申请日2009.02.19
公开(公告)日2012.07.11
IPC分类号C02F9/14; C02F103/16; C02F3/32; C02F3/34
摘要
本发明公开了一种生态绿地及其应用，以及冷轧乳化液废水深度处理方法，解决了现有冷轧乳化液废水深度处理投资、运行成本高、工艺复杂、管理不便、处理效果不理想、排水水质不稳定的问题。技术方案包括进水管、出水管及四周的隔墙，所述隔墙内从上往下依次为种植有耐污植物的土壤层、酶促生物填料层、粗煤渣层和黏土压实层，总深度为800-1500mm。将乳化液废水经预处理后进行水量调节送入生态绿地，使排水稳定达到《污水综合排放标准》GB8978-1996的一级排放要求，工艺简单、投资运行成本低，极为适用于冷轧乳化液废水的深度处理。
权利要求书
1.一种深度处理冷轧乳化液废水的生态绿地，包括进水管、出 水管及四周的隔墙，其特征在于，所述隔墙内从上往下依次为种植有 耐污植物的土壤层、酶促生物填料层、粗煤渣层和黏土压实层，总深 度为800-1500mm，所述土壤层占总深度的8%～12%，酶促生物填料 层占总深度的76%～82%，粗煤渣层占总深度的6%～8%，黏土压实层 占总深度的4%～6%，所述酶促填料层由粘土和/或工业废料混合加工 成颗粒，并按质量比30000-100000∶1添加微生物生长促进剂，颗 粒粒度0.5-20mm，所述工业废料为泥煤、煤矸石、粉煤灰中的至少 一种，所述微生物生长促进剂由普罗BE、VB591、BiNutrix-ww混合 而成。
2.如权利要求1所述的冷轧乳化液废水的生态绿地，其特征在 于，所述土壤层由土壤、草木灰、锯末三种填料组合而成，其粒径分 别为2～5mm、1～2mm、1～2mm，所占体积百分比分别为60～80%、15～ 25%、5～15%。
3.如权利要求1所述的冷轧乳化液的生态绿地，其特征在于， 所述粗煤渣层粒度为10～20mm，所述黏土粒度小于20μm。
4.如权利要求1所述的深度处理冷轧乳化液废水的生态绿地， 其特征在于，所述生态绿地中还垂直设有多个穿过土壤层、酶促生物 填料层至粗煤渣层的过水挡墙。
5.如权利要求4所述的深度处理冷轧乳化液废水的生态绿地， 其特征在于，所述过水挡墙下端还设有过水管。
6.如权利要求4所述的深度处理冷轧乳化液废水的生态绿地， 其特征在于，所述过水挡墙每间隔3～8m设置一个。
7.一种冷轧乳化液废水深度处理方法，其特征在于，采用下述 方法：将经预处理后的冷轧乳化液废水进行水量调节、布水后送入权 利要求1～6中任一项所述的生态绿地进行生物/生态处理，经由生态 绿地处理后的冷轧乳化液废水经检测合格后出水，通过水量调节控制 每平方米生态绿地进水0.2～1吨/d，冷轧乳化液废水的停留时间为 10-12小时。
8.如权利要求1～6中任一项所述的生态绿地在深度处理冷轧乳 化液废水中应用。
说明书
一种生态绿地及其应用以及冷轧乳化液废水深度处理方法
技术领域
本发明涉及一种深度处理工业废水的生态绿地及其应用及处理 方法，具体的说是用于处理来自冷轧钢厂的冷轧乳化液废水的生态绿 地及其应用以及深度处理方法。
背景技术
冷轧乳化液废水(又称冷轧含油废水)是钢铁行业最难处理的废 水之一。该废水主要来自轧机机组、磨辊间和带钢脱脂机组、平整机 组以及各机组的油库排水等。乳化液废水根据油的形态及分离特性， 可分为浮油、分散油、乳化油、溶解油和油一固体物。冷轧乳化液废 水中油的形态主要为乳化态。乳化油在污水中呈乳浊状，油滴粒径一 般为0.1～25μm。油滴外表包裹一层带负电荷的水化膜，在水中表面 活性剂作用下乳化液呈稳定状态，油粒长期保持稳定，难以用机械的 方法分离。
