申请日2014.09.05
公开(公告)日2014.11.26
IPC分类号C02F9/14
摘要
一种有机废水处理方法，它采用复合有机过滤介质对有机废水进行过滤处理，首次配制的复合有机过滤介质由下述重量单位原料组成：有机物料75-85，草炭1-10，滤材4-13，菌种0.5-2;当所使用的复合有机过滤介质状态松软、有粘性并且伴有臭味产生时，需更换复配有机过滤介质，复配的有机过滤介质由下述重量单位的原料组成：有机物料75-85、草炭1-10、滤材为4-13及已使用过的复合有机过滤介质旧料，复合有机过滤介质旧料的含量为有机物料、草炭和滤材总量的0.5-2%。本发明具有生物氧化、物理吸附、物理过滤三重作用，除了可用于高浓度有机废水处理，还可以用于难降解甚至有毒有机废水的处理。
权利要求书
1.一种有机废水处理方法，其特征在于：它采用复合有机过滤介质对有机废水进行过滤处理，首次配制的复合有机过滤介质由下述重量单位原料组成：有机物料55-85，草炭1-20，滤材4-23，菌种0.5-2;当所使用的复合有机过滤介质状态松软、有粘性并且伴有臭味产生时，需更换复配复合有机过滤介质，复配的复合有机过滤介质由下述重量单位的原料组成：有机物料55-85、草炭1-20、滤材为4-23及已使用过的复合有机过滤介质旧料，复合有机过滤介质旧料的含量为有机物料、草炭和滤材总重量的0.5-2%。
2.根据权利要求1所述的有机废水处理方法，其特征在于：所述有机物料的碳氮比大于25：1，有机物料为玉米秸、麦秸、稻草、花生秸、瓜藤、姜秸、豆秸、高粱秸、薯藤、蔗渣、棉秸、木屑、树叶、树皮、食用菌糠、棉籽皮、稻糠、花生壳、薯渣、果渣的一种或多种混合;所述滤材包括活性炭、石英沙、无烟煤、磁镁矿、纤维球、聚丙烯超细纤维滤布、沸石、膨润土、硅藻土、膜材料、阴阳离子交换树脂或活性炭纤维;所述菌种是酵素菌或EM制剂。
3.根据权利要求2所述的有机废水处理方法，其特征在于：将有机物料破碎为粒径0.5-3厘米的颗粒，按照配比称取组成复合有机过滤介质的各原料，将各原料混合均匀，再加入原料总重量40-60%的水混合后静置，待其温度升到35摄氏度以上时即可装入过滤容器内，对通入的有机废水进行过滤处理，处理过程保持机械搅拌。
4.根据权利要求3所述的有机废水处理方法，其特征在于：有机废水过滤处理过程中，常温条件下废水每小时通过复合有机过滤介质的流量小于复合有机过滤介质体积的三分之一。
5.根据权利要求4所述的有机废水处理方法，其特征在于：在复合有机过滤介质静置过程中当温度低于10℃时，需对其加温至20℃处理。
6.根据权利要求5所述的有机废水处理方法，其特征在于：将经过复合有机过滤介质处理过的有机废水再流经传统过滤介质做深化处理，传统过滤介质包括活性炭、石英砂、沸石、膨润土、硅藻土、蛋白石、蛭石、珍珠岩、海泡石、膜材料、阴阳离子交换树脂、活性炭纤维。
7.根据权利要求5所述的有机废水处理方法，其特征在于：将经过复合有机过滤介质处理过的有机废水再流经紫外线灭菌设施，做消毒处理。
8.根据权利要求5所述的有机废水处理方法，其特征在于：将经过复合有机过滤介质处理过的有机废水再流经除氧器，做除氧处理。
9.根据权利要求5所述的有机废水处理方法，其特征在于：将经过复合过滤介质处理过的有机废水再串联组合传统混凝剂絮凝沉淀,进一步深化处理其中的有机质,所述传统混凝剂包括聚合氯化铝、硫酸亚铁、聚丙烯酰胺、硅酸钠。
10.根据权利要求5所述的有机废水处理方法，其特征在于：将经过复合有机过滤介质处理过的有机废水再进行软化处理。
