本發明屬于污水處理
技術領域：
，具體設計一種氨基酸廢水的生物處理工藝。
背景技術：
：氨基酸廢水的產生主要集中在醫藥、食品、化工、能源、農業等工業領域。其中，生物制藥行業涉及的氨基酸發酵廢水種類最多，尤其是醫藥中間體的生產過程，這些過程包括化學合成，發酵和提取，并根據所用原料的類型生產各種產品。部分食品加工工業也會產生氨基酸廢水，例如味精廢水主要來源于發酵液中提取谷氨酸的提取工段。此外，氨基酸廢水通常含有大量高分子有機物和無機鹽，例如多糖，蛋白質，維生素，硫酸鹽和磷酸鹽，甚至存在部分微生物，其難以處理并且容易抑制生物系統。它們具有高的cod，bod，有機氮和tss，ph值范圍為4至8，處理不當極易造成環境污染。如何能夠高效，經濟地處理此類廢水已經成為相關企業亟待解決的問題。目前國內對于高濃度氨基酸廢水的處理處置方法通常是經過多步物理化學預處理將污染物濃度降低的同時提高可生化性，隨后進行生物處理。一些常用的預處理方法如fe/c內電解、臭氧氧化、芬頓試劑催化氧化具有良好的處理效果，但是運行費用昂貴，并且在一些偏遠地區使用此類預處理方法也多有不便，尤其是藥劑的采購和運輸，增加了工藝的處理成本。生物處理方法具有設備簡單，運行費用低，處理效果好等特點，廣泛用于各類污水處理領域。專利cn200810052042.4在生化工藝的基礎上，增加反滲透系統及其配套處理系統，提高出水水質并回收水中的氨基酸。專利cn201510376039.8通過菌類和藻類的合理配伍去除發酵廢液中的污染物。專利cn201610607220.x提供的氨基酸廢水綜合利用方法在有效消納氨基酸廢水的同時，為微生物固體培養基的滅菌提供了新途徑，具有與現有方法相同或相似的滅菌效果，實現了廢棄物資源化的高效利用。在處理高濃度廢水時，水解酸化是常用的生物預處理方法，將難生物降解的大分子物質轉化為易生物降解的小分子物質，改善廢水的可生化性，為后續處理奠定基礎。厭氧工藝適合于處理高濃度廢水并能夠大幅度去除cod等污染物，好氧工藝作為后續處理可以完成氮、磷等污染物的去除。尤其是在一些資源匱乏地或水源保護區，工業廢水的排放標準非常嚴格，甚至要實現中水回用，因此，出水能夠滿足排放標準或實現回用的生物處理工藝亟待開發和優化。技術實現要素：本發明的目的是提供一種氨基酸廢水的生物處理工藝，并能夠適用于處理高濃度的氨基酸廢水。獨創之處在于從始至終均使用低成本的生物處理法，對各單元流出物的水質特征選擇合適的生物處理工藝，通過調節、優化各步工藝參數依次去除廢水中高濃度的各項污染物并最終實現達標排放。本發明是采用如下技術方案實現的：一種氨基酸廢水的生物處理工藝，其特征在于，所述工藝包括以下步驟：將氨基酸廢水ph調節至6.5-7.5；調節后的廢水進行水解酸化處理，產生揮發性有機酸；水解酸化的流出物進行厭氧生物處理，實現氣液固三相分離，cod去除率達到90％以上出水進行短程硝化反硝化工藝；短程硝化反硝化工藝反應去除氨氮和部分磷；將短程硝化反硝化中的流出物補充碳源后進行好氧處理，進一步去除殘余的氨氮和磷，出水達標排放。