技术领域
[0001] 本
发明涉及
废水处理技术领域，具体涉及一种
纤维素乙醇废水处理工艺及系统。
背景技术
[0002] 目前国内外采用的纤维素乙醇生产方法主要是将
甘蔗渣、小麦和玉米秸秆等木质纤维素通过一系列物理化学方法进行预处理，然后在纤维素酶的作用下发生
水解糖化过程，最后进行
发酵和蒸馏脱水等制得纤维素乙醇。在预处理过程中，纤维素原料中的木质素和部分半纤维素不能被完全降解利用，并产生了芳香
醛和酚类等一些难降解的副产物，这些物质进入后续生产乙醇的过程中不会被
酵母等微
生物降解利用，最后通过蒸馏脱水等步骤成为纤维素乙醇废水的一部分。
[0003] 纤维素乙醇废水的特点：(1)较高的有机物浓度，废水的
化学需氧量COD和五日
生化需氧量BOD5浓度均较大，COD为25000mg/L左右，BOD5为5000mg/L左右。(2)较差的可生化性，废水的B/C约为0.2。纤维素产乙醇的过程中产生一些难降解的
芳香族化合物，增加了废水处理的难度。(3)较低的pH值，废水的pH约为3.7，纤维素产乙醇在预处理时通常采用酸进行水解，这个过程中会产生大量的酸性物质，这些物质的存在使得纤维素乙醇废水中的pH较低。(4)较大的
色度，废水的色度为2000倍，且具有刺激性气味。纤维素制取乙醇的过程中会产生一些难降解的色素有机物，这些物质的存在是废水色度较大的原因。
[0004] 目前纤维素乙醇废水的处理主要采用厌氧+好氧生物处理工艺，但存在着运行成本较高、系统运行不稳定等状况，造成很多生产企业面临着废水处理达标困难、处理能耗高等问题。因此，亟需高效、低耗的纤维素乙醇废水处理技术及工艺。
发明内容
[0005] 为克服上述
缺陷，本发明的目的在于提供一种纤维素乙醇废水处理工艺及系统。
[0006] 为达到上述目的，本发明纤维素乙醇废水处理系统，包括依次连通的第一调节池、高级氧化池(1)、第二调节池、臭氧气浮池(2)、
厌氧池(3)、好氧池(4)和
沉淀池；
[0007] 其中，所述的高级氧化池(1)包括混合区(1-1)和分离区(1-2)，混合区底部设有高级氧化池进水管(1-3)，高级氧化池进水管(1-3)连通第一调节池出水管；混合区中上部设有用于添加过氧化氢、亚
铁盐的药液添加计量器(1-4)，在混合区中下部设置有高级氧化池搅拌器(1-5)；所述分离区内设有隔板(1-6)，该隔板与高级氧化池的内壁形成作为废水进入分离区的废水流道，分离区的出口处设有高级氧化池三相分离器(1-7)，分离区设有高级氧化池溢水堰(1-8)，高级氧化池溢水堰(1-8)连通高级氧化池出水管；分离区底部设置有高级氧化池沉淀物排放
阀(1-9)。
[0008] 进一步的，分离区底部设计成锥形结构，在锥形结构下部设置有高级氧化池沉淀物排放阀(1-9)；高级氧化池上部设有锥形上盖，高级氧化池锥形上
盖顶部设有高级氧化池集气管(1-10)，高级氧化池集气管(1-10)连通高级氧化池集气
泵(1-11)。
[0009] 进一步的，所述的臭氧气浮池(2)底部设置有臭氧曝气盘(2-1)，所述的臭氧曝气盘的上方设有臭氧气浮池布水管(2-2)，臭氧气浮池布水管连接臭氧气浮池进水管(2-3)，臭氧气浮池进水管(2-3)连通第二调节池出水管；所述的臭氧曝气盘(2-1)通过管道连接有臭氧气浮池外的臭氧
风机(2-4)，臭氧风机(2-4)通过管道连通臭氧发生器(2-5)；臭氧气浮池的出口上部设有臭氧气浮池溢水堰(2-6)，臭氧气浮池溢水堰(2-6)连通臭氧气浮池出水管。
