申请日2016.12.16
公开(公告)日2017.05.17
IPC分类号C02F9/14; C02F101/16; C02F101/32; C02F101/34
摘要
本发明公开了一种林化生产废水的处理方法，包括林化生产废水经陶瓷膜预处理，去除废水中大部分悬浮物SS、石油类;将预处理后的林化生产废水经调节池混合;采用铁碳微电解+Fenton氧化一体化工艺处理，再经絮凝反应池和斜管沉淀池处理，有效降低废水中COD含量;斜管沉淀池的出水进入用A/O+MBR工艺进行生化处理，深度去除废水中COD、BOD等。本发明具有工艺流程短、耐水质冲击负荷强、出水水质稳定等特点。
权利要求书
1.一种林化生产废水的处理方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1)将林化生产废水收集后送入陶瓷膜进行破乳及油水分离，以去除其中大部分悬浮物SS和石油类物质，获得清油和陶瓷膜清液，清油回用;上述陶瓷膜的孔径为30～100nm，操作压力为0.1～0.3MPa，温度为25～50℃，pH为1～2，陶瓷膜通量为300～400LMH，浓缩倍数15～35倍;
(2)将步骤(1)所得的陶瓷膜清液送入调节池混合并调节pH为2.5～3.5，得调节后液，以减轻后端工艺的水力和水质冲击负荷，其水力停留时间HRT为24～48h;
(3)将步骤(2)所得的调节后液进行铁碳微电解+Fenton氧化一体化处理，其HRT为2～5h，铁屑投加量为50～150g/L，Fe/C质量比为0.5～3∶1，双氧水投加量为20～60mL/L;
(4)将步骤(3)所得的出水调节pH至7～9后，依次经絮凝反应池和斜管沉淀池处理，得出水和污泥，污泥进行后处理，其中絮凝反应池内PAM投加量为5-13mg/L;斜管沉淀池表面负荷为0.5-0.6m3/m2·h;
(5)将步骤(4)所得的出水进行A/O+MBR生化处理，具体为依次经厌氧池、沉淀池、好氧池和MBR池处理，沉淀池所得污泥回流至厌氧池，MBR池所得污泥回流至好氧池，其中厌氧池为UASB反应池，MBR池采用浸没式PVDF中空纤维膜，该步骤的出水的COD小于300mg/L，BOD小于150mg/L，氨氮小于25mg/L。
2.如权利要求1所述的1所述的处理方法，其特征在于：所述斜管沉淀池中的斜管为PP材质。
3.如权利要求2所述的1所述的处理方法，其特征在于：所述斜管沉淀池中的斜管的规格为Φ50mm·0.5mm。
4.如权利要求1所述的1所述的处理方法，其特征在于：所述厌氧池中HRT为16～20h，表面负荷为0.25～0.35m3/m2.h，容积负荷为4.5～5.5kgCOD/(m3·d)，回流比为4∶1。
5.如权利要求1所述的1所述的处理方法，其特征在于：所述沉淀池中HRT为2～5h，表面负荷为1.60～2m3/(m2·d)。
6.如权利要求1所述的1所述的处理方法，其特征在于：所述好氧池中HRT为30～40h，曝气量为8～10m3/min，污泥沉降比15～20%。
7.如权利要求1所述的1所述的处理方法，其特征在于：所述MBR池的平均抽吸通量10～15LMH，抽吸压力10～50kPa，气水比10～15∶1。
说明书
一种林化生产废水的处理方法
技术领域
本发明属于废水处理技术领域，具体涉及一种林化生产废水的处理方法。
背景技术
松节油系列产品加工是林产业化学工工业中最重要的产品之一，松节油加工主要生产α-蒎烯、β-蒎烯、松油、松油醇以及其它萜类合成香料，在其生产过程中产生大量成分复杂的酸性高浓度废水，即所谓的林化生产废水，其中主要成分包括酚类物质、单宁酸、树脂酸、草酸及草酸盐、有机色素、乳化状松脂和松节油等。此类废水具有水质波动大、COD高、生化性极差、油水分离困难等特点。目前国内松节油加工企业多采用中和、絮凝吸附、生化工艺等常规处理工艺，方法比较单一，有一定的净化效果，距达标排放还有一定距离，如处理不当，将造成严重的环境污染。
林化生产废水处理中具有两大难点：
