CN109133534B - 一种豆制品废水无害化处理回用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及豆制品废水无害化处理回用方法，可有效解决豆制品废水无害化处理，综合利用，节约资源的问题。废水经格栅分离大的杂质，进入污水调节池调节水质、水量，送入加压气浮池内去除悬浮物上，浮渣被送入调理池，废水经酸化池酸化后，进入UASB反应器三相分离，液相从UASB反应器进入移动床生物膜反应器中脱氮，污泥留在UASB池内继续参于厌氧反应，脱氮后的废水进入沉淀池沉淀，污泥进入污泥浓缩池，清水进入气浮除磷池进行气浮除磷，排放。本发明结构简单合理，布置紧凑、方便简单、易操作、成本低、效果好。

Description

一种豆制品废水无害化处理回用方法

技术领域

本发明涉及污水处理，特别是一种豆制品废水无害化处理回用方法。

背景技术

豆制品是人们喜欢食用的食品，特别是随着人们生活水平的提高，人们对豆制品的需要也越来越多，而豆制品生产企业在生产过程中需要使用大量的水源，如黄豆的清洗，豆浆的制备，豆腐的生产，各种豆制品的蒸煮都会产生大量的废水，废水中高浓度的淡水化合物、蛋白质和脂肪等，还有少量的食用油、辣椒、食盐和食品添加剂等等，废水的排放会对环境造成污染，废水中的污染物主要为常规污染物，即COD、BOD、SS和氨氮等污染物，混合后B/C比为0.5，可生化性较高，属于以生物降解污水，废水中不含影响生化处理的抗生素等；废水水量水质波动大，不能直接排放到环境中，特别是在水资源日益缺乏的情况下，废水的排放，一方面会对环境造成污染，另一方面还会水资源造成浪费，目前采用的废水处理工艺一般为物化法+生化、厌氧+好氧的方法，但是其工艺工程投资大、运行费用高、操作不方便、无法妥善安置剩余污泥，设备产生二次噪声污染，因此如何实现豆制品生产过程中产生的废水无害处理，实现废水综合利用，节约资源，是必需解决的技术问题。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明之目的就是提供一种豆制品废水无害化处理回用方法，可有效解决豆制品废水无害化处理，综合利用，节约资源的问题。

本发明解决的技术方案是，一种豆制品废水无害化处理回用方法，包括以下步骤：

1）、豆制品废水预处理：

先将豆制品废水经管道送入格栅渠，将废水中大的悬浮物、漂浮物、纤维物质和固体颗粒物质分离，分离出的废弃物经排污口排出外运；

2）、调节水质水量：

经过预处理后的豆制品废水进入到调节池内，停留6-12h，同时用鼓风机对废水曝气混合，所需风量为1.5～2.5 m³/(m²·h)，通过混合可使调节池中的废水水质相对稳定，可确保为后续污水处理设施提供相对稳定的废水水量，提高系统对有机负荷的缓冲能力；

3）、气浮：

水质水量调节的废水进入加压气浮池内，在加压空气状态下，废水中形成了微小气泡，迅速附着在悬浮物上，升至气浮池的表面；从而形成容易去除的浮渣层，浮渣被刮渣机收集后送入调理池，除出废水中50%～90%的悬浮物（SS），降低废水中COD浓度，为后续处理降低负荷；

4）、三相分离：

气浮后的废水经酸化池酸化后，酸化条件和参数：进水水质条件，pH值为6～9，COD：N：P宜为100～500:5:1，酸化负荷10～20kg CODcr/(m³·d)，经管道和中间池由水泵泵入UASB反应器，进行三相分离，将废水分离成气相、液相和固相，液相从UASB反应器进入移动床生物膜反应器进行处理，移动床生物膜反应器的反应条件为：温度10～35℃，载体填充率15～70%，气水比5:1～15:1，容积负荷0.5～2kg BOD₅/(m³·d)，气相经气体出口送入水封罐，经脱水器脱水、脱硫器脱硫后，送入沼气储柜，供使用；所述的脱水器脱水是：沼气池产的沼气由气水分离器进口管进入后，因器体截面积远远大于进口管截面积，致使沼气流速突然下降，由于水与气的比重不一样，造成水滴下降速度大于气流上升速度，水下沉到器底，沼气上升从出口管输出，脱水器进口管沼气流速宜为15m/s，脱水器内部流速宜为0.21～0.23m/s，出口管流速为10m/s；所述的脱硫器脱硫是采用干法脱硫，脱硫剂为氧化铁，脱硫反应式为脱硫过程：Fe₂O₃·H₂O+3H₂S→Fe₂S₃·H₂O+3H₂O，脱硫温度为15～30℃，污泥相留在UASB池内继续参于厌氧反应，当池内污泥浓度大于40g/L时排出部分污泥到调理池；

