CN117023894B - 一种mbbr组合高级氧化对白酒废水深度处理的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种MBBR组合高级氧化对白酒废水深度处理的方法，属于废水处理领域，其包括进水口、纯膜缺氧区、纯膜好氧区、硝化液回流区、高密度沉淀区、臭氧反应区、臭氧反应出水回流区、净水出水口。本发明可对经二级生化处理后的白酒废水进行深度处理，保证最终出水的COD、氨氮和总氮浓度满足相关排放标准，能够应用于现有白酒废水处理设施的新建和改造。
Description
技术领域
本发明涉及一种MBBR组合高级氧化对白酒废水深度处理的方法，属于废水处理领域。
背景技术
酿酒工序中的清洗废水与蒸馏废水为白酒废水主要来源，该废水中COD、氨氮、TP、总氮和悬浮物(SS)浓度都较高，是一种较难处理的高浓度有机废水。目前，国内外对白酒酿造废水的生化处理技术主要采用厌氧反应器去除大部分的高浓度有机物，并回收沼气，然后，厌氧反应器产生的沼液再经传统的A/A/O生化和二沉池二级生化处理，经二级生化处理后的出水中的COD一般在100mg/L以上，出水氨氮和TN指标也不能稳定地满足国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918－2002)一级A或地方要求的更高的排放要求。
为了使得处理后的白酒废水满足国家排放要求，需要对二级生化和二沉池沉淀处理后的污水进一步进行深度处理；当前，许多白酒生产厂家深度处理选择臭氧高级氧化+曝气生物滤池(BAF)+过滤的工艺路线；该工艺路线有以下方面的缺陷，即，一方面，因来自二沉池进入臭氧高级氧化池的悬浮物(SS)浓度仍常常维持在20mg/L以上，导致臭氧高级氧化池内氧化效率因受到SS不利干扰而降低；另一方，由于臭氧强氧化剂可将进水中的可生物降解与不可生物降解的COD都进行氧化去除，从而导致后续BAF池中因缺乏营养物质而使得BAF填料挂膜困难，对COD和氨氮的去除效果不佳；第三，为了反硝化去除总氮，也需要设置反硝化和硝化两组串联而复杂的BAF设施，提高了施工费用和运行难度；第四，由于二沉淀池出水中钙、镁硬度通常仍然较高，臭氧曝气盘上曝气微孔会被钙、镁离子形成的沉淀物堵塞，高硬度的污水也会造成BAF池中填料的板结，影响BAF的正常运行。
MBBR(移动床生物膜反应器)工艺是一种新型高效的污水处理生物膜反应器，它可以纯膜MBBR反应器的方式运行，纯膜MBBR反应器内包括悬浮填料、曝气和出水筛网系统，纯膜MBBR反应器内没有来自后续沉淀区的回流污泥，悬浮生长的MLSS浓度很低，对于COD浓度比较低的污水，可使得MBBR悬浮填料上生长生物膜，容易挂膜，去除COD、氨氮和TN的生化作用也主要发生在悬浮填料生物膜上，老化的生物膜由于悬浮填料的流化而自动脱膜；另外，因MBBR悬浮填料处于高速流化状态，MBBR工艺耐受存在一定范围内硬度的污水，一定范围内浓度的钙镁离子形成的沉淀物不会导致其在填料上的沉积结垢。
鉴于白酒废水水质的特点，为克服现有深度处理工艺路线的缺陷，需要选择合适的深度处理方法。
发明内容
本发明的目的是针对现有白酒废水深度处理技术的不足，提供一种MBBR组合高级氧化对白酒废水深度处理的方法，应用于现有白酒废水处理设施的新建和改造。
本发明的技术方案是：
一种MBBR组合高级氧化对白酒废水深度处理的方法，其包括进水口、纯膜缺氧区、纯膜好氧区、硝化液回流区、高密度沉淀区、臭氧反应区、臭氧反应出水回流区、净水出水口，其中，纯膜缺氧区通过平板穿孔筛网和纯膜好氧区相连通；纯膜好氧区通过出水滚筒筛网和硝化液回流区相连通；硝化液回流区依次通过生化处理出水口和生化处理出水管与高密沉淀区入水口相连通；高密度沉淀区依次通过高密度沉淀区出水口和高密度沉淀区出水管与臭氧反应区入水口相连通；臭氧反应区通过臭氧反应区出水口与臭氧反应出水回流区相连通。
