专利名称：一种黄姜皂素工艺废水处理方法
技术领域：
本发明涉及一种废水处理方法，具体涉及一种黄姜皂素工艺废水处理方法。
背景技术：
作为南水北调中线工程水源地的汉江，发源于陕西省宁强县石钟沟，丹江口以上流域长918公里，跨越陕西汉中、商洛、安康和湖北的十堰等城市，集水面积10万平方公里。 根据规划，丹江口水利枢纽蓄水运行后，控制汉江流域面积的60%和水量的76%。而目前， 由于皂素加工的污染问题，汉江流域正面临严重威胁。本项目的成功实施，将为本行业的污染治理建立标准，并彻底解决本行业的污染严重状况，特别是COD排放量可从15-18万吨减少到约2000吨。黄姜产业是陕南地区的重点扶持产业，特别是黄姜皂素加工业近年来发展较快， 成为当地人民的主要经济来源，然而，伴随着黄姜加工业的发展，皂素生产废水的污染也逐渐严重。然而，专门针对皂素生产废水处理方法却是凤毛麟角，而且皂素生产废水因为酸性强、COD浓度高，也给这种废水处理造成不小的难度。可以说，目前没有处理皂素生产废水行之有效的工业方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种黄姜皂素工艺废水处理方法，其解决了背景技术中针对皂素生产废水处理方法匮乏的技术问题。本发明的技术解决方案是—种黄姜皂素工艺废水处理方法，其特殊之处在于，该方法包括酸性黑液处理步骤、生产废水处理步骤和浸泡清洗水处理步骤；(1)所述酸性黑液处理步骤1)加入碱剂中和废水中的H+，生成硫酸钙沉淀，可以降低硫酸根的浓度；2)设置一混凝沉淀池，去除中和后的废水中含有的悬浮颗粒；3)提供一个上流式厌氧污泥床，所述上流式厌氧污泥床由污泥反应区、气液固三相分离器和气室三部分组成；污水从厌氧污泥床底部流入与污泥层中污泥进行混合接触，污泥中的微生物分解污水中的有机物，把它转化为沼气；在污泥床上部形成一个污泥浓度较稀薄的污泥和水一起上升进入三相分离器，沼气碰到分离器下部的反射板时，折向反射板的四周，然后穿过水层进入气室，集中在气室沼气，用导管导出，固液混合液经过反射进入三相分离器的沉淀区，污水中的污泥发生絮凝， 颗粒逐渐增大，并在重力作用下沉降；沉淀至斜壁上的污泥沿着斜壁滑回厌氧反应区内，使反应区内积累大量的污泥； 与污泥分离后的处理出水从沉淀区溢流堰上部溢出；
4)设置一吹脱池盛放从沉淀区溢流堰上部溢出的废水，通入大量空气将溶解态的 H2S吹脱；(2)生产废水处理步骤1)再提供一个上流式厌氧污泥床，进行二级处理；2)提供一个水解好氧池进行多段水解好氧处理；所述多段水解好氧由两个水解反应和三个好氧生物接触氧化组成；在水解阶段，固体物质降解为溶解性物质，大分子物质降解为小分子物质，在酸化阶段碳水化合物降解为脂肪酸，此阶段的微生物是水解菌、产酸菌；废水的好氧生物处理是一种在提供游离氧的前提下，以好氧微生物处理，使有机物降解；所述好氧微生物处理方式是采用接触氧化工艺；2)提供一个沉淀池，好氧处理后的废水中含有大量脱落的不溶解于水的生物膜， 在沉淀池流动过程中，生物膜下沉到池体底部形成污泥，而澄清的水汇集到设于池体上部的集水槽中，最终排出沉淀池；3)提供一个过滤器，过滤排出沉淀池的水，从而使水获得澄清；(3)浸泡清洗水处理步骤为加入碱剂中和废水中的H+，生成硫酸钙沉淀，进行一次絮凝反应降低硫酸根的浓度。上述酸性黑液处理步骤、生产废水处理步骤和浸泡清洗水处理步骤进行前废水都进入调节池调节，将废水的水量和水质的波动调节到最小。