申请日2013.11.20
公开(公告)日2014.02.05
IPC分类号C02F101/32; C02F3/30
摘要
本发明提供一种高甲醛高浓度有机废水的处理方法，包括：废水经调节池调节水质和水量，确保后续处理设备及生物处理系统不会受到水量、水质大幅度变化的冲击;调节后的废水进入调配池，调配池的水力停留时间6～8小时，通过调配各路回流水与调节池出水的混合，控制废水甲醛浓度小于500mg/L，同时调节pH值并投加营养盐;调配池出水进入厌氧处理系统，经厌氧处理进入好氧系统，于所述的好氧系统中在活性污泥法曝气池进行好氧处理;好氧处理后的出水进入二沉池进行泥水分离，污泥回流好氧系统，出水稳定达标排放，同时按1～10倍的回流比回流调配池。本发明的方法实现了以微生物处理含高毒性甲醛废水的工程应用，在保证出水水质的前提下，能大幅度节省基建投资和运行成本。
权利要求书
1.一种高甲醛高浓度有机废水的处理方法，包括调节、调配、生物处理步骤，所述的生 物处理采用厌氧、好氧系统;其特征在于，具体步骤包括：
1)废水经调节池调节水质和水量，确保后续处理设备及生物处理系统不会受到水量、水 质大幅度变化的冲击;
2)步骤1)调节后的废水进入调配池，调配池的水力停留时间6～8小时，通过调配各路 回流水与调节池出水的混合，控制废水甲醛浓度小于500mg/L，同时调节pH值至6.5～7.5， 并投加氮、磷营养盐，投加比例按BOD5:N:P=200:5:1;
3)步骤2)的调配池出水进入厌氧处理系统，经厌氧处理后的出水以1～20倍回流比回 流至步骤2)所述的调配池，其余进入好氧系统，于所述的好氧系统中在活性污泥法曝气池 进行好氧处理;
4)步骤3)好氧处理后的出水进入二沉池进行泥水分离，污泥回流步骤3)的好氧系统， 出水稳定达标排放，同时按1～10倍的回流比回流步骤2)的调配池。
2.权利要求1所述的处理方法，其特征在于：在步骤2)所述的调配池前设置事故缓冲 池消解事故废水的影响;所述的事故缓冲池的水力停留时间24～48小时。
3.权利要求2所述的处理方法，其特征在于：所述的调节池、事故缓冲池和调配池，分 建或者合建。
4.权利要求1所述的处理方法，其特征在于：步骤3)所述的厌氧处理系统采用厌氧生 物塔反应器，所述的厌氧生物塔反应器内采用分阶段接种和分阶段驯化的方法进行微生物培 养。
5.权利要求4所述的处理方法，其特征在于：所述的分阶段接种和分阶段驯化的方法是： 污泥接种分两次进行，第一次接种污泥并驯化出可以适应并降解甲醛的厌氧微生物，第二次 接种污泥补充产甲烷厌氧微生物，并进一步驯化出既能承受一定的甲醛毒性又能产甲烷的厌 氧微生物。
6.权利要求1所述的处理方法，其特征在于：步骤3)所述的厌氧处理系统控制CODcr 容积负荷≤5kgCOD/m3·d;甲醛容积负荷≤0.8kg FA/m3·d。
7.权利要求1所述的处理方法，其特征在于：步骤3)所述的好氧处理系统控制BOD5污泥负荷0.08～0.12kg BOD5/kg MLSS·d;污泥浓度3500～4000mg/L，曝气供气量与好氧系统 进水量的气水比为20～30:1。
8.权利要求1所述的处理方法，其特征在于：步骤3)所述的厌氧处理系统出水回流至 厌氧进水布水管前端，回流比1～20倍。
说明书
一种高甲醛高浓度有机废水生物处理工艺
技术领域
本发明属于废水处理领域，具体涉及一种高甲醛高浓度有机废水的生物处理工艺。
背景技术
近年来，随着我国重化工业的快速发展，很多化工工艺产生的废水中均含有高浓度的甲 醛，如：丙烯酸、酚醛树脂、顺丁稀二酸等。以丙烯酸行业为例：丙烯酸及其酯类工业的迅 猛发展，使丙烯酸及其酯类生产废水的处理成为日益严重的问题。丙烯酸及其酯类生产废水 的COD为10,000～100,000mg/L，废水浓度高;其中甲醛含量为1%到4%，毒性很大;另外 废水中还含有丙烯酸，乙酸，甲醛、丙烯醛、丙烯酸甲酯，丙烯酸乙酯等多种有机物，成分 复杂，使得丙烯酸及酯类废水的处理十分困难。
目前处理丙烯酸及其酯类废水的主要方法是焚烧法和催化湿式氧化法，吨水处理费用在 500元左右，而由于废水毒性很强，生物处理方法发展处于相对停止状态。但是，焚烧法运 行成本高、动力能源消耗大;催化湿式氧化法由于催化剂专一性的特点限制了该技术在组分 复杂的丙烯酸及酯类废水处理中的推广应用，此外催化湿式氧化法处理废水需要高温高压条 件，也存在着一定的安全隐患，使用也远少于焚烧法。
生物处理由于能耗低，经济环保，已经得到越来越多的研究和应用;针对高甲醛高浓度 有机废水高毒性及高浓度的特点，如何调整处理工艺，降低废水中高浓度、高毒性物质对微 生物的冲击，确保生物处理方法稳定运行，是亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种处理高甲醛高浓度有机废水的厌氧、好氧组合生物处理工 艺，实现以微生物处理含高毒性甲醛废水的工程应用，在保证出水水质的前提下，大幅度节 省基建投资和运行成本。
