申请日2009.12.22
公开(公告)日2010.07.28
IPC分类号C02F9/14; C02F1/28; C02F3/30; C02F1/52
摘要
本发明公开了一种化工厂区废水的耦合处理方法，化工厂区高浓度废水经混凝沉淀预处理后，与低浓度废水混合;混合废水经过两相厌氧反应器处理后依次进入一级好氧系统和二级好氧系统处理，处理后进入经硅藻土处理池澄清过滤后达标排放。本发明结合了混凝沉淀、两相厌氧、二级好氧和硅藻土处理等多重工艺，处理效果好，运行稳定，经济性好。对高浓度的化工污水仍然能取得良好的净化效果，处理出水可以达到我国目前最严格排放标准的要求。
权利要求书
1.一种化工厂区废水的耦合处理方法，其特征在于化工厂区高浓度废水经混凝沉淀预处理后，与低浓度废水混合;混合废水经过两相厌氧反应器处理后依次进入一级好氧系统和二级好氧系统处理，处理后进入经硅藻土处理池澄清过滤后达标排放;
其中，
所述高浓度废水为COD在10000mg/L以上的废水;
所述低浓度废水为COD在1000mg/L以下的废水;
高浓度和低浓度废水混合后COD达到5000～10000mg/L;
两相厌氧反应器的反应条件为：工作温度20～40℃，总COD容积负荷大于等于4.0kgCOD/(m3·d)，产酸相控制pH值在5～6.5之间，产甲烷相控制pH值在6.5～7.5之间;
一级好氧系统的反应条件为：以高负荷的方式运行，污泥负荷大于1kgCOD/kgMLSS·d，MLSS为5000mg/L以上，溶解氧为0.5～2mg/L;
二级好氧系统的反应条件为：以低负荷的方式运行，污泥负荷为0.05～0.2kgCOD/kgMLSS·d，溶解氧为3～5mg/L，二级好氧系统通过投加粉末活性炭形成PACT工艺，粉末活性炭投加量为50～200mg/L。
2.根据权利要求1所述化工厂区废水的耦合处理方法，其特征在于，所述的化工厂废水为高沸点溶剂生产废水、树脂废水、涂料生产废水、设备洗涤水、水冲泵废水、生活污水和初期雨水中的任意一种或几种。
3.根据权利要求1所述化工厂区废水的耦合处理方法，其特征在于，混凝沉淀中使用的混凝剂为无机复合混凝剂。
4.根据权利要求3所述化工厂区废水的耦合处理方法，其特征在于，所述混凝剂的投加量为200～1500mg/L。
5.根据权利要求1所述化工厂区废水的耦合处理方法，其特征在于，所述硅藻土处理池排出的含硅藻土的污泥回流至高浓水混凝沉淀池。
6.根据权利要求1所述化工厂区废水的耦合处理方法，其特征在于，所述硅藻土的投加量为50～200mg/L。
7.根据权利要求1所述化工厂区废水的耦合处理方法，其特征在于，所述的两相厌氧反应器为2级以上池子的串联连接。
说明书
一种化工厂区废水的耦合处理方法
技术领域
本发明属于污水处理工程领域，具体涉及一种化工企业废水的耦合处理方法。
背景技术
随着化学工业的发展，化工产品生产过程中污染物排放量也在持续增加，化工生产过程水污染物的排放是造成水环境污染的主要来源之一，特别是精细化工产品生产过程中排放的水污染有机物，大多是结构复杂、有毒有害和难以降解的物质，因此，化工废水的处理难度较大。
化工废水的基本特征是：(1)水质成分复杂，废水中常含有原辅材料、产品、溶剂、各种副产物以及各种杂质等;(2)废水中污染物含量高，有些化工废水COD高达数万至数十万mg/L;(3)有毒有害物质多，化工废水中有许多有机污染物对微生物有毒害作用，如卤素化合物、硝基化合物、具有杀菌作用的分散剂或表面活性剂等;(4)废水中生物难降解物质多，B/C比低，可生化性差;(5)废水盐分高、色度大，有些化工废水中还含有高浓度的氮、磷等营养元素，有些含有重金属等等。此外，化工废水还具有水质水量变化大、常呈酸碱性等特点。如何有效、经济地处理化工废水已成为世界性难题，对高效、低成本的处理化工废水新工艺、新技术的研究开发，已成为世界各国环保科学家和工程师研究的重点。
目前，化工废水处理技术主要有：(1)物理方法，包括过滤法、重力沉淀法和气浮法等。这三种方法主要用于去除废水中的悬浮物，工艺简单，管理方便，但不能适用于可溶性废水成分的去除，具有很大的局限性。(2)化学方法，利用化学反应的作用去除水中的有机物、无机物杂质。主要有：化学混凝法、化学氧化法、电化学氧化法等。其中，化学混凝法的作用对象是废水中的悬浮物和胶体物质，通过投机化学药剂产生的凝集和絮凝作用，使胶体脱稳形成沉淀而去除。该法在化工废水处理方面有较广泛的应用，对重金属及悬浮态有机物净化效果好，对可溶性好的有机物、无机物去除率低。(3)物理化学方法，常用于化工废水处理的物化法有：离子交换法、吸附法、萃取法、膜分离法等。其中，吸附法是利用多孔性固体物质作为吸附剂，以吸附剂的表面吸附废水中有机污染物的方法。活性炭是一种非选择性的常用水处理吸附材料，但活性炭再生性能差，水处理成本较高。(4)生化法，是利用微生物的新陈代谢作用降解转化废水中的有机物，分为好氧处理和厌氧处理两大类型。生化法是目前最经济、有效的去除有机物的方法之一，在化工废水处理中已得到广泛应用，但由于生物对pH、营养物质、温度等条件有一定要求，往往难以适应化工废水水质变化大、成分复杂、毒性高、难降解的特点，单纯用生化法治理化工废水达标难度较大。
