一种酵母废水预处理方法

摘要

本发明公开了一种酵母废水预处理方法，具体方法为首先将酵母废水原水进行pH值酸性调节，然后进行臭氧曝气处理，最后再将pH值调节至7-8，此后即可进入常规生物处理系统。本发明的预处理方法从根本上解决了常规酵母废水生物处理系统处理效率偏低、停留时间长、出水水质差、色度高等问题，本发明工艺控制简单，可操作性强，可广泛用于酵母废水处理工艺，并适用于已建酵母企业的废水处理设施升级改造。

说明书

技术领域

本发明属于废水处理领域，特别是针对酵母废水的预处理方法。

背景技术

酵母的生产主要以制糖过程中的糖蜜废液为生长碳源，将氯化钠、 硫酸镁、磷酸铵等作为营养盐生产酵母。由于酵母菌无法完全利用废糖 蜜中的有机物，残余有机物以及生长代谢过程中产生的新有机物均进入 废水中，产生大量高浓度的有机废水。废糖蜜色素绝大部分不能有效地 被酵母菌利用，也不能经甲烷发酵或活性污泥法处理后分解，最难降解 的是3种色素，分别是焦糖色素、美拉德色素和多酚类色素，而焦糖色 素的含量在其中占到70%以上。此外，焦糖色素在酵母生产过程中的反 应有两种类型：一类是在有胺的情况下会产生美拉德反应，由葡萄糖和 NH₃-R生成希夫碱，进一步加热生成N-取代葡基胺，也就是生成美拉德 色素。另一类是纯焦糖化反应，即在大约200℃的高温下使碳水化合物 产生醛类，然后缩合成染色成分。以上两类反应都能产生醛类和二羰基 化合物留存于焦糖色素中，而这些物质对产甲烷菌都有较强的抑制作用， 因此含焦糖色素的废水对厌氧颗粒污泥的生成有较强的抑制能力，就是 厌氧工艺处理效率低下的主要原因。

在生物处理前端去除色素，使无法被生物利用色素转化为可生物降 解的物质，同时消除对厌氧工艺单元的不利影响，可有效提高生物系统 对废水污染物的去除效率。然而，酵母废水原水水质成分复杂，如何有 效地、准确地去除色素，则是一个有待解决的难题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种可提高常规酵母废水处理系统 处理效率的预处理方法，本预处理方法操作简单，切实可行，对已有系 统的实际改造工程量小，并且无需停产即可进行改造。本发明提供的一 种酵母废水预处理方法，采用如下技术方案：

首先使用磷酸对酵母废水原水进行pH值酸性调节，然后进行臭氧曝 气处理，最后再将pH值调节至7-8，同时进行吹脱处理，此后即可进入 常规生物处理系统。所述进行臭氧曝气处理的工艺为：臭氧曝气池水力 停留时间为1h，有效水深不小于5m，臭氧曝气分两段，两段曝气段水 力停留时间分别为10min，两段缓冲段水力停留时间分别为20min，其 过程为“臭氧曝气+缓冲+臭氧曝气+缓冲”，在臭氧曝气阶段为进水方向 与曝气方向相对，为逆向流形式。臭氧的投加量为1L酵母废水原水中 投加400-600mg臭氧，投加臭氧时以臭氧发生器中产生的氧气和臭氧的 混合气体形式投加，投加浓度为1L氧气和臭氧的混合气体中含有60-80 mg臭氧。

优选地，所述酵母废水原水为酵母分离液，色度在4000倍以上。

优选地，所述进行pH值酸性调节具体为将酵母废水原水pH值调节 为2-4。

优选地，采用逆向流两段曝气形式，并配以2倍缓冲时间。

优选地，臭氧投加浓度为60-80mg/l臭氧，降低臭氧投加要求。

优选地，在将臭氧曝气后的出水pH值调节至7-8的同时，进行空气 吹脱曝气，将水中溶解的未反应完全的臭氧进行吹脱去除。

本文中所述的常规生物处理系统是指对酵母废水进行厌氧处理和好 氧处理的生物处理系统。

臭氧是一种强氧化剂，氧化能力仅次于氟，具有良好的消毒和脱色 作用。臭氧与有机物反应有两种形式，直接反应和间接反应。直接反应 是臭氧与化合物直接反应，臭氧直接反应速率低，反应速率常数一般在 1.0~10³M^-1S^-1。臭氧直接反应具有高度选择性，对于不同速率常数的化合 物，在一定反应时间内有不同的去除率。这是因为臭氧具有偶极结构， 其与含有不饱和键化合物，如烯烃族化合物C=C双键反应速度快，将不 饱和键断裂。臭氧还可以与水中多种污染物发生缓慢反应，如环状脂肪 族化合物、三氯甲烷、非活性的芳香族化合物，如氯苯等；间接反应是 臭氧先生成羟基自由基（·OH）后，再与有机物反应，间接反应是非选 择性的，反应速度快，反应速率常数在10⁸~10¹⁰M^-1S^-1。在酸性条件下（pH ＜4）时，以直接反应为主；pH=10以上时，以间接反应为主。