5）、生物反应：

UASB反应器分离出来的液相废水进入移动床生物膜反应器，废水中的有机物在好氧细菌作用下继续降解为二氧化碳和水，氨氮在硝化细菌和反硝化细菌的作用下转化为N₂并排放到空气中，脱氮处理后的废水进入沉淀池；

6）、二次沉淀：

经移动床生物膜反应器分离出的废水进入沉淀池，沉淀1.5-2h，将污泥和清水分离，产生的污泥进入污泥浓缩池，污泥浓缩池的污泥固体负荷20～30 kg/(m²·d)，污水上升流速0.2～0.4m/h，浓缩池容积停留时间10～16h，经浓缩池浓缩处理后，上清液回流至调节池；污泥进入调理池，经调理池加药调理后去脱水机，调理池为间歇运行，需要脱水时开启，调理池设有桨叶搅拌器，搅拌器功率宜为0.05～0.15kW/m³，所加药剂为阳离子聚丙烯酰胺，加药量为3～8 g/kgDs，脱去水后的污泥外运，压滤液回流至调节池；

7）、气浮除磷：

从沉淀池分离出来的清水进入气浮除磷池进行气浮除磷，气浮除磷池设有反应区、接触区和分离区，反应区设有搅拌混合装置，在反应区加入铝盐或铁盐，加药量为理论投药量的2～3倍，混凝反应时间宜为10～15分钟，在反应区磷酸盐与铝盐或铁盐反应生成大块絮凝体，在接触区，大块絮凝体与溶气气泡充分接触并随气泡上浮，为避免打碎絮体，接触区下端上升流速宜小于20mm/s，上端上升流速宜为5～10mm/s，接触区水的停留时间为2～4min，在分离区，富含磷酸盐的絮凝体在微小气泡浮力作用下浮在水面形成浮渣层，被刮渣机刮出并收集形成物化泥，气浮除磷所产生的物化泥进入调理池，经调理后进入脱水机压滤脱水，污泥外运，压滤液回流至调节池，除磷后的清水根据需要分别排入消毒池或计量明渠，用于绿化用水或直接排放，实现豆制品废水无害化处理及回用。

本发明的废水处理方法，工程结构简单合理，布置紧凑、方便简单、易操作、成本低、效果好，可有效解决原处理工艺工程投资大、运行费用高、操作不方便、无法妥善安置剩余污泥，产生二次噪声污染，不能实现综合无害化处理和废水回用的问题，经济和社会效益巨大。

附图说明

图1是本发明的废水处理工艺设备框式流程图。

具体实施方式

以下结合附图和具体情况对本发明的具体实施方式作详细说明。

由图1所示，本发明在具体实施中，一种豆制品废水无害化处理回用方法，包括以下步骤：

1）、豆制品废水预处理：

先将豆制品废水经管道送入格栅渠1，将废水中大的悬浮物、漂浮物、纤维物质和固体颗粒物质分离，分离出的废弃物经排污口排出外运；

2）、调节水质水量：

经过预处理后的豆制品废水进入到调节池2内，停留6-12h，同时用鼓风机对废水曝气混合，所需风量为1.5～2.5 m³/(m²·h)，通过混合可使调节池中的废水水质相对稳定，可确保为后续污水处理设施提供相对稳定的废水水量，提高系统对有机负荷的缓冲能力；

3）、气浮：

水质水量调节的废水进入加压气浮池3内，在加压空气状态下，废水中形成了微小气泡，迅速附着在悬浮物上，升至气浮池的表面；从而形成容易去除的浮渣层，浮渣被刮渣机收集后送入调理池14，除出废水中50%～90%的悬浮物（SS），降低废水中COD浓度，为后续处理降低负荷；