近年随着国家对环境保护法制力度的不断加大，我国几乎所有的 钢铁企业都面临着含油废水处理达标排放的压力。目前国内外的钢铁 厂冷轧乳化液废水处理采用的二级工艺(又称为深处处理工艺)主要 有超滤法、化学破乳+气浮法、电解气浮法、生化法等。这些方法均 存在着投资成本高、能耗高、维护成本高、二次污染严重、处理的废 水不能达标排放等各种缺点，未达标的乳化液废水再通过管道进入污 水厂进行处理，极大增加了污水厂的负担以及运行成本。
如超滤法的缺点就是一次性投资较大，运行成本高(约为30元/ 吨)，膜易污染，难清洗，水通量小，对溶解性COD无法去除，渗透出 水中COD必须进行进一步的降解，处理后的出水水质不稳定，经常不 能达到排放标准。而且并不是所有的乳化液废水都可处理特别是皂 化度较高、分子链较长的乳化液废水，皂化油或乳化液油将会堵塞超滤 膜表面，使超滤无法进行下去。
目前，生态绿地主要用于处理各类城市污水或普通的工业废水， 其原理是利用种植的植物根茎周围的微生物对污水进行降解。由于城 市污水与冷轧乳化液废水成份有很大的不同，冷轧乳化液废水中含油 高，且油分主要以乳化液形式存在，经预处理后COD和油的含量仍然 较高(CODCr最多接近2000mg/L，油含量接近20mg/L)，普通的生态绿 地处理能力有限，当进入的废水成份复杂特别是含油高、COD高时， 易发生种植的植物发生死亡、微生物活力降低、繁殖生长缓慢等问题， 另外，结构上的问题也会导致废水停留时间短，存在反应死角等问题。 使得研究人员必须尝试延长作为滤床的生态绿地的调试和运行启动 时间，通过增加生态绿地的体积和占地面积来改善上述问题，但即使 如此，若企图采用现有的生态绿地处理成分特殊的冷轧乳化液废水效 果仍然不近人意，水质难以达标。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述技术问题，针对冷轧乳化液废水， 提供一种处理工艺简单、投资和运行成本低、操作维护简便，景观性 好、可使废水稳定达标排放的冷轧乳化液废水深度处理方法。
本发明的另一目的是提供一种用于冷轧乳化液废水深度处理方 法的生态绿地。
本发明的进一步目的是提供上述生态绿地在深度处理冷轧乳化 液废水中应用。
本发明生态绿地的技术方案包括进水管、出水管及四周的隔墙， 所述隔墙内从上往下依次为种植有耐污植物的土壤层、酶促生物填料 层、粗煤渣层和黏土压实层，总深度为800-1500mm，所述土壤层占 总深度的8%～12%，酶促生物填料层占总深度的76%～82%，粗煤渣层 占总深度的6%～8%，黏土压实层占总深度的4%～6%。
所述土壤层由土壤、草木灰、锯末三种填料组合而成，其粒径分 别为2～5mm、1～2m、1～2mm，所占体积百分比分别为60～80%、15～ 25%、5～15%。
所述酶促填料层由粘土和/或工业废料混合加工成颗粒，并按质 量比30000-100000∶1添加微生物生长促进剂，颗粒粒度0.5-20mm。
所述工业废料为泥煤、煤矸石、粉煤灰中的至少一种，所述微生 物生长促进剂由普罗BE、VB591、BiNutrix-ww混合而成。
所述粗煤渣层粒度为10～20mm，所述黏土粒度小于20μm。
所述生态绿地中还垂直设有多个穿过土壤层、酶促生物填料层至 粗煤渣层的过水挡墙。
所述过水挡墙下端还设有过水管。
述过水挡墙每间隔3～8m设置一个。
本发明的冷轧乳化液废水深度处理方法为：将经预处理后的冷轧 乳化液废水进行水量调节、布水后送入权利要求1～8中任一项所述 的生态绿地进行生物/生态处理，经由生态绿地处理后的冷轧乳化液 废水经检测合格后出水，通过水量调节控制每平方米生态绿地进水 0.2～1吨/d，冷轧乳化液废水的停留时间为10-12小时。