本发明的上述目的是通过以下技术方案实现的：
提供一种高甲醛高浓度有机废水的处理方法，包括调节、调配、生物处理步骤，所述的 生物处理采用厌氧、好氧系统，其具体步骤包括：
1)废水经调节池调节水质和水量，确保后续处理设备及生物处理系统不会受到水量、水 质大幅度变化的冲击;
2)步骤1)调节后的废水进入调配池，调配池的水力停留时间6～8小时，通过调配各路 回流水与调节池出水的混合，控制废水甲醛浓度小于500mg/L，同时调节pH值至6.5～7.5， 并投加氮、磷营养盐，投加比例按BOD5:N:P=200:5:1;
3)步骤2)的调配池出水进入厌氧处理系统，经厌氧处理后的出水进入好氧系统，于所 述的好氧系统中在活性污泥法曝气池进行好氧处理;
4)步骤3)好氧处理后的出水进入二沉池进行泥水分离，污泥回流步骤3)的好氧系统， 出水稳定达标排放，同时按1～10倍的比例回流步骤2)的调配池。
本发明优选的方案中，可以在步骤2)所述的调配池前设置事故缓冲池消解事故废水的 影响;所述的事故缓冲池的水力停留时间24～48小时。事故缓冲池可以避免生产波动时废水 中的有毒醛类物质大幅度变化而对生物处理造成冲击影响。通过设置在线监测仪表及自动阀 门控制废水流入事故缓冲池或调节池，保证整套处理工艺的稳定运行。
本发明上述优选的方案中，所述的调节池、事故缓冲池和调配池，分建或者合建;进入 调配池的调节池出水量、事故缓冲池出水量及二沉池出水回流量进行定量控制，以便达到合 适的甲醛浓度。
本发明优选的方案中，步骤3)所述的厌氧处理系统采用厌氧生物塔反应器，所述的厌氧 生物塔反应器内采用分阶段接种和分阶段驯化的方法进行微生物培养。
上述优选的方案中，所述的分阶段接种和分阶段驯化的方法进一步优选以下方法：污泥 接种分两次进行，第一次接种污泥并驯化出可以适应并降解甲醛的厌氧微生物，第二次接种 污泥补充产甲烷厌氧微生物，并进一步驯化出既能承受一定的甲醛毒性又能产甲烷的厌氧微 生物。
本发明优选的方案中，步骤3)所述的厌氧处理系统优选控制CODcr容积负荷 ≤5kgCOD/m3·d;甲醛容积负荷≤0.8kg FA/m3·d。
本发明优选的方案中，步骤3)所述的好氧处理系统控制BOD5污泥负荷0.08～0.12kg BOD5/kg MLSS·d;污泥浓度3500～4000mg/L，曝气供气量与好氧系统进水量的气水比为 20～30:1。
本发明优选的方案中，步骤3)所述的厌氧处理系统出水回流至厌氧进水布水管前端， 回流比优选1～20倍。
本发明方法所述的高甲醛高浓度有机废水指甲醛浓度大于1000mg/L，COD浓度大于 5000mg/L的废水。
步骤1)所述的调节池用以调节各股生产废水的水质和水量，根据生产废水的来源的不 同分设多组调节池，各组调节池均采用长方形池体，池体合建。池内设置潜水搅拌机。对于 甲醛浓度极高的废水，由于毒性大，需要对废水进行充分的调节。
步骤2)所述的调配池用以对废水进行浓度控制，进入调配池的各调节池出水量、事故 缓冲池出水量、二沉池出水回流量必须通过在线仪表定量控制。池内设置潜水搅拌机，对各 股废水及回流水充分混合。
步骤3)所述的厌氧系统对COD的去除率达到80%～90%。在厌氧系统中逐渐驯化并培育 出高效降解甲醛的微生物，方法是通过小试确定甲醛对厌氧微生物的抑制浓度，工程调试时 先以低甲醛浓度进水使厌氧微生物逐渐适应，随后逐渐提高进水浓度对厌氧微生物进行耐甲 醛驯化，最终在厌氧系统中培养出可降解甲醛的微生物。
步骤3)所述的好氧系统采用活性污泥法曝气池，水力停留时间根据不同种类高甲醛高 浓度有机废水的特点确定。
本发明作为处理高甲醛高浓度有机废水的一种生物处理工艺，与现有技术相比，主要具 有以下有益效果：
1.采用生物处理工艺处理高甲醛高浓度有机废水，并将生物处理工艺进行优化组合，通 过在调节池和厌氧生物处理系统之间增设调配池，并将二沉池出水回流至调配池等方法对原 废水中的有毒物质进行适当稀释并控制其浓度的波动，从整体上显著提高了废水处理的效果。
2.采用高效厌氧生物塔反应器代替传统的厌氧反应池，处理工艺简单，处理效果稳定。 运行成本以处理1吨废水计仅需15元，是传统焚烧法的1/33。以一个16万吨丙烯酸及酯生 产规模的废水为例，废水水量1000吨/天，COD60,000～80,000mg/L，甲醛6,000mg/L左右。 焚烧处理费为500元/吨，日处理费为50万元，年运行300天，则处理费为：1.5亿元。
3.采用本工艺处理费用15元/吨，日处理费1.5万元，年运行300天，则处理费为：450 万元。比现有焚烧法节约超过1.4亿元。
4.此外本工艺采用的高效厌氧生物塔反应器每立方米废水可产生的沼气约25立方米， 可发电37.5度，收益不少于处理1吨废水14元，基本满足整个污水处理工艺的运行成本。