本发明涉及油料籽和谷物加工废水、尤其是橄榄油生产的废水 (OMW-橄榄油碾磨废水)的处理方法和设备，在考虑经济因素的同时， 它还能保障污染环境的废水内容物的进一步减少。

油料籽和谷物加工的废水、例如菜籽油-、葵花油-或橄榄油碾磨 的废水，其特征是具有很高的有机物含量。这些废水的一个特殊特征 是具有非常高的悬浮成分，是通过粉碎、接着压榨或离心等制备过程 所产生的。油料籽产于收获季节，OMW产生于十一月和三月之间。它 们可能含有毒性成分，从而增加生物处理的难度。

油料籽废水处理的技术以前主要应用于农村和工业不发达地区。 因此会提出一些经济上的要求。

文献中介绍了有关OMW处理的方法技术和设备的解决办法，其依 据为物理学、化学、生物化学和生物学方法、或其综合方法。

EP 0441103 A1中说明了采用需氧氧化、然后进行冷却和然后用粗 粒沙或活性炭过滤等方法处理OMW。

在EP 0295722 A1中，将OMW在一个塔内的不饱和空气中进行逆 流喷雾，并且将由此所产生的浓缩物进行干燥。根据引述，随着油料 生产技术的一般性改变，使废水量增加以及OMW干品物质含量相应地 减少，这些都降低了该方法的经济效率。

EP 0520239 A1说明的是在OMW中添加氧化剂，任选与酶相结合。

在WO 96/05145中，每立方米OMW中混合加入300升天然膨润 土，由此产生一种固态底物。

在WO 95/32158中，将有机废料进行厌氧处理。之前先将废料进 行机械加工和热处理。去除附带产生的淤泥。将预处理过的废料输送 至一个加热的漏斗状容器中。将所形成的液态废料倒出容器，与水混 合后重新装入容器内。排出所产生的沼气。这种一步法厌氧方法涉及 固态有机废料的处理。

DE 19703018 A1说明了淤泥的厌氧发酵方法。其中主要注意力放 在各个厌氧发酵步骤之前、之间和之后所进行的淤泥的物理-化学性反 絮凝作用上，目的是使发酵过程更加有效。该方法力求通过溶解过程 达到最佳的淤泥发酵，而不是通过相分离作用和去除固态物质以减少 废水内容物。

WO 97/47561中说明了也是由油料生产而来的高污染和/或毒性废 水的处理方法。除了规定的许多物理学和化学处理步骤以外，还在一 种或多种需氧、缺氧反应器中，在输入氧和添加细菌的条件下，以至 少部分循环进行的方式进行了生物处理过程。该方法的特征是许多的 方法步骤以及添加氧，估计能量耗费很大，并且根据应用情况的不同 估计是不经济的。

AVENI[水研究，第19卷(1985年)，第5期，第667、669页]的研 究报告致力于用传统的污泥干燥床反应器一步法厌氧处理OMW。

在EP 0711732 A2中说明了用于厌氧废水净化处理的UASB-反应器 (上流-厌氧-污泥-外壳)。一个UASB-反应器装置有模块，它们可以进 行生物淤泥、沼气和水三相的分离。逐一说明了对迄今为止在结构上 内部配件和几何结构所进行的技术改进，记载在其它专利中。污泥干 燥床生物学与膜生物学相比较，具有过程稳定性方面的缺点、季节性 经营方式和短的启动期。此外没有有机污染和毒性物质的减少，结果 是废水稀释或不经济的反应器容积。

Gharsallah的一个公开发行物[橄榄碾磨废水的厌氧处理中稀释的 影响和相分离-生物过程工程学，第10期(1994年)，第29-34页]涉 及OMW的厌氧处理。其中将废水稀释的影响以及在酸化步骤和沼气步 骤中厌氧分解过程的空间分离的影响作了表征。用新鲜水对废水进行 稀释有利于生物分解过程，但是却在系统过程中导致废水产量增加以 及一定的残余污染物含量的问题。此外在橄榄油生产国的实际应用中， 要制备附加的水原料可能尚属难题。

用气泡塔反应器进行实验以处理OMW，Ha米di和Ellouz在[用黑 曲霉泡罩塔发酵橄榄碾磨废水-化学工业生物工艺学杂志，1992年， 第331-335页]中进行了说明。在应用载体物质的条件下，反应器装置 用于黑曲霉培养的生长，消去毒性内容物后，黑曲霉能够有利地促进 废水的发酵。实验取决于应用特殊的霉菌培养基进行的OMW预处理， 而不是取决于有害物质降解。

