一种白酒废水传统处理过程中强化去除并回收氮磷的方法

摘要

本发明属于节能减排、废物回收利用及资源化处理技术领域，具体公开了一种白酒废水传统处理过程中强化去除并回收氮磷的方法。其工艺原理是在白酒废水传统处理工艺的厌氧出水后、好氧工艺前依次设置一个反应池和一个沉淀池，按一定比例投加氢氧化镁或氧化镁，生成磷酸铵镁沉淀，实现对氮磷的强化去除并资源化回收，降低了进好氧池废水的氮、磷负荷。本发明方法提供了一种低成本、高性能、高附加值的从白酒废水传统处理过程中强化去除并回收氮、磷的方法，处理成本低、处理效果可靠，易推广；其具有广阔的市场前景、可观的经济效益和社会效益。

权利要求

1.一种白酒废水传统处理过程中强化去除并回收氮磷的方法，其步骤如下：（1）在白酒废水处理工艺设备的厌氧池出水后、好氧池进水前依次设置一个反应池和一个沉淀池，并将白酒废水处理过程中生物污泥机械脱水后的滤液回流至厌氧池出水后新设置的反应池内，与厌氧池出水混合；

3 2

所述反应池内设置搅拌机，所述沉淀池表面负荷为0.8～1.0m/m·h；

（2）向反应池内依次投加如下药剂：氧化镁、氢氧化钠和阳离子型聚丙烯酰胺；

或者投加如下药剂：氢氧化镁、氢氧化钠和阳离子型聚丙烯酰胺；

其中，氧化镁或氢氧化镁的投加量以镁元素计量，投入反应池的镁元素与反应池废水中磷元素的摩尔比为1.1-1.3：1；

氢氧化钠的投加量为30-50mg/L；

阳离子型聚丙烯酰胺的投加量为5-8mg/L；

投药完后，反应15-20min；

反应池出水进入沉淀池，沉淀池出水进入好氧池；

（3）将沉淀池污泥脱水，得磷酸铵镁。

说明书

一种白酒废水传统处理过程中强化去除并回收氮磷的方法

技术领域

[0001] 本发明涉及节能减排、废物回收利用及资源化处理技术领域，具体涉及一种白酒废水传统处理过程中强化去除并回收氮磷的方法。

背景技术

[0002] 我国的白酒原料大多以小麦、玉米、高粱为主。生产过程主要包括原料的处理、发酵、蒸馏和包装四个步骤，平均每生产1t酒精产生废水8-15t。蒸馏过程产生的废水是白酒酿制厂污染的主要的来源，其水质一般特点是高溶解固体负荷（其中50%是还原糖）、高灰分、高温度、低pH和高含量的有机物和无机物。酒厂废水难以处理，废水中由于含有氨基、羰基反应所产生的棕色的聚合物、类黑精等。这些化合物抗氧化性能强，其毒性可以阻碍典型废水处理工艺中的微生物正常生长而无法被生物降解直接排放进去环境中。除了类黑精类化合物外，废水中存在的难降解化合物还有焦糖、各种各样的糖分解产物、花青素、丹宁酸和不同的异生物质化合物。废水还含有难闻的气味，引起这些气味的则是蒸馏过程未被完全分解的甲基吲哚、吲哚及硫磺化合物。酒厂废水直接排放入环境中污染性和危害性极大。

[0003] 若氮、磷等营养物质大量进入湖泊、河口、海湾等缓流水体，会引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖，水体溶解氧量下降，水质恶化，鱼类及其他生物大量死亡。水体出现富营养化现象时，浮游藻类大量繁殖，形成水华（湖泊）、赤潮（海洋）。因此，必须对氮磷污染物进行有效去除。在我国环太湖地区、云南滇池等区域，建立了较国家标准更严格的氮磷排放标准。

[0004] 传统的白酒废水处理工艺流程为：

[0005] 白酒废水→格栅→混凝→初沉池→加药反应→气浮池1→厌氧（UASB）→好氧→二沉池→加药反应→气浮池2→过滤→出水

[0006] 一般情况下，白酒废水初始污染物浓度为总氮150-220mg/L，总磷90-130mg/L。因传统的白酒废水处理工艺对氮磷去除率较低，故需对氮磷进行强化去除。

[0007] 在城市生活废水处理过程中，一般可用A2/O工艺同步脱氮除磷。但是因白酒废水COD含量较高，一般达到7000～10000mg/L，废水处理多采用UASB的厌氧工艺，如果按照传2
统的A/O工艺同步脱氮除磷，要将二沉池污泥回流到厌氧池，这将严重破坏UASB的颗粒污泥活性，影响对COD的去除。