利用臭氧氧化技术对酵母废水原水进行处理，目的主要在于利用臭 氧的强氧化性去除焦糖色素、美拉德色素和多酚类色素，因为这些色素 无法在常规生物处理系统中去除，而且还会降低厌氧反应器的去除效率， 因此，在常规生物处理工艺前对色度进行有效去除，对酵母废水处理效 率而言非常重要。

然而酵母废水中悬浮物含量很高，碱度也很高，对产生羟基自由基 的反应会起到抑制作用；此外，羟基自由基的氧化过程没有任何选择性， 在氧化色素物质的同时，其他污染物也消耗了大量的臭氧；再有，酵母 废水耐碱能力很强，溶液中还含有大量的金属离子，要强控制pH值在 10以上，需投加过量的碱，而且还会产生化学污泥，因此依靠臭氧间接 氧化去除酵母废水中的色素物质效率低下，无端增加了操作的困难程度。 而酵母废水原水偏酸性，溶液耐酸能力差，将其调节至酸性范围简单可 行，且在酸性环境中臭氧极易选择不饱和双键进行攻击，使其断链，脱 除色度的同时，可以改变其他难降解物质的分子结构，易于后续的生物 处理降解过程。

此外，在臭氧曝气前调节ph值应选用磷酸，而尽量不使用硫酸和盐 酸是因为：一，酵母废水中已含有大量的硫酸根和氯离子，继续向其中 增加硫酸根，不利于后续厌氧工艺单元产甲烷菌的生长，如果增加氯离 子，大量的氯离子会对后续好氧工艺单元微生物的分解活动产生强大的 抑制作用，因此，尽量不采用硫酸和盐酸调节pH值；二，酵母废水中总 磷浓度偏低，因此，在常规处理过程中还要向其中补充磷酸盐，因此， 磷酸是调节pH值的首选。

附图说明

图1是酵母废水预处理方法示意图。

具体实施方式

为了使本发明中所述的技术方案更加便于理解，下面将结合具体实 施方式对本发明所述的酵母废水预处理方法做进一步的阐述。

实施例1

对中原某酵母厂废水进行试验研究，原水中洗水（洗水是酵母分离 液）COD为30000mg/L左右，色度为4500倍，将此部分洗水用磷酸进行 pH值调节至2-3，然后用臭氧进行间歇式曝气，臭氧曝气池水力停留时 间为1h，有效水深不小于5m，臭氧曝气分两段，两段曝气段水力停留 时间分别为10min，两段缓冲段水力停留时间分别为20min，其过程为 “臭氧曝气+缓冲+臭氧曝气+缓冲”，在臭氧曝气阶段为进水方向与曝气 方向相对，为逆向流形式。臭氧总投加量在400-500mg/L范围内，脱色 率在90%以上，而后调节pH值至7-8，与其他部分废水混合后（COD在 13000-15000mg/L范围内）进入厌氧反应器进行处理，厌氧反应器负荷 为4.5kgCOD/m3·d，出水COD在1800mg/L左右，而后进入好氧反应器， 好氧反应器采用A/O工艺，总水力停留时间为48h，溶解氧控制在2.5 mg/L左右，污泥浓度控制在5000mg/L水平，出水COD可稳定达到300mg/L 以下，达到了《酵母工业水污染物排放标准GB25462-2010》中直接排放 对化学需氧量的要求，远低于酵母厂污水处理设施实际出水600mg/L水 平。

实施例2

对东北某酵母厂废水进行试验研究，原水混合后COD为20000mg/L 左右，色度在4000倍水平上，将原水加磷酸进行pH值调节，调节到2.5 水平，然后用臭氧进行间歇式曝气，臭氧曝气池水力停留时间为1h，有 效水深不小于5m，臭氧曝气分两段，两段曝气段水力停留时间分别为 10min，两段缓冲段水力停留时间分别为20min，其过程为“臭氧曝气+ 缓冲+臭氧曝气+缓冲”，在臭氧曝气阶段为进水方向与曝气方向相对，为 逆向流形式。臭氧总投加量在500-600mg/L范围内，脱色率在90%以上， 出水COD在1500mg/L左右，而后直接进入两级A/O处理工艺，总水力 停留时间为72h，其中高负荷段污泥浓度为5000mg/L，低负荷段污泥 浓度为4000mg/L，出水COD可控制在300mg/L以下，同样达到了《酵 母工业水污染物排放标准GB25462-2010》中直接排放对化学需氧量的要 求，且低于酵母厂实际好氧工艺出水COD大于500mg/L的现状。