調節ph所用的試劑為氫氧化鈉；水解酸化工藝反應溫度為20-40℃，ph為6.0-7.0，反應器類型為asbr，水力停留時間為1-3d；反應器污泥混合區污泥濃度為10-20g/l，控制水力停留時間使出水ph為6-6.5；厭氧處理工藝反應溫度為20-40℃，ph為6.5-8.0，反應器類型為uasb或egsb，水力停留時間為1-3d；反應器初始厭氧污泥接種量為5-10gvs/l，經厭氧處理cod去除率達到90％以上出水進行短程硝化反硝化工藝反應；短程硝化反硝化工藝反應溫度為20-40℃，ph為7.0-8.0，反應器類型為sbr，水力停留時間為6-12h；反應器初始好氧污泥濃度為4500-5000mg/l，啟動期間嚴格控制溶解氧為0.5-1.0mg/l，停止曝氣后沉淀1-2h，排水，定期將反應器底部的污泥排出，污泥停留時間不超過15d，培養亞硝化菌的同時淘洗出硝化菌，系統氨氮去除率能夠達到80-90％認定啟動成功；啟動成功后延長污泥停留時間至15-30d，控制污泥濃度為3500-4500mg/l；短程硝化反硝化工藝反應的出水補充碳源所用的試劑為甲醇或葡萄糖，按照質量濃度cod/tn＝8-20的比例補充；好氧處理工藝反應溫度為20-30℃，ph為6.5-7.5，反應器類型為sbr，水力停留時間為6-12h；反應器接種好氧污泥濃度為3000-4000mg/l，運行期間的溶解氧不低于2.0mg/l，停止曝氣后沉淀1-2h，排水，定期將反應器底部的污泥排出，污泥停留時間為15-20d。調節ph所用的試劑為氫氧化鈉，ph的調節范圍控制在6.5-7.5。水解酸化工藝反應溫度為20-40℃，ph為6.0-7.0，反應器類型為asbr，水力停留時間為1-3d。反應器污泥混合區污泥濃度為10-20g/l，控制水力停留時間使出水ph為6-6.5便于后續生物處理。厭氧處理工藝反應溫度為20-40℃，ph為6.5-8.0，反應器類型為uasb或egsb，水力停留時間為1-3d。反應器初始厭氧污泥接種量為5-10gvs/l，經厭氧處理cod去除率達到90％以上方可出水進行下一處理步驟。短程硝化反硝化工藝反應溫度為20-40℃，ph為7.0-8.0，反應器類型為sbr，水力停留時間為6-12h。反應器初始好氧污泥濃度(mlss)為4500-5000mg/l，啟動期間嚴格控制溶解氧為0.5-1.0mg/l，停止曝氣后沉淀1-2h，排水，定期將反應器底部的污泥排出，污泥停留時間不超過15天，培養亞硝化菌的同時淘洗出硝化菌，系統氨氮去除率能夠達到80-90％進入啟動成功；啟動成功在同樣工藝參數下適當延長污泥停留時間至15-30天，控制污泥濃度為3500-4500mg/l。補充碳源所用的試劑為甲醇或葡萄糖，按照進水tn濃度的8-20倍補充。好氧處理工藝反應溫度為20-30℃，ph為6.5-7.5，反應器類型為sbr，水力停留時間為6-12h。反應器接種好氧污泥濃度(mlss)為3000-4000mg/l，運行期間的溶解氧不低于2.0mg/l，停止曝氣后沉淀1-2h，排水，定期將反應器底部的污泥排出，污泥停留時間為15-20天。有益效果本發明闡述的生物處理工藝適用于處理高濃度小流量的氨基酸廢水，每一處理步驟均是根據廢水的進水水質特點針對性地選擇生物處理工藝。氨基酸廢水中含有大量的蛋白質、氨基酸等難降解大分子物質，bod5/cod不高，ph值可能偏低，不適合直接厭氧處理。調節ph后采用水解酸化作為廢水的預處理方法，能將蛋白質和氨基酸轉化成易降解的揮發性有機酸等物質，提高廢水生化性，過程中部分cod被轉化成co2排出。水解酸化預處理后的廢水生化性提高，可直接厭氧處理。