申请日2012.07.23
公开(公告)日2012.10.24
IPC分类号C02F9/14; C02F1/72; C02F3/28
摘要
本发明属于废水处理技术领域，涉及一种对含有碳、氮和硫废水进行清除处理的工艺方法，特别是一种去除废水中碳氮硫的方法，包括氧化处理、中和沉淀、硫酸盐还原、产甲烷和序批式反应器深度处理五个工艺步骤，先在废水中加亚铁盐和双氧水混合后氧化还原得一级出水，再加碱混凝沉淀除去有机物得二级出水，然后引入两相厌氧工艺，进行硫酸盐还原处理后再进行产甲烷处理，获得能源甲烷原料，并得四级出水;最后采用序批式反应器对四级出水进行深度处理，按好氧和缺氧两个工序处理后得清化出水;实用性强，操作安全稳定，处理效果好，其化学需氧量、氨氮和硫酸盐的去除率高达95%以上，出水水质达标。
权利要求书
1.一种去除废水中碳氮硫的方法，其特征在于包括氧化处理、 中和沉淀、硫酸盐还原、产甲烷和序批式反应器深度处理五个步骤：
(1)氧化处理：先向待处理的废水中投加亚铁盐和双氧水，在 搅拌机的搅拌作用下，使废水与亚铁盐和双氧水充分混合均匀，发生 氧化还原反应，使废水中的大分子物质被氧化为小分子物质，毒性物 质被转化为非毒性物质，废水的化学需氧量降低，可生化性提高，氧 化处理后得到一级出水;所述氧化处理过程的pH值为2-5，水力停 留时间为1-50分钟，搅拌机的转速为50-200转/分钟;
(2)中和沉淀：再向一级出水中投加适量的碱，调节pH值为 中性，废水中的铁盐和亚铁盐作为混凝剂通过混凝沉淀作用进一步去 除废水中的有机污染物，降低化学需氧量，中和沉淀处理后得二级出 水;所述中和沉淀的水力停留时间为15-50分钟，所用的碱为氢氧化 钠、氢氧化钾、氢氧化钙和氧化钙中的一种或两种以上;
(3)硫酸盐还原：将二级出水引入两相厌氧工艺中的硫酸盐还 原相，硫酸盐还原菌以有机物作为电子供体而以硫酸盐作为电子受 体，在去除部分有机物的同时将硫酸盐还原为硫化氢;再通过微孔曝 气装置向反应器内充氮气，将所产生的硫化氢吹脱去除，解除其对微 生物的抑制与毒害，使废水中的污染物与微生物充分混合均匀，硫酸 盐还原处理后得到三级出水;所述硫酸盐还原相所用的反应器为厌氧 滤池、升流式厌氧污泥床、膨胀颗粒污泥床、内循环反应器和厌氧折 流板反应器中的一种;硫酸盐还原的微生物为市售产品，包括脱硫弧 菌、脱硫微菌、脱硫球茎菌、脱硫杆菌、脱硫球菌、脱硫八叠菌 和脱硫线菌中的一种或两种以上;硫酸盐还原相中的水力停留时间为 8-20小时;
(4)产甲烷：将三级出水引入两相厌氧工艺中的产甲烷相，产 甲烷菌将乙酸底物转化为甲烷，降低废水中的化学需氧量，并且回收 得到的甲烷气体作为能源，产甲烷处理后得到四级出水;所述产甲烷 相所用的反应器为厌氧滤池、升流式厌氧污泥床、膨胀颗粒污泥床、 内循环反应器、厌氧折流板反应器中的一种;所述产甲烷的微生物为 市售产品，包括甲烷鬃菌、甲烷微菌、甲烷杆菌、甲烷球菌、甲烷 粒菌和甲烷八叠球菌中的一种或两种以上;所述产甲烷相中的水力停 留时间为10-50小时;
(5)序批式反应器深度处理：将四级出水引入序批式反应器处 理装置，反应过程分为好氧和缺氧两个工序，在好氧工序，废水中剩 余的有机物被去除，氨氮通过硝化作用被转化为硝态氮;在缺氧工序， 硝态氮通过反硝化作用被还原为氮气排出反应器，达到脱氮效果，经 序批式反应器深度处理处理后得到达标的五级出水;所述序批式反应 器深度处理的水力停留时间为10-20小时，其中，好氧工序的水力停 留时间为5-10小时，缺氧工序的水力停留时间为5-10小时。
说明书
一种去除废水中碳氮硫的方法
技术领域：
本发明属于废水处理技术领域，涉及一种对含有碳、氮和硫废水 进行清除处理的工艺方法，特别是一种去除废水中碳氮硫的方法。
背景技术：
目前，在工农业生产的许多行业如石油化工行业、造纸行业、制 革行业、制药行业等所排放的废水中普遍含有大量难以进行生物降解 的有机物、氨氮以及硫酸盐等，这些废水均具有毒性强、浓度高和可 生化性差的特点，是工业废水处理中的难点和重点。针对这些废水处 理所采用的方法主要有稀释、焚烧、湿式催化氧化、气浮、吸附、混 凝沉淀、生化和膜技术等。现有的这些处理方法普遍存在着处理效果 不理想、运行稳定性差等缺点;有的则需要投加大量的化学药剂，运 行过程中能耗亦高，导致废水处理的成本较高;有的还会产生大量的 污泥，造成二次污染。此外，由于大量硫酸盐的存在，所产生的硫化 氢会对微生物的活性造成抑制，而硫酸盐还原菌还会因为与产甲烷菌 对底物的竞争而造成对产甲烷菌的抑制，这些问题的存在导致现有的 废水处理技术效果普遍不够理想，有的还会造成对生态环境的二次污 染。中国专利号为201110080532.7公开了一种含硫含酚废水处理方 法及处理装置;中国专利号为02100855.8公开了一种高含硫、含氨、 含酚废水综合脱硫、脱氨、脱酚的方法;中国专利号为200910213798.7 公开了一种同时脱硫、脱氮、脱色的废水生物处理方法;对上述公开 的技术方案进行分析可知，现有技术的处理方法和装置还存在着不易 同步去除废水中的碳、氮和硫，处理成本和能耗较高，处理效果不易 达标，各操作单元间耦合作用差等缺点。