说明书
一种有机废水处理方法
技术领域
本发明涉及一种废水处理方法，特别是利用复合有机过滤介质对有机废水进行过滤净化处理的方法。
背景技术
现有的水处理工程中的过滤步骤所应用的过滤介质多是活性炭、石英沙、无烟煤、磁镁矿、纤维球、聚丙烯超细纤维滤布、沸石、膨润土、硅藻土、膜材料、阴阳离子交换树脂、活性炭纤维等材料。上述传统过滤介质吸附截污材料都是以较大的内表面积和离子交换能力为主要原理的吸附，是物理吸附过程。这种物理吸附方式对于污水中的悬浮物(SS)的吸附效果较好。另外，活性炭纤维对污水中的氯离子、色度、浊度、臭味、酚类都有很好的脱除效果。但以上过滤介质存在以下不足：1.物理吸附适用于净化污染物浓度较低的水质，而对于污染物较高的水质则效果欠佳;2.无法对于水体中较难降解的有机物甚至有毒有机物进行有效处理;3. 对于水体中低碳氮比有机物的处理效果较差;4.过滤介质再生过程复杂，如用碱洗法、加热再生法和氧化剂氧化法都会产生二次污染和浪费能源;若干次再生后导致吸附性能“疲乏极限”而老化，进而遗弃产生固体废渣污染。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种具有生化过滤、物理吸附、物理过滤三重作用的有机废水处理方法。
本发明所称问题是由以下技术方案解决的：
一种有机废水处理方法，它采用复合有机过滤介质对有机废水进行过滤处理，首次配制的复合有机过滤介质由下述重量单位原料组成：有机物料55-85，草炭1-20，滤材4-23，菌种0.5-2;当所使用的复合有机过滤介质状态松软、有粘性并且伴有臭味产生时，需更换复配复合有机过滤介质，复配的复合有机过滤介质由下述重量单位的原料组成：有机物料55-85、草炭1-20、滤材为4-23及已使用过的复合有机过滤介质旧料，复合有机过滤介质旧料的含量为有机物料、草炭和滤材总重量的0.5-2%。
上述有机废水处理方法，所述有机物料的碳氮比大于25：1，有机物料为玉米秸、麦秸、稻草、花生秸、瓜藤、姜秸、豆秸、高粱秸、薯藤、蔗渣、棉秸、木屑、树叶、树皮、食用菌糠、棉籽皮、稻糠、花生壳、薯渣、果渣的一种或多种混合;所述滤材包括活性炭、石英沙、无烟煤、磁镁矿、纤维球、聚丙烯超细纤维滤布、沸石、膨润土、硅藻土、膜材料、阴阳离子交换树脂或活性炭纤维;所述菌种是酵素菌或EM制剂。
上述有机废水处理方法，将有机物料破碎为粒径0.5-3厘米的颗粒，按照配比称取组成复合有机过滤介质的各原料，将各原料混合均匀，再加入原料总重量40-60%的水混合后静置，待其温度升到35摄氏度以上时即可装入过滤容器内，对通入的有机废水进行过滤处理，处理过程保持机械搅拌。
上述有机废水处理方法，有机废水过滤处理过程中，常温条件下废水每小时通过复合有机过滤介质的流量小于复合有机过滤介质体积的三分之一。
上述有机废水处理方法，在复合有机过滤介质静置过程中当温度低于10℃时，需对其加温至20℃处理。
上述有机废水处理方法，将经过复合有机过滤介质处理过的有机废水再流经传统过滤介质做深化处理，传统过滤介质包括活性炭、石英砂、沸石、膨润土、硅藻土、蛋白石、蛭石、珍珠岩、海泡石、膜材料、阴阳离子交换树脂、活性炭纤维。
上述有机废水处理方法，将经过复合有机过滤介质处理过的有机废水再流经紫外线灭菌设施，做消毒处理。
上述有机废水处理方法，将经过复合有机过滤介质处理过的有机废水再流经除氧器，做除氧处理。
上述有机废水处理方法，将经过复合过滤介质处理过的有机废水再串联组合传统混凝剂絮凝沉淀,进一步深化处理其中的有机质,所述传统混凝剂包括聚合氯化铝、硫酸亚铁、聚丙烯酰胺、硅酸钠。
