申请日2018.12.17
公开(公告)日2019.02.19
IPC分类号C02F9/14; C02F101/20; C02F101/30
摘要
本发明涉及工业废水处理技术领域，公开了一种泥膜共存处理高盐废水的方法，包括以下步骤：均化水质，高盐废水经过粗格栅截留大块悬浮物后经泵提升至细格栅，进一步截留悬浮物后流进调节池中;高盐废水预处理，向调节池中的高盐废水加入碱，调节其PH为8～10，然后静止1‑12h，过滤，使固液分离，以去除高盐废水中大部分重金属离子;再进行生物处理，去除有机污染物，然后进行盐分回收前的预处理及盐分回收处理，再次静止1‑12h，过滤;滤液进入蒸发器进行蒸发处理，收集蒸馏水，将蒸馏水转入纯水池，回用或外排;该方法高效快捷、成本低、环境友好、稳定性好，运行管理简单。
权利要求书
1.一种泥膜共存处理高盐废水的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，均化水质：将高盐废水经过粗格栅截留大块悬浮物后经泵提升至细格栅，进一步截留悬浮物后流进调节池中;
步骤2，高盐废水预处理：向调节池中的高盐废水加入碱，调节其PH为8～10，然后静止1-12h，过滤，使固液分离;
步骤3，生物处理：利用提升泵将经过步骤2预处理的高盐废水从调节池中沿着进水管路引至膜生物反应器中，提升泵由定时器控制，在定时器所设定的时间内完成进水阶段;控制曝气泵的定时器开启，曝气泵将压缩空气沿着曝气管路传送至曝气头，由曝气头将气体分散成细小气泡，供气速率由转子流量计进行测量，待曝气阶段完成，让所述高盐废水进行好氧硝化阶段，所述硝化阶段为2-12h;控制搅拌器的定时器开启，带动搅拌叶轮搅拌混匀泥水混合物，在设定的时间内完成反硝化反应阶段，所述反硝化阶段为4-12h;定时器关闭，搅拌器停止搅拌，静止2-10h，使高盐废水完成沉淀;根据泥水液面高度，打开位于活性污泥界面之上的排水阀，排干上清液;
步骤4，盐分回收前的预处理：将步骤3排出的上清液经管路流至物化后处理阶段，所述物化后处理阶段包括依次设置的石英砂过滤处理设备和活性炭过滤处理设备;经物化后处理阶段的上清液最后进入保安过滤器，所述保安过滤器内采用微滤膜过滤处理;
步骤5，盐分回收：将步骤4得到的高盐废水，通过高压泵增压后，进入碟管式反渗透系统进行处理，加入阻垢剂，再次静止1-12h，过滤;滤液进入蒸发器进行蒸发处理，收集蒸馏水，将蒸馏水转入纯水池，回用或外排。
2.根据权利要求1所述的一种泥膜共存处理高盐废水的方法，其特征在于，所述步骤3中所述膜生物反应器是SBR反应器或MBR反应器。
3.根据权利要求1或2所述的一种泥膜共存处理高盐废水的方法，其特征在于，所述步骤3中，使用的膜生物反应器在污泥接种后需要先进行污泥驯化过程。
4.根据权利要求3所述的一种泥膜共存处理高盐废水的方法，其特征在于，所述污泥驯化过程包括以下步骤：
1)在污泥接种时，控制加入所述膜生物反应器内的挥发性固体浓度在1000mg/L以上;对接种后污泥进行淘洗，直至固体浓度低于5000mg/L以下为止;静止30-60min直至污泥全部沉淀，泥水界面稳定，打开排水阀，排出上清液;
2)将步骤1)剩余的污泥中加入盐，以逐步提高污泥中盐度，将普通污泥驯化至耐盐污泥或嗜盐菌;
3)称取外源保护剂投加至膜生物反应器内;所述外源保护剂添加时浓度由0.01g/L逐渐增加至10g/L。
5.根据权利要求3所述的一种泥膜共存处理高盐废水的方法，其特征在于，所述污泥驯化过程包括以下步骤：将取回的污泥放入膜生物反应器进行挂膜驯化，加入高盐水，所述高盐水的盐度采用逐步提高的方式，每个驯化阶段盐度调高0.5%，驯化至出水COD达标后，即进入下一阶段的驯化，每个盐度阶段控制进水COD质量浓度为240～270mg/L、NH4+-N质量浓度为20～26mg/L。