所述耐污植物为发明人特别从污水排放地周围筛选的植物，优选 美人蕉、菖蒲、芦苇，它们可以单一种植或混种，该三种植物对冷轧 乳化液废水(以下简称“乳化液废水”)适应性强、生长良好，且具 有一定的景观效果;生态绿地中土壤层作为耐污植物的生长基质，为 其保持水分，土壤中植物根系附近的共生微生物能够促进废水中的油 和COD分解为植物提供营养。
酶促生物填料层由酶促填料组成，它与普通生态绿地填料层不 同，除采用常用的填料如粘土外，还可以充分利用钢厂产生的工业废 料，如泥煤、煤矸石、粉煤灰等中的至少一种，可以单用也可以任意 混合，达到环保再利用的目的，作为本发明的一个重要发明点，发明 人在上述材料中还加入了少量微生物生长促进剂(粘土和/或工业废 料：微生物生长促进剂，质量比为30000-100000∶1)混合加工制成 粒度为0.5-20mm的颗粒，该颗粒比表面积大，质量轻、强度高、表 面粗糙，微孔发达，微孔分布及结构理想，微孔孔径足以让酶分子进 入，对微生物的捕捉能力强，既能激化促进微生物生长繁殖，又有大 量适合微生物生长栖息的微孔，有利于微生物形成空间网状结构，处 理乳化液废水效果好。所述微生物生长促进剂优选普罗BE、VB591、 BiNutrix-ww任意混合制成，经反复研究实验证明，该三种微生物生 长促进剂能相互携同，共同作用，特别有利于以球菌、杆菌等优势菌 种的菌胶团附着生长，从而可形成对乳化液废水中有机物具有良好絮 凝、吸附和氧化性能且结构致密的生物膜，可促进微生物生长和激活 生物活性、可缩短滤床运行启动时间、可减小滤池体积和减少占地面 积。从而达到对冷轧乳化液废水中油类物质、COD和其他有机物降解 转化的目的。
粗煤渣层具有较大的空隙率，能够保证布水均匀、过水通畅，主 要起到均匀布水的目的;黏土压实层由黏土组成，减小水力渗透，避 免废水未经处理进入地下，为防渗层。从投资成本及处理效果上考虑， 总深度控制在800-1500mm为适，其中土壤层占总深度的8%～12%， 酶促生物填料层占总深度的76%～82%，粗煤渣层占总深度的6%～8%， 黏土压实层占总深度的4%～6%。
进一步的，通过修建过水挡墙，避免反应死角产生，提高乳化液 废水在生态绿地处理系统中的水力停留时间，保证出水水质。在过水 挡墙下端及黏土压实层之间设置过水管，以强化过水效果，由进水管 至出水管之间最好每间隔3～8m设置一个过水挡墙。
所述经预处理(或称为一级处理)后的乳化液废水指标为CODCr小于2000mg/L，油含量小于20mg/L。
本发明的有益效果为：
1、本发明生态绿地与现有的冷轧乳化液废水二级处理设备完全 不同，是将经预处理后的乳化液废水以一定的水力负荷投配到以土壤 为生态填料的生态绿地中，针对乳化液废水的特点，通过土壤-微生 物-植物系统的综合生态作用来达到深度处理乳化液废水的目的。利 用生态绿地对冷轧乳化液废水进行综合治理，投资少，运行成本低， 处理成本约为10元/吨，耐冲击负荷大。可以使CODCr的去除率达到 95%以上，BOD5的去除率达80%以上。处理后外排CODCr能够降低到 100mg/L以下，SS含量降到75mg/L以下，油含量降到8mg/L，完全 达到《污水综合排放标准》GB8978-1996的一级排放要求，极大的改 善了生态环境，为轧钢企业的可持续发展铺平了道路。
2、通过对生态绿地的结构及各层填料成份的设计，过水效果好、 无反应死角，大大缩短滤床运行启动时间，减小了生态绿地的体积和 占地面积，实现污水资源化。
3、充分利用工业废料作为填料成份之一，资源回收、合理利用。
4、本发明处理方法维护管理方便，整个工程运行期间不需复杂 的人员日常管理，投资少、运行成本低，约为10元/吨。