[0010] 进一步的，臭氧气浮池上部设有锥形上盖，锥形上盖顶部设有臭氧气浮池集气管(2-7)，臭氧气浮池集气管(2-7)连通臭氧气浮池集气泵(2-8)。
[0011] 进一步的，所述厌氧池(3)包括通过折流板(3-1)分隔成的兼氧段(3-2)、缺氧段(3-3)和厌氧段(3-4)，所述兼氧段(3-2)首端设有用于供入废水的厌氧池进水管(3-5)，厌氧池进水管(3-5)连通臭氧气浮池出水管；兼氧段(3-2)末端与缺氧段(3-3)首端连通，缺氧段(3-3)末端与厌氧段(3-4)首端连通；所述缺氧段(3-3)和厌氧段(3-4)的进水一侧折流板的下部设置有45度的转
角，厌氧段(3-4)末端设有厌氧池三相分离器(3-6)和厌氧池溢水堰(3-7)，厌氧池溢水堰(3-7)连接厌氧池出水管；所述兼氧段、缺氧段和厌氧段内都设有厌氧池填料(3-11)。
[0012] 进一步的，所述兼氧段(3-2)、缺氧段(3-3)和厌氧段(3-4)底部设计成锥形结构，锥形结构连接厌氧池
污泥排放阀(3-8)；所述厌氧池的兼氧段、缺氧段和厌氧段设有上盖(3-9)，厌氧池的上盖(3-9)设计成圆锥形结构，圆锥形结构顶端设有甲烷集气管(3-10)。
[0013] 进一步的，所述好氧池(4)内中下部设置有好氧池进水管(4-1)，好氧池进水管(4-1)连通厌氧池出水管；所述好氧池进水管(4-1)下部设有布水三角锥(4-2)；所述布水三角锥(4-2)下部设有好氧池曝气调控器(4-3)，所述好氧池曝气调控器(4-3)包括好氧池曝气盘、好氧池鼓风机和溶解氧测量调控装置。
[0014] 进一步的，所述的好氧池曝气盘是均匀设置有微孔的微孔式曝气盘；所述好氧池曝气盘通过曝气管连接好氧池鼓风机，好氧池鼓风机设置在好氧池外；好氧池的上部、废水水面下设置氧气测量调控系统，所述氧气测量调控系统根据废水中的氧气含量调控好氧池鼓风机工作；所述好氧池进水管(4-1)上部内置有好氧池填料(4-4)；所述好氧池的底部设有好氧池污泥排放阀(4-5)，好氧池出口处布设有好氧池溢流堰(4-6)，好氧池溢流堰(4-6)连接好氧池出水管；好氧池上部设有锥形上盖，好氧池锥形上盖顶部设有好氧池集气管(4-7)，好氧池集气管连通好氧池集气泵(4-8)。
[0015] 为达到上述目的，本发明上述系统对纤维素乙醇废水处理的工艺，具体步骤如下：
[0016] ①纤维素乙醇废水进入第一调节池，调节纤维素乙醇废水的水质、水量和pH值；
[0017] ②废水通过第一调节池出水管和高级氧化池进水管进入高级氧化池，与来自药液添加计量器的过氧化氢、亚铁盐混合，利用高级氧化池搅拌器进行搅拌；过氧化氢与亚铁盐反应产生大量活泼的羟基自由基，废水中的污染物被氧化分解，氧化分解后的废水进入分离区，高级氧化池三相分离器实现固液分离，固体物在重
力的作用下下沉到分离区的下部，通过底部的高级氧化池沉淀物排放阀排出；废水通过高级氧化池溢水堰和高级氧化池出水管进入第二调节池进水管；
[0018] ③废水通过第二调节池进水管进入第二调节池，调节纤维素乙醇废水的pH值；
[0019] ④调节后的废水通过臭氧气浮池进水管进入臭氧气浮池，臭氧曝气盘产生大量细小气泡，把废水中的大分子的污染物氧
化成易于吸收和
吸附的小分子物质，氧化分解后的废水通过臭氧气浮池溢水堰、臭氧气浮池出水管进入厌氧池进水管；
[0020] ⑤废水通过厌氧池进水管进入厌氧池的下部；废水进入厌氧池后沿折流板上下前进，依次通过兼氧段、缺氧段和厌氧段的每个反应室的污泥床，反应池中的污泥随着废水的上下流动和沼气上升的作用而运动，折流板的阻挡作用和污泥自身的沉降作用又使污泥的流速降低，使污泥截留在反应池中，反应池中的