4）、三相分离：

气浮后的废水经酸化池4酸化后，酸化条件和参数：进水水质条件，pH值为6～9，COD：N：P宜为100～500:5:1，酸化负荷10～20kg CODcr/(m³·d)，经管道和中间池5由水泵泵入UASB反应器6，进行三相分离，将废水分离成气相、液相和固相，液相从UASB反应器进入移动床生物膜反应器7进行处理，移动床生物膜反应器的反应条件为：温度10～35℃，载体填充率15～70%，气水比5:1～15:1，容积负荷0.5～2kg BOD₅/(m³·d)，气相经气体出口送入水封罐8，经脱水器9脱水、脱硫器10脱硫后，送入沼气储柜11，供使用；所述的脱水器脱水是：沼气池产的沼气由气水分离器进口管进入后，因器体截面积远远大于进口管截面积，致使沼气流速突然下降，由于水与气的比重不一样，造成水滴下降速度大于气流上升速度，水下沉到器底，沼气上升从出口管输出，脱水器进口管沼气流速宜为15m/s，脱水器内部流速宜为0.21～0.23m/s，出口管流速为10m/s；所述的脱硫器脱硫是采用干法脱硫，脱硫剂为氧化铁，脱硫反应式为脱硫过程：Fe₂O₃·H₂O+3H₂S→Fe₂S₃·H₂O+3H₂O，脱硫温度为15～30℃，污泥相留在UASB池内继续参于厌氧反应，当池内污泥浓度大于40g/L时排出部分污泥到调理池14；

5）、生物反应：

UASB反应器6分离出来的液相废水进入移动床生物膜反应器7，废水中的有机物在好氧细菌作用下继续降解为二氧化碳和水，氨氮在硝化细菌和反硝化细菌的作用下转化为N₂并排放到空气中，脱氮处理后的废水进入沉淀池12；

6）、二次沉淀：

经移动床生物膜反应器7分离出的废水进入沉淀池12，沉淀1.5-2h，将污泥和清水分离，产生的污泥进入污泥浓缩池13，污泥浓缩池的污泥固体负荷20～30 kg/(m²·d)，污水上升流速0.2～0.4m/h，浓缩池容积停留时间10～16h，经浓缩池浓缩处理后，上清液回流至调节池2；污泥进入调理池14，经调理池14加药调理后去脱水机15，调理池为间歇运行，需要脱水时开启，调理池设有桨叶搅拌器，搅拌器功率宜为0.05～0.15kW/m³，所加药剂为阳离子聚丙烯酰胺，加药量为3～8 g/kgDs，脱去水后的污泥外运，压滤液回流至调节池2；

7）、气浮除磷：

从沉淀池12分离出来的清水进入气浮除磷池16进行气浮除磷，气浮除磷池设有反应区、接触区和分离区，反应区设有搅拌混合装置，在反应区加入铝盐或铁盐，加药量为理论投药量的2～3倍，混凝反应时间宜为10～15分钟，在反应区磷酸盐与铝盐或铁盐反应生成大块絮凝体，在接触区，大块絮凝体与溶气气泡充分接触并随气泡上浮，为避免打碎絮体，接触区下端上升流速宜小于20mm/s，上端上升流速宜为5～10mm/s，接触区水的停留时间为2～4min，在分离区，富含磷酸盐的絮凝体在微小气泡浮力作用下浮在水面形成浮渣层，被刮渣机刮出并收集形成物化泥，气浮除磷所产生的物化泥进入调理池14，经调理后进入脱水机15压滤脱水，污泥外运，压滤液回流至调节池2，除磷后的清水根据需要分别排入消毒池18或计量明渠17，用于绿化用水或直接排放，实现豆制品废水无害化处理及回用。

