【技术领域】
本发明涉及一种废水处理工艺领域，特别涉及豆制品废水微生物处理工艺，是利用微生物同步降解豆制品废水cod和n的工艺。
背景技术：
豆制品废水的特点是废水的排放量大有机物浓度高，成分复杂。以豆腐生产为例，黄泔水cod高达20000到30000mg/l，泡豆水cod为4000到8000mg/l，洗涤冲洗税cod为500到1500mg/l。泡豆水的主要成分有水溶性非蛋白氮、税苏糖、棉籽糖等寡糖，柠檬酸等有机酸以及水溶性维生素、矿物质等，此外，还有异黄酮等色素类物质。黄泔水的组成更为复杂，除含泡豆水的所有成分以外，还含有蛋白质(大豆清蛋白、大豆凝血素、胰蛋白酶抑制因子等)、氨基酸、脂类等。豆腐生产清洗用水中含有大豆清蛋白、糖类、豆渣和清洁剂等。豆制品废水处理不达标排放，会造成水体富营养化、缺氧、鱼虾绝迹、水质恶化、发臭，严重污染地表地下水。
豆制品废水处理，目前应用最广的工艺为“沉淀池或气浮池+厌氧池+好氧池+气浮池”，处理后出水codcr100～200mg/l，氨氮40～90mg/l。对照《污水综合排放标准》(gb8978-1996)一级排放标准，cod和n超标，特别是n超标现象比较普遍，而且废水处理过程中排泥量大，耗时长，处理成本高。其主要技术原因在于：
传统的a/o工艺及其延伸工艺及装置对高浓度cod和n并存的豆制品废水处理，局限性很大：一是硝化和反硝化置于不同的空间或时间，导致工艺流程长，废水在bod5降解到一定值以下(30mg/l)，才进行硝化反应，需要配置的生化池容积大，废水处理投资不足就会造成去除效率达不到设计要求；二是生物脱氮制约因素多，总氮去除效率低(小于80％)，造成处理后出水n指标超标。
豆制品废水的油脂和ss含量很高，会造成后续厌氧池三相分离器的堵塞或损坏，因此在生化处理前利用物化沉淀或气浮的方法，去除油脂和ss，使水质满足三相分离器的进水要求，这就产生大量的污泥，污泥成分主要是油脂和物化絮体，污泥排放量4～8吨污泥/千吨废水(含水率～80％)。
在废水处理过程中投加石灰、混凝剂、pam、液碱等药剂，导致药剂费用增加和污泥处置费用增加，普遍反映废水处理费用2.5～3.0元/吨废水。
同步硝化反硝化理论(snd)和低溶氧控制技术，给生物脱氮提供了新的理论基础和技术手段；上世纪九十年代荷兰和比利时等国家研发了相应的canon工艺和oland工艺。其核心是：生化池控制低溶解氧环境，在生化池内实现短程硝化和厌氧氨氧化、好氧硝化和好氧反硝化等生化反应，即同池同步脱氮。但由于这些工艺控制低溶氧范围比较窄(0.1～0.5mg/l)，在高浓度cod和n并存的豆制品废水处理时，cod和n的降解效率不够理想。
技术实现要素：
鉴于上述内容，有必要提供一种cod和n的降解效率高的豆制品废水微生物处理工艺，该工艺通过微生物预处理将大部分大分子蛋白质进行水解，并在高浓度cod和n并存的豆制品废水处理时，通过改进生物同步脱氮工艺的曝气方式和提高低溶氧范围，在同池同步脱氮的基础上，强化cod降解功能，实现cod和n同池同步降解。
为达到上述目的，本发明所采用的技术方案包括以下步骤：
(1)预处理：废水进入基于芽孢杆菌微生物处理的膜生物反应器进行反应后进入调节池，所述基于芽孢杆菌微生物处理的膜生物反应器反应时间为32-48h，所述的调节池水力停留时间为8～12h；
(2)废水经调节池提升到水解酸化池，将颗粒物和大分子水解成可溶性物质并降解cod，所述的水解酸化池，生化停留时间8～12h；
(3)流入厌氧池，产生甲烷降解cod，再流入生物同步降解池，同步降解cod和n，所述的厌氧池，生化停留时间24～36h，进水端投加碱液，控制进水ph6.5～7.5；所述的生物同步降解池，溶解氧范围0.1～1.2mg/l，生化停留时间36～48h；
