申请日2016.08.02
公开(公告)日2016.12.21
IPC分类号C02F9/14; C02F101/30; C02F101/12
摘要
本发明涉及水处理领域，公开了一种高氯盐含量分散染料废水的处理方法，方法包括：1)将废水经过多元催化氧化预处理把关系统进行处理，多元催化氧化预处理把关系统包括依次连接的1级微电解系统，2级微电解系统和催化氧化系统;2)将废水经过超磁分离设备对污染物进行进一步去除;3)将废水转移至A/O多级生物增浓系统中进行生化处理，所述A/O多级生物增浓系统包括依次连接的兼氧池、好氧池和沉淀池;4)将废水转移至保安氧化池;5)将废水转移至清水池，进行排放。本发明通过多种预处理手段和生物增浓工艺，实现对高氯盐含量分散染料废水的稳定达标处理。
权利要求书
1.一种高氯盐含量分散染料废水的处理方法，其特征在于：所述高氯盐分散染料废水中氯盐含量在10000-25000mg/L，COD=1000-4000mg/L，所述方法包括以下步骤：
1)将废水调节池中的高氯盐含量分散染料废水经过多元催化氧化预处理把关系统进行处理，所述多元催化氧化预处理把关系统包括依次连接的1级微电解系统，2级微电解系统和催化氧化系统;所述催化氧化系统中填充有氧化反应催化剂;
2)将多元催化氧化预处理把关系统处理后的废水经过超磁分离设备对污染物进行进一步去除;
3)将超磁分离后的废水转移至A/O多级生物增浓系统中进行生化处理，所述A/O多级生物增浓系统包括依次连接的兼氧池、好氧池和沉淀池，所述兼氧池设置1-2级，所述好氧池设置2-5级;
4)将沉淀池的废水转移至保安氧化池，确保高氯盐含量分散染料废水达标排放;
5)最后将废水转移至清水池，进行排放。
2.如权利要求1所述的一种高氯盐含量分散染料废水的处理方法，其特征在于，所述1级微电解系统和2级微电解系统中设有微电解反应器，所述微电解反应器的填料为多元微电解填料，所述多元微电解填料由活性炭、活性铁粉、致孔剂和粘结剂烧结而成，其中铁碳质量比为1-2:1，所述致孔剂的用量为5-10wt%，所述粘结剂的用量为10-12wt%，填料粒径为2-5cm，填料孔径为微米级，填料上负载有填料质量3-5wt%的金属氧化物催化剂，填料填充比为50-70%;每级微电解系统水力停留时间在1-2h，微电解系统反应pH维持在2.5-4.0。
3.如权利要求2所述的一种高氯盐含量分散染料废水的处理方法，其特征在于，所述金属氧化物催化剂为CuO、MnO2或Al2O3，所述致孔剂为碳酸钙或聚乙二醇。
4.如权利要求1-3任一所述的一种高氯盐含量分散染料废水的处理方法，其特征在于，所述催化氧化系统反应pH维持在3-4，停留时间1-2h，催化氧化反应中双氧水投加量为1-2‰，所述催化剂为复合丝光沸石，催化剂投加量为10-50g/L。
5.如权利要求1-3任一所述的一种高氯盐含量分散染料废水 的处理方法，其特征在于，所述超磁分离设备的材料为双相不锈钢防腐材料，超磁分离停留时间为20-60分钟;多元催化氧化预处理把关系统出水后调节pH至8.0-8.5，并投加废水质量0.1-0.2‰的混凝剂PAC和废水质量0.005-0.01‰的絮凝剂PAM，至出现大颗粒矾花后进入超磁分离设备，与磁种结合形成微磁絮团，絮团在磁场作用下与废水分离后进入磁分离磁鼓回收磁种，后循环使用，废水则进入A/O多级生物增浓系统进行再处理。
6.如权利要求1-3任一所述的一种高氯盐含量分散染料废水的处理方法，其特征在于，所述兼氧池水力停留时间为8-15h，池内污泥浓度为3-6g/L，溶解氧浓度维持在0.5-1.5mg/L。
7.如权利要求1-3任一所述的一种高氯盐含量分散染料废水的处理方法，其特征在于，所述好氧池采用生物增浓工艺，停留时间36-48h，好氧池中填充有高密度生物增浓填料;填料填充比为40-60%，经增浓培养后，好氧池内总污泥浓度MLSS达6g/L以上，溶解氧浓度2.5mg/L以上。
8.如权利要求7所述的一种高氯盐含量分散染料废水的处理方法，其特征在于，所述高密度生物增浓填料的制备方法如下：将蟹壳粉在200-300℃下煅烧20-40min，然后在300-400℃下继续煅烧30-50min;将煅烧后的蟹壳粉与活性炭、硬脂酸钠按质量比30-40:100:3-5在70-80℃下共混后进行研磨;研磨后将蟹壳粉与活性炭的混合物、聚乙烯醇和水按质量比2-4:10-20:800-1200混合均匀，经过冷冻干燥后制得呈多孔网状的高密度生物增浓填料，其中高密度生物增浓填料的比表面积在20000-25000m2/m3。
