专利名称：玉米秸秆燃料乙醇蒸馏废水及高氨氮预处理废水集成处理装置与方法
技术领域：
本发明涉及一种玉米秸秆燃料乙醇蒸馏废水及高氨氮预处理废水集成处理装置 与方法，属于酒精行业废水生物处理技术领域。
背景技术：
采用生物质生产的燃料乙醇是一种重要的可再生能源，是石油燃料的一种重要替 代能源形式。燃料乙醇作为一种清洁能源，可减缓人类目前面临的能源危机、环境恶化等诸 多问题。在我国大部分燃料乙醇采用玉米、小麦及谷物等粮食原料发酵生产，原料来源及 成本问题限制了其大规模生产应用。农作物废弃物(秸秆)是一种来源广泛、价格低廉的生 物质燃料乙醇生产原料，是生产燃料乙醇的理想原料。其中，玉米秸秆是我国北方地区来源 丰富的理想的纤维素质燃料乙醇生产原料，近年来玉米秸秆燃料乙醇技术得到大力发展。玉米秸秆燃料乙醇生产工艺中，必须对原料进行预处理破坏木质纤维素的高级结 构以提高生产效率。其中，氨水浸泡法是一种非常有效的针对玉米秸秆、玉米芯的预处理方 法，将玉米秸秆在一定条件下在氨水中浸泡，可有效去除其中的木质素成分，可有效提高下 游乙醇生产效率。但此工艺中使用了大量氨水，会在燃料乙醇的生产阶段产生大量的氨氮 浓度较高的预处理废水，排放前需经净化处理去除氨氮及有机物以免对水环境造成污染。 同时，玉米秸秆经预处理后再进行酶水解和发酵，发酵液蒸馏乙醇后会残余大量高浓度有 机蒸馏废水，蒸馏废水中含有大量未利用的纤维素、半纤维素及五碳糖等生化性较差的有 机物，而且含有氮及磷等会引起水体富营养化的物质，直接排放不加以处理利用会造成水 体污染及资源浪费。目前对于乙醇废水的生物处理技术多针对于传统的小麦、玉米、谷物等淀粉原料， 处理方法一般为厌氧_好氧生物处理，厌氧工艺多采用UASB等高速反应器，此类反应器对 进水悬浮物含量要求较高，玉米秸秆燃料乙醇蒸馏废水中悬浮物含量高，且含有较多纤维 素、半纤维素、木质素及五碳糖等可生化性差的物质，传统针对淀粉基原料的方法对其降解 效果较差；好氧阶段多采用SBR、氧化塘及氧化沟等工艺，此类工艺对高氨氮废水去除效果 较差。集成装置中厌氧阶段采用高传质及高污泥浓度的厌氧流化床反应器，在反应器内添 加载体保持高活性污泥浓度，增强对可生化性差的有机物的去除效果；好氧阶段采用氨氮 去除效率高的气升式环流反应器，通过添加载体及增强三相传质来高效降解废水中的氨 氮；最终采用曝气生物滤床保证出水水质。
发明内容
本发明的目的在于提供一种针对秸秆燃料乙醇高浓度蒸馏废水与高氨氮预处理 废水的高效降解及脱氨氮的集成处理装置与方法。该装置与方法可高效去除燃料乙醇废水 中的有机污染物及氨氮。本发明中，厌氧阶段采用高温厌氧流化床，设置导流筒加强传质，投加活性炭载体保持高污泥浓度，COD去除效率高；好氧阶段采用高效气升式内环流反应 器，气液固三相传质效率高，投加活性炭载体保持高活性污泥浓度，同时在好氧反应器内处 理厌氧出水和高氨氮预处理废水，可大大提高预处理废水中的氨氮去除率；三级处理阶段 采用曝气生物滤床，投加高比表面积活性炭附着生物膜生长，可同时吸附及生物降解好氧 出水中难降解的污染物及色度，得到高质量出水。出水水质主要指标达到国家酒精行业废 水一级排放标准。玉米秸秆燃料乙醇废水经简单过滤预处理直接进水，厌氧_好氧阶段反 应器内通过添加高比表面积载体保持高活性污泥浓度，设置导流筒加强传质，三级处理生 物滤床控制出水质量，集成系统对进水水质耐受性高，抗冲击负荷性高，长期运行稳定，出 水水质好，产气量大，因此集成系统中处理玉米秸秆燃料乙醇工艺废水具有很大的实际应 用价值。