[0008] 因此，如何高效地去除白酒废水中的氮、磷，并进行资源化回收的技术研究是国内外科研工作者、工程技术人员所研究的热点之一。

发明内容

[0009] 针对现有技术中存在的不足，本发明的目的在于提供了一种全新的白酒废水传统处理过程中强化去除并回收氮磷的方法。其工艺原理是在白酒废水传统处理工艺设备的厌氧池出水后、好氧池进水前依次设置一个反应池和一个沉淀池，按一定比例投加氧化镁或氢氧化镁，生成磷酸铵镁沉淀，实现对氮磷的强化去除，降低进好氧池的废水的氮磷负荷，并实现了对氮磷进行资源化回收。

[0010] 本申请发明人的团队在本领域有着多年的研究工作基础，在此之上，再结合大量创新性的试验摸索，最终获得了如下技术方案：

[0011] 一种白酒废水传统处理过程中强化去除并回收氮磷的方法，其步骤如下：

[0012] （1）在白酒废水传统处理工艺设备的厌氧池出水后、好氧池进水前依次设置一个反应池和一个沉淀池，并将白酒废水传统处理过程中生物污泥机械脱水后的滤液回流至厌氧池出水后新设置的反应池内，与厌氧池出水混合；

[0013] 所述反应池内设置搅拌机，所述沉淀池表面负荷为0.8～1.0m3/m2·h。

[0014] （2）反应池内搅拌机搅拌转速设置为60～90rpm，向反应池内依次投加如下药剂：氧化镁（或氢氧化镁）、氢氧化钠和阳离子型聚丙烯酰胺；

[0015] 其中，氧化镁或氢氧化镁的投加量以镁元素计量，投入反应池的镁元素与反应池废水中磷元素的摩尔比为（1.1-1.3）：1；

[0016] 氢氧化钠的投加量为30-50mg/L；

[0017] 阳离子型聚丙烯酰胺的投加量为5-8mg/L；

[0018] 投药完后，反应15-20min；

[0019] 反应池出水进入沉淀池，沉淀池出水进入好氧池；

[0020] （3）将沉淀池污泥脱水，得磷酸铵镁（鸟粪石），氮、磷得以资源化回收。

[0021] 实验结果如下：

[0022] 采用以上强化去除并回收氮、磷的方法，进好氧池的废水（即沉淀池出水）的氮、磷负荷分别下降了50～70%，90～95%（较白酒废水传统处理工艺）。

[0023] 步骤（3）所得磷酸铵镁的纯度为85～95%（干基，质量百分含量）。

[0024] 与现有技术相比，本发明的从白酒废水传统处理过程中强化去除并回收氮、磷的方法具有如下优点：

[0025] （1）采用本方法同步脱氮除磷，使氮、磷得到高效去除，并进行资源化回收；另外，2 2
传统A/O工艺同步脱氮除磷工艺，将二沉池污泥回流到厌氧池，若采用A/O工艺对白酒废水进行处理，这将严重破坏UASB的颗粒污泥活性，影响对COD的去除，而本方法强化去除并
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回收氮、磷，可克服应用传统A/O工艺处理白酒废水的缺点，保证了厌氧过程对有机物的高效去除。本发明所提供的从白酒废水传统处理过程中强化去除并回收氮、磷的方法，处理成本低、处理效果可靠，易推广。该技术能提供一种低成本、高性能、高附加值的从白酒废水传统处理过程中强化去除并回收氮、磷的方法，其具有广阔的市场前景、可观的经济效益和社会效益。

[0026] （2）本方法强化脱氮除磷所用化学药剂为粉末MgO或Mg(OH)2，有别与通常所选用的MgCl2或Mg(NO3)2，其优越性体现在三个方面：一是采用粉末MgO或Mg(OH)2，可中和厌氧池出水酸度，提高pH值，为强化脱氮除磷创造了条件；二是厌氧池出水pH值的提高，为后续的好氧生化过程提供了有利条件；三是采用粉末MgO或Mg(OH)2，可降低废水的盐分，也有利于好氧微生物过程。

[0027] （3）本方法将白酒废水传统处理过程中生物污泥机械脱水的滤液回流至厌氧池出水后（好氧池进水前）新设置的反应池内，使得污泥脱水滤液中的磷得到有效去除并回收，同时也弥补了新设置的反应池内氮磷比例的问题，进一步提高了废水中氮的去除率。

