申请日2015.08.18
公开(公告)日2015.11.25
IPC分类号C02F9/14
摘要
本发明涉及一种化工废水综合处理方法，包括前处理系统、一级生化系统、臭氧处理系统、二级生化系统、以及后处理系统，本发明采用两级生化处理系统，第一级生化处理系统前有铁碳处理系统，两级生化处理系统间有臭氧处理系统，大大的提高了废水的可生化性，废水处理后可以达到直排的要求;本发明适用于各类化工废水的综合处理，具有处理成本低，工艺稳定性强，污染物去除率高，出水水质稳定达标等优点，适合在化工类废水处理中广泛使用。
权利要求书
1.一种化工废水综合处理方法，其特征在于包括下述步骤：
(1)前处理系统：废水在酸性条件下，进行铁碳微电解反应，出水在第一混凝池中，通过调碱，并加混凝剂、沉淀剂进行混凝沉淀;
(2)一级生化系统：采用A2/O处理工艺，废水经厌氧池处理后进入一级A池，一级A池出水自流进入一级O池进行好氧细菌的生化处理，一级O池内硝化液部分回流至一级A池内，利用反硝化菌进行脱氮作用;
(3)臭氧处理系统：废水经一级生化系统处理后进入臭氧池进行臭氧反应，使残留的难降解有机物质部分断裂，生成易于生化降解的物质;
(4)二级生化系统：采用A/O处理工艺，对废水进行进一步降解处理，去除废水中残留的有机物和氨氮;
(5)后处理系统：经过步骤(4)处理后的废水自流到第二混凝池中，加入废水处理用混凝剂，搅拌充分后加入沉淀剂沉淀;废水经固液分离，排出上清液。
2.根据权利要求1所述的化工废水综合处理方法，其特征在于：步骤(1)中，酸性条件pH为2～5，铁碳微电解反应时间为1～3小时;调碱后pH为7～9，调节废水pH所用的试剂为质量浓度为10～30%的液碱。
3.根据权利要求1所述的化工废水综合处理方法，其特征在于：步骤(2)中，厌氧池反应停留时间20～26h，一级A池反应停留时间22～30h，一级O池采用两级接触氧化系统，包括一级接触氧化池和二级接触氧化池，其中，一级接触氧化池反应停留时间45～58h，二级接触氧化池反应停留时间19～30h;二级接触氧化池后设置有沉淀池，进行污泥回流，回流至二级接触氧化池。
4.根据权利要求1所述的化工废水综合处理方法，其特征在于：步骤(3)中，所述臭氧反应的臭氧产生量为300～600g/L。
5.根据权利要求1所述的化工废水综合处理方法，其特征在于：所述第一混凝池后设有初沉池。
6.根据权利要求1所述的化工废水综合处理方法，其特征在于：步骤(4)中，二级生化系统包括二级A池和二级O池，二级A池反应停留时间10～16h，二级O池反应停留时间28～38h，二级O池后设置有二沉池，进行污泥回流，回流至二级A池。
7.根据权利要求1所述的化工废水综合处理方法，其特征在于：步骤(1)、步骤(5)中，所述混凝剂为聚铝或聚铁混凝剂，沉淀剂为聚丙烯酰胺。
8.根据权利要求7所述的化工废水综合处理方法，其特征在于：所述聚铝或聚铁混凝剂的投加量为废水体积的1～5‰，聚丙烯酰胺的浓度为1～5g/L，投加量为废水体积的0.5～2‰。
9.根据权利要求1所述的化工废水综合处理方法，其特征在于包括下述步骤：
(1)前处理系统：废水进入调节池，经提升泵打到铁碳反应池，控制pH为3～4，进行铁碳微电解反应，在铁碳反应池内用压缩空气进行搅拌;反应2.5h后，废水自流到第一混凝池，经质量浓度为25%的液碱调解pH至8～9，加入聚铝混凝剂和聚丙烯酰胺沉淀剂，沉淀污泥进入污泥浓缩池浓缩后再进行压滤去除水分;其中，聚铝混凝剂的投加量为废水体积的3‰，聚丙烯酰胺的浓度为3.5g/L，投加量为废水体积的1.5‰;