上述碱剂为NaOH或/和石灰。上述悬浮颗粒为未溶解的石灰和硫酸钙微粒。上述粒状滤料层为石英砂层。上述过滤器为钢质过滤器。本发明具有以下优点(1)黄姜皂素废水中含有硫酸，经过严格、合理的中和、沉淀等预处理以便减轻对后序处理单元的毒性。(2)酸液和洗酸废水酸性强、COD浓度高，采用单独厌氧处理的方式降低后续单元的负荷。(3)废水硫酸盐含量较高，采取一定的技术措施控制硫酸盐还原成H2S产生的毒性。(4)调节pH时，石灰和NaOH相结合，既减少污泥的产生量又可降低运行成本。(5)废水有机物浓度高，单一的好氧处理难以达到排水要求，因此设计厌氧反应工艺单元是必需的，合理的选择厌氧有机物负荷是非常关键的，它不仅可保证处理效果，而且可有效降低工程造价。(6)选用最合理的好氧生化工艺因为给废水要求排放的标准比较高，所以好氧工艺的选择至关重要。接触氧化工艺集活性污泥和生物膜法的高污泥负荷优势于一体，成为适用于高浓度难降解废水处理的一种工艺。接触氧化工艺具有生物膜法和活性污泥法的优点，去除率高，耐冲击负荷，无臭味，一般不需污泥回流，产生污泥膨胀的机率小，也不生滤池蝇，占地少，节省运行费用等优点，设计BOD容积负荷高。该工艺特别适用于进水有机物浓度高的化工废水、食品废水、印染废水、果汁废水等的治理。(7)水解反应作为生物好氧反应的有益补充，可以最大限度的降低出水中SMP物质，保证出水达标。
图1为本发明工艺流程图图2为本发明废水处理水量和COD平衡图。
具体实施例方式黄姜皂素废水处理方法分为三个步骤，即酸性黑液处理步骤、生产废水处理步骤和浸泡清洗水处理步骤。酸性黑液处理步骤接纳酸性黑液；生产废水处理步骤处理包括隔膜压滤清液、漂洗废水；浸泡清洗水处理步骤处理浸泡清洗废水、设备清洗水和生活用水。工艺方法详述(1)酸性黑液处理步骤1)调节池进入废水处理系统的废水，其水量和水质随时都可能发生变化，这对废水处理构筑物的正常运转非常不利。水量和水质的波动越大，处理效果就越不稳定，甚至会使废水处理工艺过程遭受严重破坏。为减少水量和水质变动对废水处理工艺过程的影响，在废水处理系统之前宜设置调节池，以均和水质、存盈补缺，同时使调节池具有抗工艺废水中酸、碱冲击能力，增强调节池的调节作用，使后续处理构筑物在运行期间内能得到均衡的进水量和稳定的水质，并达到理想的处理效果。2)中和反应中和反应的实质是H+和0H—结合生成水(H2O)。即酸性黑液呈现较强的酸性，若不中和酸性，必将影响后续的生物处理过程，所以需进行一系列的处理。酸性废水需用碱来中和，在此过程中采用两种碱剂，即NaOH和石灰。用熟石灰来进行中和处理，生成硫酸钙沉淀，可以降低硫酸根的浓度，减少不利影响。同时考虑到单独采用石灰中和所带来的泥渣量过大，后续污泥处理单元负担过重，采用NaOH和石灰联合投加可以有效地减少泥渣的产生量。3)絮凝反应中和后的废水中含有一定量的悬浮颗粒(未溶解的石灰和硫酸钙微粒)，设置混凝沉淀池，目的是为了去除这部分悬浮颗粒。4) 一级 UASB上流式厌氧污泥床(UASB)由污泥反应区、气液固三相分离器(包括沉淀区)和气室三部分组成。在底部反应区内存留大量厌氧污泥，具有良好的沉淀性能和凝聚性能的污泥在下部形成污泥层。要处理的污水从厌氧污泥床底部流入与污泥层中污泥进行混合接触，污泥中的微生物分解污水中的有机物，把它转化为沼气。