本发明是通过下述技术方案加以实现的一种玉米秸秆燃料乙醇高浓度蒸馏废水及高氨氮预处理废水的处理装置，装置位 于燃料乙醇生产工艺后继废水处理阶段，进水分别来自秸秆预处理阶段的高氨氮预处理废 水和乙醇蒸馏工艺的蒸馏废水；在厌氧流化床生物反应器2和好氧气升式环流生物反应器 9之间设置有厌氧出水和预处理废水混合槽8 ；厌氧流化床生物反应器内设置有流化床反 应器导流筒3和三相分离器5，厌氧流化床生物反应器2外壳体和流化床反应器导流筒3的 中轴线重叠，顶部设置三相分离器5 ；好氧气升式环流生物反应器9内设置有环流反应器导 流筒10，好氧气升式环流生物反应器外壳体和环流反应器导流筒的中轴线重叠，好氧气升 式环流生物反应器顶部设置有沉降区12，沉降区经管路连接外设的沉降器19 ；曝气生物滤 床21内设置有滤床导流筒22、布水器24和气体分布器25，生物滤床反应器外壳体和滤床 导流筒的中轴线重叠，滤床导流筒22顶部设置布水器24，生物滤床反应器底部设置气体分 布器25，外设反冲洗泵26。在处理装置中，厌氧流化床生物反应器2，设有圆柱形外壳体，高径比 9 1-11 1，内设圆柱形导流筒，直径为外壳体的65-75 %，导流筒高度为外壳体的 80-85% ；所述的好氧气升式环流生物反应器9设有圆柱形外壳体，外壳体横截面为圆形，高 径比10 1，内设圆柱形导流筒，导流筒直径为外壳体的65-70%，导流筒高度为外壳体的 85-90%;所述曝气生物滤床21设有圆柱形外壳体，外壳体横截面为圆形，高径比为3 1， 内设圆柱形导流筒，导流筒直径为外壳体的50-65%，导流筒高度为外壳体的90-95%。一种玉米秸秆燃料乙醇高浓度蒸馏废水及高氨氮预处理废水的处理方法，步骤如 下1)厌氧流化床生物反应器通过进水口接种污泥，接种物为普通污水处理厂厌氧污泥， 接种量为反应器体积的25-50%，同时投加占反应器体积5-10%的粒径为0. 8-1. 3mm的活 性碳颗粒载体，加入自来水稀释燃料乙醇蒸馏废水，COD为5000mg/L左右，控制反应器温度 53-55°C，液体上流速率8. 0-11. 3m/h,间歇驯化5_8天，然后连续进水，当出水COD去除率高 于75%提高反应器有机负荷30-50%，至原水直接进水，连续进原水10-20天，至COD去除 率稳定在80-90 %，反应器内活性污泥在载体上附着形成生物膜，反应器内活性污泥在载体 上附着形成生物膜，完成启动厌氧反应器，即可进行玉米秸秆燃料乙醇蒸馏废水厌氧一级 处理；2)以步骤1方法启动完成的厌氧流化床生物反应器，玉米秸秆燃料乙醇高浓度蒸 馏废水，PH 4. 1-4. 7，COD 15000-35000mg/L，悬浮物含量 SS 3760_9015mg/L ；厌氧反应器运行温度53-55°C，进水泵调节水力停留时间30-55h，回流泵调节出水回流速率，使反应器 内液体上流速率达到8. 0-11. 3m/h，出水溢出至沉降器，经自然沉降，上清液作为气升式环 流反应器进水；3)气升式环流生物反应器接种城市污水处理厂好氧污泥，接种量为反应器体积的 20-40%，投加粒径为0. 8mm-l. 3mm的活性碳颗粒载体，投加量为反应器体积的3_5%，预处 理废水COD为652-910mg/L，氨氮为450_598mg/L，厌氧出水经自然沉降，上清液与高氨氮预 处理废水，以体积比1 4-1 6混勻，用自来水稀释至原浓度的20%-50%，注入好氧气 升式环流生物反应器，调节进气流量，开始曝气，间歇驯化，每24h或者COD及氨氮去除率大 于75 %时换水，间歇驯化3-5天，然后连续进水，进水COD及氨氮去除率大于75 %时提高进 水浓度20-50%，至厌氧出水直接进水，连续进水10-15天，反应器得到高活性富含硝化反 硝化菌的好氧活性污泥，对好氧进水COD去除率高于85 %，氨氮去除率高于90 %，活性污泥 附着在载体上，形成生物膜，完成启动好氧气升式环流生物反应器，即可进行玉米秸秆燃料 