9.如权利要求7所述的一种高氯盐含量分散染料废水的处理方法，其特征在于，所述好氧池中的填料安装方式为悬挂式安装方式，将呈帘片状的填料两端固定于池壁，垂直晾衣状安放在生化池污水中，在水中呈均匀S型弯曲状。
10.如权利要求1-3任一所述的一种高氯盐含量分散染料废水的处理方法，其特征在于，所述保安氧化池停留时间为2-5h，保安氧化池设有氧化剂添加装置，所述氧化剂为次氯酸钠或臭氧，投加量为次氯酸钠0.1-0.5‰，臭氧30-100mg/L。
说明书
一种高氯盐含量分散染料废水的处理方法
技术领域
本发明涉及水处理领域，尤其涉及一种高氯盐含量分散染料废水的处理方法。
背景技术
分散染料废水是目前公认的处理难度高的难降解化工废水，具有毒性强、盐分高、COD浓度高、氨氮浓度高及可生化性差等特点。其中尤以高氯盐的分散染料废水处理难度最大，氯离子对微生物的影响显著，分散染料母液废水中的含盐量最高可达14%以上。一般废水中氯离子高于5000mg/L将会影响微生物的生长代谢，高于20000mg/L，则对微生物产生明显的抑制作用，导致污泥活性降低，生化处理效率也随之降低，严重的还会引起生化系统的崩溃。根据国家环保部的要求，现对于染料行业的废水排放要求将越来越严格，并对超标排放行为采取刑事责任制，因此急需一种高效、可靠、稳定的方法对此类废水进行处理。
分散染料废水的处理工艺主要以“预处理+生化”为主，预处理方法主要有物理处理法、化学处理法、物理化学处理法、以及多种技术联用等;生化则以UASB组合多级好氧工艺为主。但对于高氯盐含量的分散染料废水，常规的预处理+生化工艺很难使其达标排放，主要存在以下难点：(一)预处理效率低，普遍采用传统微电解、Fenton技术为主，对分散染料废水的COD去除率一般在10-30%左右，出水B/C在0.2左右，导致进入生化的废水负荷依然偏高;(二)含氯盐浓度高，缺乏应对高氯盐分散染料废水的生化工艺，微生物活性难以保持稳定;(三)普通好氧池中填料的附着性差，污泥浓度低，处理效果较差，容易导致废水排放超标。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种高氯盐含量分散染料废水的处理方法。本发明通过多种预处理手段和生物增浓工艺，实现对高氯盐含量分散染料废水(氯盐含量在10000-25000mg/L)的稳定达标处理。
本发明的具体技术方案为：一种高氯盐含量分散染料废水的处理方法，所述高氯盐分散染料废水中氯盐含量在10000-25000mg/L，COD=1000-4000mg/L，所述方法包括以下步骤：
1)将废水调节池中的高氯盐含量分散染料废水经过多元催化氧化预处理把关系统进行处理，所述多元催化氧化预处理把关系统包括依次连接的1级微电解系统，2级微电解系统和催化氧化系统;所述催化氧化系统中填充有氧化反应催化剂。
2)将多元催化氧化预处理把关系统处理后的废水经过超磁分离设备对污染物进行进一步去除。
3)将超磁分离后的废水转移至A/O多级生物增浓系统中进行生化处理，所述A/O多级生物增浓系统包括依次连接的兼氧池、好氧池和沉淀池，所述兼氧池设置1-2级，所述好氧池设置2-5级。
4)将沉淀池的废水转移至保安氧化池，确保高氯盐含量分散染料废水达标排放;
5)最后将废水转移至清水池，进行排放。
为了强化提高预处理对高氯盐含量分散染料废水的有机污染物去除率和毒性降解度，本发明利用多元微电解氧化和催化氧化耦合超磁分离技术，通过高级氧化技术和超磁分离技术的双重处理，高效降解分散染料废水中的污染物。
作为优选，所述1级微电解系统和2级微电解系统中设有微电解反应器，所述微电解反应器的填料为多元微电解填料，所述多元微电解填料由活性炭、活性铁粉、致孔剂和粘结剂烧结而成，其中铁碳质量比为1-2:1，所述致孔剂的用量为5-10wt%，所述粘结剂的用量为10-12wt%，填料粒径为2-5cm，填料孔径为微米级，填料上负载有填料质量3-5wt%的金属氧化物催化剂，填料填充比为50-70%;每级微电解系统水力停留时间在1-2h，微电解系统反应pH维持在2.5-4.0。
