解技術(shù)具有反應(yīng)器結(jié)構(gòu)簡單，工程造價低，操作簡便，運(yùn)行費(fèi)用低等顯著優(yōu)點(diǎn)而有利于推廣應(yīng)用。
[0013]說明書附圖
圖1為本發(fā)明方法的工藝流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面通過【具體實(shí)施方式】的詳細(xì)描述來進(jìn)一步闡明本發(fā)明，但并不是對本發(fā)明的限制，僅僅作示例說明。
[0015]本發(fā)明已于湖南省某檳榔加工企業(yè)檳榔煮籽工段排放的廢水預(yù)處理上進(jìn)行了試驗(yàn)，根據(jù)本發(fā)明預(yù)處理工藝路線，分別建造了調(diào)節(jié)池、鋁碳微電解反應(yīng)器、混凝池和沉淀池。
[0016]檳榔煮籽廢水呈棕褐色，伴有強(qiáng)烈的檳榔芳香味，其代表性水質(zhì)指標(biāo)如下:pH值為 3.3~3.6，色度為 900~1000 倍，SS 為 600~700 mg.L-1，COD 為 14600^16000 mg.L-1，BOD5 為3950~4900 mg.!/1，BOD5/ COD 為 0.27~0.31，日處理廢水量 25m3。
[0017]構(gòu)筑物及配套設(shè)施具體的參數(shù)如下:
I)篩網(wǎng)篩網(wǎng)間隙3mm，人工篩網(wǎng)。主要是去除檳榔蒂和檳榔核等。
[0018]2)調(diào)節(jié)池3.0mX3.0mX3.0m，鋼混結(jié)構(gòu)，液位計、2臺耐酸無堵塞污水提升泵(ZW50-20-30，上海滬智乾泵閥制造有限公司)，池體內(nèi)表面采用玻璃鋼防腐。
[0019]3)鋁炭微電解反應(yīng)器Φ2.0mX4.0m，材質(zhì)為PVC，反應(yīng)器數(shù)量2個，并聯(lián)使用。每個鋁炭微電解反應(yīng)器內(nèi)鋁刨花投加量為600kg，顆?；钚蕴繛?00kg，鋁刨花和顆?；钚蕴烤鶆蚧旌虾蠹尤氲戒X炭微電解反應(yīng)器內(nèi)。配套系統(tǒng):鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)(鼓風(fēng)機(jī)LSR65WJ，2臺，一用一備，與后續(xù)好氧處理系統(tǒng)共用);微孔曝氣頭(Φ215，10套，均勻布置于反應(yīng)器底部)。
[0020]4)混凝池混凝池的目的是去除廢水中的懸浮物和脫色?；炷爻叽鐬?br> 2.8mX 1.5mX 1.5m,平分為兩格，第一格為快混池，池體內(nèi)表面米用玻璃鋼防腐，第二格為慢混池?？旎斐刂型都邮胰?，使廢水PH值調(diào)至9左右，在快速的攪拌作用下，來破壞粒子穩(wěn)定性而增加粒子與粒子間彼此碰撞之機(jī)率，攪拌機(jī)的轉(zhuǎn)速控制在IOOrpm ;慢混池中投加PAM，目的是使添加的高分子絮凝劑通過吸附架橋作用將細(xì)小分散的膠體粒子凝聚成較大顆粒，以利于后續(xù)沉淀分離，攪拌機(jī)的轉(zhuǎn)速控制在50rpm?？旎斐嘏涮资胰橥都酉到y(tǒng)(1-1B1寸型螺桿泵，2臺，上海帕特泵業(yè)有限公司)，慢混池配套PAM投加系統(tǒng)(米頓羅P086-368TI 2臺，深圳市安仁環(huán)保設(shè)備有限公司)
5)沉淀池沉淀池體尺寸為4.0m X 4.0m X 4.0m,鋼混結(jié)構(gòu),采用豎流式沉淀池形式,表面負(fù)荷為1.2m3/ (m2.h)，排泥采用靜壓排泥方式。
[0021]本發(fā)明檳榔煮籽廢水的預(yù)處理方法，具體步驟如下:
I)將檳榔煮籽廢水經(jīng)間隙為3_的人工篩網(wǎng)過濾后排放至調(diào)節(jié)池，在調(diào)節(jié)池內(nèi)安裝穿孔曝氣管，使調(diào)節(jié)池內(nèi)的水質(zhì)均勻，廢水在調(diào)節(jié)池的停留時間為15小時。
[0022]2)用提升泵提升廢水至2個鋁炭微電解反應(yīng)器中，曝氣量采用氣體流量計控制，曝氣量與廢水量比值在5~7:1，反應(yīng)時間為4h，鋁炭微電解反應(yīng)器操作采用間歇式運(yùn)行模式。
[0023]3)將步驟2)處理之后的廢水通過鋁炭微電解反應(yīng)器底閥排入至快速混池中，向快速混凝池中投加石灰乳調(diào)節(jié)PH值至9左右，快速攪拌，廢水在快混池中的停留時間為5分鐘；廢水經(jīng)快混池后自流入慢混池，向慢混池中投加1%。的聚丙烯酰胺溶液(PAM)，慢速攪拌，目的是使添加的高分子絮凝劑通過吸附架橋作用將細(xì)小分散的膠體粒子凝聚成較大顆粒。
[0024]4)將步驟3)處理后的廢水自流至沉淀池進(jìn)行固液分離。沉淀池的表面負(fù)荷為
1.0m3/(m2.h)，停留時間為3小時。沉淀池中的污泥通過靜壓方式排放到污泥濃縮池，濃縮污泥在脫水后外運(yùn)處理，污泥濃縮液及壓濾后濾液自流至調(diào)節(jié)池。