6.根据权利要求1所述的一种泥膜共存处理高盐废水的方法，其特征在于，所述外源保护剂是无机盐、重金属离子和有机物中一种，或无机盐、金属盐离子和有机物两种或三种的结合，所述无机盐为K+、Ca2+、Mg2+、Fe3+、Zn2+中的一种或其中几种无机盐的混合物;所述重金属离子包括Cu2+、Mn2+、Mo6+、Ni2+中的一种或其中几种重金属离子的混合物;所述有机物为蔗糖和/或三甲胺内酯。
7.根据权利要求1所述的一种泥膜共存处理高盐废水的方法，其特征在于，所述步骤3中，进水阶段、曝气阶段、硝化阶段、反硝化阶段和沉淀阶段为一个周期，每一周期运行12h，一天运行两个周期，控制曝气泵使曝气量为0.6L/min，平均污泥质量浓度2000～3500mg/L，每周期进水1.2L，控制污泥龄为18d，沉淀时间在0.5h-1h之间。
8.根据权利要求2所述的一种泥膜共存处理高盐废水的方法，其特征在于，所述步骤3中，所述膜生物反应器内定期要外加葡萄糖和氨基酸或葡萄糖和维生素。
9.根据权利要求2所述的一种泥膜共存处理高盐废水的方法，其特征在于，所述步骤3中，排水过程采用滗水器进行。
10.根据权利要求1所述的一种泥膜共存处理高盐废水的方法，其特征在于，所述步骤5中，回用的蒸馏水经管道引入调节池中进行使用。
说明书
一种泥膜共存处理高盐废水的方法
技术领域
本发明涉及工业废水处理技术领域，具体涉及一种泥膜共存处理高盐废水的方法。
背景技术
高含盐废水是指含有有机物和至少总溶解固体TDS(Total Dissolved Solid)的质量分数大于等于3.5%的废水，包括高盐生活废水和高盐工业废水。这些废水中除了含有有机污染物外，还含有大量的无机盐，如Cl-，SO42-，Na+，Ca2+等离子。若未经处理直接排放，会导致环境水体的矿化度显著提高，导致土壤板结、植物枯萎，给生态环境带来严重的负面影响，因此，国家严格限制高盐废水排放，以减少环境污染。当前，如何经济、有效地进行高盐废水除盐处理，已成为酸洗、镀锌、煤化工等行业浓盐水的减排、零排及资源化回用实现零排放的关键问题。
高盐废水是处理难度比较大的废水之一，主要原因在于含盐过高导致菌种难以生存!目前主流的处理方法有三种：1.生化法、2.蒸发法、3.膜处理法，当然，近年来新的处理技术也不断推陈出新。超滤、纳滤、反渗透等膜在水处理当中运用已经很广泛，尤其在纯水、中等领域得要普遍的应用。但是，由于膜法对预处理工艺要求严格，在污水处理当中，尤其高盐废水当中，很难应用。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种泥膜共存处理高盐废水的方法，该方法高效快捷、成本低、环境友好、稳定性好，运行管理简单。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种泥膜共存处理高盐废水的方法，包括以下步骤：
步骤1，均化水质：将高盐废水经过粗格栅截留大块悬浮物后经泵提升至细格栅，进一步截留悬浮物后流进调节池中;
步骤2，高盐废水预处理：向调节池中的高盐废水加入碱，调节其PH为8～10，然后静止1-12h，过滤，使固液分离以去除高盐废水中大部分重金属离子;
步骤3，生物处理，以去除有机污染物：利用提升泵将经过步骤2预处理的高盐废水从调节池中沿着进水管路引至膜生物反应器中，提升泵由定时器控制，在定时器所设定的时间内完成进水阶段;控制曝气泵的定时器开启，曝气泵将压缩空气沿着曝气管路传送至曝气头，由曝气头将气体分散成细小气泡，供气速率由转子流量计进行测量，待曝气阶段完成，让所述高盐废水进行好氧硝化阶段，所述硝化阶段为2-12h;控制搅拌器的定时器开启，带动搅拌叶轮搅拌混匀泥水混合物，在设定的时间内完成反硝化反应阶段，所述反硝化阶段为4-12h;定时器关闭，搅拌器停止搅拌，静止2-10h，使高盐废水完成沉淀阶段;根据泥水液面高度，打开位于活性污泥界面之上的排水阀，排干上清液;
