申请日2015.10.30
公开(公告)日2016.02.24
IPC分类号C02F9/14; C02F101/30
摘要
本发明属于废水净化处理方法领域，特别涉及含有机硅废水的净化处理方法。本发明所要解决的技术问题是提供一种成本较低的含有机硅废水的净化处理方法。本发明含有机硅废水的净化处理方法为含有机硅废水依次经过厌氧反应、好氧反应、絮凝沉淀、二次厌氧反应、二次好氧反应和二次絮凝沉淀处理。本发明通过两级生化+两级徐凝沉淀处理工艺，降低对高浓度、毒性大、含盐量高等难降解废水的处理费用，降低企业成本。运用本工艺能够将含有机硅的废水COD直接处理到50mg/L以下，符合国家污水综合排放标准。
权利要求书
1.含有机硅废水的净化处理方法，其特征在于：含有机硅废水依次经过厌氧反应、好氧反应、絮凝沉淀、二次厌氧反应、二次好氧反应和二次絮凝沉淀处理。
2.根据权利要求1所述的含有机硅废水的净化处理方法，其特征在于：厌氧反应废水流量1～100L/h，控制DO值0.01～10mg/L。
3.根据权利要求1或2所述的含有机硅废水的净化处理方法，其特征在于：厌氧反应溶液MLSS大于50%时排泥，调节溶液pH7～7.5。
4.根据权利要求1所述的含有机硅废水的净化处理方法，其特征在于：好氧反应采用生物膜方式，控制供气阀门调节废水DO值在0.01～40mg/L，生化柱水温为12～35℃。
5.根据权利要求1-4任一项所述的含有机硅废水的净化处理方法，其特征在于，所述絮凝沉淀过程为：将好氧反应后的废水中加入絮凝剂和助凝剂并搅拌，静置后泥水分离得到沉降絮体和上层清液。
6.根据根据权利要求1-5任一项所述的含有机硅废水的净化处理方法，其特征在于，所述絮凝剂为聚合三氧化铝、聚合硫酸铁和聚合硫酸铝中任意一种或至少两种的组合;
优选地，所述絮凝剂的加入量为100～200mg/L滤液;
优选地，所述助凝剂为聚丙烯酰胺和/或骨胶;
优选地，所述助凝剂的加入量为0.5～3mg/L滤液。
7.根据根据权利要求1-5任一项所述的含有机硅废水的净化处理方法，其特征在于，所述二次厌氧反应为：絮凝沉淀的上层清液进行厌氧反应;
优选地，二次厌氧反应废水流量1～100L/h，控制DO值0.01～10mg/L;
优选地，二次厌氧反应溶液MLSS大于50%时排泥，调节溶液pH为7～ 7.5。
8.根据权利要求1-7任一项所述的含有机硅废水的净化处理方法，其特征在于：二次好氧反应采用生物膜和生物滤池结合的方式，由供气阀门控制调节，使废水DO值在0.01～40mg/L。
9.根据权利要求1-8任一项所述的含有机硅废水的净化处理方法，其特征在于，二次絮凝沉淀处理的步骤与絮凝沉淀相同，得到的上层清液经检测水质达标后排放。
10.根据权利要求1-9任一项所述的含有机硅废水的净化处理方法，其特征在于：含有机硅废水CODcr≤3500mg/L、氯离子浓度≤4000mg/L。
说明书
含有机硅废水的净化处理方法
技术领域
本发明属于废水净化处理方法领域，特别涉及含有机硅废水的净化处理方法。
背景技术
有机硅生产工艺决定了其废水中有机污染物成分复杂，主要成分聚硅氧烷既有有机物的性质又有无机物的特性，为难生化降解的有机物质，直接生物处理难以达到处理要求。传统的生化处理工艺对有机硅废水几乎没有处理效果，国内外多采用物理化学法(如Fenton试剂法、高压电晕+臭氧联用法)进行处理，该处理方式成本高，且难直接达标排放。目前国内出现了前端预处理+生化法处理有机硅废水的试验研究(如：微电解+高效微生物处理法)，该法提高了有机硅废水的可生化性，能有效降低废水CODcr，但仍无法达到国家污水综合排放标准(GB8978-1996)一级排放标准，对其生产废水的深度处理没有进行彻底的研究，有机硅废水的处理达标仍是世界性难题。
