一種精煉制糖工業(yè)廢水處理裝置和方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種精煉制糖工業(yè)廢水處理裝置和方法。所述的精煉制糖工業(yè)廢水處理裝置，其特征在于，包括混凝沉淀池，混凝沉淀池出水口連接SBR反應(yīng)池的進(jìn)水口，SBR反應(yīng)池的出水口連接砂濾池的進(jìn)水口，砂濾池的出水口連接臭氧反應(yīng)池的進(jìn)水口，其中，所述的SBR反應(yīng)池連接曝氣設(shè)備，所述的曝氣設(shè)備為高速發(fā)泡機(jī)，所述的臭氧反應(yīng)池連接臭氧反應(yīng)器。本發(fā)明提供的一種精煉制糖工業(yè)廢水處理工藝，體現(xiàn)節(jié)能減排和循環(huán)經(jīng)濟(jì)的原則，在安全環(huán)保的前提下實現(xiàn)廢水達(dá)標(biāo)排放。
【專利說明】一種精煉制糖工業(yè)廢水處理裝置和方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及到一種精煉制糖工業(yè)廢水處理裝置和方法，屬環(huán)?！炯夹g(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]我國“十二五”規(guī)劃中對制糖行業(yè)發(fā)展的主要目標(biāo)是:食糖年產(chǎn)量1600萬噸左右；食糖年生產(chǎn)能力達(dá)到1800萬噸。制糖工業(yè)是高耗水產(chǎn)業(yè)，每生產(chǎn)1噸糖，需耗費10噸水，產(chǎn)生0.2?21m3廢水(每噸甜菜排廢水約2.5m 3)。
[0003]精煉制糖工業(yè)廢水是以原糖為原料制糖過程中產(chǎn)生的廢水，主要來自制糖生產(chǎn)過程中的蒸餾廢水、清洗廢水、地面沖洗水、循環(huán)水排水，以及少量生活污水等。制糖廢水含有大量糖分，C0D和B0D較高，B0D/C0D值較高，可生化性較好，因此，廢水處理工藝以生化法處理為主，物化法為輔。目前常用的制糖廢水處理方法有:沉淀-ABR-氧化溝法、ABR-CASS法、水解酸化-UASB-SBR法等。
[0004]厭氧處理法中應(yīng)用較多的是UASB工藝，但該工藝存在不足:如顆粒污泥的培養(yǎng)困難等。厭氧處理法中較為先進(jìn)的工藝是ABR工藝，該工藝不僅綜合了 UASB的優(yōu)點，而且在一定程度上彌補(bǔ)了 UASB的缺陷，但仍存在反應(yīng)器配水不均、反應(yīng)器第一分格局部負(fù)荷較大等缺點，仍需要通過對其不斷改進(jìn)以在實際工程中進(jìn)一步推廣。好氧處理法主要包含活性污泥法和生物膜法。其中，活性污泥法用于制糖廢水處理的方法主要有氧化溝活性污泥法和序批式活性污泥(SBR)法，但這兩種工藝仍存在弊端:曝氣量過高或過低均會影響活性污泥的生長，易出現(xiàn)污泥膨脹問題；生物膜法中用于制糖廢水處理的最新工藝是將生物流化床工藝與膜分離單元有機(jī)結(jié)合，可以彌補(bǔ)該工藝在實際運行中的部分缺陷，但處理成本較高、工藝較復(fù)雜。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，針對現(xiàn)有工藝的不足，提供一種低成本、高效率的精煉制糖工業(yè)廢水處理裝置和方法。
[0006]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種精煉制糖工業(yè)廢水處理裝置，其特征在于，包括混凝沉淀池，混凝沉淀池出水口連接SBR反應(yīng)池的進(jìn)水口，SBR反應(yīng)池的出水口連接砂濾池的進(jìn)水口，砂濾池的出水口連接臭氧反應(yīng)池的進(jìn)水口，其中，所述的SBR反應(yīng)池連接曝氣設(shè)備，所述的曝氣設(shè)備為高速發(fā)泡機(jī)，所述的臭氧反應(yīng)池連接臭氧反應(yīng)器。
