申请日2013.05.03
公开(公告)日2013.08.21
IPC分类号C02F9/14; C02F1/62; C02F1/52; C02F101/20; C02F103/16; C02F101/18; C02F1/78
摘要
本发明公开了一种臭氧与曝气生物滤池组合处理含氰电镀废水的方法;该方法将pH值为7～9，氰化物浓度低于80mg/L的含氰电镀废水进入一级曝气生物滤池进行生化预处理，废水在曝气生物滤池中的停留时间为4.5～9h，处理后的废水进入臭氧氧化反应器，臭氧的加入量为臭氧与待处理水中氰的质量比为3～5∶1，时间10～60min;废水进入二级曝气生物滤池进行进一步的好氧生化处理，停留时间为3～6h，进一步脱除废水中的COD、氰化物及重金属，使出水完全达到排放标准;该方法具有处理成本低、污泥产量少、操作简便、无二次污染等特点，处理后的废水达到《电镀污染物排放标准》(GB21900-2008)中的表二要求。
权利要求书
1.一种臭氧与曝气生物滤池组合处理含氰电镀废水的方法，其特征在于由如下步骤组 成：
(1)pH值为7～9，氰化物浓度低于80mg/L的含氰电镀废水进入一级曝气生物滤池进 行生化预处理，废水在曝气生物滤池中的停留时间为4.5～9h，
(2)步骤(1)处理后的废水进入臭氧氧化反应器，臭氧的加入量为臭氧与待处理水 中氰的质量比为3～5∶1，反应时间为10～60min;
(3)步骤(2)处理后的废水进入二级曝气生物滤池进行进一步的好氧生化处理，停 留时间为3～6h，进一步脱除废水中的COD、氰化物及重金属，使出水完全达到排放标准;
所述一级曝气生物滤池和二级曝气生物滤池均充填陶粒作为生物填料;生物填料采用 城市污水处理厂二沉池回流污泥接种，污泥直接投加到曝气生物滤池中，污泥投加量为BAF 有效容积的3%-5%，挂膜启动，挂膜期间采用葡萄糖溶液进行微生物的培养，进水中氰化 物初始浓度为0，经过一个星期的挂膜启动后逐步提高进水中的氰化物浓度进行微生物的 驯化培养，进水为稀释后的含氰电镀废水，控制稀释程度使进水中每天氰化物浓度增加量 为1～2.5mg/L，连续培养20～30天。
2.根据权利要求1中所述的臭氧与曝气生物滤池组合处理含氰电镀废水的方法，其特 征在于：当步骤(1)含氰电镀废水的pH值不在7～9范围内，通过投加氢氧化钠或硫酸调 节含氰电镀废水的pH值为7～9。
3.根据权利要求1中所述的臭氧与曝气生物滤池组合处理含氰电镀废水的方法，其特 征在于：当步骤(1)含氰电镀废水的氰化物浓度高于80mg/L时，采用化学预处理法控制 含氰电镀废水的氰化物浓度低于80mg/L。
4.根据权利要求1中所述的臭氧与曝气生物滤池组合处理含氰电镀废水的方法，其特 征在于：所述化学预处理法为硫酸亚铁法，双氧水氧化法或氯氧化法。
5.根据权利要求1中所述的臭氧与曝气生物滤池组合处理含氰电镀废水的方法，其特 征在于：所述一级曝气生物滤池和二级曝气生物滤池均为上流式曝气生物滤池。
6.根据权利要求1中所述的臭氧与曝气生物滤池组合处理含氰电镀废水的方法，其特 征在于：所述的生物填料的陶粒由多孔的陶瓷小球通过高温烧结而成，粒径直径为3～5mm。
说明书
一种臭氧与曝气生物滤池组合处理含氰电镀废水的方法
技术领域
本发明涉及电镀废水处理领域，特别是涉及一种臭氧与曝气生物滤池组合处理含氰电 镀废水的方法，用于电镀工厂或电镀工业园的含铜、镍等重金属和氰化物的混合废水处理， 废水经该方法处理后，达到国家规定的新的排放标准。
背景技术