乙醇蒸馏废水厌氧出水及预处理废水的好氧处理；4)以步骤3)方法启动完成的好氧气升式环流生物反应器，预处理废水COD为 652-910mg/L，氨氮为450_598mg/L，厌氧出水经自然沉降，上清液与高氨氮预处理废水，以 体积比1 4-1 6混勻，注入好氧气升式环流生物反应器，反应器温度控制在33-35°C，水 力停留时间6-15h，气体空塔速率控制在8-13mm/s ；5)曝气生物滤床填装占反应器高度70-80%厚度的圆柱状活性炭载体，粒径 l-2mm，接种10-15%来自好氧气升式环流反应器沉降器内排出的多余污泥，充满好氧出水， 间歇曝气3-5天，然后好氧出水连续进水，反应器在18-25°C下操作，水力停留时间4-8h，气 液比保持在5 1-7 1。本发明的优点在于本发明采用驯化的厌氧及好氧污泥，附着在活性碳载体上形 成生物膜。厌氧反应器在高温(53-55°C)下运行，提高了有机污染物及可生化性较差的 物质的降解速率，通过控制厌氧出水循环控制反应器内液体上流速率达到流化状态，通过 载体固定菌体形成生物膜防止活性污泥洗出流失，反应期内污泥浓度高，增加导流筒，传质 效果好，结构简单，不易阻塞，可处理高悬浮物废水；好氧阶段采用好氧气升式环流生物反 应器，反应器高径比较大，底部进气，气液固三相均勻混合，强化了氧传质过程，对氨氮去除 效果极高；曝气生物滤床添加菌体易附着生长的高比表面积活性炭载体，同时进行吸附及 生物降解，可有效去除废水中难降解有机物及色度；整套耦合装置与传统工艺相比，结构紧 凑，处理效率高，操作弹性大，在好氧气升式环流生物反应器同时生物降解处理厌氧出水和 预处理废水，可提高预处理废水C/N比，同时减轻厌氧出水指标波动对好氧反应器的冲击， 增强系统抗冲击性能。本发明通过高温厌氧流化床生物反应器一级处理、好氧气升式内环 流生物二级处理及曝气生物滤床(生物膜)三级处理方法，同时生物净化处理高浓度玉米 秸秆燃料乙醇蒸馏废水和高氨氮预处理废水，进水COD由1500-35000mg/L降至小于IOOmg/ L，氨氮含量由450-598mg/L降至小于15mg/L，出水pH 7. 0-8. 0，出水主要指标达到国家酒 精行业废水一级排放标准，装置可长时间连续稳定运行，本发明具有较大的推广价值。高温厌氧流化床生物反应器一级处理、好氧气升式内环流生物二级处理及曝气生 物滤床(生物膜)三级处理装置，生物降解高浓度玉米秸秆燃料乙醇蒸馏废水和高氨氮预 处理废水，通过高温厌氧高速反应器去除废水C0D，通过好氧气升式环流反应器同时处理厌氧出水和预处理废水，达到高氨氮去除效率；集成装置传质好、能耗低、操作弹性大、COD及 氨氮去除效率高、同时得到清洁能源甲烷。
图1 集成处理装置示意图。
1-蒸馏废水进水泵，2-厌氧流化床反应器，3-流化床反应器导流筒， 4-流化床温度控制器，5-三相分离器，6-循环泵，7-厌氧沉降器，8-混合槽，9-气升式环流 反应器，10-环流反应器导流筒，11-好氧进水泵，12-沉降区，13-环流反应器温度控制器， 14-pH控制器，15-预处理废水进水泵，16-空气压缩机，17-环流反应器空气流量计，18-滤 床空气流量计，19-好氧沉降器，20-滤床进水泵，21-曝气生物滤床，22-滤床导流筒，23-填 料层，24-布水器，25-气体分布器，26-反冲洗泵。