为了保证使用效果和使用方便，所述的格栅渠的格栅间隙为5-10mm，格栅为人工格栅或机械格栅，当栅渣量超过0.2m³/d时，采用不锈钢或防腐的碳钢机械回转格栅；

所述的格栅渠和调节池合建为钢砼结构；

所述的调节池是由地下式钢筋混凝土制成的空心方形体，内装有不锈钢或玻璃钢制成的多曲面搅拌器，搅拌器的功率为5w/m³，有效水深为3-4m，超高0.3m。

所述的沉淀池为钢砼结构的圆形或方形。

所述的污泥浓缩池为钢砼结构的空心圆形或方形，有效深度为3-4m，超高0.3-0.5m。

所述的气浮池、调理池、消毒池均为钢砼结构的空心圆形或方形。

由上述可以看出，本发明一种豆制品废水无害化处理回用方法，豆制品废水收集后经过细格栅去除水中一些较大的颗粒及悬浮物，进入调节池进行废水调节水质水量。调节池出水进入到气浮池，在此去除大部分悬浮物和植物油后进入到酸化池，废水中的蛋白质和脂类在此被降解为小分子有机物后进入到中间池，经二次提升后进入UASB厌氧池，UASB池内的产甲烷菌将大部分有机物降解为沼气（主要成分为甲烷、二氧化碳、硫化氢），沼气依次经过水封保护和脱水脱硫后进入到沼气储柜，沼气可作为燃料回用于厂内热水锅炉或沼气锅炉。UASB厌氧池出水进入到MBBR池，废水在池内丰富生物菌种的作用下实现废水的进一步降解COD和脱氮除磷作用，MBBR池出水进入到二沉池实现泥水分离，剩余污泥进入到污泥浓缩池，浓缩后污泥送到调理池，污泥浓缩池上清液回流到调节池；二沉池出水进入到气浮池，二沉池出水中残留的少量悬浮物和磷酸盐在在混凝药剂及微小气泡的上浮作用下富集到气浮池顶部被气浮池自带刮渣机撇出送到调理池，调理池内收集的各类型污泥经加药调理后送到脱水机进行脱水，污泥脱水60%后外运处理，压滤液返回到调节池重新处理；气浮池排出的清水一部分直接达标排放，部分进入到消毒池消毒后可以作为绿化用水回用。

本发明经实是应用和测试，效果非常好，原水通过格栅渠，用以去除污水中较大的悬浮物、漂浮物、纤维物质和固体颗粒物质，从而保证后续处理构筑物的正常运行，减轻后续处理构筑物的处理负荷，避免堵塞后续工艺的管道。当栅渣量超过0.2m³/d时，采用机械回转式格栅，格栅间隙5-10mm，国内有成套设备可供选择，由碳钢材质或者不锈钢材质制成，格栅渠可与调节池合建成钢砼结构。

原水经格栅去除水中较大的杂物后进入调节池，调节水质水量，目前生产水量和水质波动大，对废水处理设备正常发挥净化功能不利，为提高污水处理设施对有机物负荷冲击能力，减小水质波动，需设置调节池对原水进行水量水质的调节。由于废水根据生产在24小时内呈现波动性，造成水量和水质的不稳定，影响处理效果的稳定性，因此需要设置调节池对水质水量进行调节，提高对有机物负荷的缓冲能力。为此，在其结构上采用地下式钢筋混凝土建造，平面为方形，内部可根据水质情况设置多曲面搅拌器，搅拌器可按5w/m³选取，材质为不锈钢或玻璃钢；在调节池内水力停留时间（HRT）为6-8h，有效水深3-4m，超高0.3m。

回流加压气浮池的功能在于去除前期豆制品生产中含有大量细小悬浮物，通过气浮单元能大量去除水中SS，降低废水中COD浓度，为后续UASB反应器降低处理负荷；

UASB反应器的原理是在形成沉降性能良好的污泥絮凝体的基础上，并结合在反应器内设置污泥沉淀系统，使气相、液相和固相三相得到分离；形成和保持沉淀性能良好的污泥，污泥可以为絮状污泥或颗粒型污泥，是UASB系统良好的运行的根本点；

UASB反应器6和移动床生物膜反应器7联合使用，实现去除COD、氨氮等污染物，在大幅去除COD和BOD的同时，经过硝化细菌和反硝化细菌的硝化反硝化作用，将污水中的氨氮转化为N₂，从而也去除水中氨氮污染物，脱氮效率一般能达到70%-80%；