微生物与废水中的污染物充分
接触；兼氧段的兼性菌、缺氧段和厌氧段的异养菌将废水中的大分子污染物分解为小分子污染物，不溶性的污染物转化成可溶性污染物；厌氧反应后的废水在厌氧池三相分离器的作用下实现泥、水、甲烷气的分离；废水通过厌氧池溢水堰、厌氧池出水管进入好氧池进水管；
[0021] ⑥废水通过好氧池进水管进入好氧池的中下部，在布水三角锥的作用下均匀布水，好氧池曝气盘产生大量的微气泡，溶解氧测量调控装置调控好氧池鼓风机工作，使好氧池水中的氧气含量大于2mg/L；
活性污泥附着生长在好氧池填料表面，
生物膜直接受到上升气流的搅动，不断更新；在充足供氧条件下，好氧池填料表面的好氧微生物将废水中的污染物降解；好氧处理后的水通过好氧池溢流堰和好氧池出水管排出；
[0022] ⑦好氧池出水经过沉淀池进水管进入沉淀池，废水经沉淀池沉淀后达标排放或回用。
[0023] 本发明的有益效果是：本发明可有效处理有机浓度高、B/C低的纤维素乙醇废水，具有处理效果好，系统运行稳定等优点。
附图说明
[0024] 下面结合附图和
实施例对本发明进一步说明。
[0025] 图1是本发明实施例的高级氧化池的结构示意图。
[0026] 图1中：1.高级氧化池，1-1混合区，1-2.分离区，1-3.高级氧化池进水管，1-4.药液添加计量器，1-5.高级氧化池搅拌器，1-6.隔板，1-7.高级氧化池三相分离器，1-8.高级氧化池溢水堰，1-9.高级氧化池沉淀物排放阀，1-10.高级氧化池集气管，1-11.高级氧化池集气泵。
[0027] 图2是本发明实施例的臭氧气浮池的结构示意图。
[0028] 图2中：2.臭氧气浮池，2-1.臭氧曝气盘，2-2.臭氧气浮池布水管，2-3.臭氧气浮池进水管，2-4.臭氧风机，2-5.臭氧发生器，2-6.臭氧气浮池溢水堰，2-7.臭氧气浮池集气管，2-8.臭氧气浮池集气泵。
[0029] 图3是本发明实施例厌氧池的结构示意图。
[0030] 图3中：3.厌氧池，3-1.折流板，3-2.兼氧段，3-3.缺氧段，3-4.厌氧段，3-5.厌氧池进水管，3-6.厌氧池三相分离器，3-7.厌氧池溢水堰，3-8.厌氧池污泥排放阀，3-9.厌氧池上盖，3-10.甲烷集气管，3-11.厌氧池填料。
[0031] 图4是本发明实施例的好氧池的结构示意图。
[0032] 图4中：4.好氧池，4-1.好氧池进水管，4-2.布水三角锥，4-3.好氧池曝气调控器，4-4.好氧池填料，4-5.好氧池污泥排放阀，4-6.好氧池溢流堰，4-7.好氧池集气管，4-8.好氧池集气泵。
具体实施方式
[0034] 现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
[0035] 实施例
[0036] 如图1～图5所示，本发明的一种纤维素乙醇废水处理系统，包括第一调节池、高级氧化池1、第二调节池、臭氧气浮池2、厌氧池3、好氧池4和沉淀池，第一调节池、高级氧化池1、第二调节池、臭氧气浮池2、厌氧池3、好氧池4和沉淀池依次连通。
[0037] 所述的第一调节池包括第一调节池进水管和第一调节池出水管，用于调节纤维素乙醇废水的水质、水量和pH值。第一调节池设有上盖，为封闭式结构，防止臭气泄露。