具体实施例方式下面结合附图具体的实施例对本发明作进一步说明。采用如图1装置连接方式玉米秸秆燃料乙醇蒸馏废水通过进水泵1控制流量进 入厌氧流化床生物反应器2，由进水流量控制水力停留时间，反应器由温度控制器4控制温 度，厌氧出水经回流泵6循环注入厌氧流化床生物反应器2底部，维持反应器内的液体流 化状态，厌氧出水经沉降器7自然沉降，沉降的污泥定期排出，上清液及高氨氮废水(进水 泵13进入混合槽8混合均勻，再经好氧进水泵11控制流量注入好氧气升式环流生物反应 器9，好氧反应器通过温度控制器13控制温度，通过pH控制器14保持适宜pH范围，空气压 缩机16产生的压缩空气通过气体流量计17调节流量鼓入好氧气升式环流生物反应器9底 部，保持反应器内一定的表观气速，好氧出水经沉降器19自然沉降，定期排出多余污泥，上 清液由滤床进水泵20经布水器24进入曝气生物滤床21，空气压缩机16产生的压缩空气通 过气体流量计18调节流量，通过气体分布器25进入滤床底部，出水收集后定期用于生物滤 床反冲洗，反冲洗通过反冲洗泵26控制进水流量和流量计18控制进气流量，在床体压头达 到一定值时进行。以厌氧流化床生物反应器，设有圆柱形外壳体，高径比9 1-11 1，内设圆柱形 导流筒，导流筒直径为外壳体的65-75%，导流筒高度为外壳体的80-85%，外壳体和导流 筒的中轴线重叠，反应器密封，顶部设置三相分离器；所述的好氧气升式环流生物反应器设 有圆柱形外壳体，外壳体横截面为圆形，高径比10 1，内设圆柱形导流筒，导流筒直径为 外壳体的65-70 %，导流筒高度为外壳体的85-90 %，外壳体和导流筒的中轴线重叠，顶部 设固液分离区，经管路连接外设的污泥沉降器；所述曝气生物滤床设有圆柱形外壳体，外壳 体横截面为圆形，高径比为3 1，内设圆柱形导流筒，导流筒直径为外壳体的50-65%，导 流筒高度为外壳体的90-95%，外壳体和导流筒的中轴线重叠，导流筒顶部设置布水器，反 应器底部设置气体分布器，外设反冲洗泵。玉米秸秆燃料乙醇蒸馏废水和预处理废水集成处理装置操作方法步骤如下1)厌氧污泥中高温产甲烷菌的培养及载体固定化生物膜厌氧内环流生物反应 器，接种30-50 %酒精废水处理厂高温厌氧活性污泥，加入自来水稀释至COD为5000mg/L左 右的燃料乙醇蒸馏废水，投加占反应器体积5-10%的粒径0. 8-1. 3mm活性碳颗粒，控制液体上流速率8. 0-11. 3m/h，投加Fe、Co、Ni等补充微生物生长所需的微量元素，水力停留时 间30-55h，当出水COD去除率高于75%提高有机负荷30-50%，至原水直接进水，连续进原 水10-20天，至COD去除率稳定在80-90 %，反应器内活性污泥在载体上附着形成生物膜，产 气丰富，对废水降解活力高，高温活性污泥的培养及固定化完成。2)厌氧出水经混合槽进与预处理废水以一定比例混勻进入好氧气升式环流生 物反应器进行好氧处理好氧生物处理初期驯化和富集硝化菌、亚硝化菌群，采用间歇 进水，进水为稀释后的厌氧出水与预处理废水混合液，好氧污泥接种量为反应器体积的 20-40 %，加入占反应器体积3-5 %的粒径0. 8-1. 3mm活性碳颗粒，混合进水稀释至原浓度 的20-50%，反应器温度33-35°C，反应器空塔气速8-13mm/s，24小时后或COD及氨氮去除 率高于75%时停止通气，静置30min，以稀释的混合出水置换上清液，间歇驯化3天后连续 进水，调节反应器PH值7. 0-7. 5，水力停留时间6-15h，至出水COD及氨氮去除率高于75% 提高进水浓度20-50%至原水进水，连续进原水10-15天，至载体表面附着褐色生物膜，出 水COD去除率高于85%，氨氮去除率高于90%，完成活性污泥驯化富集及生物膜固定化；启 动完成后厌氧出水与预处理废水混勻后可直接进入好氧反应器，好氧沉降器上清液作为曝 气生物滤床进水。3)曝气生物滤床处理好氧出水反应器接种10-15%的气升式环流反应器的活性 污泥，充满好氧出水，间歇曝气24h，置换上清液，3天后连续进水，HRT控制在4-8h，常温操 作(18-25°C)，气液比保持在5 1-7 1，溢流出水，出水定期作为生物滤床反冲洗用水。