(4)生物同步降解池末端的混合液部分回流到进水端，部分提升到泥水分离系统，泥水分离后的清水达标排放，污泥回流到水解酸化池，所述的混合液回流，回流比20～30倍；
(5)废水处理过程中产生的剩余污泥排入污泥处置系统。
本发明具有以下有益效果：
1.节省时间，污泥排放量小。全程生化处理工艺，在预处理阶段将大分子蛋白质降解，加快后续水解速度，节省时间，并将现有的物化沉淀池或气浮池改成水解酸化池，同时采用生物同步降解技术，生化池控制污泥浓度高，每千吨废水产泥0.7～1.2吨(含水率80％)，较传统工艺减少75％以上。
2.cod和n同池同步降解，且降解效率提升：codcr去除率大于90％，氨氮去除率大于91％，总氮去除率大于83％，出水水质达到《污水综合排放标准》(gb8978-1996)一级排放标准。
3.废水处理成本低：工艺不需要投加石灰、混凝剂、pam等药剂，并采用低溶氧曝气，废水处理成本1.5～2.0元/吨废水，较传统工艺减少42％以上。
【附图说明】
图1是本发明豆制品废水微生物处理工艺具体实施方式的流程示意图。
为了更好的理解本发明的技术方案，下面结合具体实施方式进行阐述。
【具体实施方式】
参见图1豆制品废水微生物处理工艺，处理废水的步骤如下：
(1)预处理：废水进入基于芽孢杆菌微生物处理的膜生物反应器进行反应，随后进入调节池；
(2)废水经调节池提升到水解酸化池，将颗粒物和大分子水解成可溶性物质并降解cod；
(3)流入厌氧池，产生甲烷降解cod，再流入生物同步降解池，同步降解cod和n；
(4)生物同步降解池末端的混合液部分回流到进水端，部分提升到泥水分离系统，系统中的泥水分离后，清水达标排放，污泥回流到水解酸化池；
(5)废水处理过程中产生的剩余污泥排入污泥处置系统。
步骤(1)的所述基于芽孢杆菌微生物处理的膜生物反应器反应时间为32-48h，其作用是使废水中的大分子蛋白质得到有效降解；所述的调节池水力停留时间为8～12h，其作用是调节水量和均匀水质。在调节池前设置机械格栅机和网板微滤机，通过机械格栅机去除废水中的垃圾和豆壳，通过网板微滤机去除破碎大豆和豆渣。
步骤(2)所述的水解酸化池，选用ubf(复合型厌氧流化床)，生化停留时间8～12h，其作用是将废水中的颗粒物和大分子水解成可溶性物质，降解cod，减少污泥排放。以水解酸化池替代传统的物化沉淀池或气浮池，废水中的大豆纤维素和多糖水解为葡萄糖，脂类转化成脂肪酸，水解产物都溶于水，出水ss符合后续厌氧池的三相分离器要求。水解酸化池为底部进水，控制水流上升流速0.8～1.2m/h；codcr去除容积负荷3～5kgcod/m3.d；水解酸化池的池高10～12m，顶部设置废气处置系统，上部设置斜管或斜板，中间挂生物填料，底部设置泥斗和排泥管路，采用重力式间歇性排泥，剩余污泥排入污泥处置系统，折合干污泥0.2～0.4吨/千吨废水(含水率80％)；出水重力流进入厌氧池。
步骤(3)所述的厌氧池，选用egsb(厌氧膨胀颗粒污泥床)，生化停留时间24～36h，其作用是产生甲烷的同时降解cod。经过前段水解酸化的出水，在厌氧池完成厌氧反应的最后一个阶段，产甲烷菌利用乙酸、氢气和二氧化碳产生甲烷气体，降解cod。在厌氧池的顶部，气、固、液三相被分离，沼气回收利用，出水一部分循环，另一部分进入后续生化系统，剩余污泥储存外卖或排入水解酸化池。厌氧池的池高13～15m，池顶有盖，并配套沼气收集、处理、利用装置；适当提高进水ph值有利于产甲烷细菌的脱碳作用，控制ph6.5～7.5，配套液碱投加和ph自控系统；厌氧池为底部进水，适当增加废水内循环流速可以改善泥水混合，控制水流上升流速2～4m/h；codcr去除容积负荷5～10kgcod/m3.d；出水部分用泵提升循环，循环水泵扬程大于24m；出水重力流到生物同步降解池；剩余污泥储存外卖或排入水解酸化池。