沼气以微小气泡形式不断放出，微小气泡在上升过程中，不断合并，逐渐形成较大的气泡，在污泥床上部由于沼气的搅动形成一个污泥浓度较稀薄的污泥和水一起上升进入三相分离器，沼气碰到分离器下部的反射板时，折向反射板的四周，然后穿过水层进入气室，集中在气室沼气，用导管导出，固液混合液经过反射进入三相分离器的沉淀区，污水中的污泥发生絮凝，颗粒逐渐增大，并在重力作用下沉降。沉淀至斜壁上的污泥沿着斜壁滑回厌氧反应区内，使反应区内积累大量的污泥，与污泥分离后的处理出水从沉淀区溢流堰上部溢出，进入下一级单元。5)吹脱池一级UASB的出水含有H2S，对后续的生物处理将产生破坏性影响。通入大量空气可以将溶解态的H2S吹脱，降低了水中的浓度，有利于后续的处理。酸液处理子系统的处理进入生产废水子系统。(2)生产废水处理步骤该系统贮液池、二级UASB池等构筑物功能与酸液系统相同。1)多段水解好氧多段水解好氧由两个水解反应和三个好氧生物接触氧化组成。水解细菌和好氧菌是两种不同类型的微生物，多段水解好氧工艺正式利用这两类微生物交替反应，降低废水中的COD.在水解阶段，固体物质降解为溶解性物质，大分子物质降解为小分子物质，在酸化阶段碳水化合物降解为脂肪酸，此阶段的主要微生物是水解菌、产酸菌。废水的好氧生物处理是一种在提供游离氧的前提下，以好氧微生物为主，使有机物降解、稳定的无害化处理方法。废水中存在的各种有机物，主要以胶体状、溶解态的有机物为主，作为微生物的营养源。这些高能位的有机物质经过一系列的生化反应，逐级释放能量，最终以低能位的无机物质稳定下来、达到无害化的要求、以便进一步回到自然环境和妥善处置。好氧生物处理采用接触氧化工艺。接触氧化工艺是在处理构筑物中悬挂生物填料，使生物膜生长、附着在这些填料上，借此增加生物处理系统的生物量，增强污水中有机污染物的生物降解能力。2)沉淀好氧池排出的废水中含有大量脱落的不溶解于水的生物膜，这些物质如果不能有效的从水中分离，将影响系统出水水质。废水在沉淀池流动过程中，生物膜下沉到池体底部形成污泥，而澄清的水汇集到设于池体上部的集水槽中，最终排出沉淀池。3)过滤器污水通过沉淀池后，出水中不可避免的携带有悬浮固体颗粒。为了进一步提高固液分离效果，实践中常采用过滤法进行处理。过滤是以具有空隙的粒状滤料层(如石英砂等)截留水中的杂质，从而使水获得澄清的工艺过程。过滤的功效在于不仅可以进一步降低水的浊度，而且可以去除水中的一部分有机物质，降低出水的COD浓度。普通的过滤器由进水总管、滤料层、承托层、配水系统和排水管道等构成。过滤器为钢结构，形状为圆柱形。本发明的工艺计算(1)酸性黑液处理步骤1)调节池酸性黑液Q= 120m3/d, COD = 100000mg/L ；设计HRT = 46h,有效容积230m3。调节池设计尺寸10000 X 5500 X 5000mm,有效水深 4500mm。2)中和反应槽
反应时间0. 8h，反应槽体积V = 4m3，设计尺寸1600X 1600X2000mm，有效水深 1600mm。设置1台搅拌器。3)絮凝反应槽反应时间0. 8h，反应槽体积V = 4m3，设计尺寸1600X 1600X2000mm，有效水深 1600mm。设置1台搅拌器。PAM加药量为1. 5mg/L。4)沉淀池1采用竖流式沉淀池，沉淀面积设为3000 X 3000，表面负荷为0. 45m3/(m2 · h)，有效容积36m3。5)中间水池设计HRT = 8h,有效容积40m3。