[0007]本發(fā)明還提供了一種精煉制糖工業(yè)廢水處理方法，其特征在于，使用上述的精煉制糖工業(yè)廢水處理裝置，具體步驟包括:
[0008]第一步:將COD ( 1000mg/L、懸浮物含量(SS) ( 500mg/L的精煉制糖工業(yè)廢水原水，在混凝劑的作用下在混凝沉淀池中進(jìn)行混凝沉淀處理，將原水中的膠體和細(xì)微懸浮物凝聚成絮聚體，降低原水中懸浮物含量(SS)至50mg/L以下；
[0009]第二步:將混凝沉淀后的上清液廢水和外加營養(yǎng)液泵入SBR反應(yīng)池，活性污泥的濃度范圍為4000?6000mg/L，通過高速發(fā)泡機(jī)進(jìn)行曝氣，曝氣方式為水氣混合式微泡曝氣，曝氣時間為2?4h，溶解氧含量為1.5?2.Smg/L，停止曝氣及沉淀20?40min后，廢水COD下降至20?100mg/L ；
[0010]第三步:將SBR反應(yīng)池中排出的廢水經(jīng)砂濾池過濾除渣，再通入臭氧反應(yīng)池中進(jìn)行反應(yīng)，調(diào)節(jié)廢水pH值至6?10,通過臭氧反應(yīng)器通入臭氧,臭氧投加量為10?50mg/L,臭氧反應(yīng)時間為0.5?lh,最終廢水C0D下降至5?50mg/L,懸浮物含量下降至10mg/L以下。
[0011]優(yōu)選地，所述的混凝劑為無機(jī)混凝劑和有機(jī)高分子混凝劑中的至少一種，所述的無機(jī)混凝劑為聚合氯化鋁(PAC)或聚合氯化鋁鐵(PAFC)，投加重量為5?50公斤/千噸水；所述有機(jī)高分子混凝劑為聚丙烯酰胺(PAM)，投加重量為0.1?5公斤/千噸水。
[0012]更優(yōu)選地，所述的聚合氯化鋁中三氧化二鋁(A1203)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為29?50%，鹽基度為80?90%;所述的聚合氯化鋁鐵中三氧化二鐵(Fe203)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1?8%，三氧化二鋁(A1203)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為29?32%，鹽基度為60?85%;所述的聚丙烯酰胺的數(shù)均分子量為600?1800萬。
[0013]優(yōu)選地，所述的混凝沉淀處理的條件為:混凝攪拌轉(zhuǎn)速為100?300rmp，混凝攪拌時間20-40min，沉淀時間0.5-1.5h。
[0014]優(yōu)選地，所述的高速發(fā)泡機(jī)的定子與轉(zhuǎn)子之間的最小距離為1?3mm，轉(zhuǎn)速為600?1200rpm，壓縮空氣壓力為0.4?IMPa，發(fā)泡機(jī)進(jìn)料的氣液質(zhì)量比為5: 1?10: 1。
[0015]與現(xiàn)有鼓風(fēng)曝氣、機(jī)械曝氣和射流曝氣等相比，本發(fā)明采用的水氣混合式微泡曝氣工藝?yán)冒l(fā)泡機(jī)工作原理，將壓縮空氣和廢水在發(fā)泡機(jī)攪拌頭內(nèi)快速混合達(dá)到飽和溶氧狀態(tài)，同時發(fā)泡機(jī)的定子和轉(zhuǎn)子交錯高速剪切產(chǎn)生粒徑5?20 μ m的微氣泡，氣泡數(shù)量迅速增加，提高廢水的絮流程度，延長氣泡與廢水的接觸時間，從而提高微生物活性和節(jié)省氧氣的用量。