上述填料具有净化效率高，无板结不易钝化的特点。
作为优选，所述金属氧化物催化剂为CuO、MnO2或Al2O3，所述致孔剂为碳酸钙或聚乙二醇。
作为优选，所述催化氧化系统反应pH维持在3-4，停留时间1-2h，催化氧化反应中双氧水投加量为1-2‰，所述催化剂为复合丝光沸石，催化剂投加量为10-50g/L。
催化氧化系统中填充有催化剂，能有效促进污染物的氧化效率。
作为优选，所述超磁分离设备的材料为双相不锈钢防腐材料，超磁分离停留时间为20-60分钟;多元催化氧化预处理把关系统出水后调节pH至8.0-8.5，并投加废水质量0.1-0.2‰的混凝剂PAC和废水质量0.005-0.01‰的絮凝剂PAM，至出现大颗粒矾花后进入超磁分离设备，与磁种结合形成微磁絮团，絮团在磁场作用下与废水分离后进入磁分离磁鼓回收磁种，后循环使用，废水则进入A/O多级生物增浓系统进行再处理。
为保护设备，超磁分离器材质选用双相不锈钢，彻底解决氯离子的高腐蚀性瓶颈问题。
作为优选，所述兼氧池水力停留时间为8-15h，池内污泥浓度为3-6g/L，溶解氧浓度维持在0.5-1.5mg/L。
预处理出水进入生化系统，首先利用兼氧池去除部分COD，进一步减轻好氧生化负荷，同时利用反硝化专用菌种实现总氮的部分去除。
作为优选，所述好氧池采用生物增浓工艺，停留时间36-48h，好氧池中填充有高密度生物增浓填料，填料填充比为40-60%，经增浓培养后，好氧池内总污泥浓度MLSS达6g/L以上，溶解氧浓度2.5mg/L以上。
作为优选，所述高密度生物增浓填料的制备方法如下：将蟹壳粉在200-300℃下煅烧20-40min，然后在300-400℃下继续煅烧30-50min;将煅烧后的蟹壳粉与活性炭、硬脂酸钠按质量比30-40:100:3-5在70-80℃下共混后进行研磨;研磨后将蟹壳粉与活性炭的混合物、聚乙烯醇和水按质量比2-4:10-20:800-1200混合均匀，经过冷冻干燥后制得呈多孔网状的高密度生物增浓填料，其中高密度生物增浓填料的比表面积在20000-25000m2/m3。
上述方法制得的填料，比表面积大，吸附性强，作为载体负载牢度好。选择聚乙烯醇为载体材质的理由是聚乙烯醇作为高吸水性材质，具有很高的氧传输能力并且能保证溶解氧到载体内部的供给，再加上还具有微生物亲和性和亲水性。
作为优选，所述好氧池中的填料安装方式为悬挂式安装方式，将呈帘片状的填料两端固定于池壁，垂直晾衣状安放在生化池污水中，在水中呈均匀S型弯曲状。
好氧池采用生物增浓工艺，通过特定的高密度生物增浓填料及其灵活安装方式，使填料呈半流化状态，并实现高污泥浓度生长，增强系统耐盐性及对污染物的去除效果。半流化的填料在水气力驱动剪切下，填料左右上下摆动，无缠绕、无打结、无死区、无流失、无沉积和无污泥膨胀，可视进水水质的变化及时调节运营方式，可以实现好氧、兼氧，甚至厌氧三个生态环境间的切换，具有灵活的操作空间与变量。
作为优选，所述保安氧化池停留时间为2-5h，保安氧化池设有氧化剂添加装置，所述氧化剂为次氯酸钠或臭氧，投加量为次氯酸钠0.1-0.5‰，臭氧30-100mg/L。
生化出水最后经保安氧化池进一步氧化后至清水池实现达标排放。
与现有技术对比，本发明的有益效果是：
经采用上述方法对高氯盐含量的分散染料废水(氯离子浓度10000-25000mg/L，COD=1000-4000mg/L)进行处理后，具有以下优势：
1、本方法取消了传统厌氧处理工艺，节约了占地面积，减少了工程投资和运行成本;
2、结合了微电解催化氧化技术和超磁分离耦合技术，经预处理后的分散染料废水COD去除率达40%以上，B/C提高0.1-0.2;
3、好氧池采用的梯度式生物增浓工艺强化提高污泥浓度和生物活性，并使微生物固定于填料上，具有泥膜法的共性优势;在进水水质可能出现恶化情形下，填料上的活性微生物能迅速释放，补充到好氧池混合液中，确保好氧池泥法态的微生物量，而填料又能快速增殖所释放的菌种，使整个好氧池始终保持动态的生态平衡;耐盐能力强(氯离子极限浓度可达25000mg/L)，半流化膜泥法具有良好消泡抑泡效果，解决了传统缺陷，出水COD能稳定达到500mg/L一下;
4、方法配备了保安氧化池，确保突发状况导致的出水超标问题得到有效解决。
