申请日2010.03.24
公开(公告)日2010.08.11
IPC分类号C02F9/14; C02F101/16; C02F1/52; C02F3/12
摘要
一种难降解有机工业废水的深度处理方法，它涉及一种工业废水的处理方法。它解决了现有废水深度处理工艺存在不适用于工业废水，运行成本高，有机物去除效果不理想，废水难以实现达标排放的问题。方法：一、经过生化处理的难降解有机工业废水通入到含有生物载体的生物脱氨池中进行曝气;二、经生物脱氨池流出的水进入沉淀池，同时投加复合混凝剂并搅拌;三、沉淀池中上清液流出进入曝气生物滤池中曝气，出水排放后即完成。本发明适用于工业废水，运行成本低，可有效降低难降解有机工业废水经生物处理工艺后所残留的COD、氨氮以及悬浮固体，使得难生物降解废水满足排放标准，进而实现回用，达到废水的零排放目标。
权利要求书
1.一种难降解有机工业废水的深度处理方法，其特征在于难降解有机工业废水的深度处理方法按以下步骤实现：一、将经过厌氧-好氧生化处理的难降解有机工业废水通入到含有生物载体的生物脱氨池中，在生物脱氨池底部进行曝气，使得溶解氧浓度为4～8mg/L，水力停留时间为8～12h;二、经生物脱氨池流出的水进入沉淀池，同时从沉淀池进水端投加复合混凝剂并搅拌，水力停留时间为4～6min;三、沉淀池中上清液流出进入曝气生物滤池，曝气量为100～150L/h，水力停留时间为4～6h，出水排放，即完成难降解有机工业废水的深度处理;其中步骤一中生物载体的投加量为生物脱氨池有效体积的20%～50%;步骤二中复合混凝剂为铁铝复合药剂，投加率为1%～10%(质量);步骤三中曝气生物滤池中放有填料，填料为生物陶粒，填料投加量为曝气生物滤池有效体积的20%～40%。
2.根据权利要求1所述的一种难降解有机工业废水的深度处理方法，其特征在于步骤一生物载体中有生物膜，生物膜的产生是生物脱氨池初次运行投加活性污泥，使得活性污泥在反应器内的浓度为2～3g/L，经运行15～20天后在生物载体的内表面形成生物膜，同时生物脱氨池中的悬浮活性污泥的质量浓度降到0.5～0.8g/L。
3.根据权利要求2所述的一种难降解有机工业废水的深度处理方法，其特征在于步骤一中活性污泥来自实际生化处理的工业废水处理工程中的活性污泥工艺。
4.根据权利要求1所述的一种难降解有机工业废水的深度处理方法，其特征在于步骤一中生物载体的材料为纤维素、聚亚氨酯、聚乙烯、改性聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的一种难降解有机工业废水的深度处理方法，其特征在于步骤一中在生物脱氨池底部进行曝气，使得溶解氧浓度为5～7mg/L，水力停留时间为9～11h。
6.根据权利要求1所述的一种难降解有机工业废水的深度处理方法，其特征在于步骤一中在生物脱氨池底部进行曝气，使得溶解氧浓度为6mg/L，水力停留时间为10h。
7.根据权利要求1所述的一种难降解有机工业废水的深度处理方法，其特征在于步骤一中生物载体的投加量为生物脱氨池有效体积的40%。
8.根据权利要求1所述的一种难降解有机工业废水的深度处理方法，其特征在于步骤二中从沉淀池进水端投加复合混凝剂并搅拌，水力停留时间为5min。
9.根据权利要求1所述的一种难降解有机工业废水的深度处理方法，其特征在于步骤三中沉淀池中上清液流出进入曝气生物滤池，曝气量为120L/h，水力停留时间为5h。
10.根据权利要求1所述的一种难降解有机工业废水的深度处理方法，其特征在于步骤三中曝气生物滤池中放有填料，填料为生物陶粒，填料投加量为曝气生物滤池有效体积的30%。
说明书
一种难降解有机工业废水的深度处理方法
技术领域
本发明涉及一种工业废水的处理方法。
背景技术
随着工业的不断发展，各个工业门类越来越细化，所产生的工业废水也多种多样，有机工业废水中污染物成分复杂，多为有毒有害物质，如不经过妥善处理排入水体将会对环境产生很大的危害。大部分有机工业废水中含有难生物降解物质，同时含有能够引起水体富营养化的营养物质(如氨氮等)，采用常规生物处理工艺水体中仍然残留的COD、氨氮以及悬浮固体，不能满足排放要求，因此需增设深度处理工艺。
目前，常用的废水深度处理工艺主要有：活性炭吸附工艺，活性碳吸附工艺用于废水的深度处理，效果好，出水污染物均能达到国家排放标准，但由于装置运行费用高，活性炭再生难度大，因此在实际废水深度处理中尚未得到推广使用。膜分离技术，该工艺利用膜的选择透过性使得水中的污染物与水分离，实现废水深度净化的目的，膜分离技术具有很好的处理效果，出水满足排放标准，但由于膜的孔径比较小，当废水中的污染物浓度过高时，会造成膜堵塞现象，缩短膜的清洗周期，进而缩短膜的使用寿命增加运行成本，因此膜过滤技术通常被用于较清洁废水的回用处理过程中，不适用于工业废水。采用单一的曝气生物滤池工艺虽具有很好的有机物和氨氮降解能力，但其对于废水中难生物降解的有机物去除效果亦不理想，废水难以实现达标排放。