[0028] （4）该工艺及流程紧凑、操作方便，易于实现工业化应用。本发明所选用装置可以实现设备化、减少占地和节省能耗，使基建费用大大降低；同时，对白酒废水的氮磷回收处理易于实现自动化控制，人员操作简便，有很好的工业化应用前景。

具体实施方式

[0029] 以下是本发明的具体实施例，对本发明的技术方案做进一步描述，但是本发明的保护范围并不限于这些实施例。凡是不背离本发明构思的改变或等同替代均应包括在本发明的保护范围之内。

[0030] 实施例1：

[0031] 处理对象：某白酒酿制工厂所排放的综合废水1。

[0032] 该白酒酿制工厂以红高粱为原料，日产生废水800m3，废水CODCr为8200mg/L，总氮为218mg/L，总磷为125mg/L，目前废水处理站采用如下传统处理工艺：

[0033] 白酒废水→格栅→混凝→初沉池→加药反应→气浮池1→厌氧（UASB）→好氧→二沉池→加药反应→气浮池2→过滤→出水

[0034] 废水经物化预处理、厌氧处理后，厌氧池出水CODCr为790mg/L，总氮212mg/L，总磷为103mg/L，pH值为3.9，进好氧池的氮磷负荷仍较高，后续工艺及装置处理氮磷的难度较大。

[0035] 实施过程：

[0036] 应用本发明的在白酒废水传统处理过程中强化去除并回收氮磷的方法，在白酒废水传统处理工艺设备的厌氧池出水后、好氧池进水前依次设置一个反应池和一个沉淀池，并将白酒废水传统处理过程中生物污泥机械脱水后的滤液回流至厌氧池出水后新设置的反应池内，与厌氧池出水混合。

[0037] 所述反应池内搅拌机的转速设置为85rpm，沉淀池表面负荷为0.8m3/m2·h。

[0038] 向反应池中依次投加如下药剂：粉末MgO、NaOH和阳离子型聚丙烯酰胺，MgO投加量按镁元素与反应池废水中P元素的摩尔比为Mg:P=1.3:1计，NaOH投加量为50mg/L，阳离子型聚丙烯酰胺投加量为8mg/L；

[0039] 投药完后，反应20min。

[0040] 反应池出水进入沉淀池，沉淀池出水进入好氧池；

[0041] 将沉淀池污泥脱水，得磷酸铵镁（鸟粪石），氮、磷得以资源化回收。

[0042] 实施结果如下：

[0043] 采用以上强化去除并回收氮、磷的方法，进好氧池的废水的氮、磷负荷分别下降了55%，92%，pH值为8.4，沉淀池污泥脱水所得磷酸铵镁的纯度为88%（干基，质量百分含量），氮、磷得以资源化回收。

[0044] 实施例2：

[0045] 处理对象：某白酒酿制工厂所排放的综合废水1。

[0046] 该白酒酿制工厂以红高粱为原料，日产生废水800m3，废水CODCr为8200mg/L，总氮为218mg/L，总磷为125mg/L，目前废水处理站采用如下传统处理工艺：

[0047] 白酒废水→格栅→混凝→初沉池→加药反应→气浮池1→厌氧（UASB）→好氧→二沉池→加药反应→气浮池2→过滤→出水

[0048] 废水经物化预处理、厌氧处理后，厌氧池出水CODCr为790mg/L，总氮212mg/L，总磷为103mg/L，pH值为3.9，进好氧池的氮磷负荷仍较高，后续工艺及装置处理氮磷的难度较大。

[0049] 实施过程：

[0050] 应用本发明的在白酒废水传统处理过程中强化去除并回收氮磷的方法，在白酒废水传统处理工艺设备的厌氧池出水后、好氧池进水前依次设置一个反应池和一个沉淀池，并将白酒废水传统处理过程中生物污泥机械脱水后的滤液回流至厌氧池出水后新设置的反应池内，与厌氧池出水混合。

[0051] 所述反应池内搅拌机的转速设置为85rpm，沉淀池表面负荷为0.8m3/m2·h。

[0052] 向反应池中依次投加如下药剂：粉末Mg（OH）2、NaOH和阳离子型聚丙烯酰胺，Mg（OH）2投加量按镁元素与反应池废水中P元素的摩尔比为Mg:P=1.3:1计，NaOH投加量为50mg/L，阳离子型聚丙烯酰胺投加量为8mg/L；

