一种酵母废水深度处理的方法

专利名称：一种酵母废水深度处理的方法
技术领域：
本发明涉及一种酵母废水深度处理的方法。
背景技术：
酵母废水是经发酵工艺、发酵液离心分离干燥制成酵母过程产生的一种工业废水。酵 母废水的特点是废水呈棕黑色，有机物浓度高从酵母液体发酵罐中分离的酵母废水，COD
高达50 000 100 000mg/L。
酵母废水一般通过传统的厌氧/好氧生化方法处理(Benito， G.G. (1997) Decolorization of wastewater from an alcoholic fermentation process with tr柳etes rarsicoJor. Bioresource Technology, 61:33-37.)。然而，生化处理工艺后得到的生化 处理酵母废水(或称酵母废水生化出水)存在不足1、酵母废水经过传统的生化处理后， 由于废水中色素(类黑素)难以被微生物降解，出水颜色很深；2、 COD浓度较高。
目前国内外对酵母生产过程产生的酵母废水生化处理后得到的生化处理酵母废水(即 酵母废水生化出水)进行深度处理工艺(即酵母废水深度处理工艺)包括物理、化学及微 生物等方法。物理法以膜处理技术为主，多为超滤(UF)或超滤与纳滤(NF)的工艺组合。化 学法主要是化学氧化法，包括臭氧氧化、Fenton试剂(过氧化氢与硫酸亚铁以一定比例混 合)氧化、超临界氧化、电化学氧化法等。部分特种细菌，尤其是真菌，如白腐真菌具有 复杂的酶系统，在营养物受到限制的条件下，能够降解类黑素。真菌类菌株，如a印er^7hs "iger、 Z^/avWo/j /ain/s、尸se油/ff。/7as /Vworesce/L 等被用于酵母废zK的深度处理。
膜处理工艺对废水COD (化学需氧量，COD是指在一定条件下，用强氧化剂处理水样时 所消耗氧化剂的量，以氧的毫克/升来表示。它是度量废水中还原物质的重要指标。)和色 度去除率分别在80%和90%以上，但投资费用和运行成本较高，且容易产生浓差极化和膜污 染问题。大多化学氧化法对C0D去除率只有20 50y。，反应过程中还可能产生其它有害的中 间产物。超临界氧化法几乎可以完全降解废水中有机物，但投资与运行费用过高。微生物 对酵母废水的脱色率一般在60 80%之间，效果偏低，而且受环境因素(如温度、pH值和 营养物等)的影响较大，脱色效果不稳定。
由于酵母废水中类黑素具有抗氧化的特点，处理难度很大。目前，国内生产酵母的厂 家中酵母废水处理真正达标的范例几乎没有。当前对酵母废水的治理滞后于行业的发展，
已经影响到企业，甚至制约着整个行业的持续发展。

发明内容
本发明的目的在于提供一种C0D和色度去除率高的酵母废水深度处理的方法。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是 一种酵母废水深度处理的方法，其特征在 于它包括如下步骤经生化处理后的酵母废水生化出水中加入无机絮凝剂，快速搅拌，快
速搅拌过程的搅拌转速为300 600rpm;所述的无机絮凝剂为铝盐或铁盐，无机絮凝剂的加 入量按每lgCOD的酵母废水生化出水中加入11 15mM (毫摩尔)Fe'!+或Al3+;然后加入 有机絮凝剂，搅拌，有机絮凝剂为阳离子型聚丙烯酰胺(作为助凝剂使用)，每升酵母废水 生化出水中加入2 10mg的有机絮凝剂，搅拌后进入澄清池进行固液分离，絮体沉降，上 清液(或称澄清液)直接排放或通过活性碳吸附进一步去除COD和色度。