发明内容
本发明目的是为了现有废水深度处理工艺存在不适用于工业废水，运行成本高，有机物去除效果不理想，废水难以实现达标排放的问题，而提供一种难降解有机工业废水的深度处理方法。
难降解有机工业废水的深度处理方法按以下步骤实现：一、将经过生化处理的难降解有机工业废水通入到含有生物载体的生物脱氨池中，在生物脱氨池底部进行曝气，使得溶解氧浓度为4～8mg/L，水力停留时间为8～12h;二、经生物脱氨池流出的水进入沉淀池，同时从沉淀池进水端投加复合混凝剂并搅拌，水力停留时间为4～6min;三、沉淀池中上清液流出进入曝气生物滤池，曝气量为100～150L/h，水力停留时间为4～6h，出水排放，即完成难降解有机工业废水的深度处理;其中步骤一中生物载体的投加量为生物脱氨池有效体积的20%～50%;步骤二中复合混凝剂为铁铝复合药剂，投加率为1%～10%(质量);步骤三中曝气生物滤池中放有填料，填料为生物陶粒，填料投加量为曝气生物滤池有效体积的20%～40%。
本发明采用生物脱氨处理工艺，具有良好的氨氮去除效果，生物脱氨池内所添加的生物载体为中空结构，并且有十字支撑骨架，生物膜生长于生物载体的内表面，避免由于水力剪切以及载体间的互相碰撞而引起生物膜脱落，具有很好的生物膜保护功效，硝化细菌生长在固定载体上，因此不易受废水中有毒、有害物质以及废水水质改变影响，也不会因为水质水量的波动而随水流出，具有稳定、高效的硝化效果，可以去除废水中残存的氨氮，保证废水的达标排放;本发明生物脱氨工艺无需补充污泥，无需污泥回流，基本上没有剩余污泥产生，节约污泥用量，减少排放，降低运行成本。
本发明采用复合混凝剂可以达到去除COD和脱色的双重功效，投加量小，同时可以不用增设脱色工艺，降低了基建和运行成本。本发明采用曝气生物滤池作为沉淀后处理单元，可以有效地去除水中的悬浮固体，同时可以消除过量复合混凝剂对于出水水质的影响，因此可以稳定、高效地实现难生物降解废水的达标排放。
本发明适用于工业废水，运行成本低，可有效降低难降解有机工业废水经生物处理工艺后所残留的COD、氨氮以及悬浮固体，使得难生物降解废水满足排放标准，进而实现回用，达到废水的零排放目标，从源头上消除工业废水对于生态环境系统的危害，实现经济效益和环境效益的双赢。
具体实施方式
具体实施方式一：本实施方式难降解有机工业废水的深度处理方法按以下步骤实现：一、将经过厌氧-好氧生化处理的难降解有机工业废水通入到含有生物载体的生物脱氨池中，在生物脱氨池底部进行曝气，使得溶解氧浓度为4～8mg/L，水力停留时间为8～12h;二、经生物脱氨池流出的水进入沉淀池，同时从沉淀池进水端投加复合混凝剂并搅拌，水力停留时间为4～6min;三、沉淀池中上清液流出进入曝气生物滤池，曝气量为100～150L/h，水力停留时间为4～6h，出水排放，即完成难降解有机工业废水的深度处理;其中步骤一中生物载体的投加量为生物脱氨池有效体积的20%～50%;步骤二中复合混凝剂为铁铝复合药剂，投加率为1%～10%(质量);步骤三中曝气生物滤池中放有填料，填料为生物陶粒，填料投加量为曝气生物滤池有效体积的20%～40%。
本实施方式步骤一中生物载体外观为圆柱形，直径和高度均为2cm，内部具有十字支撑结构，生物膜主要生长于生物载体的内表面;生物载体密度约为0.98g/cm3，比表面积为1200m2/m3，可在水中保持悬浮状态，依靠底部曝气系统的气动作用即可在生物脱氨池中流化，具有很好的传质效果。
本实施方式步骤一中溶解氧浓度为4～8mg/L，可使硝化菌具有较高的活性。
本实施方式步骤一为生物脱氨处理工艺，无需补充污泥，无需污泥回流，基本上没有剩余污泥产生，硝化稳定性高;同时，废水经过前段生化处理以后，其中对于硝化作用有抑制的物质大部分被降解，因此，本实施方式中的生物脱氨处理工艺受到有毒有害物质的影响很小，可以保持很高的硝化稳定性和氨氮去除效果。
本实施方式步骤二中复合混凝剂为铁铝复合药剂，为市场购买得到。
本实施方式步骤三中曝气生物滤池的承托层为鹅卵石;曝气生物滤池采用下向流进水，废水可以依靠重力作用流入到曝气生物滤池中，减少了由于水位提升而带来的运行费用。
本实施方式步骤三曝气生物滤池中流入的废水几乎不含有可生物降解的成分，但废水中的微小悬浮固体不能通过沉淀池的沉淀作用被去除，因此在曝气生物滤池中可以通过机械过滤作用去除微小悬浮固体;同时，由于沉淀池中的复合混凝剂属于高分子有机物，过量的复合混凝剂会引起出水水质的恶化，因此，曝气生物滤池还兼有生物降解作用。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤一生物载体中有生物膜，生物膜的产生是生物脱氨池初次运行投加活性污泥，使得活性污泥在反应器内的浓度为2～3g/L，经运行15～20天后在生物载体的内表面形成生物膜，同时生物脱氨池中的悬浮活性污泥的质量浓度降到0.5～0.8g/L。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。
