公布日：2023.04.07
申請日：2022.12.30
分類(lèi)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(kāi)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、自養生物脫氮、深度處理等步驟。同時(shí)，本發(fā)明在同步脫氮過(guò)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物、非極性有機物及顆粒物，進(jìn)一步降低后續處理的難度，進(jìn)一步提高處理系統的抗沖擊負荷能力。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、抗沖擊負荷能力強、運行費用低，具有較好的應用前景。
權利要求書(shū)
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(guò)濾器處理，分離得預處理廢液和不同粒徑的過(guò)濾物；(2)厭氧消化處理：將步驟(1)中所得預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)自養生物脫氮：將步驟(5)中所得硝化廢水進(jìn)行自養生物脫氮，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(guò)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2～5h；反應完成后，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(guò)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0.5～2h，反應完成后，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(guò)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(guò)程中，一次改性纖維素、過(guò)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1～2h；反應完成后，洗滌、過(guò)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.根據權利要求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.根據權利要求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.根據權利要求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.根據權利要求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.根據權利要求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，自養生物脫氮接種自養硫細菌，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。
7.一種權利要求1～6任一項所述的處理工藝，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)明內容
針對現有技術(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(guò)采用多級篩分預處理、厭氧消化處理、泥水分離、同步脫氮處理、短程硝化處理、自養生物脫氮、深度處理步驟，優(yōu)化和調整工藝設計、精細控制運行過(guò)程，在保證排水達到標準要求的前提下，承受較大、多變的廢水沖擊負荷，實(shí)現工藝連續穩定運行。
為了實(shí)現上述目的，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(guò)濾器處理，分離得預處理廢液和不同粒徑的過(guò)濾物；
(2)厭氧消化處理：將步驟(1)中所得預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：采用機械濃縮分離設備或設施，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)自養生物脫氮：將步驟(5)中所得硝化廢水進(jìn)行自養生物脫氮；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(guò)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(guò)程。納濾(NF)或反滲透(RO)設備截留產(chǎn)生的濃縮液通過(guò)蒸發(fā)結晶法處理。
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2～5h；反應完成后，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(guò)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0.5～2h，反應完成后，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(guò)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(guò)程中，一次改性纖維素、過(guò)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1～2h；反應完成后，洗滌、過(guò)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，自養生物脫氮接種自養硫細菌，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濃度應小于12000mg/L，氨氮濃度應小于400mg/L，總氮濃度應小于500mg/L，總磷濃度應小于70mg/L，氯離子濃度應小于1000mg/L。
與現有技術(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(guò)采用預處理、厭氧消化處理、泥水分離、同步脫氮處理、短程硝化處理、自養生物脫氮、深度處理等步驟，優(yōu)化和調整工藝設計、精細控制運行過(guò)程，在保證排水達到標準要求的前提下，承受較大、多變的廢水沖擊負荷，實(shí)現工藝連續穩定運行。本發(fā)明中藥劑投加量較少，無(wú)需反復添加改性劑，極大地降低了藥劑運輸、管理和使用的成本和風(fēng)險。
(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(guò)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物、非極性有機物以及顆粒物，實(shí)現多重功效，具體表現在：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(cháng)，進(jìn)一步形成具有生物膜的大顆粒絮體污泥或顆粒污泥，這種污泥從外到內分別進(jìn)行短程硝化、反硝化、厭氧氨氧化代謝過(guò)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；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物，通過(guò)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，能夠達到反應器下部攪拌均勻、反應充分，反應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(lái)說(shuō)：纖維素是一種使用較為廣泛的有機物吸附材料，特別是對極性有機化合物的吸附絮凝作用明顯，但是直接使用纖維素存在著(zhù)強度不夠、穩定性差、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(lèi)較為常見(jiàn)的礦物，將其用于重金屬的吸附已有一定的研究，現有技術(shù)中已有研究表明蒙脫土對非極性有機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合用于極性和非極性有機物的吸附、絮凝沉降，在處理過(guò)程中首先對凹凸棒土進(jìn)行高溫堿融，豐富其結構，隨后進(jìn)行酸處理，在其表面引入豐富的基團，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)行接枝復合，同時(shí)配以少量的聚合硫酸鋁的使用，實(shí)現對廢水中極性有機物、非極性有機物的充分吸附，提高絮凝效率，降低后續處理的難度，提高處理系統的抗沖擊負荷能力。顯然，本發(fā)明中通過(guò)使用二次改性纖維素(主要吸附極性含氨氮的有機物)和改性凹凸棒土(主要吸附含氨氮的非極性有機物)進(jìn)行復合使用，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定的進(jìn)水負荷，另一部分負荷則進(jìn)入不完全厭氧消化裝置，增加了厭氧系統抗沖擊能力；同時(shí)通過(guò)控制二者的進(jìn)水量可調配出水的碳氮比，確保后續同步脫氮工藝段獲得合適的營(yíng)養物質(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-自養脫氮代替傳統的A/O脫氮工藝，脫氮負荷高，反應池容積小，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，確保出水達到新的排放標準要求。
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、抗沖擊負荷能力強、運行費用低，具有較好的應用前景。
（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）