(1)油水分离：由于在松节油生产过程中添加了乳化剂，使油珠能够得以长期地稳定在水中，成为白色的乳化液。常用的破乳方法有盐析法、乳酸法、凝聚法、顶替法、高压电法、吸附法等。CN104973733 A采用凝聚法进行油水分离，其油质较差、粘厚、水分多、再生困难，增加后续处理成本。CN103566761A公开了一种陶瓷超滤膜用于处理林化生产中的乳化剂平平加的方法，用纳米陶瓷超滤膜去除林化生产过程中的乳化剂平平加，以防止排放的酸性废水中乳化剂平平加浓度太高而起泡严重，避免对污水处理系统的影响。该技术方案仅对林化生产废水中乳化剂的处理提出方案，并未对废水中各种污染物提出综合性的解决方案。
(2)可生化性差：松节油加工废水为淡黄色，具有刺激性松香气味，其B/C值约为0.1-0.15，可生化性差，属于难生化降解高浓度有机废水，通常采用多级物化和生化工艺提高其可生化性能。Fe/C微电解通过铁屑与活性炭之间形成的原电池的作用，以及Fe2+和[H]的还原作用，通过电化学反应，使废水中难降解的有机物断裂、开环，然后再加入H2O2，使微电解生产的Fe2+与H2O2形成Fenton体系，反应产生的强氧化性的·OH自由基使有机分子矿化分解，从而达到去除有机物的目的。Fe/C微电解和Fenton法已广泛应用于制浆造纸、燃料、电镀、日化、农药等废水处理工程中，具有较好的应用前景，但对于林化生产废水的处理效果仍然不甚理想。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术缺陷，提供一种林化生产废水的处理方法。
本发明的技术方案如下：
一种林化生产废水的处理方法，包括如下步骤：
(1)将林化生产废水收集后送入陶瓷膜进行破乳及油水分离，以去除其中大部分悬浮物SS和石油类物质，获得清油和陶瓷膜清液，清油回用;上述陶瓷膜的孔径为30～100nm，操作压力为0.1～0.3MPa，温度为25～50℃，pH为1～2，陶瓷膜通量为300～400LMH，浓缩倍数15～35倍;
(2)将步骤(1)所得的陶瓷膜清液送入调节池混合并调节pH为2.5～3.5，得调节后液，以减轻后端工艺的水力和水质冲击负荷，其水力停留时间HRT为24～48h;
(3)将步骤(2)所得的调节后液进行铁碳微电解+Fenton氧化一体化处理，其HRT为2～5h，铁屑投加量为50～150g/L，Fe/C质量比为0.5～3∶1，双氧水投加量为20～60mL/L;
(4)将步骤(3)所得的出水调节pH至7～9后，依次经絮凝反应池和斜管沉淀池处理，得出水和污泥，污泥进行后处理，其中絮凝反应池内PAM投加量为5-13mg/L;斜管沉淀池表面负荷为0.5-0.6m3/m2·h;
(5)将步骤(4)所得的出水进行A/O+MBR生化处理，具体为依次经厌氧池、沉淀池、好氧池和MBR池处理，沉淀池所得污泥回流至厌氧池，MBR池所得污泥回流至好氧池，其中厌氧池为UASB反应池，MBR池采用浸没式PVDF中空纤维膜，该步骤的出水的COD小于300mg/L，BOD小于150mg/L，氨氮小于25mg/L。
在本发明的一个优选实施方案中，所述斜管沉淀池中的斜管为PP材质。
进一步优选的，所述斜管沉淀池中的斜管的规格为Φ50mm·0.5mm。
在本发明的一个优选实施方案中，所述厌氧池中HRT为16～20h，表面负荷为0.25～0.35m3/m2·h，容积负荷为4.5～5.5kg COD/(m3·d)，回流比为4∶1。
在本发明的一个优选实施方案中，所述沉淀池中HRT为2～5h，表面负荷为1.60～2m3/(m2·d)。
在本发明的一个优选实施方案中，所述好氧池中HRT为30～40h，曝气量为8～10m3/min，污泥沉降比15～20%。
在本发明的一个优选实施方案中，所述MBR池的平均抽吸通量10～15LMH，抽吸压力10～50kPa，气水比10～15∶1。
本发明的有益效果：
1、本发明具有工艺流程短、耐水质冲击负荷强、出水水质稳定等特点。
