申请日2018.07.02
公开(公告)日2018.11.09
IPC分类号C02F9/14
摘要
本发明涉及一种高浓度废水的处理方法。其方案是：稀释后的高浓度废水进入水解酸化组合池，投加已驯化的厌氧污泥，沉淀后的上清液进入组合气浮池;向组合气浮池投加混合物Ⅰ，气浮后的上清液依次进入第一pH调整池、第一中间池、微电解装置和第二pH调整罐，处理后的出水进入高效沉淀池后投加混合物Ⅲ，沉淀后的上清液依次进入第二中间池、第一UASB厌氧反应器和第二UASB厌氧反应器，反应后的上清液进入好氧生化池;向好氧生化池中投加好氧活性污泥，好氧生化后的上清液进入MBR膜反应器;MBR膜反应器的出水经碳滤器过滤后达到排放标准。本发明具有环境友好、安全稳定、运行高效和投入较低的特点，能同时高效降解有机污染物和收集沼气。
权利要求书
1.一种高浓度废水的处理方法，其特征在于所述处理方法包括如下步骤：
步骤一、高浓度废水经集水池缓存后进入稀释池;在搅拌条件下，用地表水将进入稀释池的高浓度废水稀释至COD小于40000mg/L;稀释后的废水进入水解酸化组合池;
步骤二、在搅拌条件下，按已驯化的厌氧污泥∶进入所述水解酸化组合池的废水的体积比为1∶(1～1.5)，向所述水解酸化组合池中投加所述已驯化的厌氧污泥，水解酸化6～7d;水解酸化后的出水进入水解酸化沉淀池，水解酸化沉淀2～3h，再将水解酸化沉淀后的沉淀污泥回流至所述水解酸化组合池，水解酸化沉淀后的上清液进入组合气浮池;
所述水解酸化组合池是采用6～7个同等体积的水解酸化池并联而成;
步骤三、所述组合气浮池的底部安装有微孔扩散板，在搅拌条件下，向所述组合气浮池投加混合物Ⅰ，所述混合物Ⅰ的投加量为0.03～0.05kg/m3，气浮0.5～1h;然后刮除浮渣，浮渣回流至所述水解酸化组合池，气浮后的上清液进入第一pH调整池;
所述混合物Ⅰ为PAC和PAM的混合物，PAC∶PAM的质量比为(20～25)∶1;
步骤四、在搅拌条件下，向所述第一pH调整池投加HCl至pH值为3.5～4，第一pH调整池的出水经第一中间池缓存进入微电解装置;在搅拌条件下，在所述微电解装置中的微电解时间为2～3h，经微电解后的出水进入第二pH调整罐;在搅拌条件下，向所述第二pH调整罐投加混合物Ⅱ至pH值为8～9，第二pH调整罐的出水进入高效沉淀池;
所述混合物Ⅱ为CaCl2和CaO的混合物，CaCl2∶CaO的质量比为(40～50)∶1;
步骤五、向所述高效沉淀池投加混合物Ⅲ，所述混合物Ⅲ的投加量为0.08～0.1kg/m3，在所述高效沉淀池中沉淀3～5h，沉淀后的沉淀污泥回流至所述水解酸化组合池，沉淀后的上清液经第二中间池缓存进入第一UASB厌氧反应器;
所述混合物Ⅲ为PAC和PAM的混合物，PAC∶PAM的质量比为(10～15)∶1;
步骤六、在温度为36～38℃和搅拌条件下，向所述第一UASB厌氧反应器投加颗粒状厌氧污泥，投加的颗粒状厌氧污泥的体积为第一UASB厌氧反应器体积的0.3～0.6倍，在第一UASB厌氧反应器内反应2～3d;第一UASB厌氧反应器产生的沼气依次经水封器和脱硫室后装入沼气罐储存，第一UASB厌氧反应器失活的污泥输送至污泥浓缩池，第一UASB厌氧反应器反应后的上清液进入第二UASB厌氧反应器;
进入所述第二UASB厌氧反应器的上清液的处理方法与进入所述第一UASB厌氧反应器的处理方法相同;第二UASB厌氧反应器反应后的上清液进入好氧生化池;
步骤七、在曝气和搅拌条件下，按好氧活性污泥∶进入所述好氧生化池的上清液的体积比为1∶(3～4)，向所述好氧生化池中投加好氧活性污泥，好氧生化反应6～8h;好氧生化后的上清液进入MBR膜反应器;
每周向所述MBR膜反应器投加一次次氯酸钠，截留污泥输送至污泥浓缩池，MBR膜反应器的出水进入碳滤器，经碳滤器过滤后的出水达到排放标准。