由于CN-离子具有很强的络合性、表面活性及活化能力，因而被广泛应用于电镀工业 生产过程中，但由于氰化物具有极强的毒性和危害性，是美国环保署制定的优先控制的污 染物之一，因此含氰废水必须经过严格的达标处理后才能排放到自然水体中。对于含氰废 水的处理已形成了诸如碱性氯化法、双氧水氧化法、化学络合法等多种处理方法，但这些 方法大多为化学或物理化学方法，普遍存在加药量大、运行成本高、操作和运行管理复杂、 存在二次污染等问题。生物法已被认为是解决传统处理法存在的缺陷的有效方法，但生物 法仍然存在处理浓度低、承受负荷小等问题。此外，长期以来人们怵于含氰废水中氰化物 和重金属对微生物的毒杀作用，因而，生物法处理含氰废水仍然处于实验室阶段，实际工 程应用较少。
《电镀污染物排放标准》(GB21900-2008)的实施，对电镀废水中污染物的排放提出 了更严格的要求，比如，要求出水的CN-、COD、Ni2+分别由原来的0.5mg/L、100mg/L、 1.0mg/L降至0.3mg/L、80mg/L、0.5mg/L。新标准的提出，使得我国电镀废水的处理面临 更为严峻的挑战，寻求和开发出处理成本低、污泥产量少、可以使各污染物达到排放要求 的工艺技术就成为目前电镀废水处理领域中新任务和新难题
臭氧具有极强的氧化性能，其氧化能力仅次于氟，臭氧氧化反应后产生水和氧气，无 二次污染，是理想的绿色氧化剂。曝气生物滤池集生物氧化、生物絮凝及过滤截获于一体， 与一般传统的生物处理技术相比具有更高的污染物去除效率。然而，含氰电镀废水中不仅 含有氰化物，而且往往含有重金属和有机化合物，若单独采用臭氧氧化处理，往往难以使 出水达到排放要求，且处理成本较高;而若单独采用曝气生物滤池生物处理，一方面废水 中同时含有多种有毒污染物，会对微生物产生极大的抑制作用，另一方面废水中含有大量 的金属氰化物及难生物降解的有机物，单独采用生物法也难以达到理想的处理效果。
中国发明专利ZL200510035132.9公开了化学氧化-曝气生物滤池联合水处理方法，该 方法由化学氧化处理、中间调节池处理和曝气生物滤池处理三个步骤组成，化学氧化处理 步骤的化学氧化剂为臭氧，臭氧的加入量为臭氧与待处理水中COD的质量比为0.01～2∶1， 反应时间为10～30分钟;反应以后，经臭氧预处理以后的水进入中间调节池，水在中间调 节池中的停留时间为20～60分钟;经中间调节池处理的水然后进入曝气生物滤池，在曝气 生物滤池处理时间为2～6小时。该方法首先利用臭氧的强氧化作用破坏有机物的结构，在 去除部分有机物的同时提高废水的可生化性，然后利用曝气生物滤池使出水达到排放或回 用要求。但该方法的运用是针对含有难生物降解有机物和微污染水源水的处理领域，对含 有氰化物及重金属的废水的处理并未涉及。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种处理成本相对低廉的含氰电镀废水 的处理方法，不仅使废水经处理后，氰化物和重金属达标，而且COD值也显著地降低，废 水处理后达到新的排放标准。
本发明目的通过以下技术方案实现：
一种臭氧与曝气生物滤池组合处理含氰电镀废水的方法，由如下步骤组成：
(1)pH值为7～9，氰化物浓度低于80mg/L的含氰电镀废水进入一级曝气生物滤池进 行生化预处理，废水在曝气生物滤池中的停留时间为4.5～9h，
(2)步骤(1)处理后的废水进入臭氧氧化反应器，臭氧的加入量为臭氧与待处理水 中氰的质量比为3～5∶1，反应时间为10～60min;
(3)步骤(2)处理后的废水进入二级曝气生物滤池进行进一步的好氧生化处理，停 留时间为3～6h，进一步脱除废水中的COD、氰化物及重金属，使出水完全达到排放标准;