[0016]本發(fā)明采用的水氣混合式微泡曝氣可為生化反應(yīng)提供更高效的供氧，包括提高溶解氧的速度和濃度，再采用臭氧高級氧化系統(tǒng)進(jìn)一步將廢水中的有機(jī)物氧化降解，降低廢水C0D，同時臭氧也起消毒凈化作用。因此，本發(fā)明提供的一種精煉制糖工業(yè)廢水處理工藝，體現(xiàn)節(jié)能減排和循環(huán)經(jīng)濟(jì)的原則，在安全環(huán)保的前提下實現(xiàn)廢水達(dá)標(biāo)排放。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為精煉制糖工業(yè)廢水處理裝置圖。
[0018]圖中:1-混凝沉淀池；2_SBR反應(yīng)池；3_砂濾池；4_臭氧反應(yīng)池；5_高速發(fā)泡機(jī)；6-臭氧反應(yīng)器。

【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合具體實施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。
[0020]為使本發(fā)明更明顯易懂，茲以優(yōu)選實施例，并配合附圖作詳細(xì)說明如下。本發(fā)明中選用的設(shè)備均為市售商品，具體選型如下:高速發(fā)泡機(jī)，型號:RH-FD，生產(chǎn)廠家:杭州德載自動化設(shè)備有限公司；臭氧反應(yīng)器，型號:CE-G-2系列，生產(chǎn)廠家:青島國林實業(yè)股份有限公司；聚合氯化鋁，型號:PAC系列，生產(chǎn)廠家:鞏義市大成水處理材料有限公司；聚合氯化鋁鐵，型號:PAFC系列，生產(chǎn)廠家:鞏義恒豐環(huán)保科技有限公司；聚丙烯酰胺，型號:PAM系列，生產(chǎn)廠家:上海恒力水處理材料有限公司；
[0021]實施例1
[0022]如圖1所示，為精煉制糖工業(yè)廢水處理裝置結(jié)構(gòu)示意圖，所述的精煉制糖工業(yè)廢水處理裝置包括混凝沉淀池1，混凝沉淀池1出水口連接SBR反應(yīng)池2的進(jìn)水口，SBR反應(yīng)池2的出水口連接砂濾池3的進(jìn)水口，砂濾池3的出水口連接臭氧反應(yīng)池4的進(jìn)水口，其中，所述的SBR反應(yīng)池2連接曝氣設(shè)備，所述的曝氣設(shè)備為高速發(fā)泡機(jī)5，所述的臭氧反應(yīng)池4連接臭氧反應(yīng)器6。
[0023]使用上述的精煉制糖工業(yè)廢水處理裝置進(jìn)行精煉制糖工業(yè)廢水處理的具體步驟為:
[0024]第一步:將COD: 1000mg/L、SS:500mg/L的精煉制糖工業(yè)廢水原水，在混凝劑的作用下在混凝沉淀池1中進(jìn)行混凝沉淀處理，將原水中的膠體和細(xì)微懸浮物凝聚成絮聚體，降低原水中懸浮物含量(SS)至10mg/L ;所述的混凝劑為聚合氯化鋁(PAC)和聚丙烯酰胺(PAM)，聚合氯化鋁(PAC)中三氧化二鋁(A1203)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%，鹽基度為90%，投加重量為50公斤/千噸水，聚丙烯酰胺(PAM)的數(shù)均分子量為1800萬，投加重量為5公斤/千噸水；所述混凝沉淀條件為混凝攪拌轉(zhuǎn)速200rmp,混凝攪拌時間30min,沉淀時間lh ；
[0025]第二步:將混凝沉淀后的上清液廢水和外加營養(yǎng)液(營養(yǎng)液為含有氯化銨和磷酸二氫鉀的水溶液，分別提供微生物生長所需的N和P元素，營養(yǎng)液添加量與廢水C0D有關(guān)，即COD: N: P = 200: 10: 1(質(zhì)量濃度之比，單位mg/L))泵入SBR反應(yīng)池2，活性污泥的濃度范圍為6000mg/L，通過高速發(fā)泡機(jī)5進(jìn)行曝氣，曝氣方式為水氣混合式微泡曝氣，將SBR反應(yīng)池2中的廢水與空氣混合曝氣，曝氣時間為4h，溶解氧含量為2.5mg/L，停止曝氣及沉淀30min后，廢水C0D下降至20mg/L。所述的高速發(fā)泡機(jī)的定子與轉(zhuǎn)子之間的最小距離為1mm，轉(zhuǎn)速為1200rpm，壓縮空氣壓力為IMPa，發(fā)泡機(jī)進(jìn)料的氣液質(zhì)量比為10: 1。