2、本发明采用陶瓷膜系统破乳和油水分离破工艺流程短，采用催化氧化、厌氧生化及MBR相结合工艺，提高水体的可生化性，使其达到排放标准。
3、本发明中的陶瓷膜可维持高通量过滤，同时起到破乳、隔油、油水分离、悬浮物去除等多种作用，与常规工艺相比，省去气浮池、隔油池、和沉淀池，空间占地面积小，可实现自动控制。
4、本发明中的陶瓷膜运行无需添加化学药剂，水质适应性强，在破乳的同时去除林化废水中的大部分悬浮物SS，且其浓缩液经静置后，其浓缩浮油污染少，可回用至前段工艺适应水质波动大的环境，工艺相容性强。
5、本发明中的铁碳微电解+Fenton氧化一体化处理中，同时发生氧化还原、混凝沉淀等反应，有效降低废水中COD含量，提高污水的可生化性能。
6、本发明在生化反应池后进一步采用MBR工艺，进一步富集适合松节油生产废水降解的微生物种群，减少有益菌种的流失，提高污水的生化处理效率。
7、经此本发明处理后，出水可满足《污水排入城镇下水道水质标准》(CJ343-2010)最高允许排放浓度的C级标准，COD小于300mg/L，BOD小于150mg/L，氨氮小于25mg/L，对环境十分友好。
具体实施方式
以下通过具体实施方式对本发明的技术方案进行进一步的说明和描述。
实施例1
本实施例的林化生产废水为松节油生产废水，其主要成分包括单宁酸、酚类物质、树脂酸、草酸及草酸盐、有机色素、乳化状松脂和松节油等。生产废水水温为40℃，pH为1，CODcr为8000mg/L，BOD5为1000mg/L，氨氮20mg/L，石油类为100mg/L，挥发酚类为5mg/L，悬浮物SS为500mg/L。具体处理工艺如下：
(1)将林化生产废水收集后送入陶瓷膜进行破乳及油水分离，以去除其中大部分悬浮物SS和石油类物质，获得清油和陶瓷膜清液，清油回用;上述陶瓷膜的孔径为50nm，操作压力为0.2MPa，温度为25～50℃，pH为1，陶瓷膜通量为350LMH，浓缩倍数25倍;
(2)将步骤(1)所得的陶瓷膜清液送入调节池混合并调节pH为3.5，得调节后液，以减轻后端工艺的水力和水质冲击负荷，其水力停留时间HRT为24h;
(3)将步骤(2)所得的调节后液进行铁碳微电解+Fenton氧化一体化处理，其HRT为4h，铁屑投加量为50g/L，Fe/C质量比为2∶1，双氧水投加量为20mL/L;
(4)将步骤(3)所得的出水调节pH至7后，依次经絮凝反应池和斜管沉淀池处理，得出水和污泥，污泥进行后处理，其中絮凝反应池内PAM投加量为5mg/L;斜管沉淀池表面负荷为0.6m3/m2·h，斜管为PP材质，斜管规格为Φ50mm·0.5mm;
(5)将步骤(4)所得的出水进行A/O+MBR生化处理，具体为依次经厌氧池、沉淀池、好氧池和MBR池处理，沉淀池所得污泥回流至厌氧池，MBR池所得污泥回流至好氧池，其中厌氧池为UASB反应池，MBR池采用浸没式PVDF中空纤维膜，具体工艺如下：
厌氧池中HRT为16h，表面负荷为0.25m3/m2·h，容积负荷为5.5kgCOD/(m3·d)，回流比为4∶1。
沉淀池中HRT为3h，表面负荷为1.60m3/(m2·d)。
好氧池中HRT为30h，曝气量为10m3/min，污泥沉降比20%。
MBR池的平均抽吸通量15LMH，抽吸压力10～30kPa，气水比15∶1。
各步骤检测结果及最终结果如下表所示：
COD/ppmBOD/ppmSS/ppmNH3-N/ppm石油类/ppm原水8000100050020100陶瓷膜系统76001000100205催化氧化池52002000100205混凝沉淀池5200200020205UASB池210080015205好氧池45024015205MBR池2401201585出水2401201055总去除率/%97.0088.0098.0075.0095.00
实施例2
本实施例的林化生产废水为松节油和松油醇生产废水，其水温为40℃，pH为1.5，CODcr为23000mg/L，BOD5为2000mg/L，氨氮30mg/L，石油类为110mg/L，挥发酚类为5mg/L，悬浮物SS为400mg/L。具体处理工艺如下：