2.根据权利要求1所述高浓度废水的处理方法，其特征在于所述高浓度废水：COD为70000～80000mg/L，BOD为25000～28000mg/L，SO42-含量为1300～1500mg/L;所述高浓度废水呈油包水的稳定状态。
说明书
一种高浓度废水的处理方法
技术领域
本发明属于废水处理技术领域。具体涉及一种高浓度废水的处理方法。
技术背景
高浓度废水是由工业中微藻提取DHA生产过程中物料分离所产生的生产废水，所述高浓度废水难于降解，呈现油包水的稳定状态，直接排放会对环境带来巨大的危害。在生物降解的作用下，高浓度废水排入水体后，会使水质缺氧、厌氧而导致大多水生生物死亡，废水中的有毒有机物会通过食物链到达人体内，在人体内蓄积从而会对人体各种细胞产生不可逆的“突变”作用，诱发“三致”效应，对人类构成严重的潜在危害。
混凝处理法是一种废水化学处理法，通过向废水中投加混凝剂，使其中的胶粒物质发生凝聚和絮凝作用而分离出来，以净化废水。混凝是凝聚和絮凝作用的总称，凝聚作用是因投加电解质，使胶粒电动电势降低或消除，以致胶体颗粒失去稳定性，脱稳胶粒相互聚结而产生;絮凝作用是由高分子物质吸附搭桥，使胶体颗粒相互聚结而产生。混凝处理法应用于去除水中的微小悬浮固体和胶体杂质时，效果明显。但无法有效去除所述高浓度废水中的杂质，难以聚集悬浮固体进行沉降，效果不明显。
蒸发法是一种物理处理法，将废水浓缩至溶质结晶析出。蒸发法处理废水多采用真空蒸发的方式，能降低沸点、减少热损失，同时对环境无污染。虽然能对油状的高浓度废水起到较好的处理效果，但需要消耗大量的热量和产生较高的经济成本，且难以回收利用，不利于长期使用。
高级氧化法是一种新型清洁氧化处理方法，其最显著的特点是以羟基自由基为主要氧化剂与有机物发生反应，反应中生成的有机自由基能继续参加·HO的链式反应，或者通过生成有机过氧化自由基后，进一步发生氧化分解反应，直至降解为最终产物CO2和H2O，从而达到氧化分解有机物的目的。高级氧化法的主要工艺有Fenton氧化、光催化氧化等;Fenton氧化法在处理难降解有机污染物时虽具有独特的优势，是一种很有应用前景的废水处理技术，该方法适用于废水的深度处理，但不易降解油状高浓度废水;光催化氧化法虽对难降解有机污染物有较好的降解效果，并且能耗低、无二次污染，但仍存在处理能力小和催化效率低的问题。
铁碳内电解和Fenton氧化组合工艺是目前比较热门的水处理技术。该方法利用微电解反应后废水中有大量亚铁盐存在，再投加过氧化氢，使二者迅速反应，从而达到降解高分子有机物的目的;本方法不仅能节省投加亚铁盐的费用，还能提高对高分子有机物的处理效果;铁碳内电解和Fenton氧化组合工艺可以用于处理高浓度医药废水、造纸废水、印染废水等少油废水。但在油状高浓度废水的处理中，油状物的存在降低了Fenton的氧化效果，难以实现有机污染物的高效降解。
发明内容
本发明旨在克服现有技术缺陷，目的是提供一种环境友好、安全稳定、运行高效和投入较低的高浓度废水的处理方法，该方法能同时高效降解有机污染物和收集沼气。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案的步骤是：
步骤一、高浓度废水经集水池缓存后进入稀释池;在搅拌条件下，用地表水将进入稀释池的高浓度废水稀释至COD小于40000mg/L;稀释后的废水进入水解酸化组合池。
步骤二、在搅拌条件下，按已驯化的厌氧污泥∶进入所述水解酸化组合池的废水的体积比为1∶(1～1.5)，向所述水解酸化组合池中投加所述已驯化的厌氧污泥，水解酸化6～7d。水解酸化后的出水进入水解酸化沉淀池，水解酸化沉淀2～3h，再将水解酸化沉淀后的沉淀污泥回流至所述水解酸化组合池，水解酸化沉淀后的上清液进入组合气浮池。
所述水解酸化组合池是采用6～7个同等体积的水解酸化池并联而成。