(2)一级生化系统：第一混凝池后经初沉池沉淀后的废水上清液溢流至一级生化系统，厌氧池反应停留时间23h，一级A池停留时间25h，一级A池出水自流进入一级O池进行好氧细菌的生化处理，一级O池采用两级接触氧化系统，一级O池内硝化液部分回流至兼氧池内，利用反硝化菌进行脱氮作用;一级接触氧化池反应停留时间52h，二级接触氧化池反应停留时间25h，二级接触氧化后设置有沉淀池，进行污泥回流，回流至二级接触氧化池;
(3)臭氧处理系统：废水经一级生化系统处理后进入臭氧池进行臭氧反应，臭氧反应的臭氧产生量为450g/L;
(4)二级生化系统：二级生化系统包括二级A池和二级O池，二级A池反应停留时间12h，二级O池反应停留时间34h，二级O池后设置有二沉池，进行污泥回流，回流至二级A池;
(5)后处理系统：经过步骤(4)处理后的废水自流到第二混凝池中，加入聚铝混凝剂，搅拌充分后加入聚丙烯酰胺沉淀剂沉淀;其中，聚铝混凝剂的投加量为废水体积的3.5‰，聚丙烯酰胺的浓度为3.0g/L，投加量为废水体积的1.0‰;上清液流入外排池，废水达标排放或回用;物化污泥和生化剩余污泥排入污泥浓缩池，再经污泥调理池后，经隔膜压滤机压滤去除水分后将干污泥外运。
说明书
一种化工废水综合处理方法
技术领域
本发明属于环保技术领域，涉及一种废水处理技术，尤其是涉及一种化工废水综合处理方法。
背景技术
随着化学工业的发展，化工产品多种多样，成分复杂。化工废水就是在化工生产中排放出的工艺废水、冷却水、废弃洗涤水、设备及场地冲洗水等废水。其对环境的危害及其处理措施主要取决于化工废水的特点。化工废水的特点主要表现为水质成分复杂、污染物种类多，BOD和COD高，有毒有害特征污染物多，温度、色度高。化工废水特别是石油化工废水，含有各种有机酸、醇、醛、酮、醚和环氧化物等。这种废水一经排入水体，就会在水中进一步氧化分解，从而消耗水中大量的溶解氧，直接威胁水生生物的生存。B/C较低，可生化性差，难以直接生物处理。
目前化工废水的处理方法主要有物理法、化学法和生物法。物理法是指通过物理作用分离、回收废水中呈悬浮状态的污染物质，常用的物理法包括格栅、隔油、重力沉淀法、过滤法、和气浮法。化学法是指通过化学反应去除水中的污染物质，常用的化学方法有氧化还原法、中和法、电解法、化学絮凝法、光催化氧化、湿法氧化和超临界水氧化。生物法是指利用微生物的新陈代谢作用降解转化有机物的过程，。生物法主要分为好氧处理和厌氧处理两种类型。
以上处理方法中，物理法通常处理效率较低，仅作为预处理方法使用;化学法大都存在设备投资高、运行费用高等问题，实际工程中应用较少;生物处理法具有运行费用低的特点，但因为化工废水水质复杂、生物毒性大、生化性能差等原因，较少单独使用，通常和物理法、化学法及物理化学法联合使用。因此寻找一条经济环保、稳定有效的化工废水的综合处理工艺显得极为重要，对于我国各类化工企业的发展和环境保护具有十分重要的意义。
发明内容
为了克服现有化工废水处理技术的不足，本发明提供了一种化工废水综合处理方法，其具有处理成本低、工艺稳定性强、污染物去除率高、出水水质稳定达标等优点，适合在化工类废水处理中广泛使用。
一种化工废水综合处理方法，包括下述步骤：
(1)前处理系统：废水在酸性条件下，进行铁碳微电解反应，出水在第一混凝池中，通过调碱，并加混凝剂、沉淀剂进行混凝沉淀;