[0026]第三步:將SBR反應(yīng)池2中排出的廢水經(jīng)砂濾池3過濾除渣，再通入臭氧反應(yīng)池4中進(jìn)行反應(yīng)，調(diào)節(jié)廢水pH值至10，通過臭氧反應(yīng)器(6)通入臭氧，臭氧投加量為50mg/L，臭氧反應(yīng)時間為0.5h,最終廢水C0D下降至5mg/L,懸浮物含量下降至lmg/L,其他廢水指標(biāo)均滿足污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)(GB 8978-1996) 一級標(biāo)準(zhǔn)。
[0027]實施例2
[0028]如圖1所示，為精煉制糖工業(yè)廢水處理裝置結(jié)構(gòu)示意圖，所述的精煉制糖工業(yè)廢水處理裝置包括混凝沉淀池1，混凝沉淀池1出水口連接SBR反應(yīng)池2的進(jìn)水口，SBR反應(yīng)池2的出水口連接砂濾池3的進(jìn)水口，砂濾池3的出水口連接臭氧反應(yīng)池4的進(jìn)水口，其中，所述的SBR反應(yīng)池2連接曝氣設(shè)備，所述的曝氣設(shè)備為高速發(fā)泡機(jī)5，所述的臭氧反應(yīng)池4連接臭氧反應(yīng)器6。
[0029]使用上述的精煉制糖工業(yè)廢水處理裝置進(jìn)行精煉制糖工業(yè)廢水處理的具體步驟為:
[0030]第一步:將COD:400mg/L、SS:200mg/L的精煉制糖工業(yè)廢水原水，在混凝劑的作用下在混凝沉淀池1中進(jìn)行混凝沉淀處理，將原水中的膠體和細(xì)微懸浮物凝聚成絮聚體，降低原水中懸浮物含量(SS)至10mg/L ;所述的混凝劑為聚合氯化鋁鐵(PAFC)和聚丙烯酰胺(PAM),聚合氯化招鐵中三氧化二鐵(Fe203)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%,三氧化二招(A1203)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為29%，鹽基度為60%，投加重量為5公斤/千噸水，聚丙烯酰胺(PAM)的數(shù)均分子量為600萬，投加重量為0.1公斤/千噸水；所述混凝沉淀條件為混凝攪拌轉(zhuǎn)速200rmp，混凝攪拌時間30min，沉淀時間lh ；
[0031]第二步:將混凝沉淀后的上清液廢水和外加營養(yǎng)液(營養(yǎng)液為含有氯化銨和磷酸二氫鉀的水溶液，分別提供微生物生長所需的N和P元素，營養(yǎng)液添加量與廢水C0D有關(guān)，即COD: N: P = 200: 10: 1(質(zhì)量濃度之比，單位mg/L))泵入SBR反應(yīng)池2，活性污泥的濃度范圍為4000mg/L，通過高速發(fā)泡機(jī)5進(jìn)行曝氣，曝氣方式為水氣混合式微泡曝氣，將SBR反應(yīng)池2中的廢水與空氣混合曝氣，曝氣時間為2h，溶解氧含量為1.5mg/L，停止曝氣及沉淀30min后，廢水C0D下降至100mg/L。所述的高速發(fā)泡機(jī)的定子與轉(zhuǎn)子之間的最小距離為3mm，轉(zhuǎn)速為600rpm，壓縮空氣壓力為0.4MPa，發(fā)泡機(jī)進(jìn)料的氣液質(zhì)量比為5: 1。