步骤三、所述组合气浮池的底部安装有微孔扩散板，在搅拌条件下，向所述组合气浮池投加混合物Ⅰ，所述混合物Ⅰ的投加量为0.03～0.05kg/m3，气浮0.5～1h;然后刮除浮渣，浮渣回流至所述水解酸化组合池，气浮后的上清液进入第一pH调整池。
所述混合物Ⅰ为PAC和PAM的混合物，PAC∶PAM的质量比为(20～25)∶1。
步骤四、在搅拌条件下，向所述第一pH调整池投加HCl至pH值为3.5～4，第一pH调整池的出水经第一中间池缓存进入微电解装置。在搅拌条件下，在所述微电解装置中的微电解时间为2～3h，经微电解后的出水进入第二pH调整罐。在搅拌条件下，向所述第二pH调整罐投加混合物Ⅱ至pH值为8～9，第二pH调整罐的出水进入高效沉淀池。
所述混合物Ⅱ为CaCl2和CaO的混合物，CaCl2∶CaO的质量比为(40～50)∶1。
步骤五、向所述高效沉淀池投加混合物Ⅲ，所述混合物Ⅲ的投加量为0.08～0.1kg/m3，在所述高效沉淀池中沉淀3～5h，沉淀后的沉淀污泥回流至所述水解酸化组合池，沉淀后的上清液经第二中间池缓存进入第一UASB厌氧反应器。
所述混合物Ⅲ为PAC和PAM的混合物，PAC∶PAM的质量比为(10～15)∶1。
步骤六、在温度为36～38℃和搅拌条件下，向所述第一UASB厌氧反应器投加颗粒状厌氧污泥，投加的颗粒状厌氧污泥的体积为第一UASB厌氧反应器体积的0.3～0.6倍，在第一UASB厌氧反应器内反应2～3d;第一UASB厌氧反应器产生的沼气依次经水封器和脱硫室后装入沼气罐储存，第一UASB厌氧反应器失活的污泥输送至污泥浓缩池，第一UASB厌氧反应器反应后的上清液进入第二UASB厌氧反应器。
进入所述第二UASB厌氧反应器的上清液的处理方法与进入所述第一UASB厌氧反应器的处理方法相同;第二UASB厌氧反应器反应后的上清液进入好氧生化池。
步骤七、在曝气和搅拌条件下，按好氧活性污泥∶进入所述好氧生化池的上清液的体积比为1∶(3～4)，向所述好氧生化池中投加好氧活性污泥，好氧生化反应6～8h;好氧生化后的上清液进入MBR膜反应器。
每周向所述MBR膜反应器投加一次次氯酸钠，截留污泥输送至污泥浓缩池，MBR膜反应器的出水进入碳滤器，经碳滤器过滤后的出水达到排放标准。
所述排放标准为《污水综合排放标准》GB878-1996。
所述高浓度废水：COD为70000～80000mg/L，BOD为25000～28000mg/L，SO42-含量为1300～1500mg/L;所述高浓度废水呈油包水的稳定状态。
由于采用了上述技术方案，本发明与现有技术相比，具有如下积极效果：
1、本发明采用地表水稀释高浓度废水的预处理方法，能有效降低废水的处理难度，安全稳定，同时起到降温作用。
2、本发明采用6～7个同等体积的水解酸化池并联成的水解酸化组合池对高浓度废水进行预处理，能大大减轻较长水解酸化停留时间带来的负荷冲击，并且能达到较好的水解效果;同时水解酸化沉淀池、气浮组合池、高效沉淀池中的污泥均可回流至水解酸化池，补充水解污泥储量，降低投入，提高水解效率。
3、本发明在微电解过程中，能观察到在高效沉淀池中大量絮状物凝聚沉降，高效沉淀至澄清溶液;向第二调整罐投加CaCl2能有效降低废水中SO42-的含量，避免对UASB工艺中产甲烷菌的毒害作用，有效提高了废水的可生化性和UASB厌氧反应器的降解效率。
4、本发明采用串联两个UASB高负荷厌氧反应器进行降解高浓度废水，既能深度降解废水，还能高效回收沼气，环境友好;而使用蒸发法来处理高浓度废水，需要大量热能，不仅会产生持续的高成本，还难以回收利用。
因此，本发明具有环境友好、安全稳定、运行高效和投入较低的特点，能同时高效降解有机污染物和收集沼气。
具体实施方式
下面结合具体的实施方案对本发明做出进一步描述，并非对其保护范围的限制：
实施例1