(1)将林化生产废水收集后送入陶瓷膜进行破乳及油水分离，以去除其中大部分悬浮物SS和石油类物质，获得清油和陶瓷膜清液，清油回用;上述陶瓷膜的孔径为50nm，操作压力为0.2MPa，温度为25～50℃，pH为1.5，陶瓷膜通量为300LMH，浓缩倍数30倍;
(2)将步骤(1)所得的陶瓷膜清液送入调节池混合并调节pH为3.5，得调节后液，以减轻后端工艺的水力和水质冲击负荷，其水力停留时间HRT为48h;
(3)将步骤(2)所得的调节后液进行铁碳微电解+Fenton氧化一体化处理，其HRT为4h，铁屑投加量为100g/L，Fe/C质量比为3∶1，双氧水投加量为60mL/L;
(4)将步骤(3)所得的出水调节pH至7后，依次经絮凝反应池和斜管沉淀池处理，得出水和污泥，污泥进行后处理，其中絮凝反应池内PAM投加量为13mg/L;斜管沉淀池表面负荷为0.6m3/m2·h，斜管为PP材质，斜管规格为中50mm·0.5mm;
(5)将步骤(4)所得的出水进行A/O+MBR生化处理，具体为依次经厌氧池、沉淀池、好氧池和MBR池处理，沉淀池所得污泥回流至厌氧池，MBR池所得污泥回流至好氧池，其中厌氧池为UASB反应池，MBR池采用浸没式PVDF中空纤维膜，具体工艺如下：
厌氧池中HRT为20h，表面负荷为0.25m3/m2·h，容积负荷为4.5kgCOD/(m3·d)，回流比为4∶1。
沉淀池中HRT为3h，表面负荷为2m3/(m2·d)。
好氧池中HRT为36h，曝气量为10m3/min，污泥沉降比20%。
MBR池的平均抽吸通量12LMH，抽吸压力10～30kPa，气水比15∶1。
各步骤检测结果及最终结果如下表所示：
本领域普通技术人员可知，本发明的技术方案在下述范围内变化时，仍然能够得到与上述实施例相同或相近的技术效果，仍然属于本发明的保护范围：
(1)将林化生产废水收集后送入陶瓷膜进行破乳及油水分离，以去除其中大部分悬浮物SS和石油类物质，获得清油和陶瓷膜清液，清油回用;上述陶瓷膜的孔径为30～100nm，操作压力为0.1～0.3MPa，温度为25～50℃，pH为1～2，陶瓷膜通量为300～400LMH，浓缩倍数15～35倍;
(2)将步骤(1)所得的陶瓷膜清液送入调节池混合并调节pH为2.5～3.5，得调节后液，以减轻后端工艺的水力和水质冲击负荷，其水力停留时间HRT为24～48h;
(3)将步骤(2)所得的调节后液进行铁碳微电解+Fenton氧化一体化处理，其HRT为2～5h，铁屑投加量为50～150g/L，Fe/C质量比为0.5～3∶1，双氧水投加量为20～60mL/L;
(4)将步骤(3)所得的出水调节pH至7～9后，依次经絮凝反应池和斜管沉淀池处理，得出水和污泥，污泥进行后处理，其中絮凝反应池内PAM投加量为5-13mg/L;斜管沉淀池表面负荷为0.5-0.6m3/m2·h;
(5)将步骤(4)所得的出水进行A/O+MBR生化处理，具体为依次经厌氧池、沉淀池、好氧池和MBR池处理，沉淀池所得污泥回流至厌氧池，MBR池所得污泥回流至好氧池，其中厌氧池为UASB反应池，MBR池采用浸没式PVDF中空纤维膜，具体工艺如下：
厌氧池中HRT为16～20h，表面负荷为0.25～0.35m3/m2·h，容积负荷为4.5～5.5kgCOD/(m3·d)，回流比为4∶1。
沉淀池中HRT为2～5h，表面负荷为1.60～2m3/(m2·d)。
好氧池中HRT为30～40h，曝气量为8～10m3/min，污泥沉降比15～20%。
MBR池的平均抽吸通量10～15LMH，抽吸压力10～50kPa，气水比10～15∶1。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，故不能依此限定本发明实施的范围，即依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖的范围内。