4)厌氧阶段所产沼气可以用来作为热源补偿操作动力消耗。5)最终出水COD彡100mg/L,氨氮彡15mg/L,主要指标达到国家酒精行业废水一级 排放标准。典型实施例1系统启动将50%厌氧活性污泥接入厌氧流化床反应器，投加反应器体积10%的 粒径0. 8-1. 3mm的活性碳载体，厌氧反应器有效体积4L，外壳体直径80mm，高度880mm，导流 筒直径55mm，高度750mm，保持反应器温度53_55°C，稀释3_5倍的燃料乙醇蒸馏废水间歇驯 化5天后连续进水，水力停留时间50-55h，液体上流速率9. Om/h,出水COD去除率高于75% 提高进水浓度，梯度驯化富集活性污泥，经25天梯度驯化，原水直接进水，连续运行11天， 生物膜膜固定化完成，厌氧反应器启动完成；好氧气升式环流生物反应器接种40%常温好 氧活性污泥，好氧气升式环流生物反应器有效体积7. 6L，外壳体直径100mm，高度1000mm， 导流筒直径65mm，高度850mm，保持反应器温度33-35°C，空塔气速10. Omm/s，厌氧出水与预 处理废水经混合槽混合均勻，调节COD注入好氧气升式环流生物反应器，经3天间歇驯化 后，连续进水，调节水力停留时间为13-15h，出水COD去除率高于75%提高进水COD浓度， 梯度驯化富集活性污泥，经11天进水为不经稀释的厌氧出水与预处理废水的混合物，加入 反应器体积5%的活性碳载体，连续运行10天，生物膜固定化完成，好氧气升式环流生物反 应器启动完成；好氧气升式环流生物反应器出水直接进入接种15%好氧活性污泥的曝气 生物滤床，曝气生物滤床有效体积4. 05L,外壳体直径125mm，高度375mm，导流筒直径65mm， 高度360mm，充满好氧出水，间歇曝气3天后，连续进水，控制气液比为7 1，水力停留时间 7-8h，在常温18-25°C下操作。连续运行玉米秸秆燃料乙醇蒸馏废水COD 34500-35000mg/L,氨氮58. 1-61. 2mg/L, pH 4. 1-4. 3 ；预处理废水 COD 890_910mg/L，氨氮 581_598mg/L ；厌氧流化 床生物反应器操作温度53-55°C，液体上流速率11. 3m/h，水力停留时间55h ；好氧气升式环 流生物反应器操作温度33-35°C，气体空塔速率13mm/s，水力停留时间15h ；曝气生物滤床 操作温度18-25°C，气液比7 1，水力停留时间8h;集成系统连续运行60天，出水COD为 87. lmg/L，氨氮为 12. 3mg/L。实施例2厌氧流化床生物反应器有效体积7L，外壳体直径100mm，高度1000mm，导流筒直 径75mm，高度800mm ；好氧气升式环流生物反应器有效体积10L，外壳体直径110mm，高度 1100mm,导流筒直径70mm，高度900mm ；曝气生物滤床有效体积4. 65L，外壳体直径130mm，高 度390mm，导流筒直径70mm，高度360mm ；厌氧流化床反应器接种40%厌氧污泥，投加7%活 性炭颗粒，好氧气升式环流反应器接种好氧污泥30%，投加活性炭颗粒4%，曝气生物滤床 接种好氧污泥12%，填装反应器高度75%厚度的活性炭，按实施例1中方法启动集成装置。玉米秸秆燃料乙醇蒸馏废水COD 24500-25000mg/L,氨氮50. 3-55. 5mg/L, pH 4. 4-4. 5 ；预处理废水COD 751-783mg/L，氨氮513. 2-526. 7mg/L ；厌氧内环流生物反应器操 作温度53-55°C，液体上流速率10. 5m/h，水力停留时间45小时；好氧气升式环流生物反应 器操作温度33-35°C，气体空塔速率11. 