[0038] 所述的高级氧化池1包括混合区1-1和分离区1-2，混合区底部设有高级氧化池进水管1-3，高级氧化池进水管1-3连通第一调节池出水管；混合区中上部设有用于添加过氧化氢、亚铁盐的药液添加计量器1-4，在混合区中下部设置有高级氧化池搅拌器1-5；所述分离区内设有隔板1-6，该隔板与高级氧化池的内壁形成作为废水进入分离区的废水流道，分离区的出口处设有高级氧化池三相分离器1-7，分离区的出口上部设有高级氧化池溢水堰1-8，高级氧化池溢水堰1-8连通高级氧化池出水管；分离区底部设计成锥形结构，在锥形结构下部设置有高级氧化池沉淀物排放阀1-9。高级氧化池上部设有锥形上盖，高级氧化池锥形上盖顶部设有高级氧化池集气管1-10，高级氧化池集气管1-10连通高级氧化池集气泵1-
11。
[0039] 所述的第二调节池包括第二调节池进水管、pH值测控器和第二调节池出水管，用于调节纤维素乙醇废水的pH值。第二调节池进水管连通高级氧化池出水管。第二调节池设有上盖，为封闭式结构，防止臭气泄露。
[0040] 所述的臭氧气浮池2底部设置有臭氧曝气盘2-1，所述的臭氧曝气盘的上方设有臭氧气浮池布水管2-2，臭氧气浮池布水管连接臭氧气浮池进水管2-3，臭氧气浮池进水管2-3连通第二调节池出水管；所述的臭氧曝气盘2-1通过管道连接有臭氧气浮池外的臭氧风机2-4，臭氧风机2-4通过管道连通臭氧发生器2-5；臭氧气浮池的出口上部设有臭氧气浮池溢水堰2-6，臭氧气浮池溢水堰2-6连通臭氧气浮池出水管；臭氧气浮池上部设有锥形上盖，锥形上盖顶部设有臭氧气浮池集气管2-7，臭氧气浮池集气管2-7连通臭氧气浮池集气泵2-8。
[0041] 所述厌氧池3包括通过折流板3-1分隔成的兼氧段3-2、缺氧段3-3和厌氧段3-4，所述兼氧段3-2首端设有用于供入废水的厌氧池进水管3-5，厌氧池进水管3-5连通臭氧气浮池出水管；兼氧段3-2末端与缺氧段3-3首端连通，缺氧段3-3末端与厌氧段3-4首端连通，所述缺氧段3-3和厌氧段3-4进水一侧折流板的下部设置有45度的转角，以避免水流进入时产生的冲击作用，从而起到缓冲水流和均匀布水的作用；厌氧段3-4末端设有厌氧池三相分离器3-6和厌氧池溢水堰3-7，厌氧池溢水堰3-7连接厌氧池出水管；所述兼氧段3-2、缺氧段3-3和厌氧段3-4底部设计成锥形结构，锥形结构连接厌氧池污泥排放阀3-8；所述厌氧池的兼氧段、缺氧段和厌氧段的上盖3-9设计成圆锥形结构，圆锥形结构顶端设有甲烷集气管3-
10；所述兼氧段、缺氧段和厌氧段内都设有厌氧池填料3-11。
[0042] 所述好氧池4内中下部设置有好氧池进水管4-1，好氧池进水管4-1连通厌氧池出水管；所述好氧池进水管4-1下部设有布水三角锥4-2；所述布水三角锥4-2下部设有好氧池曝气调控器4-3，所述好氧池曝气调控器4-3包括好氧池曝气盘、好氧池鼓风机和溶解氧测量调控装置；进一步，所述的好氧池曝气盘是均匀设置有微孔的微孔式曝气盘。所述好氧池曝气盘通过曝气管连接好氧池鼓风机，好氧池鼓风机设置在好氧池外；好氧池的上部、废水水面下设置氧气测量调控系统，所述氧气测量调控系统根据氧气含量调控鼓风机工作；所述好氧池进水管4-1上部内置有好氧池填料4-4；好氧池的底部设有好氧池污泥排放阀4-5，好氧池出口处布设有好氧池溢流堰4-6，好氧池溢流堰4-6连接好氧池出水管。好氧池上部设有锥形上盖，好氧池锥形上盖顶部设有好氧池集气管4-7，好氧池集气管连通好氧池集气泵4-8。
[0043] 好氧池出水管连接沉淀池进水管，废水经沉淀池沉淀后达标排放或回用。