[0032]第三步:將SBR反應(yīng)池2中排出的廢水經(jīng)砂濾池3過濾除渣，再通入臭氧反應(yīng)池4中進(jìn)行反應(yīng)，調(diào)節(jié)廢水pH值至6，通過臭氧反應(yīng)器(6)通入臭氧，臭氧投加量為10mg/L，臭氧反應(yīng)時間為lh，最終廢水C0D下降至50mg/L，懸浮物含量下降至2mg/L，其他廢水指標(biāo)均滿足污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)(GB 8978-1996) 一級標(biāo)準(zhǔn)。
[0033]實施例3
[0034]如圖1所示，為精煉制糖工業(yè)廢水處理裝置結(jié)構(gòu)示意圖，所述的精煉制糖工業(yè)廢水處理裝置包括混凝沉淀池1，混凝沉淀池1出水口連接SBR反應(yīng)池2的進(jìn)水口，SBR反應(yīng)池2的出水口連接砂濾池3的進(jìn)水口，砂濾池3的出水口連接臭氧反應(yīng)池4的進(jìn)水口，其中，所述的SBR反應(yīng)池2連接曝氣設(shè)備，所述的曝氣設(shè)備為高速發(fā)泡機(jī)5，所述的臭氧反應(yīng)池4連接臭氧反應(yīng)器6。
[0035]使用上述的精煉制糖工業(yè)廢水處理裝置進(jìn)行精煉制糖工業(yè)廢水處理的具體步驟為:
[0036]第一步:將COD:800mg/L、SS:400mg/L的精煉制糖工業(yè)廢水原水，在混凝劑的作用下在混凝沉淀池1中進(jìn)行混凝沉淀處理，將原水中的膠體和細(xì)微懸浮物凝聚成絮聚體，降低原水中懸浮物含量(SS)至20mg/L ;所述的混凝劑為聚合氯化鋁鐵(PAFC)和聚丙烯酰胺(PAM)，聚合氯化鋁鐵中三氧化二鐵(Fe203)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6%，三氧化二鋁(A1203)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%，鹽基度為80%，投加重量為15公斤/千噸水，聚丙烯酰胺(PAM)的數(shù)均分子量為1200萬，投加重量為0.5公斤/千噸水；所述混凝沉淀條件為混凝攪拌轉(zhuǎn)速200rmp,混凝攪拌時間30min,沉淀時間lh ；
[0037]第二步:將混凝沉淀后的上清液廢水和外加營養(yǎng)液(營養(yǎng)液為含有氯化銨和磷酸二氫鉀的水溶液，分別提供微生物生長所需的N和P元素，營養(yǎng)液添加量與廢水C0D有關(guān)，即COD: N: P = 200: 10: 1(質(zhì)量濃度之比，單位mg/L))泵入SBR反應(yīng)池2，活性污泥的濃度范圍為4500mg/L,通過高速發(fā)泡機(jī)5進(jìn)行曝氣，曝氣方式為水氣混合式微泡曝氣，將SBR反應(yīng)池2中的廢水與空氣混合曝氣，曝氣時間為3h，溶解氧含量為2mg/L，停止曝氣及沉淀30min后，廢水C0D下降至70mg/L。所述的高速發(fā)泡機(jī)的定子與轉(zhuǎn)子之間的最小距離為2mm，轉(zhuǎn)速為800rpm，壓縮空氣壓力為0.6MPa，發(fā)泡機(jī)進(jìn)料的氣液質(zhì)量比為7: 1。
[0038]第三步:將SBR反應(yīng)池2中排出的廢水經(jīng)砂濾池3過濾除渣，再通入臭氧反應(yīng)池4中進(jìn)行反應(yīng)，調(diào)節(jié)廢水pH值至7，通過臭氧反應(yīng)器(6)通入臭氧，臭氧投加量為30mg/L，臭氧反應(yīng)時間為0.8h,最終廢水COD下降至25mg/L,懸浮物含量下降至5mg/L,其他廢水指標(biāo)均滿足污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)(GB 8978-1996) 一級標(biāo)準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種精煉制糖工業(yè)廢水處理裝置，其特征在于，包括混凝沉淀池(I)，混凝沉淀池(I)出水口連接SBR反應(yīng)池⑵的進(jìn)水口，SBR反應(yīng)池⑵的出水口連接砂濾池(3)的進(jìn)水口，砂濾池(3)的出水口連接臭氧反應(yīng)池(4)的進(jìn)水口，其中，所述的SBR反應(yīng)池(2)連接曝氣設(shè)備，所述的曝氣設(shè)備為高速發(fā)泡機(jī)(5)，所述的臭氧反應(yīng)池(4)連接臭氧反應(yīng)器(6)。