专利CN102001800A提供了一种含有机硅废水的净化处理方法，该处理方法为含有机硅废水依次经过厌氧反应、好氧反应、混凝沉淀、臭氧氧化、二次好氧反应、二次混凝沉淀和二次臭氧氧化处理。但臭氧氧化处理的操作费用高且会导致有机硅化合物的损失。
发明内容
针对上述问题，本发明所要解决的技术问题是提供成本较低且操作简单的一种含有机硅废水的净化处理方法。
本发明含有机硅废水的净化处理方法为含有机硅废水依次经过厌氧反应、好氧反应、絮凝沉淀、二次厌氧反应、二次好氧反应和二次絮凝沉淀处理。所述厌氧反应是密闭条件下进行，培养驯化厌氧菌，在厌氧条件下由多种(厌氧或兼性)微生物的共同作用，使有机物分解并产生消解气(CH4和CO2)，消解气从废水中排出。厌氧过程一般划分为三个连续的阶段，即水解酸化阶段、产氢产乙酸阶段和产甲烷阶段，相应的将厌氧发酵微生物分为发酵细菌群、产氢产乙酸菌群、产甲烷菌群。所述厌氧反应废水流量1～100L/h，DO值(水中溶解氧)控制在0.01～10mg/L。MLSS如大于50%时可适当排泥，加氢氧化钠或硫酸稀溶液调节;pH控制在7～7.5之间。
所述好氧反应采用生物膜方式，废水中生成好氧活性污泥。具体为废水经过好氧培养驯化后，由供气阀门控制调节使废水DO值在0.01～40mg/L，优选为4～10mg/L，生化柱水温为12～35℃，停留时间控制为10～100小时，优选为15～30小时。
所述絮凝沉淀过程为：将好氧反应后的废水中加入絮凝剂和助凝剂并搅拌，静置后泥水分离得到沉降絮体和上层清液，使得废水中仍没有去除的、并能形成可沉降絮体的污染物质、金属阳离子(Cu2+、Zn2+，其沉淀效果最好在碱性环境)和没有隔除彻底的少量的硅油在絮凝剂的作用下得以去除，同时充分利用滤下废水呈碱性的特点，既减少额外投加碱，又避免了因投加药剂而增加系统的废水量，从而降低了物化处理运行成本。
所述絮凝剂为聚合三氧化铝、聚合硫酸铁和聚合硫酸铝中任意一种或至少两种的组合，所述组合典型但非限制性实例有：聚合三氧化铝和聚合硫酸铁的组合，聚合硫酸铁和聚合硫酸铝的组合，聚合三氧化铝、聚合硫酸铁和聚合硫酸铝的组合等。
所述絮凝剂的加入量为100～200mg/L滤液，例如100mg/L、110mg/L、 120mg/L、130mg/L、140mg/L、150mg/L、160mg/L、170mg/L、180mg/L、190mg/L 或200mg/L等。
所述助凝剂为聚丙烯酰胺和/或骨胶，例如聚丙烯酰胺、骨胶或聚丙烯酰胺和骨胶的组合物。
所述助凝剂的加入量为0.5～3mg/L滤液，例如0.5mg/L、1mg/L、1.5mg/L、 2mg/L、2.5mg/L或3mg/L等。
所述二次厌氧反应为：絮凝沉淀的上层清液进行厌氧反应，其反应条件同厌氧反应相同，二次厌氧反应废水流量1～100L/h，控制DO值0.01～10mg/L，二次厌氧反应溶液MLSS大于50%时排泥，调节溶液 pH为7～7.5。所述二次好氧反应为生物膜和生物滤池结合的方式，废水中生成好氧活性污泥。采用陶瓷或活性炭作为生物滤池和生物膜的载体，菌种经过好氧培养驯化后，电磁空气泵鼓风，由供气阀门控制调节，使废水DO值在0.01～ 40mg/L，优选为5～20mg/L，生化柱水温为12～35℃，停留时间控制10～ 100小时，优选为15～30小时。
二次絮凝沉淀处理的步骤与絮凝沉淀相同，得到的上层清液经检测水质达标后排放。本发明方法适用于CODcr≤3500mg/L，氯离子浓度≤4000mg/L的含有机硅废水。
本发明通过两级生化+絮凝沉淀处理工艺，降低对高浓度、毒性大、含盐量高等难降解废水的处理费用，降低企业成本。利用本发明方法处理有机硅废水，高效，节能，成本低，并可回收盐类等有用资源，对废物进行无害化处理。运用本工艺将含有机硅的废水COD直接处理到50mg/L以下，符合国家污水综合排放标准(GB8978-1996)一级排放标准。
具体实施方式