(2)一级生化系统：采用A2/O处理工艺，废水经厌氧池处理后进入一级A池，一级A池出水自流进入一级O池进行好氧细菌的生化处理，一级O池内硝化液部分回流至一级A池内，利用反硝化菌进行脱氮作用;
(3)臭氧处理系统：废水经一级生化系统处理后进入臭氧池进行臭氧反应，使残留的难降解有机物质部分断裂，生成易于生化降解的物质;
(4)二级生化系统：采用A/O处理工艺，对废水进行进一步降解处理，去除废水中残留的有机物和氨氮;
(5)后处理系统：经过步骤(4)处理后的废水自流到第二混凝池中，加入废水处理用混凝剂，搅拌充分后加入沉淀剂沉淀;废水经固液分离，排出上清液。
前处理系统(铁碳微电解+混凝沉淀工艺)
废水在酸性条件下，通过Fe和C的微电解作用，降解大分子有机物，同时消除了原水对微生物的毒害作用。铁碳出水通过调碱，并加混凝剂进行混凝沉淀，去除废水中的悬浮物质和胶体，出水自流入生化处理系统，污泥排入污泥浓缩池。
铁碳微电解的优点：
(1)有利于将难降解环状和长链有机物分解成易生物降解的小分子有机物，降解废水毒性，提高废水可生化性;
(2)铁碳微电解出水中含有具有吸附-絮凝活性二价铁离子，调碱后在混凝沉淀阶段可作为混凝剂，可有效减少混凝剂的投加;
(3)铁碳微电解相对于其他高级氧化处理具有较好的成本优势，铁碳运行过程中只需投加一定量酸进行反应，补充少量碱液，无需投加其他氧化剂，无电力运行成本。
一级生化系统采用A2/O处理工艺，即厌氧+兼氧+好氧处理，厌氧和兼氧过程可以通过发酵菌、产氢产乙酸菌和产甲烷菌的分步共同作用下，部分小分子有机物被充分降解，有机高分子化合物的高分子链被打断，生成小分子有机物，大大提高废水的可生化性，为后续好氧生化处理创造有利条件。兼氧池(一级A池)出水自流进入好氧池(一级O池)进行好氧细菌的生化处理，好氧池采用两级接触氧化系统，好氧池内硝化液部分回流至兼氧池内，利用反硝化菌进行脱氮作用。两级接触氧化系统中，在第一级接触氧化池内生物膜增长较快，有机负荷较高，有机物降解速率也较大，在第二级接触氧化池内生物膜增长缓慢，处于稳定期，处理水质逐步提高。二级接触氧化具有处理净化效果好、出水水质好而稳定、污泥不膨胀、能分解其它生物处理难分解的物质等优点。
生物接触氧化法与活性污泥法相比，具有以下优点：
(1)适用范围广：生物接触氧化法可处理各种不同特性的有机工业废水;
(2)抗盐能力强：活性污泥法的抗盐度限值为0.8～0.9%，两级接触氧化法的抗盐度限值为2.5～3.5%，远远高于活性污泥法;
(3)处理效果好、稳定性高：生物接触氧化法不惧怕污泥发生膨胀，抵御冲击负荷的能力强，受环境因素影响小;因此，日常管理技术要求低、操作简便;
(4)剩余污泥量少：附着在填料表面的微生物的食物链较长，由于污泥负荷低，并加上原生和后生动物的捕食，剩余污泥量很少;
(5)总停留时间降低：由于废水中含许多难降解的有机物，因此需要较低的负荷才能使之尽可能的降解;如果采用一级低负荷反应，则总体停留时间加长，有效池容增加，投资增加;如果采用二级系统，则第一级可以采用较高的负荷，去除一些相对易降解的物质，而第二级低负荷则去除较难降解的物质;
(6)处理效率高：采用分级处理，可以有效地保留该级污泥的活性，提高处理效率。
臭氧处理系统
废水经一级生化处理后进入臭氧处理系统。臭氧可使废水中残留的难降解有机物质一般是环状分子的部分环或长链分子部分断裂，使大分子变成小分子，生成易于生化降解的物质，提高废水的可生化性。
二级生化系统(A/O)