调节池设计尺寸3000 X 3000 X 5000mm,有效水深 4500mm。6) 一级 UASB 反应池每日进入UASB的COD量为12t/d，UASB进水负荷选为3. 3kg/(m3 ·(!)，有效容积为 3600m3。设置6座，每池容积为600m3。7)吹脱池设计HRT = 1. 5h，同时投加MnSO4,池容为7. 5m3。8)沉淀池2采用竖流式沉淀池，沉淀面积设为3000 X 3000，表面负荷为0. 45m3/(m2 · h)，有效容积36m3。(2)生产废水处理步骤1)调节池隔膜压滤清液Q= 540m3/d, COD = 10000mg/L ；漂洗废水Q= 620m3/d, COD = 6000mg/L ；混合后的水Q= 1160m3/d, COD = 7860mg/L ；设计HRT = 17h,有效容积870m3。调节池设计尺寸20000 X 10000 X 5000mm,有效水深 4500mm。2)中和反应池反应时间0. 8h，有效容积40m3，设计尺寸5000 X 2000 X 2000mm，有效水深4000mm。 内设潜水搅拌器一台。3)中间水池1为UASB反应池的进水池，水力停留时间3h，有效容积160m3，设计尺寸 8000 X 5000 X 2000mm,有效水深 4000mm。4) UASB 反应池接纳生产废水和酸性黑液处理系统的废水，Q = 1280m3/d, COD = 10000mg/L。每日进入UASB的COD量为12. 8t/d，UASB进水负荷选为3. 3kg/ (m3 -d)，有效容积 3840m3。设置6座，每池容积为640m3。5)多级水解好氧生物处理系统接纳生产废水、酸性黑液和浸泡清洗水处理系统的废水，Q = 2235m3/d, COD = 2400mg/L, BOD 约为 800mg/L。
每日进入的BOD量为178mig/d，容积负荷取0. 3kg/m3，则有效容积为6720m3。设置三座好氧池和两座水解池，好氧池单池容积为1680m3，水解池单池容积为840m3。好氧池1，水力停留时间18h，池容1680m3，设计尺寸25000 X 15000 X 5000mm，有效水深 4500mm。水解池1，水力停留时间12h，池容840m3，设计尺寸25000 X 7500 X 5000mm，有效水深 4500mm。好氧池2，水力停留时间18h，池容1680m3，设计尺寸25000 X 15000 X 5000mm，有效水深 4500mm。水解池2，水力停留时间12h，池容840m3，设计尺寸25000 X 7500 X 5000mm，有效水深 4500mm。好氧池3，水力停留时间18h，池容1680m3，设计尺寸25000 X 15000 X 5000mm，有效水深 4500mm。6) 二级沉淀池接纳生产废水、酸性黑液和浸泡清洗水处理系统的废水，Q = 2235m3/d。表面负荷为0. 65m3/ (m2 · h)，沉淀面积为140m2，池容420m3。7)中间水池2为过滤器的进水池，水力停留时间1. 7h,有效容积160m3，设计尺寸 8000 X 5000 X 2000mm,有效水深 4000mm。8)过滤器接纳生产废水、酸性黑液和浸泡清洗水处理系统的废水，Q = 2235m3/d = 93m3/h。设计滤速4. 4m3/h，选用五台Φ ^OOX 4200mm的石英砂过滤器，四用一备。