[0053] 投药完后，反应20min。

[0054] 反应池出水进入沉淀池，沉淀池出水进入好氧池；

[0055] 将沉淀池污泥脱水，得磷酸铵镁（鸟粪石），氮、磷得以资源化回收。

[0056] 实施结果如下：

[0057] 采用以上强化去除并回收氮、磷的方法，进好氧池的废水的氮、磷负荷分别下降了57%，93%，pH值为8.3，沉淀池污泥脱水所得磷酸铵镁的纯度为89%（干基，质量百分含量），氮、磷得以资源化回收。

[0058] 实施例3：

[0059] 处理对象：某白酒酿制工厂所排放的综合废水2。

[0060] 该白酒酿制工厂以红高粱为原料，日产生废水700m3，废水CODCr为7800mg/L，总氮155mg/L，总磷浓度为93mg/L，目前废水处理站采用如下传统处理工艺：

[0061] 白酒废水→格栅→混凝→初沉池→加药反应→气浮池1→厌氧（UASB）→好氧→二沉池→加药反应→气浮池2→过滤→出水

[0062] 废水经物化预处理、厌氧处理后，厌氧池出水CODCr为782mg/L，总氮150mg/L，总磷浓度为81mg/L，pH值为4.2，进好氧池的氮磷负荷仍较高，后续工艺及装置处理氮磷的难度较大。

[0063] 实施过程：

[0064] 应用本发明的在白酒废水传统处理过程中强化去除并回收氮磷的方法，在白酒废水传统处理工艺设备的厌氧池出水后、好氧池进水前依次设置一个反应池和一个沉淀池，并将白酒废水传统处理过程中生物污泥机械脱水后的滤液回流至厌氧池出水后新设置的反应池内，与厌氧池出水混合。

[0065] 所述反应池内搅拌机的转速设置为65rpm，沉淀池表面负荷为0.9m3/m2·h。

[0066] 向反应池中依次投加如下药剂：粉末Mg(OH)2、NaOH和阳离子型聚丙烯酰胺，Mg(OH)2投加量按镁元素与反应池废水中P元素的摩尔比为Mg:P=1.1:1计，NaOH投加量为30mg/L，阳离子型聚丙烯酰胺投加量为5mg/L；

[0067] 投药完后，反应15min。

[0068] 反应池出水进入沉淀池，沉淀池出水进入好氧池；

[0069] 将沉淀池污泥脱水，得磷酸铵镁（鸟粪石），氮、磷得以资源化回收。

[0070] 实施结果如下：

[0071] 采用以上强化去除并回收氮、磷的方法，进好氧池的废水的氮、磷负荷分别下降了68%、94%，pH值为7.8，沉淀池污泥脱水所得磷酸铵镁的纯度为92%（干基，质量百分含量），氮、磷得以资源化回收。

[0072] 实施例4：

[0073] 处理对象：某白酒酿制工厂所排放的综合废水2。

[0074] 该白酒酿制工厂以红高粱为原料，日产生废水700m3，废水CODCr为7800mg/L，总氮155mg/L，总磷浓度为93mg/L，目前废水处理站采用如下传统处理工艺：

[0075] 白酒废水→格栅→混凝→初沉池→加药反应→气浮池1→厌氧（UASB）→好氧→二沉池→加药反应→气浮池2→过滤→出水

[0076] 废水经物化预处理、厌氧处理后，厌氧池出水CODCr为782mg/L，总氮150mg/L，总磷浓度为81mg/L，pH值为4.2，进好氧池的氮磷负荷仍较高，后续工艺及装置处理氮磷的难度较大。

[0077] 实施过程：

[0078] 应用本发明的在白酒废水传统处理过程中强化去除并回收氮磷的方法，在白酒废水传统处理工艺设备的厌氧池出水后、好氧池进水前依次设置一个反应池和一个沉淀池，并将白酒废水传统处理过程中生物污泥机械脱水后的滤液回流至厌氧池出水后新设置的反应池内，与厌氧池出水混合。

[0079] 所述反应池内搅拌机的转速设置为65rpm，沉淀池表面负荷为0.9m3/m2·h。

[0080] 向反应池中依次投加如下药剂：粉末MgO、NaOH和阳离子型聚丙烯酰胺，MgO投加量按镁元素与反应池废水中P元素的摩尔比为Mg:P=1.1:1计，NaOH投加量为30mg/L，阳离子型聚丙烯酰胺投加量为5mg/L；