臭氧处理系统出水进入二级生化系统，二级生化系统采用A/O处理工艺，对废水进行进一步降解处理，去除废水中残留的有机物和氨氮。由于到本段生化处理，有机物负荷较低，为了确保微生物碳源，可在前段集水池中增加一条超越管道，将一级生化厌氧后的废水提升入二级A池，为了保证处理效果，可直接投加碳源，实际运行视具体情况进行确定。
后处理系统
后处理系统采用混凝沉淀系统，可去除废水中残留的悬浮物质和部分有机物，保证出水达到排放水质要求。
作为优选，步骤(1)中，酸性条件pH为2～5，铁碳微电解反应时间为1～3小时;调碱后pH为7～9，调节废水pH所用的试剂为质量浓度为10～30%的液碱。
作为优选，步骤(2)中，厌氧池反应停留时间20～26h，一级A池反应停留时间22～30h，一级O池采用两级接触氧化系统，包括一级接触氧化池和二级接触氧化池，其中，一级接触氧化池反应停留时间45～58h，二级接触氧化池反应停留时间19～30h;二级接触氧化池后设置有沉淀池，进行污泥回流，回流至二级接触氧化池。
作为优选，步骤(3)中，所述臭氧反应的臭氧产生量为300～600g/L。
作为优选，所述第一混凝池后设有初沉池。
作为优选，步骤(4)中，二级生化系统包括二级A池和二级O池，二级A池反应停留时间10～16h，二级O池反应停留时间28～38h，二级O池后设置有二沉池，进行污泥回流，回流至二级A池。
作为优选，步骤(1)、步骤(5)中，所述混凝剂为聚铝或聚铁混凝剂，沉淀剂为聚丙烯酰胺。
作为优选，所述聚铝或聚铁混凝剂的投加量为废水体积的1～5‰，聚丙烯酰胺的浓度为1～5g/L，投加量为废水体积的0.5～2‰。
作为优选，所述的化工废水综合处理方法，包括下述步骤：
(1)废水进入铁碳反应池，控制pH为3～4，进行铁碳微电解反应，在铁碳反应池内用压缩空气进行搅拌;反应2.5h后，废水自流到第一混凝池，经质量浓度为25%的液碱调解pH至8～9，加入聚铁混凝剂和聚丙烯酰胺沉淀剂，沉淀污泥进入污泥浓缩池浓缩后再进行压滤去除水分;其中，聚铁混凝剂的投加量为废水体积的3‰，聚丙烯酰胺的浓度为3.5g/L，投加量为废水体积的1.5‰;
(2)第一混凝池后经初沉池沉淀后的废水上清液溢流至一级生化系统，进行厌氧+兼氧+好氧处理，厌氧池反应停留时间23h，一级A池停留时间25h，一级A池出水自流进入一级O池进行好氧细菌的生化处理，一级O池采用两级接触氧化系统，一级O池内硝化液部分回流至兼氧池内，利用反硝化菌进行脱氮作用;一级接触氧化池反应停留时间52h，二级接触氧化池反应停留时间25h，二级接触氧化后设置有沉淀池，进行污泥回流，回流至二级接触氧化池;
(3)臭氧处理系统：废水经一级生化系统处理后进入臭氧池进行臭氧反应，臭氧反应的臭氧产生量为450g/L;
(4)二级生化系统：二级生化系统包括二级A池和二级O池，二级A池反应停留时间12h，二级O池反应停留时间34h，二级O池后设置有二沉池，进行污泥回流，回流至二级A池;
(5)后处理系统：经过步骤(4)处理后的废水自流到第二混凝池中，加入聚铁混凝剂，搅拌充分后加入聚丙烯酰胺沉淀剂沉淀;废水经固液分离，排出上清液;其中，聚铁混凝剂的投加量为废水体积的3.5‰，聚丙烯酰胺的浓度为3.0g/L，投加量为废水体积的1.0‰。
本发明采用两级生化处理系统，第一级生化处理系统前有铁碳处理系统，两级生化处理系统间有臭氧处理系统，大大的提高了废水的可生化性，废水处理后可以达到直排的要求;本发明适用于各类化工废水的综合处理，具有处理成本低，工艺稳定性强，污染物去除率高，出水水质稳定达标等优点，适合在化工类废水处理中广泛使用。