在Ka米panos(克里特岛-希腊)已经存在一个厌氧处理OMW的大型 中试实验厂。在采用传统的污泥床反应器进行一步法方法时，将废水 在预处理过程中进行均质化和中和。接着是一个存贮器，由此匀速给 料至厌氧步骤。在存贮器中沉积的淤泥被分开输送至沼气装置。

文献中说明的用于净化和排除油料籽加工废水的方法和装置，仅 限于价廉物美的、过程稳定的和有效的有害物质降解还原，以及在应 用油料籽的物质和能源潜力的情况下对环境的污染明显减少。

氧化处理方法由于耗能高而不太适合于油料籽加工中废水的处 理。此外其能源潜力未得到利用。

文献中说明的厌氧方法和装置所存在的问题是，没有有效的预处 理，伴随的是，在沼气阶段之前使有机货物和毒性物质的大量降解。 此外已知的厌氧方法被认为是不稳定过程和不适合于季节性运营方 式。只有通过很大量的、不经济的反应器容量，才能达到充分的过程 稳定性。此外已知的方法需要很长的启动时间。

本发明的目的是，研究出一种方法和装置，借助于它们，在利用 其物质和能源潜力时、在考虑经济利益的前提下，在油料籽和谷物加 工废水的处理过程中，能够获得较高的物理学、化学、生物化学和生 物学清除率。通过季节性条件的废水生成，它可以进行短时投产。

通过方法权利要求1和装置权利要求8的技术解决方案来达到本 发明目的。具体的构造特征在从属权利要求2-7和9-12中有所说明。

第1步骤：酸化和相分离

将有待于处理的新产生的废水首先进行预处理步骤。

在酸化步骤中进行的水解和酸化的生物化学过程引起有机化合物 的分解，同时由于电化学势能改变，激发悬浮的废水内容物的生源体 絮凝作用。可以在化学和/或物理学过程的基础上，例如通过絮凝剂来 加强该絮凝作用。可以借助于浮选、沉淀、过滤、离心或电磁分离方 法，将有待处理的废水中所含有的固态物质进行分离。

在酸化反应器中应用载体以利于固着性有机体的固定，能够促进 生物化学分解和提高过程稳定性。为了有利于厌氧沼气再处理，通过 额外注入少量空气，可以影响酸化过程。在酸化步骤中应用载体时， 需要先进行浮选步骤，以分离废水中的可浮选成分。这样就避免了对 操作的干扰。这里可以任选通过加热浮选气体来引发附加作用，如挥 发性成分的曝气。

由于复杂的生物化学和物理学预处理过程，发生了有机物质的和 沼气生物学上具有毒性的物质的大量降解。因此即使在很小负荷的情 况下，都将能更加经济和更加过程稳定地进行任何其它的处理。

分离出来的淤泥将被进一步处理，并且能够在物质上以肥料的形 式，或者以能量的形式，与油料制备中的固态残渣一起被利用。

第2步骤：沼气化步骤

将第一步骤中进行过预处理和酸化的废水，在厌氧环境条件下， 在一步法或多步法的沼气化步骤中进行生物学再处理。在此主要是已 经溶解的和残余的悬浮物质被分解。为了使废水的波动均衡和反应器 的准连续送料，可以先接入一个中间存贮器。反应器内的生物学过程 在噬温温度范围内进行。在沼气化步骤中，通过悬浮的和载体固定的 生物物质进行处理，借助于移动床-生物膜生物学方法进行固定。移动 床-生物膜生物学方法的特征为，应用可自由移动的、具有高比表面的 小载体。

通过固着性有机体而采用生物膜生物学方法，使不希望发生的活 性生物物质的排出降至最低，从而提高过程稳定性。此外在季节性运 行方式时，可以达到短的启动时间。应用移动床系统，通过选择材料 密度，可以使载体材料在反应器内任意定位而不需要内构件。移动床 系统中的自由运动物体可以通过气泡，并且可以作机械性混合。载体 材料为圆柱形的中空体，并且有利地具有理论上可作固定化的表面， 其堆体积大于800米2/米3。在载体的空腔内进行有机体的大量固定。 沼气被排出后可以作为能量被应用，并且用剩余能量即可实现能量自 给自足，使装置最优化地运行。