5mm/s，水力停留时间IOh ；曝气生物滤池操作温度 18-25°C，气液比6 1，水力停留时间5h;集成系统连续运行60天，出水COD为71. 3mg/L， 氨氮为7. 8mg/L。实施例3厌氧流化床生物反应器有效体积10L，外壳体直径120mm，高度1080mm，导流筒直 径80mm，高度900mm ；好氧气升式环流生物反应器有效体积10L，外壳体直径115mm，高度 1150mm,导流筒直径80mm，高度IOOOmm ；曝气生物滤床有效体积7. 5L，外壳体直径150mm，高 度450mm，导流筒直径100mm，高400mm ；厌氧流化床反应器接种30%厌氧污泥，投加5%活 性炭颗粒，好氧气升式环流反应器接种好氧污泥20%，投加活性炭颗粒3%，曝气生物滤床 接种好氧污泥10%，填装反应器高度70%厚度的活性炭，按实施例1中方法启动集成装置。玉米秸秆燃料乙醇蒸馏废水COD 15000-15500mg/L,氨氮38. 1-40. 5mg/L, pH 4. 6-4. 7 ；预处理废水COD 652-683mg/L，氨氮450_463mg/L ；厌氧内环流生物反应器操作温 度53-55°C，液体上流速率8m/h，水力停留时间30h ；好氧气升式环流生物反应器操作温度 33-35°C，气体空塔速率8mm/s，水力停留时间6h ；曝气生物滤池操作温度18_25°C，气液比 5 1，水力停留时间4h ；集成系统连续运行60天，出水COD为63. lmg/L，氨氮为4. 2mg/L。本发明并不局限于实例中所描述的技术，它的描述是说明性的，并非限制性的，本 发明的权限由权利要求所限定，基于本技术领域人员依据本发明所能够变化、重组等方法 得到的与本发明相关的技术，都在本发明的保护范围内。
权利要求
一种玉米秸秆燃料乙醇高浓度蒸馏废水及高氨氮预处理废水的处理装置，装置位于燃料乙醇生产工艺后继废水处理阶段，进水分别来自秸秆预处理阶段的高氨氮预处理废水和乙醇蒸馏工艺的蒸馏废水，其特征是在厌氧流化床生物反应器(2)和好氧气升式环流生物反应器(9)之间设置有厌氧出水和预处理废水混合槽(8)；厌氧流化床生物反应器内设置有流化床反应器导流筒(3)和三相分离器(5)，厌氧流化床生物反应器(2)外壳体和流化床反应器导流筒(3)的中轴线重叠，顶部设置三相分离器(5)；好氧气升式环流生物反应器(9)内设置有环流反应器导流筒(10)，好氧气升式环流生物反应器外壳体和环流反应器导流筒的中轴线重叠，好氧气升式环流生物反应器顶部设置有沉降区(12)，沉降区经管路连接外设的沉降器(19)；厌氧曝气生物滤床(21)内设置有滤床导流筒(22)、布水器(24)和气体分布器(25)，生物滤床反应器外壳体和滤床导流筒的中轴线重叠，滤床导流筒(22)顶部设置布水器(24)，生物滤床反应器底部设置气体分布器(25)，外设反冲洗泵(26)。
2.如权利要求1所述的处理装置，其特征是所述的厌氧流化床生物反应器(2)，设有圆 柱形外壳体，高径比9 1-11 1，内设圆柱形导流筒，导流筒直径为外壳体的65-75%，导 流筒高度为外壳体的80-85%;所述的好氧气升式环流生物反应器(9)设有圆柱形外壳体， 外壳体横截面为圆形，高径比10 1，内设圆柱形导流筒，导流筒直径为外壳体的65-70%， 导流筒高度为外壳体的85-90% ；所述厌氧曝气生物滤床(21)设有圆柱形外壳体，外壳体 横截面为圆形，高径比为3 1，内设圆柱形导流筒，导流筒直径为外壳体的50-65%，导流 筒高度为外壳体的90-95%。