一种高浓度废水的处理方法。本实施所述处理方法的步骤是：
本实施例所处理的高浓度废水：COD为70000～76000mg/L，BOD为25000～27000mg/L，SO42-含量为1300～1420mg/L;所述高浓度废水呈油包水的稳定状态。
步骤一、高浓度废水经集水池缓存后进入稀释池;在搅拌条件下，用地表水将进入稀释池的高浓度废水稀释至COD小于40000mg/L;稀释后的废水进入水解酸化组合池。
步骤二、在搅拌条件下，按已驯化的厌氧污泥∶进入所述水解酸化组合池的废水的体积比为1∶(1～1.3)，向所述水解酸化组合池中投加所述已驯化的厌氧污泥，水解酸化6～7d。水解酸化后的出水进入水解酸化沉淀池，水解酸化沉淀2～3h，再将水解酸化沉淀后的沉淀污泥回流至所述水解酸化组合池，水解酸化沉淀后的上清液进入组合气浮池。
所述水解酸化组合池是采用6～7个同等体积的水解酸化池并联而成。
步骤三、所述组合气浮池的底部安装有微孔扩散板，在搅拌条件下，向所述组合气浮池投加混合物Ⅰ，所述混合物Ⅰ的投加量为0.03～0.04kg/m3，气浮0.5～0.8h;然后刮除浮渣，浮渣回流至所述水解酸化组合池，气浮后的上清液进入第一pH调整池。
所述混合物Ⅰ为PAC和PAM的混合物，PAC∶PAM的质量比为(20～23)∶1。
步骤四、在搅拌条件下，向所述第一pH调整池投加HCl至pH值为3.5～4，第一pH调整池的出水经第一中间池缓存进入微电解装置。在搅拌条件下，在所述微电解装置中的微电解时间为2～3h，经微电解后的出水进入第二pH调整罐。在搅拌条件下，向所述第二pH调整罐投加混合物Ⅱ至pH值为8～9，第二pH调整罐的出水进入高效沉淀池。
所述混合物Ⅱ为CaCl2和CaO的混合物，CaCl2∶CaO的质量比为(40～45)∶1。
步骤五、向所述高效沉淀池投加混合物Ⅲ，所述混合物Ⅲ的投加量为0.08～0.09kg/m3，在所述高效沉淀池中沉淀3～5h，沉淀后的沉淀污泥回流至所述水解酸化组合池，沉淀后的上清液经第二中间池缓存进入第一UASB厌氧反应器。
所述混合物Ⅲ为PAC和PAM的混合物，PAC∶PAM的质量比为(10～13)∶1。
步骤六、在温度为36～38℃和搅拌条件下，向所述第一UASB厌氧反应器投加颗粒状厌氧污泥，投加的颗粒状厌氧污泥的体积为第一UASB厌氧反应器体积的0.3～0.5倍，在第一UASB厌氧反应器内反应2～3d;第一UASB厌氧反应器产生的沼气依次经水封器和脱硫室后装入沼气罐储存，第一UASB厌氧反应器失活的污泥输送至污泥浓缩池，第一UASB厌氧反应器反应后的上清液进入第二UASB厌氧反应器。
进入所述第二UASB厌氧反应器的上清液的处理方法与进入所述第一UASB厌氧反应器的处理方法相同;第二UASB厌氧反应器反应后的上清液进入好氧生化池。
步骤七、在曝气和搅拌条件下，按好氧活性污泥∶进入所述好氧生化池的上清液的体积比为1∶(3～3.5)，向所述好氧生化池中投加好氧活性污泥，好氧生化反应6～8h;好氧生化后的上清液进入MBR膜反应器。
每周向所述MBR膜反应器投加一次次氯酸钠，截留污泥输送至污泥浓缩池，MBR膜反应器的出水进入碳滤器，经碳滤器过滤后的出水达到排放标准。
所述排放标准为《污水综合排放标准》GB878-1996。
实施例2
一种高浓度废水的处理方法。本实施所述处理方法的步骤是：
本实施例所处理的高浓度废水：COD为74000～80000mg/L，BOD为26000～28000mg/L，SO42-含量为1380～1500mg/L;所述高浓度废水呈油包水的稳定状态。
步骤一、高浓度废水经集水池缓存后进入稀释池;在搅拌条件下，用地表水将进入稀释池的高浓度废水稀释至COD小于40000mg/L;稀释后的废水进入水解酸化组合池。