上述有机废水处理方法，将经过复合有机过滤介质处理过的有机废水再进行软化处理。
本发明针对提高过滤介质对有机废水过滤处理效果问题进行了改进，它将混配的具有高碳氮比的有机物料及草炭、滤材和菌种作为复合有机过滤介质装入过滤容器中，对通入的有机污水进行过滤，在生物氧化、物理吸附、物理过滤的三重作用下，使被处理有机废水中的BOD.COD.悬浮物、氨氮、硝氮、非蛋白氮、蛋白氮、磷源被充分脱除，有效降低有机污水的色度和臭味。所述复合有机过滤介质满足了微生物生长所需的碳源、氮源、水分和氧源，当温度、搅拌等条件满足时，可以给予微生物最大的生产效率，而当其处于难降解甚至有毒有机物环境中时，复合有机过滤介质中的微生物又具有较大的变异效率，即通过菌株变异去适应恶劣条件的变化，因此本发明方法除了可用于高浓度有机废水处理，还可以用于难降解甚至有毒有机废水的处理。
具体实施方式
本发明采用的复合过滤介质以高碳氮比的有机物料及草炭、滤材和菌种为原料制成，对有机废水进行过滤处理，其中，所用有机物料的碳氮比大于25：1。将高碳氮比的有机物料作为复合有机过滤介质的主要原料，在生化反应过程中，根据“碳氮比平衡原理”对废水中的较高的氮源可以起到较强烈的“吸收”作用，而且在不断通氧搅拌的条件下，微生物代谢产物会将其氧化成水和二氧化碳，使得过滤系统具有可生化性，使得被截留的有机物很快被氧化而减少了质量。首次配制的复合有机过滤介质中按照重量单位，有机物料为55-85，草炭为1-20，滤材为4-23，菌种为0.5-2;当所使用的复合有机过滤介质状态松软、有粘性并且伴有臭味产生时，需更换复配复合有机过滤介质，复配的复合有机过滤介质中按照重量单位：有机物料为55-85、草炭为1-20、滤材为4-23，此外再加入已使用过的复合有机过滤介质旧料，复合有机过滤介质旧料的含量为有机物料、草炭和滤材总量的0.5-2%。所述有机物料可以就地取材的选择玉米秸、麦秸、稻草、花生秸、瓜藤、姜秸、豆秸、高粱秸、薯藤、蔗渣、棉秸、木屑、树叶、树皮、食用菌糠、棉籽皮、稻糠、花生壳、薯渣、果渣等一种或多种混合。所述滤材包括活性炭、石英沙、无烟煤、磁镁矿、纤维球、聚丙烯超细纤维滤布、沸石、膨润土、硅藻土、膜材料、阴阳离子交换树脂或活性炭纤维。所述菌种是酵素菌或EM制剂。
本发明所选用的复合有机过滤介质原料特点如下：1、高碳氮比的有机物料为农业、轻工业副产品，为废弃物再利用。高碳氮比的有机物料中纤维素和木质素含量高，粗蛋白和消化能含量较低。即其元素结构中的碳氮比较高，可达60-65:1。 纤维素、半纤维素、木质素分子结构上中性共价键占绝大多数，过饱和键、饱和键居多，不饱和键和离子键很少，性质不活泼。2、草炭(泥炭)：是沼泽地和原始森林中埋藏较浅的杂草、树叶等有机物经地球生化后的产物，棕褐色或棕黑色。是杂草、树叶、成煤的中间产物。该类有机物除了碳氮比较高以外(60-65:1)，其分子结构上的 羧基和不饱和键较多，表现为较弱的 酸性和对酸碱环境的缓冲性能。3、菌种：采用酵素菌或EM制剂(复合菌群)或其它经过技术鉴定的有益菌群。
所述复合有机过滤介质的制备过程如下：将有机物料破碎为粒径0.5-3厘米的颗粒，按照初配或复配的原料配比称取组成有复合机过滤介质的各原料，将各原料混合均匀，再加入原料总重量40-60%的水混合后静置，待其温度升到35摄氏度以上时即可装入过滤容器内，对通入的有机废水进行过滤处理。复合有机过滤介质静置过程中当温度低于10℃时，需对其加温至20℃处理。如：向堆置的复合有机过滤介质中置入金属容器，容器内置适量水，再将电热水器适度插入水中，接上电源，待料堆温度升高后至20℃时，再撤掉电加热器。