步骤4，盐分回收前的预处理：将步骤3排出的上清液经管路流至物化后处理阶段，目的是：1.去除水中杂质、泥沙和悬浮物等颗粒较大的物质，有效降低原水的浑浊度，使水变得更清澈。2.去除少部分水里的病毒、细菌和有机物质，使水更卫生安全。所述物化后处理阶段包括依次设置的石英砂过滤处理设备和活性炭过滤处理设备;经物化后处理阶段的上清液最后进入保安过滤器，所述保安过滤器内采用微滤膜过滤处理;
步骤5，盐分回收：将步骤4得到的高盐废水，通过高压泵增压后，进入碟管式反渗透系统进行处理，加入阻垢剂，所述阻垢剂为RO阻垢剂或膦系列阻垢剂，再次静止1-12h，过滤;滤液进入蒸发器进行蒸发处理，收集蒸馏水，将蒸馏水转入纯水池，回用或外排。
在本发明中，进一步的，所述步骤3中所述膜生物反应器是SBR反应器或MBR反应器。
在本发明中，进一步的，所述步骤3中，使用的膜生物反应器在污泥接种后需要先进行污泥驯化过程。
在本发明中，进一步的，所述污泥驯化过程包括以下步骤：
1)在污泥接种时，控制加入所述膜生物反应器内的挥发性固体浓度在1000mg/L以上;对接种后污泥进行淘洗，直至固体浓度低于5000mg/L以下为止;静止30-60min直至污泥全部沉淀，泥水界面稳定，打开排水阀，排出上清液;
2)将步骤1)剩余的污泥中加入盐，以逐步提高污泥中盐度，将普通污泥驯化至耐盐污泥或嗜盐菌;
3)称取外源保护剂投加至膜生物反应器内;所述外源保护剂添加时浓度由0.01g/L逐渐增加至10g/L。
在本发明中，进一步的，所述污泥驯化过程包括以下步骤：将取回的污泥放入膜生物反应器进行挂膜驯化，加入高盐水，所述高盐水的盐度采用逐步提高的方式，每个驯化阶段盐度调高0.5%，驯化至出水COD达标后，即进入下一阶段的驯化，每个盐度阶段控制进水COD质量浓度为240～270mg/L、NH4+-N质量浓度为20～26mg/L。
在本发明中，进一步的，所述外源保护剂是无机盐、重金属离子和有机物中一种，或无机盐、金属盐离子和有机物两种或三种的结合，所述无机盐为K+、Ca2+、Mg2+、Fe3+、Zn2+中的一种或其中几种无机盐的混合物;所述重金属离子包括Cu2+、Mn2+、Mo6+、Ni2+中的一种或其中几种重金属离子的混合物;所述有机物为蔗糖和/或三甲胺内酯。
在本发明中，进一步的，所述步骤3中，进水阶段、曝气阶段、硝化阶段、反硝化阶段和沉淀阶段为一个周期，每一周期运行12h，一天运行两个周期，控制曝气泵使曝气量为0.6L/min，平均污泥质量浓度2000～3500mg/L，每周期进水1.2L，控制污泥龄为18d，沉淀时间在0.5h-1h之间。
在本发明中，进一步的，所述步骤3中，所述膜生物反应器内定期要外加葡萄糖和氨基酸或葡萄糖和维生素。
在本发明中，进一步的，所述步骤3中，排水过程采用滗水器进行。
在本发明中，进一步的，所述步骤5中，回用的蒸馏水经管道引入调节池中进行使用。
在本发明中，进一步的，碟管式反渗透(DTRO)技术是一种高新反渗透技术，较早始于德国，相对于卷式反渗透其耐高压、抗污染特点更加明显，即使在高浊度、高SDI值、高盐分、高COD的情况下，也能经济有效稳定运行，更加适应高盐废水的处理。国内主要应用于垃圾渗滤液与海水淡化、苦咸水淡化工程。DTRO虽然水处理效果卓越，但因DTRO膜组件主要依赖进口，成本相对较高，山东烟台金正环保选用美国陶氏原材，采用德国一流加工设备实现了DTRO膜制造，明显降低该技术运营成本,使该技术得以在国内广泛推广。DTRO盐截留率为98%～99.8%。碟管式反渗透(DTRO)是一种独特的膜分离设备。碟管式膜组件采用开放式流道，DT组件两导流盘直接距离为4mm，盘片表面有一定方式排列的凸点。这种特殊的力学设计使处理液在压力作用下流经滤膜表面遇凸点碰撞时形成湍流，增加透过速率和自清洗功能，从而有效的避免了膜堵塞和浓差极化现象，成功的延长了膜片的使用寿命;清洗时也容易将膜片上的积垢洗净，保证碟管式膜组适用于处理高浑浊度和高含沙系数的废水，适应恶劣的进水条件。