步骤二、在搅拌条件下，按已驯化的厌氧污泥∶进入所述水解酸化组合池的废水的体积比为1∶(1.2～1.5)，向所述水解酸化组合池中投加所述已驯化的厌氧污泥，水解酸化6～7d。水解酸化后的出水进入水解酸化沉淀池，水解酸化沉淀2～3h，再将水解酸化沉淀后的沉淀污泥回流至所述水解酸化组合池，水解酸化沉淀后的上清液进入组合气浮池。
所述水解酸化组合池是采用6～7个同等体积的水解酸化池并联而成。
步骤三、所述组合气浮池的底部安装有微孔扩散板，在搅拌条件下，向所述组合气浮池投加混合物Ⅰ，所述混合物Ⅰ的投加量为0.04～0.05kg/m3，气浮0.7～1h;然后刮除浮渣，浮渣回流至所述水解酸化组合池，气浮后的上清液进入第一pH调整池。
所述混合物Ⅰ为PAC和PAM的混合物，PAC∶PAM的质量比为(22～25)∶1。
步骤四、在搅拌条件下，向所述第一pH调整池投加HCl至pH值为3.5～4，第一pH调整池的出水经第一中间池缓存进入微电解装置。在搅拌条件下，在所述微电解装置中的微电解时间为2～3h，经微电解后的出水进入第二pH调整罐。在搅拌条件下，向所述第二pH调整罐投加混合物Ⅱ至pH值为8～9，第二pH调整罐的出水进入高效沉淀池。
所述混合物Ⅱ为CaCl2和CaO的混合物，CaCl2∶CaO的质量比为(45～50)∶1。
步骤五、向所述高效沉淀池投加混合物Ⅲ，所述混合物Ⅲ的投加量为0.09～0.1kg/m3，在所述高效沉淀池中沉淀3～5h，沉淀后的沉淀污泥回流至所述水解酸化组合池，沉淀后的上清液经第二中间池缓存进入第一UASB厌氧反应器。
所述混合物Ⅲ为PAC和PAM的混合物，PAC∶PAM的质量比为(12～15)∶1。
步骤六、在温度为36～38℃和搅拌条件下，向所述第一UASB厌氧反应器投加颗粒状厌氧污泥，投加的颗粒状厌氧污泥的体积为第一UASB厌氧反应器体积的0.4～0.6倍，在第一UASB厌氧反应器内反应2～3d;第一UASB厌氧反应器产生的沼气依次经水封器和脱硫室后装入沼气罐储存，第一UASB厌氧反应器失活的污泥输送至污泥浓缩池，第一UASB厌氧反应器反应后的上清液进入第二UASB厌氧反应器。
进入所述第二UASB厌氧反应器的上清液的处理方法与进入所述第一UASB厌氧反应器的处理方法相同;第二UASB厌氧反应器反应后的上清液进入好氧生化池。
步骤七、在曝气和搅拌条件下，按好氧活性污泥∶进入所述好氧生化池的上清液的体积比为1∶(3.5～4)，向所述好氧生化池中投加好氧活性污泥，好氧生化反应6～8h;好氧生化后的上清液进入MBR膜反应器。
每周向所述MBR膜反应器投加一次次氯酸钠，截留污泥输送至污泥浓缩池，MBR膜反应器的出水进入碳滤器，经碳滤器过滤后的出水达到排放标准。
所述排放标准为《污水综合排放标准》GB878-1996。
由于采用了上述技术方案，本发明与现有技术相比，具有如下积极效果：
1、本发明采用地表水稀释高浓度废水的预处理方法，能有效降低废水的处理难度，安全稳定，同时起到降温作用。
2、本发明采用6～7个同等体积的水解酸化池并联成的水解酸化组合池对高浓度废水进行预处理，能大大减轻较长水解酸化停留时间带来的负荷冲击，并且能达到较好的水解效果;同时水解酸化沉淀池、气浮组合池、高效沉淀池中的污泥均可回流至水解酸化池，补充水解污泥储量，降低投入，提高水解效率。
3、本发明在微电解过程中，能观察到在高效沉淀池中大量絮状物凝聚沉降，高效沉淀至澄清溶液;向第二调整罐投加CaCl2能有效降低废水中SO42-的含量，避免对UASB工艺中产甲烷菌的毒害作用，有效提高了废水的可生化性和UASB厌氧反应器的降解效率。
4、本发明采用串联两个UASB高负荷厌氧反应器进行降解高浓度废水，既能深度降解废水，还能高效回收沼气，环境友好;而使用蒸发法来处理高浓度废水，需要大量热能，不仅会产生持续的高成本，还难以回收利用。
因此，本发明具有环境友好、安全稳定、运行高效和投入较低的特点，能同时高效降解有机污染物和收集沼气。