权利要求
1.一种黄姜皂素工艺废水处理方法，其特征在于，该方法包括酸性黑液处理步骤、生产废水处理步骤和浸泡清洗水处理步骤；(1)所述酸性黑液处理步骤1)加入碱剂中和废水中的H+，生成硫酸钙沉淀，可以降低硫酸根的浓度；2)设置一混凝沉淀池，去除中和后的废水中含有的悬浮颗粒；3)提供一个上流式厌氧污泥床，所述上流式厌氧污泥床由污泥反应区、气液固三相分离器和气室三部分组成；污水从厌氧污泥床底部流入与污泥层中污泥进行混合接触，污泥中的微生物分解污水中的有机物，把它转化为沼气；在污泥床上部形成一个污泥浓度较稀薄的污泥和水一起上升进入三相分离器，沼气碰到分离器下部的反射板时，折向反射板的四周，然后穿过水层进入气室，集中在气室沼气， 用导管导出，固液混合液经过反射进入三相分离器的沉淀区，污水中的污泥发生絮凝，颗粒逐渐增大，并在重力作用下沉降；沉淀至斜壁上的污泥沿着斜壁滑回厌氧反应区内，使反应区内积累大量的污泥；与污泥分离后的处理出水从沉淀区溢流堰上部溢出；4)设置一吹脱池盛放从沉淀区溢流堰上部溢出的废水，通入大量空气将溶解态的H2S 吹脱；(2)生产废水处理步骤1)再提供一个上流式厌氧污泥床，进行二级处理；2)提供一个水解好氧池进行多段水解好氧处理；所述多段水解好氧由两个水解反应和三个好氧生物接触氧化组成；在水解阶段，固体物质降解为溶解性物质，大分子物质降解为小分子物质，在酸化阶段碳水化合物降解为脂肪酸，此阶段的微生物是水解菌、产酸菌；废水的好氧生物处理是一种在提供游离氧的前提下，以好氧微生物处理，使有机物降解；所述好氧微生物处理方式是采用接触氧化工艺；2)提供一个沉淀池，好氧处理后的废水中含有大量脱落的不溶解于水的生物膜，在沉淀池流动过程中，生物膜下沉到池体底部形成污泥，而澄清的水汇集到设于池体上部的集水槽中，最终排出沉淀池；3)提供一个过滤器，过滤排出沉淀池的水，从而使水获得澄清；(3)浸泡清洗水处理步骤为加入碱剂中和废水中的H+，生成硫酸钙沉淀，进行一次絮凝反应降低硫酸根的浓度。
2.根据权利要求1所述黄姜皂素工艺废水处理方法，其特征在于，所述酸性黑液处理步骤、生产废水处理步骤和浸泡清洗水处理步骤进行前废水都进入调节池调节，将废水的水量和水质的波动调节到最小。
3.根据权利要求1或2所述黄姜皂素工艺废水处理方法，其特征在于所述碱剂为 NaOH或/和石灰。
4.根据权利要求3所述黄姜皂素工艺废水处理方法，其特征在于所述悬浮颗粒为未溶解的石灰和硫酸钙微粒。
5.根据权利要求4所述黄姜皂素工艺废水处理方法，其特征在于所述粒状滤料层为石英砂层。
6.根据权利要求5所述黄姜皂素工艺废水处理方法，其特征在于所述过滤器为钢质过滤器ο
全文摘要
一种黄姜皂素工艺废水处理方法，包括酸性黑液处理步骤、生产废水处理步骤和浸泡清洗水处理步骤，本发明将黄姜皂素工艺废水分类对待，每一类废水处理针对性强，且可实现循环处理，大大降低了处理成本。本发明优点表现在经过严格、合理的中和、沉淀等预处理以便减轻对后序处理单元的毒性；采用单独厌氧处理的方式降低后续单元的负荷；调节pH时，石灰和NaOH相结合，既减少污泥的产生量又可降低运行成本。
文档编号C02F9/14GK102464431SQ201010548248
公开日2012年5月23日 申请日期2010年11月15日 优先权日2010年11月15日
发明者成传德 申请人:山阳县金川封幸化工有限责任公司