根据净化要求和经济状况，可以使处理过的废水用于浇灌，引入 至当地净化装置内，或者在分离步骤中通过需氧过程或过滤作用进行 后净化处理。

下面将应用一个地表水进水量为5-40米3和CSB-负荷量为 50,000-100,000mg/升的实验装置示例地进一步说明本发明。

不经过中间存贮器，直接由橄榄油生产而来的废水-其温度约为35 ℃-经过进水口1被引入至混凝土容器2中进行预处理和酸化作用。 内径为5米、高度为4米的圆柱形容器被分为三个小室，这里是通过 一个环形的隔板和二个容器内的圆柱环上的隔板来分隔成小室。所有 的小室水力相连接，而且通过连接管可以被充卸。一个圆柱环构成浮 选反应器3，在其内通过通风装置将浮选气体17吹进来，并由此引发 浮选作用。产生的顶层浮选物将通过浮选淤泥排放口12被机械性撇 去。中间的小室为酸化反应器4。其内径为约3米。酸化反应器4含 有约30％浮游的生长载体材料10，后者的厚度约为0.9g/厘米3，其 比表面积为约900米2/米3散堆体积。生长载体为8毫米长，圆柱形 中空体的表面在长轴方向上内外有棱，外径为5毫米，内径为4毫米。 棱大约0.6毫米深。

通过在载体上优选自我固定的固着性培养物，使活性淤泥生成受 到支持和稳定化。该反应器通过缓速旋转的搅拌器16被充分混合。通 过搅拌作用，淤泥絮凝物的溶解被生长载体材料增强。淤泥沉淀然后 被抽去。酸化反应器4中的搅拌器16同时发挥钩爪工具的作用，促使 沉淀淤泥排向容器底部的淤泥排出管道。第3小室为絮凝反应器5， 起沉淀池的作用。通过进入絮凝反应器5的进口，可计量加入任选的 絮凝剂。将沉淀的淤泥通过淤泥排出口12排出。将浮游淤泥用循环的 斗式提升机分离，它还用于浮选反应器3。pH值约为pH3.5-5。由于 沉淀和浮游淤泥的排出，有害物质被还原至约为起始值的40-60％。将 容器用一种PE-膜覆盖。将所形成的气相经过反应器气体排除口15抽 出，用空气增浓，然后作为燃烧气排向沼气装置。

将淤泥导入存贮容积约为100米3的基底增厚的地池。通过粗砾石 过滤筛，所生成的水流向存贮器6。当淤泥平面高度为80厘米时，溢 流至存贮器6内。

存贮器6为存贮容积约为300米3的基底增厚的地池。最大水位为 1.5米。由存贮器6每天有约7米3的相等量排放至沼气反应器7中。 在水面下约10厘米处进行抽水。通过漂游着的抽水装置，在水位变化 的情况下，抽水深度相对于水面仍保持恒定。

沼气反应器7同时为预净化装置，为内径为5米、高度为4米的 圆柱形容器，但只是分为二个小室，其小室由环形的隔板构成。直径 约为4米的内室8其存贮容积约为50米3。通过壁加热，将沼气反应 器7加热至36℃，并且从外面隔热。CSB-负荷量为2-6kg/米3*天。 通过一个时间调控的泵系统，将废水由存贮器6排放入容器底部的内 室8中。内室8内灌注有约30％其密度为0.9g/厘米3的浮游的生长载 体材料10，和约10％其密度为1.3g/厘米3的沉淀的生长载体材料11， 它们具有约900米2/米3的比表面。载体10和11保障生物量的固定， 与生物学分解过程的强度和稳定度相关。通过缓速旋转的搅拌器16， 将水体和载体充分混合。在应用密度为0.9g/厘米3的浮游载体的情 况下，外室9起着厌氧后净化的作用。由于生物学分解过程产生的沼 气，通过沼气排出口13排出并且被作为能源应用。沼气反应器7从上 方用2毫米厚的PE-膜气密封闭。气体存贮容积为约15米3。

实验结果

在一个半工业规模的装置中，在用固体物质分离过程中用二步法 厌氧处理OMW实验可以达到92-97％的净化效率，通过一个进一步的气 味稳定的过程排出。 各个处理步骤后所得平均浓度值和参数 参数 未处理废水 酸化 絮凝 沼气化 CSB[g/升] 70 40 26 3 CSB-分解率 0 43 63 96 TS-含量[g/升] 71 39 15 2.8 苯酚[g/升] 3 0.6 0.5 0.08 pH 5.4 4.2 4.6 7.1 HRT - 2.5 - 8

当TS-含量为约36g/升时，固态物质分离后的淤泥生成量约为 0.2-0.25米3/米3废水。通过沼气化处理OMW，得到含沼气约65-70 容积％的沼气产量，可以达到7-8米3气体/米3废水和350-400升/公 斤分解的CSB。

图示标记

1．入口

2．预处理

3．浮选反应器

4．酸化反应器

5．絮凝反应器

6．存贮器

7．沼气反应器

8．内室

9．外室

10．浮出的生长载体材料

11．沉淀的生长载体材料

12．淤泥出口

13．沼气出口

14．壁加热

15．反应器气体出口

16．搅拌器

17．浮选气体

18．排出口