进一步的，所述纯膜缺氧区内设置有纯膜缺氧区悬浮填料、纯膜缺氧区搅拌器。
进一步的，所述纯膜好氧区内设置有曝气管组件、纯膜好氧区悬浮填和出水滚筒筛网，所述曝气管组件通过曝气供气管与曝气鼓风机相连通。
进一步的，所述硝化液回流区内设置有硝化液内回流潜水泵组件，所述硝化液内回流潜水泵组件通过硝化液回流管与硝化液回流入口相连通。
进一步的，所述高密度沉淀区内设置有高密度沉淀排泥泵将装置内产生的剩余污泥排出装置外。
进一步的，所述臭氧反应区内设置有臭氧曝气组件，所述臭氧曝气组件通过臭氧供气管与臭氧制备组件相连通。
进一步的，所述臭氧反应出水回流区内设置有臭氧反应出水回流潜水泵组件，所述臭氧反应出水回流潜水泵组件通过臭氧反应出水回流管与臭氧反应出水回流入口相连通。
本发明的有益效果：
1)MBBR生化工艺的纯膜缺氧区内的纯膜缺氧区悬浮填料在纯膜缺氧区搅拌器推动下，填料生长的生物膜反硝化细菌利用进水中的部分碳源将来自纯膜好氧区回流过来的硝化液中硝态氮反硝化去除，如果进水碳源不足，额外添加碳源提高其反硝化去除总氮的效率。纯膜缺氧区内的纯膜好氧区悬浮填料通过纯膜缺氧区底部的曝气管组件即能够充分流化，在进水COD比较低的情况下，填料上也生长硝化菌生物膜。
2)MBBR生化工艺的纯膜缺氧区和纯膜好氧区内不存在来自后续处理区的沉淀回流污泥，悬浮生长的MLSS浓度很低，而对于COD浓度比较低的污水，MBBR悬浮填料上易于生长生物膜，去除COD、氨氮和TN的生化作用也主要发生在悬浮填料生物膜上，老化的生物膜由于悬浮填料的流化而自动脱膜，不需要任何额外的反冲洗过程；另外，因MBBR悬浮填料处于高速流化状态，MBBR工艺耐受一定范围内硬度浓度的污水，一定范围内硬度浓度的钙镁离子形成的沉淀物不会沉积在悬浮填料的表面上。
3)因纯膜缺氧区和纯膜好氧区内的悬浮MLSS浓度很低，脱落的生物膜和进水带入的部分SS悬浮物直接进入高密度沉淀区，而不会因进水SS过高影响高密度沉淀区的功能或导致其运行困难。在常规的高密度沉淀区内额外添加絮凝剂和助凝剂提高其沉淀性能，高密度沉淀区内也设置刮泥机，形成的部分底部污泥回流其前部区域，保证高密度沉淀区内絮凝反应的污泥浓度；另外，整个发明装置仅仅通过设置在高密度沉淀区的高密度沉淀排泥泵一处进行剩余污泥的外排，排泥浓度高，保证高密度沉淀区的出水SS浓度达标。
4)如需要进一步去除进水中的钙镁硬度，本发明装置中的高密度沉淀区不但实现泥水的固液分离，也通过向其内添加沉淀药剂，达到去除大进水中大部分钙镁硬度的目的，从而避免较高的SS浓度和硬度对后续臭氧反应区的不利影响。
5)通过臭氧反应区的高级氧化作用将部分难生物降解的有机物降解为易于生物降解的COD或/和氨氮；实际运行时，如果检测发现臭氧高级氧化对复杂有机物的断链作用导致了最终出水COD或氨氮超标，通过本发明装置的臭氧反应出水回流区内设置臭氧反应出水回流潜水泵组件，实现部分最终出水回流到纯膜缺氧区，一定程度上避免最终出水水质因臭氧氧化的作用而再次导致COD或氨氮超标。
附图说明
图1是本发明的平面布置示意图。
其中：1、进水口，2、硝化液回流入口，3、臭氧反应出水回流入口，4、纯膜缺氧区，5、纯膜缺氧区悬浮填料，6、平板穿孔筛网，7、曝气管组件，8、纯膜好氧区，9、纯膜好氧区悬浮填料，10、出水滚筒筛网，11、硝化液回流区，12、生化处理出水口，13、生化处理出水管，14、高密沉淀区入水口，15、高密度沉淀区，16、高密度沉淀区出水口，17、高密度沉淀区出水管，18、臭氧反应区入水口，19、臭氧反应区，20、臭氧制备组件，21、臭氧反应出水回流区，22、净水出水口，23、硝化液回流管，24、纯膜缺氧区搅拌器，25、臭氧反应出水回流管，26、曝气供气管，27、曝气鼓风机，28、硝化液内回流潜水泵组件，29、高密度沉淀排泥泵，30、臭氧供气管，31、臭氧曝气组件，32、臭氧反应区出水口，33、臭氧反应出水回流潜水泵组件。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