[0044] 本发明上述系统对纤维素乙醇废水处理工艺，具体步骤如下：
[0045] ①纤维素乙醇废水通过第一调节池进水管进入第一调节池，调节纤维素乙醇废水的水质、水量和pH值。
[0046] ②然后废水通过第一调节池出水管和高级氧化池进水管1-3进入高级氧化池1，与来自药液添加计量器1-4的过氧化氢、亚铁盐混合，利用高级氧化池搅拌器1-5进行搅拌；过氧化氢与亚铁盐反应产生大量活泼的羟基自由基，废水中的污染物被氧化分解，氧化分解后的废水进入分离区1-2，高级氧化池三相分离器1-7实现固液分离，固体物在重力的作用下下沉到分离区的下部，通过底部的高级氧化池沉淀物排放阀1-9排出；废水通过高级氧化池溢水堰1-8和高级氧化池出水管进入第二调节池进水管。逸出水面的臭气通过高级氧化池集气管1-10和高级氧化池集气泵1-11进入废气处理系统。
[0047] ③纤维素乙醇废水通过第二调节池进水管进入第二调节池，调节纤维素乙醇废水的pH值为中性。
[0048] ④调节后的废水通过臭氧气浮池进水管2-3进入臭氧气浮池2，臭氧气浮池布水管2-2均匀布水，臭氧曝气盘2-1产生大量细小气泡，把废水中的大分子污染物氧化成易于吸收和吸附的小分子物质，氧化分解后的废水通过臭氧气浮池溢水堰2-6、臭氧气浮池出水管进入厌氧池进水管，废水中的臭气被吹出水面，通过臭氧气浮池集气管2-7，在臭氧气浮池集气泵2-8的作用下进入废气处理系统。废水中的浮渣被清除。
[0049] ⑤废水通过厌氧池进水管3-5进入厌氧池的下部；废水进入厌氧池后沿折流板上下前进，依次通过兼氧段3-2、缺氧段3-3和厌氧段3-4的每个反应室的污泥床，反应池中的污泥随着废水的上下流动和沼气上升的作用而运动，折流板的阻挡作用和污泥自身的沉降作用又使污泥的流速降低，因此大量的污泥都被截留在反应池中，反应池中的微生物与废水中的污染物充分接触。兼氧段3-2的兼性菌、缺氧段3-3和厌氧段3-4的异养菌将废水中的大分子污染物分解为小分子污染物，不溶性的污染物转化成可溶性污染物。厌氧反应后的废水在厌氧池三相分离器3-6的作用下实现泥、水、甲烷气的分离，污泥在重力的作用下下沉到厌氧段下部，多余的污泥通过底部的厌氧池污泥排放阀3-8排出。厌氧池产生的甲烷气通过反应池顶部的甲烷集气管3-10收集排放；废水通过厌氧池溢水堰3-7、厌氧池出水管进入好氧池进水管4-1。
[0050] ⑥废水通过好氧池进水管4-1进入好氧池的中下部，在布水三角锥4-2的作用下均匀布水，好氧池曝气盘产生大量的微气泡，溶解氧测量调控装置调控好氧池鼓风机工作，确保好氧池水中的氧气含量大于2mg/L；活性污泥附着生长在好氧池填料4-4表面，因生物膜受到上升气流的搅动，不断更新；在充足供氧条件下，好氧池填料4-4表面的好氧微生物将废水中的污染物进行降解；更新的生物膜在重力的作用下下沉到好氧池的下部，通过底部的好氧池污泥排放阀4-5排出；好氧处理后的水通过好氧池溢流堰4-6和好氧池出水管排出。逸出水面的气体通过好氧池集气管4-7和好氧池集气泵4-8进入废气处理系统。
[0051] ⑦好氧池出水经过沉淀池进水管进入沉淀池，废水经沉淀池沉淀后达标排放或回用。
[0052] ⑧高级氧化池1、厌氧池3、好氧池4和沉淀池产生的沉淀物或污泥，脱水后外运。
[0053] 以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及
修改。本项发明的技术性范围并不局限于
说明书上的内容，必须要根据
权利要求范围来确定其技术性范围。