步骤(4)所述的生物同步降解池，曝气区的进水端采用多点布水与回流混合液混合，通过曝气区在线溶氧仪控制溶解氧范围0.1～1.2mg/l，生化停留时间36～48h，mlss7000～8500mg/l，codcr去除容积负荷0.8～1.6kgcod/m3.d，氨氮去除容积负荷o.1～0.4kg氨氮/m3.d。生物同步降解池的作用是同步降解cod和n。生物同步脱氮工艺及低溶氧控制技术设定的“低溶氧”范围比较窄(取值0.1～0.5mg/l)，在豆制品废水处理时，由于供氧总量的不足，对高浓度cod的氧化不够充分，cod降解效率低，需要延长生化停留时间或增加生化池容量，因此，在低溶氧水平下，适当提高曝气区溶解氧控制范围(0.1～1.2mg/l)，即保证同步脱氮的同时，又提高cod降解。生物同步降解池的低溶氧控制，表明微生物处于“兼氧”和“好氧”的临界环境中，微生物种群丰富，对有机物的降解机理更多元化。“兼氧”环境中：兼氧异养菌将有机碳和氮杂环等大分子水解成小分子、缺氧反硝化菌将no2-和no3-还原成n2、厌氧氨氧化菌将氨氧化成n2；“好氧”环境中：好氧异养菌将有机碳氧化成co2、好氧硝化菌将氨氧化成no2-和和少量no3-、好氧反硝化菌将氨氧化成n2。通过上述系列生化反应，实现cod和n同池同步降解。
步骤(4)所述的混合液回流，回流比20～30倍。生物同步降解池末端的混合液回流到进水端，其作用是改善进水条件，增加污泥浓度。微生物特征化明显，提高cod和n的去除率，减少污泥排量。
步骤(4)所述的泥水分离系统，选用超滤膜，超滤膜清水达标排放，污泥部分回流到到水解酸化池进水端，少部分进入污泥处置系统脱水外运，折合干污泥0.6～0.8吨/千吨废水(含水率80％)。豆制品废水cod和n浓度高，废水可生化性好，污泥产率大，污泥浓度高，mlss7000～8500mg/l，采用斜管或斜板澄清的方法，出水带泥现象比较严重，因此选用超滤膜分离，膜处理清水cod稳定。
实施例，某豆制品厂废水处理
废水处理原工艺及装置为“调节池+物化沉淀池+厌氧池+好氧池+物化气浮池”，出水氨氮和总氮超标，污泥产量大，处理成本高。应用本发明进行工艺调整实践。
调整后的工艺：“膜生物反应器+调节池+ubf池+egsb池+生物同步降解池”。
调整后的工艺参数：膜生物反应器：反应停留时间：48h，大分子蛋白质水解率50％以上；ubf池：生化停留时间12h，出水codcr8450mg/l，codcr去除率16％，codcr去除容积负荷3.1kgcod/m3.d；egsb池：生化停留时间26h，ph6.8，出水codcr1960mg/l，codcr去除率77％，codcr去除容积负荷6.0kgcod/m3.d；生物同步降解池：生化停留时间46h，溶解氧范围0.1～1.2mg/l，mlss7600～8360mg/l，codcr去除率96％，codcr去除容积负荷1.0kgcod/m3.d，氨氮去除率99％，氨氮去除容积负荷0.2kg氨氮/m3.d；混合液回流设备为气提水泵，回流比24倍；泥水分离采用外置管式超滤膜。工艺调整前后指标比较参见表1。
表1某豆制品厂废水处理工艺调整比较
上表显示，本发明工艺codcr去除率高(99％)，氨氮去除率高(99％)，总氮去除率高(92％)，出水水质达到《污水综合排放标准》(gb8978-1996)一级排放标准，而且污泥(含水率～80％)排放量减少75％，废水处理成本降低42％。
上述说明是针对本发明较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本发明的专利申请范围，凡本发明所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本发明所涵盖专利范围。