移动床生物膜反应器在其反应器内设置填料，经过充氧的废水与长满生物膜的填料相接触，在生物膜的作用下，废水得到净化，其具有体积负荷高，处理时间短，节约占地面积等特点，由于空气搅动，整个氧化池的污水在填料之间流动，增强了传质效果，提高了生物代谢速度。经测定，同样湿重的带有丝状菌的生物膜，其好氧速率比活性污泥法高1.8倍。生物膜法与活性污泥法相比，动力消耗低30%左右，出水水质好且稳定；

沉淀池位于移动床生物膜反应器（MBBR）后，用于进行污泥和清水的分离。二级处理出水中残留的悬浮物，是粒径从数毫米到10µm的生物絮凝体和未被凝聚的胶体颗粒，这些颗粒基本上都是有机的，二级处理出水BOD值的50%-80%来源于它们，为提高二级处理出水的澄清度和稳定性，去除这些颗粒是非常必要的；

污泥浓缩池处理过程中产生的少量物化、生物污泥和浮渣定期静压或泵入排至污泥浓缩池中，污泥经脱水处理后，滤液回流至调节池，滤饼运至当地垃圾填埋场做无害化处理。

本发明经实施地应用和测试，取得了非常好的有益效果，具体数据如下：

由上述可知，CODcr进水含量为12000mg/L，出水含量为153.7 mg/L，出水标准为450mg/L；BOD进水含量为6000mg/L，出水含量为171 mg/L，出水标准为180mg/L；NH₃-N进水含量为48mg/L，出水含量为14.4mg/L出水标准为35mg/L；SS进水含量为950mg/L，出水含量为216.6mg/L，出水标准为350mg/L，完全达到了国家规定的排放标准或回用。

由此可知，本发明工程占地少，费用低，运行管理方便，耐负荷冲击，降低了劳动强度，节约了人力，有效解决工程投资大、运行费用高、操作不方便、无法妥善安置剩余污泥，产生二次噪声污染，无法回用，不能实现综合无害化处理和废水回用的问题，经济和社会效益巨大。

Claims (8)

1.一种豆制品废水无害化处理回用方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）、豆制品废水预处理：

先将豆制品废水经管道送入格栅渠（1），格栅栅隙2～5mm，将废水中大的悬浮物、漂浮物、纤维物质和固体颗粒物质分离，分离出的废弃物单独收集外运；

2）、调节水质水量：

经过预处理后的豆制品废水进入到调节池（2）内，停留6-12h，同时用鼓风机对废水曝气混合，所需风量为1.5～2.5 m³/(m²·h)，通过混合可使调节池中的废水水质相对稳定，可确保为后续污水处理设施提供相对稳定的废水水量，提高系统对有机负荷的缓冲能力；

3）、气浮：

水质水量调节的废水进入加压气浮池（3）内，在加压空气状态下，废水中形成了微小气泡，迅速附着在悬浮物上，升至气浮池的表面；从而形成容易去除的浮渣层，浮渣被刮渣机收集后送入调理池（14），除出废水中50%～90%的悬浮物，降低废水中COD浓度，为后续处理降低负荷；

4）、三相分离：

气浮后的废水经酸化池（4）酸化后，酸化条件和参数：进水水质条件，pH值为6～9，COD：N：P为100～500:5:1，酸化负荷10～20kg CODcr/(m³·d)，经管道和中间池（5）由水泵泵入UASB反应器（6），进行三相分离，将废水分离成气相、液相和固相，液相从UASB反应器进入移动床生物膜反应器（7）进行处理，移动床生物膜反应器的反应条件为：温度10～35℃，载体填充率15～70%，气水比5:1～15:1，容积负荷0.5～2kg BOD₅/(m³·d)，气相经气体出口送入水封罐（8），经脱水器（9）脱水、脱硫器（10）脱硫后，送入沼气储柜（11），供使用；所述的脱水器脱水是：沼气池产的沼气由气水分离器进口管进入后，因器体截面积远远大于进口管截面积，致使沼气流速突然下降，由于水与气的比重不一样，造成水滴下降速度大于气流上升速度，水下沉到器底，沼气上升从出口管输出，脱水器进口管沼气流速为15m/s，脱水器内部流速为0.21～0.23m/s，出口管流速为10m/s；所述的脱硫器脱硫是采用干法脱硫，脱硫剂为氧化铁，脱硫反应式为脱硫过程：Fe₂O₃·H₂O+3H₂S→Fe₂S₃·H₂O+3H₂O，脱硫温度为15～30℃，污泥相留在UASB池内继续参于厌氧反应，当池内污泥浓度大于40g/L时排出部分污泥到调理池（14）；