DTRO膜组件具有特殊的流道设计形式，采用开放式流道，料液通过增压泵经进料口打入DTRO膜柱内，从导流盘与外壳之间的通道流到组件的另一端，在另一端法兰处，料液通过8个通道进入导流盘中被处理的液体以较短的距离快速流经过滤膜，然后180度逆转到另一膜面，再从导流盘中心的槽口流入到下一个导流盘，从而在膜表面形成由导流盘圆周到圆中心，再到圆周，再到圆中心的双”S”形路线，浓缩液较后从进料端法兰处流出。
在本发明中，进一步的，SBR反应器：SBR是序批式活性污泥法的简称，是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术。它的主要特征是在运行上的有序和间歇操作，SBR技术的核心是SBR反应池，该池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池，无污泥回流系统。尤其适用于间歇排放和流量变化较大的场合。
在本发明中，进一步的，MBR膜-生物反应器(Membrane Bio-Reactor,MBR)：为膜分离技术与生物处理技术有机结合之新型态废水处理系统。以膜组件取代传统生物处理技术末端二沉池，在生物反应器中保持高活性污泥浓度，提高生物处理有机负荷，从而减少污水处理设施占地面积，并通过保持低污泥负荷减少剩余污泥量。主要利用沉浸于好氧生物池内之膜分离设备截留槽内的活性污泥与大分子有机物。膜生物反应器系统内活性污泥(MLSS)浓度可提升至8000～10,000mg/L，甚至更高;污泥龄(SRT)可延长至30天以上。本发明采用浸没式MBR，膜元件是由浙江欧美环境工程有限公司提供的FLEXELL漂悬式中空纤维膜组件。
在本发明中，进一步的，在设施建设完工后开始启动初期，为快速培养驯化污泥、生物膜和求证系统去除COD的能力，进水量较大，此阶段的超负荷运行也是考察设施的启动快速性和抗冲击性，设施启动的一周，COD去除率已稳定达到75%;且设施启动初期，硝化菌仍处于培养、驯化阶段，且从微生物的角度讲，降解COD的菌种和硝化菌属于竞争关系，COD降解到一定程度后硝化菌更易生产、富集，所以前期系统对氨氮的的降解作用不明显，硝化作用去除的氨氮略大于氨化作用产生的氨氮;设施启动约三周后生物膜的强化基本完成，所以通过控制装置的曝气时间、PH值、沉淀时间等参数，生物膜的硝化作用突出，五周后，氨氮呈现稳定快速下降趋势，两个月后经本发明的发明的方法处理后均达到GB18918-2002一级(A)排放标准。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.本发明在污水进入生物膜反应器之前，首先经过粗格栅和细格栅的过滤，又在调节池中进行了PH的调节和固液分离的操作，有效保证了生物膜反应器内菌群的使用寿命，同时，在将废水在进去生物膜反应池之前，对高盐污水进行了一定程度的处理，可保证菌群的活性，提高菌群的处理效率和质量;在对高盐废水进行处理的同时，对大量盐进行回收利用，节约资源，保护环境。
2.本发明在离开生物膜反应器后首先进行石英砂过滤处理和活性炭过滤处理，可有效去除水中杂质，去除少部分水里的病毒、细菌和有机物质，使水更卫生安全，减少水处理工作中其他环节的工作负担。
3.本发明在末尾区设置了碟管式反渗透系统，并加入了RO阻垢剂，有效保证反渗透工艺顺利高效的进行，同时可对高盐废水中的大量盐进行回收利用，节约资源，保护环境;同时排出的纯水进入纯水池，可回用，大大节约了水资源，节省工艺资金投入。
4.本发明的处理效果稳定，出水水质安全。使用SBR系统，工艺占地小，平面布置紧凑，在流量较大时，沉淀时间可以减少到固体分离所必需的最小时间，以缩短整个周期的时间，处理更大的流量，如有必要滗水可以在沉淀时就开始。
5.本发明易于在改造工程中应用，对于已建设使用的SBR工艺及MBR污水处理，在升级改造时，可直接在原池进行改造，无需新增建设用地，即可满足升级改造的目标需求。