[发明专利]一种以木薯为原料生产酒精高浓度有机废水处理方法及其装置

说明书

本发明提供一种以木薯为原料生产酒精高浓度有机废水处理方法及其装置。该方法包括：将高浓度有机废水经过除砂、一级厌氧发酵罐、二级厌氧发酵罐、三级IC罐发酵处理后，优化进水C/N比范围，将COD转化成沼气，经过气浮池把废水中的悬浮污泥分离，清水进入曝气池，经A/O池曝气去除COD、生物除磷、脱氮及生物深度处理，保持缺氧池DO在0.5mg/L以下，由好氧池回流的硝化液为进水流量的3‑5倍；维持O池的pH在6.5‑8.5，DO维持在3‑4mg/L，调节污泥回流比，使生化系统高效稳定运行。生物深度处理系统投加絮凝剂PAC(聚合氯化铝)及PAM(聚丙烯酰胺)，经反应沉淀后出水可达国家一级排放标准。

技术领域

本发明涉及一种以木薯为原料生产酒精高浓度有机废水处理方法，尤其涉及一种以木薯为原料生产酒精高浓度有机废水处理方法及其装置。

背景技术

以木薯为原料酒精废水是高浓度、高温度、高悬浮物的有机废水。废液中的废渣含有粉碎后的木薯皮、根茎等粗纤维，这类物质在废水中是不溶性的COD；木薯中的纤维素和半纤维素是多糖类物质，在酒精发酵中不能被酵母菌利用，残留在废液中，表现为溶解性COD；另外还含有泥砂杂质等物质，增加了废水处理的难度。酒精发酵过程中需添加氮类营养物质供酵母生长所需，菌体分解后产生的菌体蛋白分解造成废水中氨氮浓度超高。传统对木薯酒精废液，先用压榨机把粗纤维压出作为饲料填充料使用，压榨过程中大部分可发酵营养物质随粗纤维一起进入饲料填充料中，清液再进行厌氧发酵，产生的沼气量很低；或者先用压榨机把粗纤维压出作为饲料填充料使用，清液用多效蒸发浓缩技术浓缩后再回配与粗纤维一起压榨生产饲料，以上工艺生产的饲料营养成分低，不能单独用作饲料，只能作为颗粒饲料的填充料使用，价值很低，且能耗较高，产生的沼气量无回收价值，只能高空燃烧放掉。对于脱氮技术，目前普遍认为生化处理是最为经济有效的技术。传统的生物脱氮技术主要有A/O法，A/A/O法等，这些工艺均可去除COD和氨氮，但是比较适合低浓度、低氨氮城市污水，对于高浓度高氨氮发酵有机废水则效果不佳。究其原因为硝化菌生长条件限制、污泥龄过长、进水负荷限制等。硝化菌世代时间长，易受进水pH、COD负荷等限制，所以对实际污水厂的运行参数控制至关重要。废水处理工艺管理限制条件较多，不同水质、不同工艺参数控制相差较大，致使许多工艺不能在最佳状态下运行。

氨氮废水在生物脱氮的同时可去除大量有机污染物(COD)，反硝化过程的COD/N比是生物脱氮工艺设计、操作运行与优化的重要关键参数，与微生物生长量Y_x/c之间存在密切关联。1992年，国外权威专家Randall，Barnard等总结生物脱氮研究与工程实践成果，获得了国际上唯一的反硝化COD/N比计量经验模型：

COD/N-NO₃＝2.86/(1-1.134Y_x/c)＝2.86/(1-0.573f_S) (1)

根据周少奇生物脱氮的精确理论计量关系模型：

COD/N-NO₃＝2.857/(1-0.822f_S) (2)

COD/N∈[2.86,16.07] (3)

Y_x/c＝0.505f_S,Y_x/c∈[0.0,0.505]，f_S∈[0.0,1.0] (4)

分析发现：理论模型(2)比经验模型(1)提高精度30％以上；依据理论模型(2)设计系统的实验，结果表明：反硝化过程f_S∈[0.278，0.34],反硝化过程COD/N需要大于3.97才能进行完全反硝化，考虑到同时硝化反硝化过程与去除COD因素，实际氮肥废水处理COD/N比的较佳范围为COD/N∈[4.03，10.65]。

发明内容