2.一種精煉制糖工業(yè)廢水處理方法，其特征在于，使用權(quán)利要求1所述的的精煉制糖工業(yè)廢水處理裝置，具體步驟包括: 第一步:將COD ( 1000mg/L、懸浮物含量< 500mg/L的精煉制糖工業(yè)廢水原水，在混凝劑的作用下在混凝沉淀池(I)中進(jìn)行混凝沉淀處理，將原水中的膠體和細(xì)微懸浮物凝聚成絮聚體，降低原水中懸浮物含量至50mg/L以下； 第二步:將混凝沉淀后的上清液廢水和外加營養(yǎng)液泵入SBR反應(yīng)池(2)，活性污泥的濃度范圍為4000?6000mg/L，通過高速發(fā)泡機(jī)(5)進(jìn)行曝氣，曝氣方式為水氣混合式微泡曝氣，曝氣時間為2?4h，溶解氧含量為1.5?2.5mg/L，停止曝氣及沉淀20?40min后，廢水COD下降至20?100mg/L ； 第三步:將SBR反應(yīng)池(2)中排出的廢水經(jīng)砂濾池(3)過濾除渣，再通入臭氧反應(yīng)池(4)中進(jìn)行反應(yīng)，調(diào)節(jié)廢水pH值至6?10，通過臭氧反應(yīng)器(6)通入臭氧，臭氧投加量為10?50mg/L,臭氧反應(yīng)時間為0.5?Ih,最終廢水COD下降至5?50mg/L,懸浮物含量下降至10mg/L以下。
3.如權(quán)利要求2所述的精煉制糖工業(yè)廢水處理方法，其特征在于，所述的混凝劑為無機(jī)混凝劑和有機(jī)高分子混凝劑中的至少一種，所述的無機(jī)混凝劑為聚合氯化鋁或聚合氯化鋁鐵，投加重量為5?50公斤/千噸水；所述有機(jī)高分子混凝劑為聚丙烯酰胺，投加重量為0.1?5公斤/千噸水。
4.如權(quán)利要求3所述的精煉制糖工業(yè)廢水處理方法，其特征在于，所述的聚合氯化鋁中三氧化二鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為29?50%，鹽基度為80?90% ;所述的聚合氯化鋁鐵中三氧化二鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為I?8%，三氧化二鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為29?32%，鹽基度為60?85% ;所述的聚丙烯酰胺的數(shù)均分子量為600?1800萬。
5.如權(quán)利要求2所述的精煉制糖工業(yè)廢水處理方法，其特征在于，所述的混凝沉淀處理的條件為:混凝攪拌轉(zhuǎn)速為100?300rmp，混凝攪拌時間20_40min，沉淀時間0.5-1.5h。
6.如權(quán)利要求2所述的精煉制糖工業(yè)廢水處理方法，其特征在于，所述的高速發(fā)泡機(jī)的定子與轉(zhuǎn)子之間的最小距離為I?3mm,轉(zhuǎn)速為600?1200rpm,壓縮空氣壓力為0.4?IMPa，發(fā)泡機(jī)進(jìn)料的氣液質(zhì)量比為5:1?10:1。
【文檔編號】C02F9/14GK104478163SQ201410718211
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年12月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月1日
【發(fā)明者】賀磊, 彭亢晉, 吳立群, 龔俊, 李彥成, 楊嬌 申請人:中國海誠工程科技股份有限公司