本发明所述复合有机过滤介质在对有机废水进行过滤处理时，需给予机械搅拌通氧。在10-40摄氏度的温度条件下，高碳氮比有机物料中的微生物菌群迅速激活、生长、繁殖，微生物则以秸秆和草炭为自身营养源，分泌纤维素酶、木质素酶等酶系将纤维素和木质素分解成自身营养源，但由于营养源是高碳氮比的有机物，微生物在生长繁殖代谢过程中有过多的碳源，而氮源不足，又由于微生物的生长繁殖过程是将外源碳源和氮源形成自身菌体蛋白的过程，即碳氮比平衡过程，高碳氮比的有机物在微生物的作用下要吸收外源氮源作为补充，于是产生吸氮“势能”。当所需处理的废水中所携带的氨氮、硝氮、蛋白氮、非蛋白氮流经时，被复合有机过滤介质过滤所“截获”并转化成微生物自身的营养源，生成水、二氧化碳、氮气、不饱和有机酸类代谢产物和微生物自身的营养源。而当微生物代谢产物中有不饱和有机物时，由于不饱和有机酸分子结构上的羧基、酚羟基、烯醇基等活性官能团和不饱和共价键的作用，相对于原秸秆等有机物的纤维素、半纤维素、木质素的活性大大增强，即由惰性有机质转成活性物质。该类有机质很容易与需处理的水中的重金属和其它活性有机质结合，进而形成重金属螯合物(或络合物)使重金属和其它有机质失去活性而被“钝化”，降低其向环境中排放的危害。
所述复合有机过滤介质中加入草炭，是因为草炭分子结构上丰富的羧基、酚羟基烯醇基等弱酸性官能团和不饱和键的作用对处理水中的重金属和其它有机质的天然积极的作用，可以弥补滤料系统中微生物系统成熟以前的有机酸和不饱和键类物质的“匮乏期”。由于形成草炭的原料是杂草、树木、树叶等，所以草炭也是高碳氮比原料，经微生物分解后具有与秸秆类有机物协同作用，将被处理的水中的BOD.COD.悬浮物、氨氮、硝氮、非蛋白氮、蛋白氮、磷源可被充分脱除，从而使水的色度和臭味降低。
所述复合有机过滤介质中加入了滤材，可以弥补有机物料和草炭滤材的不足，二者优势互补，例如滤材可以弥补有机物料生化过程前期吸附性能较弱的不足，因为这一时期的有机物料的纤维素、木质素等尚没有被充分的生化氧化。
综上所述，本发明复合有机过滤介质满足了微生物生长所需的碳源、氮源、水分、氧源，在体积配制合适(常温20摄氏度左右情况下，废水每小时通过复合有机过滤介质的流量以小于复合有机过滤介质体积的三分之一为宜)、机械搅拌充分时，可使过滤系统温度得以控制在最佳温度10—40℃范围，所以该复合有机过滤介质给予了微生物最大的生产效率。当处于难降解甚至有毒有机物环境中时，该复合有机过滤介质又具有较大的变异效率，即通过菌株变异去适应恶劣条件的变化，因此本发明方法除了可用于高浓度有机废水处理，还可以用于难降解甚至有毒有机废水的处理。
当所述复合有机过滤介质得松软，有粘性并且伴有臭味产生时，表明该复合有机过滤介质老化，应更换复合有机过滤介质。此时需保留少部分已使用过的复合有机过滤介质陈料，与有机物料、草炭、滤材混合后一起作为复配料使用。复配时以使用过的陈料替代菌种，这是因为陈料系统中的碳氮比达到或接近20-25:1。陈料中有较成熟的微生态系统，是经若干次变异后优胜略汰的相对较“和谐”的微生态系统，它在下批料中的循环应用，使新旧混合料更迅速形成相对较“和谐”的微生态系统，减少各种微生物间的优胜略汰的“进化”过程，缩短成熟周期。
以下提供本发明的几个具体实施例：