所述的上清液通过活性炭吸附是在pH值〈7、温度为15 65。C的条件下进行，得净化水； 活性炭为粉末时，每升上清液所需粉末活性炭用量大于lg;活性炭为颗粒时，每升上清液 所需颗粒活性炭用量大于10g。
无机絮凝剂为铁盐时，铁盐的加入量控制pH值范围为4 5;无机絮凝剂为低分子铝盐 时，铝盐的加入量控制絮凝出水(即上清液)pH值范围为5 6;无机絮凝剂为高分子的聚 合氯化铝时，加入量控制絮凝出水pH值范围为5 7。
所述的铝盐为硫酸铝、氯化铝或高分子的聚合氯化铝。
所述的铁盐为氯化铁、硫酸铁、硝酸铁或高分子的聚合硫酸铁。
所述的无机絮凝剂为氯化铁或硝酸铁，或者无机絮凝剂为氯化铝或硝酸铝时，无机絮 凝剂的加入量按每lgC0D的酵母废水生化出水中加入ll 14mM (毫摩尔)Fe"或Al3+; 所述的无机絮凝剂为硫酸铝、硫酸铁或聚合硫酸铁时，无机絮凝剂的加入量按每lgCOD 的酵母废水生化出水中加入12 15mM (毫摩尔)Fe3+或Al3+;无机絮凝剂为聚合氯化铝时， 无机絮凝剂的加入量按每lgCOD的酵母废水生化出水中加入4 7g聚合氯化铝。
本发明的有益效果是-(1)采用酵母废水生化出水中加入无机絮凝剂，采用本发明的无机絮凝剂用量，可有 效地提高COD和色度去除率。以氯化铁和硝酸铁为絮凝剂，C0D和色度去除率分别在85。/。和 95°/。以上，出水有机物浓度基本低于200mg/L。硫酸铁、氯化铝和聚合氯化铝对COD和色度 去除率分别在75%和90%以上。硫酸铝对COD和色度去除率分别在65%和85%以上。
(2) 酵母废水生化出水中先后加入无机絮凝剂和有机絮凝剂，有机絮凝剂——阳离子 型聚丙烯酰胺作为助凝剂与无机絮凝剂联合使用，可以显著降低沉淀时间，污泥体积也明 显减少。
(3) 酵母废水生化出水中加入无机絮凝剂，采用搅拌转速为300 600rpm，絮凝产生的 絮体能够有效沉降。搅拌速率低，导致产生絮体上浮现象；搅拌强度过大，容易使絮体破 碎，均影响出水水质。
(4) 无机絮凝剂用量与有机物浓度成正比。当酵母废水生化出水水质发生突变，可以 根据絮凝剂用量与有机物浓度间的化学计量关系调整絮凝剂用量，避免絮凝剂用量不足或 过量引起絮凝效果下降。
(5) 活性炭吸附与絮凝工艺联用，出水有机物去除率达到95%以上，颜色完全脱除。活 性炭吸附后的出水有机物浓度低于50mg/L，可以回用于生产或其它环节。
本发明适用于酵母生产过程产生的酵母废水进行生化处理后的酵母废水生化出水，具 有普遍适用性。本发明中，硫酸铝处理后的出水水质满足目前酵母行业执行的综合污水三
类排放标准，其它无机絮凝剂处理后的出水水质远远优于综合污水三类排放标准。本发明 的药剂与操作成本较低；与活性炭吸附工艺联合，最终出水可以回用，减少生产用水水量， 节约水资源，具有广阔的应用前景。
具体实施例方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不 仅仅局限于下面的实施例。 实施例1:
一种酵母废水深度处理的方法，它包括如下步骤酵母生产过程产生的酵母废水经生 化处理后所得的酵母废水生化出水中加入无机絮凝剂——氯化铁，酵母废水生化出水的C0D
浓度为1000mg/L，每升酵母废水生化出水中加入3.5g(12.95mMFe"的氯化铁，先以500rpm 的转速搅拌lmin;将转速降至40rpm;然后每升酵母废水生化出水中加入2mg阳离子型聚 丙烯酰胺，慢速搅拌10min。搅拌过程结束，进入澄清池进行固液分离。COD和色度去除率 分别为86%和96%。上清液中有机物(COD)浓度降至140mg/L，上清液(絮凝出水)pH值4. 4。 絮凝产生的絮体可以在15min内完全沉降。 实施例2:
一种酵母废水深度处理的方法，它包括如下步骤酵母生产过程产生的酵母废水经生 化处理后所得的酵母废水生化出水中加入无机絮凝剂——硫酸铝，酵母废水生化出水的COD 浓度为1000mg/L，每升酵母废水生化出水中加入4.5g(13.5mMAr)的硫酸铝，先以300rpm 的转速搅拌2min;将转速降至40rpm;然后每升酵母废水生化出水中加入10mg阳离子型聚 丙烯酰胺，再慢速搅拌10min。搅拌过程结束，进入澄清池进行固液分离。COD和色度去除 率分别为66%和87%。上清液中有机物(COD)浓度降至340mg/L,上清液(絮凝出水)pH值 5.3。絮体可以在10min内完全沉降。
实施例3:
一种酵母废水深度处理的方法，它包括如下步骤酵母生产过程产生的酵母废水经生 化处理后所得的酵母废水生化出水中加入无机絮凝剂——聚合氯化铝，酵母废水生化出水 的COD浓度为1000mg/L，每升酵母废水生化出水中加入6. 0g的聚合氯化铝，先以500rpm 的转速搅拌lmin;将转速降至40rpm;然后每升酵母废水生化出水中加入2mg阳离子型聚 丙烯酰胺，再慢速搅拌10ndn。搅拌过程结束，进入澄清池进行固液分离。COD和色度去除 率分别为75%和91%。上清液中COD浓度降至250mg/L，上清液(絮凝出水)pH值5.5。
实施例4:
一种酵母废水深度处理的方法，它包括如下步骤酵母生产过程产生的酵母废水经生 化处理后所得的酵母废水生化出水中加入无机絮凝剂——硫酸铁，酵母废水生化出水的COD 浓度为1000mg/L，每升酵母废水生化出水中加入3.0g (15mMFe3+)的硫酸铁，先以300rpm (转/分钟)的转速搅拌2min;将转速降至60rpra;然后每升酵母废水生化出水中加入5mg 阳离子型聚丙烯酰胺，再慢速搅拌10min;搅拌后进入澄清池进行固液分离，絮体沉降，得 上清液；COD和色度去除率分别达到77%和90%;上清液的COD浓度降至230mg/L，上清液
(絮凝出水)pH值4. 1。
上清液经活性炭吸附，活性炭吸附是在pH值〈7，温度为65'C的条件下进行，得净化水； 活性炭为颗粒炭，每升上清液所需颗粒活性炭用量为llg。有机物去除率达到95%以上，颜 色完全脱除；活性炭吸附后的出水有机物浓度低于50mg/L，可以回用于生产或其它环节。
实施例5:
一种酵母废水深度处理的方法，它包括如下步骤酵母生产过程产生的酵母废水经生
化处理后所得的酵母废水生化出水中加入无机絮凝剂——氯化铝，酵母废水生化出水的COD 浓度为1750mg/L，每升酵母废水生化出水中加入5. 5g (23mMAl3+)的氯化铝，先以600rpm
(转/分钟)的转速搅拌lmin;将转速降至60rpm;然后每升酵母废水生化出水中加入5mg 阳离子型聚丙烯酰胺，再慢速搅拌10min;搅拌后进入澄清池进行固液分离，絮体沉降，得 上清液；COD和色度去除率分别达到78%和92%;上清液的COD浓度降至380mg/L，上清液
(絮凝出水)pH值5.9。 实施例6:
一种酵母废水深度处理的方法，它包括如下步骤酵母生产过程产生的酵母废水经生 化处理后所得的酵母废水生化出水中加入无机絮凝剂——硝酸铁，酵母废水生化出水的COD 浓度为1750mg/L，每升酵母废水生化出水中加入9. 5g (23. 5慮Fe:'+)的硝酸铁，先以500rpm 的转速搅拌lmin;将转速降至60rpm;然后每升酵母废水生化出水中加入5mg阳离子型聚 丙烯酰胺，再慢速搅拌10min;搅拌过程结束，进入澄清池进行固液分离，絮体沉降，得上 清液；0 和色度去除率分别达到88%和98%;上清液的COD浓度降至210mg/L，上清液(絮 凝出水)pH值4. 3。絮体可以在15min内完全沉降。