本发明将含有机硅废水引入厌氧反应池后，在厌氧菌的作用下，经过水解发酵、产氢产酸、产甲烷三个阶段后，废水CODcr有较大幅度降低。废水经厌氧后，引入好氧反应池，采用生物膜法，电磁空气泵鼓风，得到的废水经絮凝沉淀后将上清液引入二次厌氧反应池后，引入二次好氧反应池，该好氧池采用生物滤池和生物膜相结合的方式进行好氧处理，废水静置沉淀，将上清液进行二次絮凝沉淀后，废水达标后排放。
实施例1
厌氧反应池，引入含有机硅废水(氯离子浓度≤4000mg/l，CODcr≤ 3200mg/l，pH控制在5～7.5之间)，进液的流量控制约15L/h。厌氧反应池中废水DO值应<10mg/L，如过高时应检查原因。MLSS如高至50%时可适当排泥，然后加氢氧化钠或硫酸稀溶液调节使pH控制在7～7.5之间;停留时间20～24小时。
好氧反应池：采用生物膜法，用丝状纤维组成的纤维束作为软性填料，经过好氧培养驯化后，废水流量控制在2L/h，电磁空气泵鼓风使废水DO值在4～ 10mg/L，由供气阀门控制调节，停留时间20～24小时。
絮凝沉淀：经好氧反应处理后得到的废水中加絮凝剂聚合硫酸铁150mg/L 和助凝剂聚丙烯稀酰胺3mg/L，使得废水中仍没有去除的、并能形成可沉降絮体的污染物质、金属阳离子和没有隔除彻底的少量的硅油在絮凝剂的作用下得以去除。
二次厌氧反应池：将絮凝沉淀反应得到的上清液进入厌氧反应池，此时的 pH约为12，调节pH为7左右，进液的流量控制约15L/h，控制厌氧反应池中废水DO值<10mg/L，停留20h。
二次好氧反应池，该好氧池采用生物滤池(废水通过滤池，滤料截留废水中的悬浮物，同时把废水中的胶体和溶解性物质吸附在自己的表面，其中的有机物使微生物很快地繁殖起来，微生物进一步吸附废水中呈悬浮、胶体和溶解态的物质并逐渐形成生物膜)和生物膜相结合的方式进行好氧处理：采用活性炭颗粒或粗陶瓷颗粒作生物滤池填料，采用下端进水上端出水方式，由供气阀门控制调节使废水DO值在5～20mg/L，;停留时间20～24小时。
二次好氧反应完毕后再进行二次絮凝沉淀反应，二次絮凝沉淀反应的步骤与絮凝沉淀相同，得到的上层清液经检测水质达标后排放，最终测得排出水质达到三级标准排放，其指标见表1。表1：
COD<sub>cr</sub>(mg/L) BOD<sub>5</sub>(mg/L) COD处理效率(%) 45 23 98
实施例2：
除加絮凝剂聚合氧化铝100mg/L和助凝剂聚丙烯稀酰胺1.5mg/L，其他步骤均与实施例1中相同，其最终测得排出水质达到三级标准排放，其指标见表 2。
表2：
COD<sub>cr</sub>(mg/L) BOD<sub>5</sub>(mg/L) COD处理效率(%) 48 21 98.6
实施例3：
除加絮凝剂聚合硫酸铝200mg/L和助凝剂骨胶0.5mg/L，其他步骤均与实施例1中相同，其最终测得排出水质达到三级标准排放，其指标见表3。
表3：
COD<sub>cr</sub>(mg/L) BOD<sub>5</sub>(mg/L) COD处理效率(%) 41 24 97.9
对比例1：
对比例为专利CN102001800A中实施例1，其CODcr(mg/L)为89mg/L， COD处理效率为97%。
综上所述，本发明通过两级生化+两级废水絮凝沉淀处理工艺，降低对高浓度、毒性大、含盐量高等难降解废水的处理费用，降低企业成本。利用本发明方法处理有机硅废水，高效，节能，成本低，并可回收盐类等有用资源，对废物进行无害化处理。
运用本工艺将含有机硅的废水COD直接处理到100mg50mg/L以下，符合国家污水综合排放标准(GB8978-1996)一级排放标准。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细方法，但本发明并不局限于上述详细方法，即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。