采用高效厭氧消化工藝去除廢水中大量cod，同時通過厭氧消化的氨化作用將廢水中的有機氮源轉化為氨氮，過程中產生的堿度可以中和揮發性有機酸，消除對體系的抑制作用。水解酸化和厭氧消化分為兩步進行有利于縮短水力停留時間，從而減小反應器容積。厭氧處理后出水特點為低cod、高氨氮，好氧微生物體系會受到氨氮毒性的抑制。短程硝化反硝化工藝適用于處理低碳氮比的廢水，具有碳源消耗少，脫氮效率高，污泥產量少的特點。并且所需的曝氣量低，節約耗能，降低運行成本，穩定運行后可除去廢水中大量的氨氮和少部分磷。最后采用傳統sbr對廢水中殘余的氮磷進行去除，確保出水水質達到排放標準。整套生物工藝處理運行成本低廉，處理效果好。附圖說明附圖1是本發明的工藝流程圖。具體實施方式實施例待處理的氨基酸廢水含有谷氨酸30％(質量分數，下同)及dl-蛋氨酸3％，微量元素1％，維生素1％，還包括微量的葡萄糖、蛋白胨，酵母粉及十數種無機鹽。廢水水質如表1所示。表1氨基酸廢水水質處理工藝包括如下步驟：(1)ph調節：用氫氧化鈉將氨基酸廢水ph調節至6.8-7.2；(2)水解酸化工藝：將步驟(1)中調節后的廢水進入水解酸化反應器，容積負荷為3.10kgcod/(m3·d)，反應器污泥區污泥濃度為14g/l，反應溫度為35±1℃，水力停留時間為2d。反應溫度35±1℃，水力停留時間2d。(3)厭氧處理工藝：步驟(2)中的流出物進入uasb反應器，容積負荷為4.67kgcod/(m3·d)，反應器厭氧污泥接種量為8gvs/l，反應溫度為35±1℃，水力停留時間為3d。實現氣液固三相分離，進水ph為6.3-6.5，反應溫度35±1℃，水力停留時間2d。(4)短程硝化反硝化工藝：步驟(3)中的流出物進入短程硝化反硝化sbr反應器，反應器初始污泥濃度為4700mg/l，反應溫度為28±2℃，控制溶解氧為0.8-1.0mg/l，水力停留時間為8h，停止曝氣后沉淀1.5h。啟動期污泥停留時間為14d，當氨氮去除率達到85％后延長污泥停留時間至21d。(5)好氧處理工藝：步驟(4)中的流出物添加葡萄糖作為有機碳源，按照補充后質量濃度cod/tn＝10的比例添加，隨后流入好氧sbr反應器。反應器內污泥濃度為3125mg/l，反應溫度為22±2℃溶解氧為2.5-4.0mg/l，水力停留時間為6h，污泥停留時間為15d，停止曝氣后沉淀1.5h，出水排放。工藝各步驟處理后出水結果如表2所示。表2各工藝步驟出水結果(1)(2)(3)(4)(5)cod(mg/l)2056030vfa(mg/l)-6382114--tn(mg/l).4nh4+-n(mg/l)tp(mg/l)9.82-10.177.020.22ph7.016.147.506.917.07注：數值為平均值。經過本發明工藝對氨基酸廢水進行處理，進水cod濃度達到21000mg/l，突破了對生物處理工藝只適用于低濃度廢水的傳統認知，工藝運行成本低，處理后的出水水質滿足《中華人民共和國污水綜合排放標準》(gb8978--1996)中一級b標準。雖然，上文中已經用一般性說明及具體實施方式對本案作了詳盡的說明，但在本發明基礎上，可以對之作一些修改或改進，這對本領域技術人員而言是顯而易見的。因此，在不偏離本發明精神的基礎上所作的修改或改進，均屬于本發明要求保護的范圍。當前第1頁12