3.—种玉米秸秆燃料乙醇高浓度蒸馏废水及高氨氮预处理废水的处理方法，其特征是 步骤如下1)厌氧流化床生物反应器通过进水口接种污泥，接种物为普通污水处理厂厌氧污泥， 接种量为反应器体积的25-50%，同时投加占反应器体积5-10%的粒径为0. 8-1. 3mm的 活性碳颗粒载体，加入自来水稀释5倍的玉米秸秆燃料乙醇蒸馏废水，控制反应器温度 53-55°C，液体上流速率8. 0-11. 3m/h,间歇驯化5_8天，然后连续进水，当出水COD去除率高 于75%提高反应器有机负荷30-50%，至原水直接进水，连续进原水10-20天，至COD去除 率稳定在80-90%，反应器内活性污泥在载体上附着形成生物膜，完成启动厌氧反应器，即 可进行玉米秸秆燃料乙醇蒸馏废水厌氧一级处理；2)以步骤1)方法启动完成的厌氧流化床生物反应器，玉米秸秆燃料乙醇高浓度蒸馏 废水，pH 4. 1-4. 7，COD 15000-35000mg/L，悬浮物含量 SS 3760_9015mg/L ；厌氧反应器运 行温度53-55°C，进水泵调节水力停留时间30-55h，回流泵调节出水回流速率，使反应器内 液体上流速率达到8. 0-11. 3m/h,出水溢出至沉降器，经自然沉降，上清液作为气升式环流 反应器进水；3)气升式环流生物反应器接种城市污水处理厂好氧污泥，接种量为反应器体积的 20-40%，投加粒径为0. 8mm-l. 3mm的活性碳颗粒载体，投加量为反应器体积的3_5%，预处 理废水COD为652-910mg/L，氨氮为450_598mg/L，厌氧出水经自然沉降，上清液与高氨氮预 处理废水，以体积比1 4-1 6混勻，用自来水稀释至原浓度的20%-50%，注入好氧气 升式环流生物反应器，调节进气流量，开始曝气，间歇驯化，每24h或者COD及氨氮去除率大 于75%时换水，间歇驯化3-5天，然后连续进水，进水COD及氨氮去除率大于75%时提高进 水浓度20-50%，至厌氧出水直接进水，连续进水10-15天，反应器得到高活性富含硝化反硝化菌的好氧活性污泥，对好氧进水COD去除率高于85 %，氨氮去除率高于90 %，活性污泥 附着在载体上，形成生物膜，完成启动好氧气升式环流生物反应器，即可进行玉米秸秆燃料 乙醇蒸馏废水厌氧出水及预处理废水的好氧处理；4)以步骤3)方法启动完成的好氧气升式环流生物反应器，预处理废水COD为 652-910mg/L，氨氮为450_598mg/L，厌氧出水经自然沉降，上清液与高氨氮预处理废水，以 体积比1 4-1 6混勻，注入好氧气升式环流生物反应器，反应器温度控制在33-35°C，水 力停留时间6-15h，气体空塔速率控制在8-13mm/s ；5)曝气生物滤床填装占反应器高度70-80%厚度的圆柱状活性炭载体，粒径l-2mm， 接种10-15%来自好氧气升式环流反应器的排出的多余污泥，充满好氧出水，间歇曝气3-5 天，然后好氧出水连续进水，反应器在18-25°C下操作，水力停留时间4-8h，气液比保持在 5 1-7 1。
全文摘要
本发明涉及一种玉米秸秆燃料乙醇蒸馏废水及高氨氮预处理废水集成处理装置与方法。其中厌氧流化床反应器设有圆柱形外壳体，内设圆柱形导流筒和三相分离器；气升式环流反应器设有圆柱形外壳体，外壳体内设置圆柱形导流筒，顶部设固液分离区；曝气生物滤床设有圆柱形外壳体，内设圆柱形导流筒，外设反冲洗泵。以厌氧流化床反应器中高温厌氧初级处理蒸馏废水，在气升式环流反应器共同降解厌氧出水和高氨氮预处理废水，最后在曝气生物滤床中深度处理好氧出水，集成系统结构简单紧凑，去除高浓度COD和氨氮效果好，蒸馏废水和预处理废水经集成系统处理后主要指标达到国家酒精行业废水一级排放标准。
文档编号C02F9/14GK101985381SQ20101029730
公开日2011年3月16日 申请日期2010年9月29日 优先权日2010年9月29日
发明者贾晓强, 邱春生, 闻建平 申请人:天津大学