上清液在常温下用2g/L的粉末活性炭吸附，吸附时间60min，混合液过滤后，滤液(净 化水)颜色完全脱除，COD浓度低于50rag/L。
权利要求
1.一种酵母废水深度处理的方法，其特征在于它包括如下步骤经生化处理后的酵母废水生化出水中加入无机絮凝剂，快速搅拌，快速搅拌过程的搅拌转速为300～600rpm；所述的无机絮凝剂为铝盐或铁盐，无机絮凝剂的加入量按每1gCOD的酵母废水生化出水中加入11～15mM Fe3+或Al3+；然后加入有机絮凝剂，搅拌，有机絮凝剂为阳离子型聚丙烯酰胺，每升酵母废水生化出水中加入2～10mg的有机絮凝剂，搅拌后进入澄清池进行固液分离，絮体沉降，上清液直接排放或通过活性碳吸附进一步去除COD和色度。
2. 根据权利要求1所述的一种酵母废水深度处理的方法，其特征在于所述的上清液 通过活性炭吸附是在pH值〈7、温度为15 65'C的条件下进行，得净化水；活性炭为粉末时， 每升上清液所需粉末活性炭用量大于lg;活性炭为颗粒时，每升上清液所需颗粒活性炭用量 大于10g。
3. 根据权利要求1所述的一种酵母废水深度处理的方法，其特征在于无机絮凝剂为铁盐时，铁盐的加入量控制pH值范围为4 5;无机絮凝剂为低分子铝盐时，铝盐的加入量 控制絮凝出水pH值范围为5 6;无机絮凝剂为高分子的聚合氯化铝时，加入量控制絮凝出 水pH值范围为5 7。
4. 根据权利要求1所述的一种酵母废水深度处理的方法，其特征在于所述的铝盐为 硫酸铝、氯化铝或高分子的聚合氯化铝。
5. 根据权利要求1所述的一种酵母废水深度处理的方法，其特征在于所述的铁盐为氯化铁、硫酸铁、硝酸铁或高分子的聚合硫酸铁。
6. 根据权利要求1所述的一种酵母废水深度处理的方法，其特征在于所述的无机絮 凝剂为氯化铁或硝酸铁，或者无机絮凝剂为氯化铝或硝酸铝时，无机絮凝剂的加入量按每lgC0D的酵母废水生化出水中加入ll 14mMF^+或Al'";所述的无机絮凝剂为硫酸铝、硫酸 铁或聚合硫酸铁时，无机絮凝剂的加入量按每lgC0D的酵母废水生化出水中加入12 15mMFe:'+或Al3+。
7. 根据权利要求1所述的一种酵母废水深度处理的方法，其特征在于所述的无机絮 凝剂为聚合氯化铝时，无机絮凝剂的加入量按每lgC0D的酵母废水生化出水中加入4 7g 聚合氯化铝。
全文摘要
本发明涉及一种酵母废水深度处理的方法。一种酵母废水深度处理的方法，其特征在于它包括如下步骤经生化处理后的酵母废水生化出水中加入无机絮凝剂，快速搅拌，快速搅拌过程的搅拌转速为300～600rpm；所述的无机絮凝剂为铝盐或铁盐，无机絮凝剂的加入量按每1gCOD的酵母废水生化出水中加入11～15mM Fe³⁺或Al³⁺；然后加入有机絮凝剂，搅拌，有机絮凝剂为阳离子型聚丙烯酰胺，每升酵母废水生化出水中加入2～10mg的有机絮凝剂，搅拌后进入澄清池进行固液分离，絮体沉降，上清液直接排放或通过活性炭吸附进一步去除COD和色度。本发明具有COD和色度去除率高的特点。
文档编号C02F1/52GK101172680SQ200710053598
公开日2008年5月7日 申请日期2007年10月22日 优先权日2007年10月22日
发明者瑜 周, 震 梁, 王焰新 申请人:中国地质大学(武汉)