申请日2017.11.14
公开(公告)日2018.03.02
IPC分类号C02F3/10; C02F3/34; C02F101/30; C02F101/10; C02F101/16; C02F103/30
摘要
一种矿化垃圾反应床处理印染废水的方法，所述反应床是有机玻璃圆筒形结构，从上至下由四个部分连接而成，分别是表面砾石层(2)、上部矿化垃圾填料层(4)、下部矿化垃圾填料层(6)承托层(9)。上部矿化垃圾填料层和下部矿化垃圾填料层分别填充矿化垃圾;在反应床的不同高度，设置了进气管(3、5、7)，实现对柱内氧的供给;所述反应床的进水端为设置在反应床上方的淋浴喷头型布水器(1);所述反应器的底部设置有放空阀(10)。本发明矿化垃圾反应床对废水中的亚甲基蓝、COD、TOC、氨氮、总磷等污染物的去除都有较好效果。本发明工艺流程简单，原料廉价易得，处理效果好而且占地面积小，针对小型污水处理厂有广泛的发展前景。
摘要附图
权利要求书
1.一种矿化垃圾反应床，包括砾石层和承托层，其特征在于，所述反应床还至少包括一层由矿化垃圾填充的矿化垃圾填料层;所述反应床是有机玻璃圆筒形结构，从上至下由四个部分连接而成，分别是表面砾石层、上部矿化垃圾填料层、下部矿化垃圾填料层和承托层;上部矿化垃圾填料层和下部矿化垃圾填料层分别填充矿化垃圾;在反应床的不同高度，设置了进气管，实现对柱内氧的供给;所述反应床的进水端为设置在反应床上方的淋浴喷头型布水器;均匀浇洒在矿化垃圾层上方的卵石层上;所述反应器的底部设置有放空阀，用于出水。
2.根据权利要求1所述的一种矿化垃圾反应床，其特征在于，所述反应床由两段部分连接而成，中部法兰和底端垫有PVC板，底端板上装填碎石层作为承托层;所述底端板上装填碎石层作为承托层，在反应床底部起承托垃圾层的作用，使垃圾层架空，维持较高的渗滤速率，使滤出水顺畅排出，通过滤液的排出和排水口空气的进入，促进垃圾介质层内与外界的气体交换，提高填料层内的溶解氧含量。
3.根据权利要求1所述的一种矿化垃圾反应床，其特征在于，所述矿化垃圾是垃圾填埋场填埋9年以上的垃圾，在自然地风干后经简单的分选，剔除其中颗粒较大的石子、碎玻璃、未完全降解的橡胶塑料以及木棒、纸类杂物后，再选取经过筛后的粒径小于10mm的矿化垃圾，在烘箱内180℃加热1h，干热灭菌后得到的。
4.根据权利要求1所述的一种矿化垃圾反应床，其特征在于，所述矿化垃圾使用时需进行逐渐增加污染负荷来驯化。
5.根据权利要求1所述的一种矿化垃圾反应床，其特征在于，所述进气管还可作为出水管使用;反应器运行时，所述进气管用于向反应器柱内充氧;反应结束后，所述进气管可作为出口管排出经反应后的出水。
6.一种基于上述任一权利要求所述的矿化垃圾反应床的印染废水处理方法，其特征在于，所述方法步骤如下：
(1)对反应床进行污染负荷逐增驯化，驯化分为三个梯度，进水COD值分别为200mg/L、400mg/L、600mg/L，并调节进水pH在8.0左右;每梯度运行6天;
(2)在驯化过程中，在进水中添加适当的氮源以适应微生物生长需要;
(3)将废水均匀浇洒于反应床上方;废水污染负荷宜为2500～4000mg·L-1;
(4)水力负荷是反应床处理效果的关键因素，所述矿化垃圾反应床对于印染废水，进水的水力负荷不宜超过100L·m-3·d-1;
(5)废水最佳停留时间为12小时。
说明书
一种矿化垃圾反应床处理印染废水的方法
技术领域
本发明涉及一种矿化垃圾反应床处理印染废水的方法，属废水处理技术领域。
背景技术
印染废水由染整工序中排出的助剂、染料、浆料等组成。印染加工过程中约有10%～20%的染料随废水排出。而且随着花色品种的增加，染整工艺不断更新，其中某些工艺导致了污染的加重。如近年来广泛使用的碱减量工艺，由于纤维中大量的对苯二甲酸被溶出，导致COD含量大幅增加，其废水中COD最高可达20000～80000mg/L;这些新工艺的使用无疑会对印染废水的处理增加难度。此外，近年来由于内地各地政府招商引资力度加大，很多外商投资利润较高的印染行业，分散布局在内陆湖和小河流流域，而这些水域的自净能力差，这就使得印染行业的污染破坏更加显得突出。
与此同时，随着城市化规模的不断扩大，我国城市生活垃圾产量以5～8%的速度逐年递增，2016年垃圾清运量己超过2.15亿吨，并与历年堆存的几十亿吨固体废物一道对生态环境构成严重威胁。相对其它垃圾处理方法而言，卫生填埋法具有建设周期短、工艺简单、适应性强、处理量大、基建投资和运行成本低等特点，故其在我国垃圾处理领域的占据主导地位，而且在今后相当长的一段时间内不会改变。而填埋场用地却越来越紧张,如何解决新增垃圾的出路问题必然会引起国内广大城市的关注，如果能对填埋达到一定时间的垃圾填埋场的垃圾进行开挖，开采出来的垃圾又能够资源化利用，新鲜的垃圾又能填埋进去，这无疑将会给这些城市带来福音。