[0081] 投药完后，反应15min。

[0082] 反应池出水进入沉淀池，沉淀池出水进入好氧池；

[0083] 将沉淀池污泥脱水，得磷酸铵镁（鸟粪石），氮、磷得以资源化回收。

[0084] 实施结果如下：

[0085] 采用以上强化去除并回收氮、磷的方法，进好氧池的废水的氮、磷负荷分别下降了67%、93%，pH值为7.7，沉淀池污泥脱水所得磷酸铵镁的纯度为93%（干基，质量百分含量），氮、磷得以资源化回收。

[0086] 实施例5：

[0087] 处理对象：某白酒酿制工厂所排放综合废水3。

[0088] 该白酒酿制工厂以红高粱为原料，日产生废水850m3，废水CODCr为8600mg/L，总氮196mg/L，总磷浓度为110mg/L，目前废水处理站采用如下传统处理工艺：

[0089] 白酒废水→格栅→混凝→初沉池→加药反应→气浮池1→厌氧（UASB）→好氧→二沉池→加药反应→气浮池2→过滤→出水

[0090] 废水经物化预处理、厌氧处理后，厌氧池出水CODCr为810mg/L，总氮190mg/L，总磷为95mg/L，pH值为4.8，进好氧池的氮磷负荷仍较高，后续工艺及装置处理氮磷的难度较大。

[0091] 实施过程：

[0092] 应用本发明的在白酒废水传统处理过程中强化去除并回收氮磷的方法，在白酒废水传统处理工艺设备的厌氧池出水后、好氧池进水前依次设置一个反应池和一个沉淀池，并将白酒废水传统处理过程中生物污泥机械脱水后的滤液回流至厌氧池出水后新设置的反应池内，与厌氧池出水混合。

[0093] 所述反应池内搅拌机的转速设置为75rpm，沉淀池表面负荷为0.92m3/m2·h。

[0094] 向反应池中依次投加如下药剂：粉末MgO、NaOH和阳离子型聚丙烯酰胺，MgO投加量按镁元素与反应池废水中P元素的摩尔比为Mg:P=1.2:1计，NaOH投加量为40mg/L，阳离子型聚丙烯酰胺投加量为7mg/L；

[0095] 投药完后，反应18min。

[0096] 反应池出水进入沉淀池，沉淀池出水进入好氧池；

[0097] 将沉淀池污泥脱水，得磷酸铵镁（鸟粪石），氮、磷得以资源化回收。

[0098] 实施结果如下：

[0099] 采用以上强化去除并回收氮、磷的方法，进好氧池的废水的氮、磷负荷分别下降了60%、91%，pH值为8.0，沉淀池污泥脱水所得磷酸铵镁的纯度为90%（干基，质量百分含量），氮、磷得以资源化回收。

[0100] 实施例6：

[0101] 处理对象：某白酒酿制工厂所排放综合废水3。

[0102] 该白酒酿制工厂以红高粱为原料，日产生废水850m3，废水CODCr为8600mg/L，总氮196mg/L，总磷浓度为110mg/L，目前废水处理站采用如下传统处理工艺：

[0103] 白酒废水→格栅→混凝→初沉池→加药反应→气浮池1→厌氧（UASB）→好氧→二沉池→加药反应→气浮池2→过滤→出水

[0104] 废水经物化预处理、厌氧处理后，厌氧池出水CODCr为810mg/L，总氮190mg/L，总磷为95mg/L，pH值为4.8，进好氧池的氮磷负荷仍较高，后续工艺及装置处理氮磷的难度较大。

[0105] 实施过程：

[0106] 应用本发明的在白酒废水传统处理过程中强化去除并回收氮磷的方法，在白酒废水传统处理工艺设备的厌氧池出水后、好氧池进水前依次设置一个反应池和一个沉淀池，并将白酒废水传统处理过程中生物污泥机械脱水后的滤液回流至厌氧池出水后新设置的反应池内，与厌氧池出水混合。

[0107] 所述反应池内搅拌机的转速设置为75rpm，沉淀池表面负荷为0.92m3/m2·h。

[0108] 向反应池中依次投加如下药剂：粉末Mg(OH)2、NaOH和阳离子型聚丙烯酰胺，Mg(OH)2投加量按镁元素与反应池废水中P元素的摩尔比为Mg:P=1.2:1计，NaOH投加量为40mg/L，阳离子型聚丙烯酰胺投加量为7mg/L；

[0109] 投药完后，反应18min。

[0110] 反应池出水进入沉淀池，沉淀池出水进入好氧池；

[0111] 将沉淀池污泥脱水，得磷酸铵镁（鸟粪石），氮、磷得以资源化回收。

[0112] 实施结果如下：