本实施方式步骤一中生物载体的内表面形成生物膜是由微生物逐步富集而成，起到的主要作用是降解废水中污染物，能够同时完成有机物去除和氨氮转化，同时具有部分脱氮效果。
本实施方式步骤一中生物载体的内表面形成生物膜是多种微生物及其胞外物质的聚合体，具有极强的稳定性和处理能力，可以忍受废水水质的较大改变;因此，生物载体上形成生物膜，该处理工艺即可达到平稳高效的处理能力。由于硝化细菌与异养菌在竞争机制上处于劣势地位，因此，硝化细菌通常会生长于生物膜的内部，这一构造虽然会对传质产生一定的影响，但其具有更大的优点，能够避免硝化细菌受到废水水质的影响随水流出，因此该处理工艺能够保持较高的脱氨效果。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式二不同的是步骤一中活性污泥来自实际生化处理的工业废水处理工程中的活性污泥工艺。其它步骤及参数与具体实施方式二相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤一中生物载体的材料为纤维素、聚亚氨酯、聚乙烯、改性聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯中的一种或几种。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤一中在生物脱氨池底部进行曝气，使得溶解氧浓度为5～7mg/L，水力停留时间为9～11h。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤一中在生物脱氨池底部进行曝气，使得溶解氧浓度为6mg/L，水力停留时间为10h。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤一中生物载体的投加量为生物脱氨池有效体积的40%。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤二中沉淀池采用平流式斜管沉淀池。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。
本实施方式中的沉淀池具有较高的泥水分离效果，废水中的絮体依靠重力作用与水分离，堆积到沉淀池底部，采用刮吸泥机将池底的絮体污泥抽出;废水由沉淀池表面汇入到排水渠流入到下一级工艺。
具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤二中从沉淀池进水端投加复合混凝剂并搅拌，水力停留时间为5min。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。
具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤三中沉淀池中上清液流出进入曝气生物滤池，曝气量为120L/h，水力停留时间为5h。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。
具体实施方式十一：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤三中曝气生物滤池中放有填料，填料为生物陶粒，填料投加量为曝气生物滤池有效体积的30%。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。
具体实施方式十二：本实施方式难降解有机工业废水的深度处理方法按以下步骤实现：一、将经过厌氧-缺氧生化处理的难降解有机工业废水通入到含有生物载体的生物脱氨池中，在生物脱氨池底部进行曝气，使得溶解氧浓度为6mg/L，水力停留时间为10h;二、经生物脱氨池流出的水进入沉淀池，同时从沉淀池进水端投加复合混凝剂并搅拌，水力停留时间为5min;三、沉淀池中上清液流出进入曝气生物滤池，曝气量为130L/h，水力停留时间为6h，出水排放，即完成难降解有机工业废水的深度处理;其中步骤一中生物载体的投加量为生物脱氨池有效体积的40%;步骤二中复合混凝剂为铁铝复合药剂，投加率为5%(质量);步骤三中曝气生物滤池中放有填料，填料为生物陶粒，填料投加量为曝气生物滤池有效体积的35%。
本实施方式中难降解有机工业废水来自中煤龙化哈尔滨煤化工有限公司;生物载体材料为改性聚乙烯，尺寸为10mm×10mm×10mm。
本实施方式处理实际难降解有机工业废水，经生化处理后的出水COD浓度为150～250mg/L，氨氮浓度为20～40mg/L，pH值为6.0～7.5;废水经过本实施方式深度处理后，出水水质达到中华人民共和国《废水综合排放标准》(GB8978-1996)中的一级标准：COD≤100mg/L，BOD≤30mg/L，总酚≤10mg/L，挥发酚≤0.5mg/L，NH3-N≤15mg/L，石油类≤10mg/L，pH为6～9。