5）、生物反应：

UASB反应器（6）分离出来的液相废水进入移动床生物膜反应器（7），废水中的有机物在好氧细菌作用下继续降解为二氧化碳和水，氨氮在硝化细菌和反硝化细菌的作用下转化为N₂并排放到空气中，脱氮处理后的废水进入沉淀池（12）；

6）、二次沉淀：

经移动床生物膜反应器（7）分离出的废水进入沉淀池（12），沉淀1.5-2h，将污泥和清水分离，产生的污泥进入污泥浓缩池（13），污泥浓缩池的污泥固体负荷20～30 kg/(m²·d)，污水上升流速0.2～0.4m/h，浓缩池容积停留时间10～16h，经浓缩池浓缩处理后，上清液回流至调节池（2）；污泥进入调理池（14），经调理池（14）加药调理后去脱水机（15），调理池为间歇运行，需要脱水时开启，调理池设有桨叶搅拌器，搅拌器功率为0.05～0.15kW/m³，所加药剂为阳离子聚丙烯酰胺，加药量为3～8 g/kgDs，脱去水后的污泥外运，压滤液回流至调节池（2）；

7）、气浮除磷：

从沉淀池（12）分离出来的清水进入气浮除磷池（16）进行气浮除磷，气浮除磷池设有反应区、接触区和分离区，反应区设有搅拌混合装置，在反应区加入铝盐或铁盐，加药量为理论投药量的2～3倍，混凝反应时间为10～15分钟，在反应区磷酸盐与铝盐或铁盐反应生成大块絮凝体，在接触区，大块絮凝体与溶气气泡充分接触并随气泡上浮，为避免打碎絮体，接触区下端上升流速小于20mm/s，上端上升流速为5～10mm/s，接触区水的停留时间为2～4min，在分离区，富含磷酸盐的絮凝体在微小气泡浮力作用下浮在水面形成浮渣层，被刮渣机刮出并收集形成物化泥，气浮除磷所产生的物化泥进入调理池（14），经调理后进入脱水机（15）压滤脱水，污泥外运，压滤液回流至调节池（2），除磷后的清水根据需要分别排入消毒池（18）或计量明渠（17），用于绿化用水或直接排放，实现豆制品废水无害化处理及回用。

2.根据权利要求1所述的豆制品废水无害化处理回用方法，其特征在于，所述的格栅渠的格栅间隙为2～5mm，格栅为人工格栅或机械格栅，当栅渣量超过0.2m³/d时，采用不锈钢或防腐的碳钢机械回转格栅。

3.根据权利要求1所述的豆制品废水无害化处理回用方法，其特征在于，所述的格栅渠和调节池合建为钢砼结构。

4.根据权利要求1所述的豆制品废水无害化处理回用方法，其特征在于，所述的调节池是由地下式钢筋混凝土制成的空心方形体，内装有UPVC、PE或其他材质管道制成的空气搅拌系统，空气量为1.5～2.5 m³/(m²·h)有效水深为3-5m，超高大于0.3m。

5.根据权利要求1所述的豆制品废水无害化处理回用方法，其特征在于，所述的沉淀池为钢砼结构的圆形或方形。

6.根据权利要求1所述的豆制品废水无害化处理回用方法，其特征在于，所述的污泥浓缩池为钢砼结构的空心圆形或方形，有效深度为3-4m，超高0.3-0.5m。

7.根据权利要求1所述的豆制品废水无害化处理回用方法，其特征在于，所述的酸化池、调理池、消毒池均为钢砼结构的空心圆形或方形。

8.根据权利要求1所述的豆制品废水无害化处理回用方法，其特征在于，所述的气浮池为碳钢防腐或不锈钢材质的一体化设备，气浮水力停留时间10～20min。

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