所述一级曝气生物滤池和二级曝气生物滤池均充填陶粒作为生物填料;生物填料采用 城市污水处理厂二沉池回流污泥接种，污泥直接投加到曝气生物滤池中，污泥投加量为BAF 有效容积的3%-5%，挂膜启动，挂膜期间采用葡萄糖溶液进行微生物的培养，进水中氰化 物初始浓度为0，经过一个星期的挂膜启动后逐步提高进水中的氰化物浓度进行微生物的 驯化培养，进水为稀释后的含氰电镀废水，控制稀释程度使进水中每天氰化物浓度增加量 为1～2.5mg/L，连续培养20～30天。
为进一步实现本发明目的：当步骤(1)含氰电镀废水的pH值不在7～9范围内，通过 投加氢氧化钠或硫酸调节含氰电镀废水的pH值为7～9。
当步骤(1)含氰电镀废水的氰化物浓度高于80mg/L时，采用化学预处理法控制含氰 电镀废水的氰化物浓度低于80mg/L。所述化学预处理法为硫酸亚铁法、双氧水氧化法或漂 水氧化法。
所述的一级曝气生物滤池和二级曝气生物滤池均为上流式曝气生物滤池，由下到上包 括气水混合层、承托布水布气板、生物填料层和出水堰。
所述化学预处理法为硫酸亚铁法，双氧水氧化法或氯氧化法。
所述的生物填料的陶粒由多孔的陶瓷小球通过高温烧结而成，粒径直径为3～5mm。
所述一级曝气生物滤池和二级曝气生物滤池均为上流式曝气生物滤池。
所述一级曝气生物滤池和二级曝气生物滤池均为上流式曝气生物滤池。
所述的曝气生物滤池还包括反冲洗装置，所述的反冲洗装置包括反冲洗气管、反冲洗 进水口及反冲洗出水口，反冲洗用水可采用处理后的废水。
由于含氰电镀废水中含有大量氰化物和重金属，而且人们长期以来怵于氰化物和重金 属对微生物的毒杀作用，时至今日，当谈到用曝气生物滤池处理含氰废水时，就连电镀废 水处理领域的技术人员也认为是不可想象的;发明人通过大量实验研究发现，曝气生物滤 池可以承受氰化物浓度低于80mg/L的废水，现有技术报道的生物处理技术(如SBR等) 一般只能承受低于10mg/L的氰化物。因此，发明人通过工艺创新，创造性将曝气生物滤池 用于含氰废水的处理。
相对于现有技术ZL200510035132.9的方法，本发明可以省略中间水池，一是用前后两 级曝气生物滤池来减少臭氧投加量，因此，相对处理的废水而言，臭氧投加量是较少的， 若臭氧投加量过量，多余的臭氧会继续去除残余的氰化物。二是臭氧在多污染物存在的废 水中的半衰期是很短的，如在自来水中臭氧的半衰期为17min，而在偶氮染料废水中的半 衰期仅有17～19s。因此，臭氧氧化后残余的臭氧完全可以降低到不至于影响下一级曝气生 物滤池正常运行的浓度。
相对于现有技术，本发明具有如下优点和有益效果：
(1)含氰电镀废水首先进入曝气生物滤池进行生化预处理，曝气生物滤池内充填的多 孔陶粒填料为微生物的附着提供了巨大的比表面积，因此曝气生物滤池比一般的生化反应 器具有更高的抗氰化物毒性能力，在一级曝气生物滤池中通过微生物的氧化作用，各种重 金属氰化络合物的配位键断裂，重金属离子通过生物絮凝作用去除，COD和氰离子通过生 物氧化作用初步去除。
(2)通过一级曝气生物滤池的预处理，减少了废水中有机物的量，从而可以大大减少 后续臭氧氧化处理中臭氧的投加量，从而降低处理成本。在臭氧反应器中充填的陶粒可以 有效促使臭氧分解，增加臭氧在水处理过程中的利用率。
(3)在废水处理工艺中，生化法是相对比较便宜的废水处理方法。经过前两步的反应 后，废水中的COD有机物减少，氰化物浓度也大幅度降低了，故只需较短的停留时间，就 可将废水中的残余污染物去除，使其达标排放。