[0025]5)將步驟4)處理后的廢水自流至后續(xù)生化處理系統(tǒng)進(jìn)行凈化處理。
[0026]本實(shí)施例已經(jīng)過了 8 A月的運(yùn)行，經(jīng)監(jiān)測，結(jié)果如下:
【權(quán)利要求】
1.一種提高檳榔煮籽廢水可生化性的預(yù)處理方法，其特征在于:該方法包括下述步驟: (1)將檳榔煮籽廢水原水首先經(jīng)過格柵篩網(wǎng)過濾，以去除廢水中的粗大物質(zhì)； (2)將步驟(1)中的廢水自流入調(diào)節(jié)池，使調(diào)節(jié)池內(nèi)的水質(zhì)均勻； (3 )將步驟(2 )中的廢水自流入鋁炭微電解反應(yīng)器，預(yù)先將定量的鋁刨花與顆?；钚蕴烤鶆蚧旌嫌诜磻?yīng)器中，開啟鼓風(fēng)曝氣裝置進(jìn)行充分反應(yīng)； (4 )將步驟(3 )反應(yīng)后的出水自流入混凝池，將所述混凝池中的廢水pH值調(diào)節(jié)至8~10，然后開啟攪拌機(jī)開始攪拌，廢水在混凝池中的停留時間為3~5min ； (5 )將步驟(4 )反應(yīng)后的混合液自流入沉淀池進(jìn)行固液分離，停留時間為f 3小時，上清液排入后續(xù)的生化處理系統(tǒng)； (6)鋁炭微電解反應(yīng)器和沉淀池中的污泥通過靜壓方式排放至污泥濃縮池，污泥脫水濃縮后外運(yùn)處理，污泥壓濾后的濾液流入至調(diào)節(jié)池。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高檳榔煮籽廢水可生化性的預(yù)處理方法，其特征在于:鋁炭微電解內(nèi)預(yù)先裝填的鋁刨花與顆?；钚蕴康馁|(zhì)量比控制在1:1至1:2，優(yōu)選為1:1.5左右，其中鋁刨花使用前應(yīng)活化，即用NaOH溶液活化鋁刨花f 3min，然后用水沖洗干凈，再用H2SO4溶液活化以除去其表面的氧化物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高檳榔煮籽廢水可生化性的預(yù)處理方法，其特征在于:鋁炭微電解內(nèi)預(yù)先裝填的鋁刨花與顆?；钚蕴康馁|(zhì)量比1:1至1:2，優(yōu)選為1:1.5。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高檳榔煮籽廢水可生化性的預(yù)處理方法，其特征在于:鋁炭微電解反應(yīng)過程中的曝氣量與廢水量的比值控制在1-10:1，優(yōu)選為6~8:1，鋁炭微電解反應(yīng)器的停留時間為3飛小時。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高檳榔煮籽廢水可生化性的預(yù)處理方法，其特征在于:第(4)步中，所述混凝池中通過投加石灰水調(diào)節(jié)pH值至8-10，優(yōu)選為8~9，然后開啟攪拌機(jī)開始攪拌，廢水在混凝池中的停留時間為l(Tl5min。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的提高檳榔煮籽廢水可生化性的預(yù)處理方法，其特征在于:所述混凝池分為兩格，第一格為快混池，第二格為慢混池，快混池中在快速的攪拌作用下使石灰水與廢水快速混合反應(yīng)，攪拌機(jī)的轉(zhuǎn)速控制在100 rpm ;慢混池中投加的PAM高分子絮凝劑通過吸附架橋和網(wǎng)捕卷掃作用將細(xì)小分散的膠體粒子絮凝成較大顆粒，以便利于后續(xù)固液分離，慢混池中攪拌機(jī)的轉(zhuǎn)速控制在50 rpm ο
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的提高檳榔煮籽廢水可生化性的預(yù)處理方法，其特征在于:第(5)步中，所述沉淀池的表面負(fù)荷為fl.2m3/(m2*h)，停留時間為f3小時。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項所述的提高檳榔煮籽廢水可生化性的預(yù)處理方法的預(yù)處理系統(tǒng)，按照廢水流經(jīng)順序，所述系統(tǒng)依次包括調(diào)節(jié)池，鋁炭微電解反應(yīng)器，混凝池，沉淀池，污泥濃縮池。
【文檔編號】C02F9/06GK103991992SQ201410141543
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2014年4月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月10日
【發(fā)明者】顏智勇, 舒鵬, 邵繼海, 王杰, 譚秀益, 萬大娟, 陳峻峰, 文樹龍 申請人:湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)