如图1所示。
一种MBBR组合高级氧化对白酒废水深度处理的方法，其包括进水口1、纯膜缺氧区4、纯膜好氧区8、硝化液回流区11、高密度沉淀区15、臭氧反应区19、臭氧反应出水回流区21、净水出水口22，其中，纯膜缺氧区4通过平板穿孔筛网6和纯膜好氧区8相连通；纯膜好氧区8通过出水滚筒筛网10和硝化液回流区11相连通；硝化液回流区11依次通过生化处理出水口12和生化处理出水管13与高密沉淀区入水口14相连通；高密度沉淀区15依次通过高密度沉淀区出水口16和高密度沉淀区出水管17与臭氧反应区入水口18相连通；臭氧反应区19通过臭氧反应区出水口32与臭氧反应出水回流区21相连通。
进一步的，所述纯膜缺氧区4内设置有纯膜缺氧区悬浮填料5、纯膜缺氧区搅拌器24。
进一步的，所述纯膜好氧区8内设置有曝气管组件7、纯膜好氧区悬浮填9和出水滚筒筛网，所述曝气管组件7通过曝气供气管26与曝气鼓风机27相连通。
进一步的，所述硝化液回流区11内设置有硝化液内回流潜水泵组件28，所述硝化液内回流潜水泵组件28通过硝化液回流管23与硝化液回流入口2相连通。
进一步的，所述高密度沉淀区15内设置有高密度沉淀排泥泵29将装置内产生的剩余污泥排出。
进一步的，所述臭氧反应区19内设置有臭氧曝气组件31，所述臭氧曝气组件31通过臭氧供气管30与臭氧制备组件20相连通。
进一步的，所述臭氧反应出水回流区21内设置有臭氧反应出水回流潜水泵组件33，所述臭氧反应出水回流潜水泵组件33通过臭氧反应出水回流管25与臭氧反应出水回流入口3相连通。
本发明的技术方案包括以下步骤：
1)污水通过进水口流入纯膜缺氧区，纯膜缺氧区内的纯膜缺氧区悬浮填料在纯膜缺氧区搅拌器推动下，填料生长的生物膜反硝化细菌利用进水中的部分碳源，将来自纯膜好氧区回流过来的硝化液中硝态氮反硝化去除；
2)缺氧反应后的泥水通过平板穿孔筛网上的过水孔洞流入纯膜好氧区，纯膜好氧区悬浮填料在曝气管组件的曝气充氧和推力下实现流化，并生长生物膜，生物膜上的硝化菌将氨氮硝化成硝态氮，反应后的泥水通过出水滚筒筛网流入到硝化液回流区；
3)硝化液回流区内的部分硝化液泥水通过硝化液内回流潜水泵组件提升到硝化液回流管，然后再通过硝化液回流入口进入纯膜缺氧区，另外一部分硝化液泥水依次通过生化处理出水口、生化处理出水管和高密沉淀区入水口流入高密度沉淀区，在高密度沉淀区实现泥水分离；
4)高密度沉淀区内的上部清水依次通过高密度沉淀区出水口、高密度沉淀区出水管和臭氧反应区入水口流入臭氧反应区，通过臭氧供气管将臭氧制备组件产生的臭氧提供到臭氧曝气组件中，再通过臭氧曝气组件将通入的臭氧与水混合氧化反应，将水中经前端处理剩余的部分COD进行高级氧化去除；
5)臭氧反应区内反应后的水通过臭氧反应区出水口流入臭氧反应出水回流区，通过臭氧反应出水回流潜水泵组件实现部分最终出水回流到纯膜缺氧区，形成内回流，最终净水通过净水出水口流出装置外。
实例一。