由于化工废水成分复杂，波动性大。以往多采用化学氧化、吸附分离等技术进行处理，投资大，运行费用也较高。而单纯生化处理受到废水中重金属、有毒有害有机物的影响，效果较差。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述难点提供一种化工厂区废水的耦合处理方法。将混凝、生化、吸附等多种效应有机耦合，形成一种具有较高集成性和耦合性的污水处理方法，能够显著降低废水的处理成本，并提高处理效果。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
一种化工厂区废水的耦合处理方法，化工厂区高浓度废水经混凝沉淀预处理后，与低浓度废水混合;混合废水经过两相厌氧反应器处理后依次进入一级好氧系统和二级好氧系统处理，处理后进入经硅藻土处理池澄清过滤后达标排放;
其中，
所述高浓度废水为COD在10000mg/L以上的废水;
所述低浓度废水为COD在1000mg/L以下的废水;
高浓度和低浓度废水混合后COD达到5000～10000mg/L;
两相厌氧反应器的反应条件为：工作温度20～40℃，总COD容积负荷大于等于4.0kgCOD/(m3·d)，产酸相控制pH值在5～6.5之间，产甲烷相控制pH值在6.5～7.5之间;
一级好氧系统的反应条件为：以高负荷的方式运行，污泥负荷大于1kgCOD/kgMLSS·d，采用高MLSS(5000mg/L以上)，维持较低的溶解氧(DO=0.5-2mg/L);
二级好氧系统的反应条件为：以低负荷的方式运行，污泥负荷0.05-0.2kgCOD/kgMLSS·d，供氧充足(DO=3-5mg/L);二级好氧系统通过投加粉末活性炭形成PACT工艺，粉末活性炭投加量为50-200mg/L。
所述的化工厂废水为高沸点溶剂生产废水、树脂废水、涂料生产废水、设备洗涤水、水冲泵废水、初期雨水中的任意一种或几种。
混凝沉淀中使用的混凝剂为无机复合混凝剂。例如可以FH-6B(宜兴市长丰水处理药剂有限公司的复合净水剂系列)，主要成分是Al2O3。
所述混凝剂的投加量为100～1500mg/L。
所述硅藻土处理池排出的含硅藻土的污泥回流至高浓水混凝沉淀池，这样可以减少混凝剂的投加量。
所述硅藻土的投加量为50～200mg/L。
所述的两相厌氧反应器为2级以上池子的串联连接。
所述的达标排放是指《太湖地区城镇污水处理厂及重点工业行业主要水污染物排放限值》(DB32/1072-2007)，其COD排放限值为80mg/L。
有益效果：本发明方法实现了多种处理方式的有效耦合，药剂投加量少，运行费用低，效果可保证。具体表现在：
1)实现了高浓度废水和低浓度废水的分质处理，相对混合处理来说加药量小，运行费用低。本发明中，高浓度废水通过混凝沉淀进行预处理，可以有效削减废水中的有毒有害物质含量。同时，仅对高浓度废水进行混凝沉淀，与全废水都进行混凝沉淀相比，加药量少，装置也小，运行费用和投资均较低。
2)形成了两相厌氧反应器和两级好氧系统的耦合，处理效果好，运行成本进一步降低。本发明中，两相厌氧反应器中的酸化反应器可采用上流式、折流式或推流式等，产甲烷反应器可采用UASB或EGSB等。两级好氧系统第一级为高负荷设计，可以是活性污泥系统，也可以是膜法好氧系统;第二级为低负荷设计，可以是活性污泥系统，也可以是膜法好氧系统，并可以通过投加粉末活性炭形成PACT工艺。
3)形成了粉末活性碳与硅藻土处理的耦合。硅藻土的主要化学成分为Al2O3、Fe2O3、SiO2，除SiO2等电点为2.5外，其余氧化物的等电点均大于7，单纯的硅藻土吸附絮凝效果一般。而活性炭在中性pH下表面为负电位。本发明将硅藻土澄清池置于PACT池后，少量流失的活性炭进入硅藻土澄清池。硅藻土和负电位的活性炭发生电性中和效应，可以增强硅藻土的絮凝过滤效果。同时可以解决PACT出水中因含有少量的粉末活性炭导致的发黑问题。
4)形成了硅藻土与高浓水混凝沉淀处理的耦合。硅藻土处理池排出的剩余污泥进入高浓度废水混凝沉淀池。由于后段硅藻土澄清池处理的污水浓度较低，含硅藻土的剩余污泥仍有较强的吸附絮凝活性，剩余污泥的回流可充分利用硅藻土的吸附絮凝功能，大大削减前处理混凝剂的投加量，从而降低处理成本。而且，硅藻土对重金属的吸附效果极好，可提高前端重金属离子的去除率。
5本发明结合了混凝沉淀、两相厌氧、二级好氧和硅藻土处理等多重工艺，处理效果好，运行稳定，经济性好。对高浓度的化工污水仍然能取得良好的净化效果，处理出水可以达到我国目前最严格排放标准的要求。