申请日2017.06.16
公开(公告)日2017.08.18
IPC分类号C02F3/28; C02F103/36
摘要
本发明公开了一种木薯酒精废液厌氧出水深度处理的方法，属于污水净化处理技术领域。本发明接种污泥为食品加工厂的中温厌氧颗粒污泥，采用上流式厌氧污泥床UASB作为反应器，在中温35℃条件下通过连续厌氧处理，分析其发酵特性，同时建立动力学模型为发酵过程提供优化运行参数，为实际木薯酒精废液处理提供可靠的运行管理理论指导。废水厌氧深度发酵可以产生大量的沼气，可有效处置木薯酒精一阶段高温厌氧出水废液，实现高浓度有机废水的无害化、减量化和资源化。该方法简单易于操作，稳定性高，能够有效地处理木薯酒精一阶段高温厌氧出水的废液。
权利要求书
1.一种木薯酒精废液厌氧出水深度处理的方法，其特征在于，所述方法是采用上流式厌氧污泥床反应器UASB，接种中温颗粒污泥进行中温连续式厌氧发酵产沼气;所述中温颗粒污泥的TS为100～110mg/L，VS为80～90mg/L，pH为7.5～8.0。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述接种量为8～10gVS污泥/L废水。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述UASB厌氧反应器的运行温度为33～35℃。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述UASB厌氧反应器的运行方式为阶段提升容积负荷的方式，所述阶段提升容积负荷是分别于3kgCOD/(m3.d)、5kgCOD/(m3.d)、7kgCOD/(m3.d)运行一段时间。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述UASB厌氧反应器的运行方式为阶段提升容积负荷的方式，于3kgCOD/(m3.d)运行5～10d，提升至5kgCOD/(m3.d)运行10～15d，再提升至7kgCOD/(m3.d)运行30～35d。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述UASB厌氧反应器的进水pH为7.4～7.62，总COD为15000～15400mg/L，可溶性COD为10000～11000mg/L，碱度为6200～6500CaOmg/L，VFA为2200～2700mg/L。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述中温颗粒污泥的TS为108～110mg/L，VS为86～88mg/L，pH为7.8～8.0。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，出水与进水回流比为2：1，反应过程中不调节pH。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述UASB反应器的HRT和产气率按下式计算：y=5.2441x2+2.29x;其中，y为y(t)/ym;y(t)为单位时间产气率，ym为最大产气率;x为水力停留时间HRT。
10.按权利要求1-9任一所述方法运行的酒精废液处理设备。
说明书
一种木薯酒精废液厌氧出水深度处理的方法
技术领域
本发明涉及一种木薯酒精废液厌氧出水深度处理的方法，属于污水净化处理技术领域。
背景技术
根据相关的报道，木薯燃料乙醇在未来的能源配置过程中将会发挥越来越重要的作用。由于木薯的根、茎中含有大量的碳水化合物和淀粉，乙醇酒精生产过程中会产生大量的有机废水，其中含有大量的可再生利用的营养物质，是一类无毒的高浓度有机废水。在木薯燃料乙醇生产过程中，生成每吨酒精能排放大约15t的酒精废水，该类废水具有高含固率、高COD和低pH等特点，是一类难降解的工业高浓度有机废水，不仅会影响废水接纳水体的生态环境，而且也是制约企业发展的影响因素之一，因此，如何解决该问题已成为企业发展过程中一个重要课题。厌氧发酵是将生物质转化为生物能源的技术，能产生可再生的清洁能源沼气，目前已成为处理酒精废水的有效方法之一
相比其它处理处置技术，厌氧消化更具有优势，它不仅可以有效的处理木薯酒精废液，而且可以获得清洁化沼气能源，实现木薯酒精废液的减量化、无害化和资源化，对环境和经济的可持续发展具有重要的意义。
在木薯酒精废液厌氧发酵过程中，经过一级厌氧处理后虽然能降解部分有机质，但是一级厌氧出水中的有机物质仍较高、可生化性好、SS含量低、pH适中等，因此对木薯酒精废液一阶段厌氧发酵出水的处理方法仍需要改进。目前高有机浓度高SS厌氧发酵一阶段厌氧出水处理仍面临着许多问题，主要表现为两方面：一方面是由于一阶段厌氧发酵体系出水中废水水质特性不同，所采用的后续深度处理的处置类型不同;另一方面在实际废液处理过程中需要考虑到经济性和可操作性等原则，要求后续深度处理单元不仅需要高效的处理能力，同时又具备经济费用低、管理简易等特点，此外，针对厌氧发酵过程的操作条件优化问题，如何建立优化方式和方法也是在处理酒精废液过程中所面临的问题。
发明内容
本发明所解决的技术问题是针对一阶段高温CSTR反应器的出水中可溶性有机物质含量较高的问题，提供一种木薯酒精废液厌氧出水深度处理的方法，所述方法是采用上流式厌氧污泥床反应器UASB，接种颗粒污泥进行中温连续式厌氧发酵产沼气。
在本发明的一种实施方式中，所述中温颗粒污泥的TS为100～110mg/L，VS为80～90mg/L，pH为7.5～8.0。
在本发明的一种实施方式中，所述接种量为8～10gVS污泥/L废水。
在本发明的一种实施方式中，所述接种量是在7.2L的反应器容积中接种72gVS污泥。
在本发明的一种实施方式中，所述中温颗粒污泥来自食品加工厂的中温厌氧UASB反应器中，所述接种量为72gVS菌种于反应罐中。
在本发明的一种实施方式中，所述木薯酒精废液厌氧发酵的VS为10g/L，木薯酒精厌氧发酵废液通过蠕动泵进行连续进料，出水与进水回流比为2：1，反应过程中不调节pH。
在本发明的一种实施方式中，所述反应器的进水pH为7.4～7.62，总COD 15000～15400mg/L，可溶性COD 10000～11000mg/L，碱度6200～6500CaO mg/L，VFA 2200～2700mg/L。
在本发明的一种实施方式中，所述UASB厌氧反应器的运行温度为33～35℃。
在本发明的一种实施方式中，所述UASB厌氧反应器的运行方式为阶段提升容积负荷的方式，于3kgCOD/(m3.d)运行5～10d，提升至5kgCOD/(m3.d)运行10～15d，再提升至7kgCOD/(m3.d)运行30～35d。
在本发明的一种实施方式中，所述UASB反应器的HRT和产气率按下式计算：y=5.2441x2+2.29x;其中，y为y(t)/ym;y(t)为单位时间产气率，ym为最大产气率;x为水力停留时间HRT;通过给定产气率，计算获得所需的水力停留时间。
本发明还提供按照所述方法设计、制造的用于木薯酒精废液厌氧出水的处理设备。
有益效果：本发明将接种污泥取自食品加工厂的中温厌氧颗粒污泥，采用上流式厌氧污泥床UASB反应器作为处理设备，本着最大化资源回收废物处理、操作简易、费用成本低等理念，通过对微生物生长繁殖过程中产生的中间代谢产物进行综合分析，经过近60天的废水生物处理，TCOD浓度从15000mg/L降至1327.9mg/L，TCOD去除率达到83.0%～84.1%。本发明通过容积负荷提升的厌氧发酵运行方式，进一步降低厌氧发酵出水有机物质浓度，提高厌氧发酵出水的资源化利用程度。本发明的工艺简单，易于控制和操作，对提高木薯酒精厌氧发酵废液的处理效率和能源回收率具有重要意义，且不会产生二次污染，因此可以作为木薯酒精废液一阶段厌氧发酵出水的后续处理手段，具有良好的应用和研究前景。