发明内容：
本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，针对同时含有碳、 氮和硫的废水，寻求设计提供一种能够同步去除碳、氮和硫的废水处 理方法，其工艺过程处理效率高、成本低，具有良好的应用前景。
为了实现上述目的，本发明包括氧化处理、中和沉淀、硫酸盐还 原、产甲烷和序批式反应器深度处理五个步骤：
(1)氧化处理：先向待处理的废水中投加亚铁盐和双氧水，在 搅拌机的搅拌作用下，使废水与亚铁盐和双氧水充分混合均匀，发生 氧化还原反应，使废水中的大分子物质被氧化为小分子物质，毒性物 质被转化为非毒性物质，废水的化学需氧量(COD)降低，可生化性 提高，氧化处理后得到一级出水;所述氧化处理过程的pH值为2-5， 水力停留时间为1-50分钟，搅拌机的转速为50-200转/分钟;
(2)中和沉淀：再向一级出水中投加适量的碱，调节pH值为 中性，废水中的铁盐和亚铁盐作为混凝剂通过混凝沉淀作用进一步去 除废水中的有机污染物，降低化学需氧量(COD)，中和沉淀处理后 得二级出水;所述中和沉淀的水力停留时间为15-50分钟，所用的碱 为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙和氧化钙中的一种或两种以上;
(3)硫酸盐还原：将二级出水引入两相厌氧工艺中的硫酸盐还 原相，硫酸盐还原菌以有机物作为电子供体而以硫酸盐作为电子受 体，在去除部分有机物的同时将硫酸盐还原为硫化氢;再通过微孔曝 气装置向反应器内充氮气，将所产生的硫化氢吹脱去除，解除其对微 生物的抑制与毒害，使废水中的污染物与微生物充分混合均匀，硫酸 盐还原处理后得到三级出水;所述硫酸盐还原相所用的反应器为厌氧 滤池(AF)、升流式厌氧污泥床(UASB)、膨胀颗粒污泥床(EGSB)、 内循环反应器(IC)和厌氧折流板反应器(ABR)中的一种;硫酸盐 还原的微生物为市售产品，包括脱硫弧菌(Desulfovibrio)、脱硫微 菌(Desulfomicrobium)、脱硫球茎菌(Desulfobulbus)、脱硫杆菌 (Desulfobacter)、脱硫球菌(Desulfococcus)、脱硫八叠菌 (Desulfosarcina)和脱硫线菌(Desulfonema)中的一种或两种以上; 硫酸盐还原相中的水力停留时间为8-20小时;
(4)产甲烷：将三级出水引入两相厌氧工艺中的产甲烷相，产 甲烷菌将乙酸底物转化为甲烷，降低废水中的化学需氧量(COD)， 并且回收得到的甲烷气体作为能源，产甲烷处理后得到四级出水;所 述产甲烷相所用的反应器为厌氧滤池(AF)、升流式厌氧污泥床 (UASB)、膨胀颗粒污泥床(EGSB)、内循环反应器(IC)、厌氧折 流板反应器(ABR)中的一种;所述产甲烷的微生物为市售产品，包 括甲烷鬃菌(Methanosaeta)、甲烷微菌(Methanomicrobiales)、甲烷 杆菌(Methanobacteriales)、甲烷球菌(Methanococcales)、甲烷粒 菌(Methanocorpusculum)和甲烷八叠球菌(Methanosarcinales)中 的一种或两种以上;所述产甲烷相中的水力停留时间为10-50小时;
(5)序批式反应器(SBR)深度处理：将四级出水引入序批式 反应器(SBR)处理装置，反应过程分为好氧和缺氧两个工序，在好 氧工序，废水中剩余的有机物被去除，氨氮通过硝化作用被转化为硝 态氮;在缺氧工序，硝态氮通过反硝化作用被还原为氮气排出反应器， 达到脱氮效果，经序批式反应器(SBR)深度处理处理后得到达标的 五级出水;所述序批式反应器(SBR)深度处理的水力停留时间为 10-20小时h，其中，好氧工序的水力停留时间为5-10小时，缺氧工 序的水力停留时间为5-10小时。
本发明采用Fenton氧化预处理技术将废水中的有机物矿化，并 且将大分子物质分解为小分子物质，提高了废水的可生化性，通过硫 酸盐还原相中丰富的硫酸盐还原菌在将硫酸盐去除的同时又进一步 降解了废水中的有机物，而在产甲烷相中，大量的产甲烷菌在继续降 解有机物的同时释放出甲烷，在具有环境效益的同时还具有一定的经 济效益，通过序批式反应器(SBR)深度处理将废水中的氮脱除;与 现有技术相比，实用性强，操作安全稳定，处理效果好，其化学需氧 量COD、氨氮和硫酸盐的去除率高达95%以上，出水水质达标。