贵州省某白酒废水处理项目于2019年建设完成，设计规模为8000吨/日，它采用“厌氧反应器+AO生化池+二沉池”二级生化处理工艺，最初设计进水水质中的COD为20000mg/l，BOD为14000mg/l，氨氮为500mg/l，TN为700mg/l，TP为50mg/l，SS为2000mg/l,最终出水水质标准为COD≤50mg/l,氨氮≤0.5mg/l，TN≤15mg/l TP≤0.5mg/l，SS≤10mg/l。该项目的深度处理采用本发明技术，其中，设计的纯膜缺氧区HRT＝2h，悬浮填料填充率为35％，纯膜好氧区HRT＝4h，悬浮填料填充率为45％，悬浮填料为HDPE，比重为0.96g/cm3,直径为25mm,高10mm,孔隙率≥90％，堆积密度≥98kg/m3，有效比表面积≥500㎡/m3，出水采用出水滚筒筛网；整套深度处理装置运行后，出水的水质保持在COD≤45mg/L，氨氮≤0.3mg/L，TN≤13mg/L，TP≤0.5mg/L,SS≤10mg/L，满足设计排放的标准。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，这些具体实施方式都是基于本发明整体构思下的不同实现方式，而且本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内，因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
Claims (4)
1.一种MBBR组合高级氧化对白酒废水深度处理的方法，其特征在于，其包括进水口、纯膜缺氧区、纯膜好氧区、硝化液回流区、高密度沉淀区、臭氧反应区、臭氧反应出水回流区、净水出水口，其中，纯膜缺氧区通过平板穿孔筛网和纯膜好氧区相连通；纯膜好氧区通过出水滚筒筛网和硝化液回流区相连通；硝化液回流区依次通过生化处理出水口和生化处理出水管与高密沉淀区入水口相连通；高密度沉淀区依次通过高密度沉淀区出水口和高密度沉淀区出水管与臭氧反应区入水口相连通；臭氧反应区通过臭氧反应区出水口与臭氧反应出水回流区相连通；
所述方法包括以下步骤：
1)污水通过进水口流入纯膜缺氧区，纯膜缺氧区内的纯膜缺氧区悬浮填料在纯膜缺氧区搅拌器推动下，填料生长的生物膜反硝化细菌利用进水中的部分碳源，将来自纯膜好氧区回流过来的硝化液中硝态氮反硝化去除；
2)缺氧反应后的泥水通过平板穿孔筛网上的过水孔洞流入纯膜好氧区，纯膜好氧区悬浮填料在曝气管组件的曝气充氧和推力下实现流化，并生长生物膜，生物膜上的硝化菌将氨氮硝化成硝态氮，反应后的泥水通过出水滚筒筛网流入到硝化液回流区；
3)硝化液回流区内的部分硝化液泥水通过硝化液内回流潜水泵组件提升到硝化液回流管，然后再通过硝化液回流入口进入纯膜缺氧区，另外一部分硝化液泥水依次通过生化处理出水口、生化处理出水管和高密沉淀区入水口流入高密度沉淀区，在高密度沉淀区实现泥水分离；
4)高密度沉淀区内的上部清水依次通过高密度沉淀区出水口、高密度沉淀区出水管和臭氧反应区入水口流入臭氧反应区，通过臭氧供气管将臭氧制备组件产生的臭氧提供到臭氧曝气组件中，再通过臭氧曝气组件将通入的臭氧与水混合氧化反应，将水中经前端处理剩余的部分COD进行高级氧化去除；
5)臭氧反应区内反应后的水通过臭氧反应区出水口流入臭氧反应出水回流区，通过臭氧反应出水回流潜水泵组件实现部分最终出水回流到纯膜缺氧区，形成内回流，最终净水通过净水出水口流出装置外。
2.根据权利要求1所述MBBR组合高级氧化对白酒废水深度处理的方法，其特征在于，所述硝化液内回流潜水泵组件通过硝化液回流管与硝化液回流入口相连通。
3.根据权利要求1所述MBBR组合高级氧化对白酒废水深度处理的方法，其特征在于，所述臭氧曝气组件通过臭氧供气管与臭氧制备组件相连通。
4.根据权利要求1所述MBBR组合高级氧化对白酒废水深度处理的方法，其特征在于，所述臭氧反应出水回流潜水泵组件通过臭氧反应出水回流管与臭氧反应出水回流入口相连通。
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