实施例1. 称取粒径为0.5-3厘米的颗粒高碳氮比类有机物料85Kg，草炭20 Kg，滤材23kg,菌种2 Kg，将上述各原料混合均匀，再加入75 Kg 的水混合后静置，待其温度升到35摄氏度以上时即可装入过滤容器内，对通入的有机废水进行过滤处理。
实施例2. 称取粒径为0.5-3厘米的颗粒高碳氮比类有机物料75Kg，草炭5 Kg，滤材7kg,菌种1.5 Kg，将上述各原料混合均匀，再加入48 Kg 的水混合后静置，待其温度升到35摄氏度以上时即可装入过滤容器内，对通入的有机废水进行过滤处理。
实施例3. 称取粒径为0.5-3厘米的颗粒高碳氮比类有机物料55Kg，草炭1 Kg，滤材4kg,菌种0.5 Kg，将上述各原料混合均匀，再加入25 Kg 的水混合后静置，待其温度升到35摄氏度以上时即可装入过滤容器内，对通入的有机废水进行过滤处理。
实施例4. 称取粒径为0.5-3厘米的颗粒高碳氮比类有机物料85Kg，草炭15 Kg，滤材23kg，复合有机过滤介质旧料2.5 Kg，将上述各原料混合均匀，再加入66 Kg 的水混合后静置，待其温度升到35摄氏度以上时即可装入过滤容器内，对通入的有机废水进行过滤处理。
实施例5. 称取粒径为0.5-3厘米的颗粒高碳氮比类有机物料55Kg，草炭1 Kg，滤材10kg，复合有机过滤介质旧料0.4 Kg，将上述各原料混合均匀，再加入36 Kg 的水混合后静置，待其温度升到35摄氏度以上时即可装入过滤容器内，对通入的有机废水进行过滤处理。
实施例6. 称取粒径为0.5-3厘米的颗粒高碳氮比类有机物料70Kg，草炭7 Kg，滤材17kg，复合有机过滤介质旧料1.8 Kg，将上述各原料混合均匀，再加入54Kg 的水混合后静置，待其温度升到35摄氏度以上时即可装入过滤容器内，对通入的有机废水进行过滤处理。
经本发明复合有机过滤介质对有机废水过滤处理后，水中有机物大幅度降低，同时水温升高，非常合适传统A/O生物处理方法所需的水的温度，这一点特别克服了低温气候对生物方法处理污水的难题。将其作为传统A/O法的预处理，可以大大提高了水处理的效率和适应范围。
经本发明复合有机过滤介质过滤处理后的水，再流经活性炭、石英砂、沸石、膨润土、硅藻土、蛋白石、蛭石、珍珠岩、海泡石、膜材料、阴阳离子交换树脂、活性炭纤维等传统过滤介质过滤，作为组合系统进行水处理，则水处理的效果大大提高。前者是兼有生物氧化、物理吸附、物理过滤的三重作用，而后者可进一步脱除水中的氯离子、色度和臭味。
经本发明复合过滤介质过滤后的水，可以串联组合传统的混凝剂絮凝沉淀其中多余的有机质，用于水的进一步深化处理。所谓混凝剂是指聚合氯化铝、硫酸亚铁、聚丙烯酰胺、硅酸钠等。
经本发明复合有机过滤介质过滤处理后的水,在进入除生物方法以外的其它深度处理工艺前，流经紫外线消毒设施，使之成为组合式水处理设备或其它工业水循环系统中结膜或达标排放。
可以根据需要将经本发明复合有机过滤介质过滤处理后的水，送入除氧器以进一步脱氧，防止对下游设备的氧化。
本发明方法在对有机废水过滤处理过程中，会产生大量的有机弱酸，而这些有机弱酸易与水中碳酸氢钙和碳酸氢镁反应生成钙与镁的弱酸盐沉淀，从而沉积在复合有机过滤介质混的表面。因此，本发明方法可用于水质的软化处理，并与传统的水软化系统串联组合使用共同用于水的软化处理。
本发明方法具有较强的分解氧化功能，它可用于含油废水的处理，或作传统除油水处理工艺的预处理或后处理。由于该系统中的秸秆类有机物的“稀释”功能，对于含盐(氯化钠、硫酸钠等)废水中的盐分(如制药、造纸、制革、印染等)起到一定的“稀释”效果，所以可以降低系统中的盐分浓度，来克服含盐废水可生化性较差的缺陷。