印染废水处理现有的处理方法有化学法、物理化学法以及生物法。
化学法有化学混凝法、化学氧化法、光化学催化氧化法、电化学法等，化学混凝法需要在碱性条件下才能起到较好作用，在排放前又得调节回中性，该过程酸碱消耗过大;电化学法能耗大，成本高;
物理化学法有吸附法、膜分离技术、超声波气振技术、高能物理法等。吸附法常用的吸附材料有活性炭、树脂以及其他一些吸附材料。活性炭作为一种经典的吸附剂，由于其价格因素及再生的问题，实际应用范围正在变小;吸附树脂前期投资较大，应用不太广泛;某些矿物和废弃物吸附剂由于价格低廉，来源丰富，可能会大规模应用于染料废水的处理。膜分离技术由于浓差极化和膜污染等问题的存在，导致运行中渗透通量随运行时间的延长而下降，同时膜的价格较贵，更换频率较快，这些都使处理成本较高，从而严重限制了膜分离技术更大规模的工业应用。超声波气振技术，处理效果较好，但是前期投入较大，能耗高;高能物理法，常用的是辐照法，即水在高能射线辐照下产生一系列高活性粒子，使有害物质降解。辐照法处理印染等难降解污水的特点是：有机物的去除率高、设备占地小、操作简便，但用来产生高能粒子的装置价格昂贵，技术要求高，而且该方法能耗较大，能量利用率不高，若要真正投入实际运行，还需进行进一步研究。
生物法主要的常规处理方法有好氧生物处理法、厌氧法、厌氧—好氧联合工艺。生物法的缺点在于微生物对营养物质、温度等条件有一定的要求，传统的生物法难以适应印染废水水质波动大、染料种类多、毒性高的特点;同时还存在占地面积大、一次性投入大、对色度和COD去除率低等缺点生物法处理印染废水的脱色率和去除率不高，(一般不适宜单独应用)可作为预处理或深度处理。
上世纪90年代，赵由才等首次提出了利用矿化垃圾处理废水的思路。20世纪以来，矿化垃圾生物反应床处理废水技术飞速发展，其中包括处理城市生活污水、处理渗滤液、处理禽畜废水、处理焦化废水、处理离子交换树脂再生废水等方面。而印染废水一直是处理难点。
发明内容
本发明的目的是，针对印染废水处理的难题，本发明提出一种矿化垃圾反应床处理印染废水的方法。
实现本发明的技术方案是，一种用于处理印染废水的矿化垃圾反应床，所述反应床是有机玻璃圆筒形结构，从上至下由四个部分连接而成，分别是表面砾石层、上部矿化垃圾填料层、下部矿化垃圾填料层和承托层;上部矿化垃圾填料层和下部矿化垃圾填料层分别填充矿化垃圾;在反应器的不同高度，设置了进气管，实现对柱内氧的供给;所述反应器的进水端为设置在反应器上方的淋浴喷头型布水器，均匀浇洒在矿化垃圾层上方的卵石层上;所述反应器的底部设置有放空阀，用于出水。
所述反应床由两段部分连接而成，中部法兰和底端垫有PVC板，底端板上装填碎石层作为承托层。
所述矿化垃圾是垃圾填埋场填埋9年以上的垃圾，在自然地风干后经简单的分选，剔除其中颗粒较大的石子、碎玻璃、未完全降解的橡胶塑料以及木棒、纸类杂物后，再选取经过筛后的粒径小于10mm的矿化垃圾，在烘箱内180℃加热1h，干热灭菌后得到的。
所述矿化垃圾用于处理印染废水时，需进行逐渐增加污染负荷来驯化。
所述进气管还可作为出水管使用;反应器运行时，所述进气管用于向反应器柱内充氧;反应结束后，所述进气管可作为出口管排出经反应后的出水。
水力负荷变化对处理效果影响较大，当水力负荷为100L·m-3·d-1时矿化垃圾柱对废水中TN的去除率达到最大的99.58%，TOC的去除率85%左右，COD的去除率保持在97%以上，同时氨氮的去除率也保持在99%左右，此时总体指标去除效果最佳;最佳污染负荷为4000mg·L-1，此时COD的去除率最大，为98.62%，TOC的去除率也达到最大的95.21%，此时氨氮的去除率也能达到98%以上;最佳进水时间为6h，此时总体污染物的去除率都达到97%以上;最佳的停留时间为24h;同时研究表明床体对污染负荷、水力负荷、进水pH的缓冲能力很强。
本发明一种矿化垃圾反应床对印染废水的处理方法，步骤如下：
(1)对反应床进行污染负荷逐增驯化，驯化分为三个梯度，进水COD值分别为200mg/L、400mg/L、600mg/L，并调节进水pH在8.0左右;每梯度运行6天;
(2)在驯化过程中，在进水中添加适当的氮源以适应微生物生长需要;
(3)将废水均匀浇洒于反应床上方;废水污染负荷宜为2500～4000mg·L-1;
(4)水力负荷是反应床处理效果的关键因素，所述矿化垃圾反应床对于印染废水，进水的水力负荷不宜超过100L·m-3·d-1;
(5)废水最佳停留时间为12小时。
本发明的有益效果在于，本发明矿化垃圾反应床对废水中的亚甲基蓝、COD、TOC、氨氮、总磷等污染物的去除都有较好效果。本发明工艺流程简单，原料廉价易得，处理效果好而且占地面积小，针对小型污水处理厂有广泛的发展前景。本发明使矿物垃圾资源化，有利于城市可持续化发展。