公布日：2023.05.05
申请日：2023.01.10
分类号：C02F9/00(2023.01)I;C02F3/28(2023.01)I;C02F3/00(2023.01)I;C02F1/72(2023.01)I;C02F1/78(2023.01)I;C02F3/02(2023.01)I;C02F101/10(2006.01)N;C02F101/
30(2006.01)N
摘要
本发明公开了一种有机硅高盐废水的生化处理方法，有机硅生产高盐废水，采用厌氧水解+接触氧化+臭氧氧化-生化耦合工艺处理；厌氧水解池投加生物促进剂、还原铁粉，控制出水ORP＜-400mV；接触氧化池接触氧化池末端投加粉末活性炭，控制DO为4.0～6.0mg/L；臭氧氧化采用臭氧/H2O2工艺，所述臭氧-生化出水回流至厌氧水解池或接触氧化池，且回流比为101％～200％。本发明工艺能够提高有机硅生产高盐废水生化处理COD降解效率，并缩短有机硅废水生化处理停留时间，提高有机硅废水生化段稳定性并降低投资。
权利要求书
1.一种有机硅高盐废水的生化处理方法，其特征在于：采用厌氧水解+接触氧化+臭氧氧化-生化耦合工艺处理，包括以下步骤：步骤(1)、调节有机硅高盐废水的pH为8.0～10.0，进入厌氧水解池，水力停留时间为10～30h；厌氧水解池采用生物膜法，在厌氧水解池内部采用生物绳填料，所述生物绳填料填充率为50％～75％，填料直径为20～30mm且安装间距为60mm×60mm；厌氧水解池投加生物促进剂和还原铁粉，生物促进剂的投加量为10～50mg/L，还原铁粉的投加量为20～50mg/L，控制厌氧水解池内ORP为-500～-400mV、pH为5.5～6.5；步骤(2)、厌氧水解池出水进入接触氧化池，接触氧化池水力停留时间为6～20h，接触氧化池分隔为3格串联，且均采用生物接触氧化工艺且无污泥回流，接触氧化池内采用生物绳填料；填料填充比为60％～85％，填料直径为20～30mm且安装间距为60mm×60mm；接触氧化池末端溶解氧为4.0～6.0mg/L；接触氧化池出水进入二沉池沉降；步骤(3)、二沉池出水进入臭氧氧化-生化耦合池；其中，臭氧氧化池与生化池合建，臭氧氧化池水力停留时间为1～2h，生化池水力停留时间为2～6h；臭氧氧化单元采用O3/H2O2工艺，生化池分为2格且均采用生物膜工艺；生化池第1格出水回流至前端厌氧水解池、接触氧化池或臭氧氧化池进水端，且回流比为101％～200％。
2.根据权利要求1所述的一种有机硅高盐废水的生化处理方法，其特征在于：所述生物促进剂包括以下组分：KH2PO410份、MnCl20.5份、NiCl20.2份、(NH4)6Mo7O240.1份、CoCl20.1份、H3BO30.1份、酵母粉10份、黄腐酸钾10份、玉米浆干粉15份、糖蜜15份、蔗糖30份。
3.根据权利要求1-2任一项所述的一种有机硅高盐废水的生化处理方法，其特征在于：所述接触氧化池最后1格投加液碱控制pH为9.0～10.5，并投加粉末活性炭30～150mg/L。
4.根据权利要求1-2任一项所述的一种有机硅高盐废水的生化处理方法，其特征在于：所述臭氧氧化池中，臭氧投加量为60～180mg/L，H2O2与O3投加质量比为0.4:1～0.8:1。
5.根据权利要求1-2任一项所述的一种有机硅高盐废水的生化处理方法，其特征在于：所述厌氧池停留时间为10h，接触氧化池停留时间为6h，臭氧氧化池停留时间为1.0h，臭氧后生化池停留时间为2h。
6.根据权利要求1-2任一项所述的一种有机硅高盐废水的生化处理方法，其特征在于：所述臭氧氧化-生化耦合池中生化池第1格出水回流至所述厌氧水解池，且二沉池表面负荷为0.3～0.6m3/(m2·h)。
发明内容
本发明的目的是提供一种稳定、高效且具有技术经济性的有机硅高盐废水的生化处理方法。
所述有机硅高盐废水是指化工有机硅废水经酸碱中和、隔油、气浮、混凝沉淀或其它工艺预处理去除硅粉、硅油、悬浮物后的废水，典型水质COD为300～1200mg/L，CaCl2含量为20000～30000mg/L。有机硅高盐废水主要来自氯甲烷合成工段、有机氯硅烷合成工段、聚硅氧烷合成工段，主要污染物包括甲醇、氯化氢、氯化锌、一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳、硅粉、铜、锌离子、硅醇、聚硅氧烷、甲基氯硅烷、高聚物硅油。
本发明要解决的技术问题通过以下方案实现：
一种有机硅高盐废水的生化处理方法，所述有机硅高盐废水是经酸碱中和、隔油、气浮、混凝沉淀或其它工艺预处理去除硅粉、硅油、悬浮物后的有机硅生产高盐废水，采用生化方法处理，包括以下步骤：
步骤(1)、调节有机硅高盐废水的pH为8.0～10.0，进入厌氧水解池，水力停留时间为10～30h；厌氧水解池采用生物膜法，在厌氧水解池内部采用生物绳填料，所述生物绳填料填充率为50％～75％，填料直径为20～30mm且安装间距为60mm×60mm；厌氧水解池投加生物促进剂和还原铁粉，生物促进剂的投加量为10～50mg/L，还原铁粉的投加量为20～50mg/L，控制厌氧水解池内ORP为-500～-400mV、pH为5.5～6.5；
步骤(2)、厌氧水解池出水进入接触氧化池，接触氧化池水力停留时间为6～20h，接触氧化池分隔为3格串联，且均采用生物接触氧化工艺且无污泥回流，接触氧化池内采用生物绳填料；填料填充比为60％～85％，填料直径为20～30mm且安装间距为60mm×60mm；接触氧化池末端溶解氧为4.0～6.0mg/L；接触氧化池出水进入二沉池沉降；
步骤(3)、二沉池出水进入臭氧氧化-生化耦合池；其中，臭氧氧化池与生化池合建，臭氧氧化池水力停留时间为1～2h，生化池水力停留时间为2～6h；臭氧氧化单元采用O3/H2O2工艺，生化池分为2格且均采用生物膜工艺；生化池第1格出水回流至前端厌氧水解池、接触氧化池或臭氧氧化池进水端，且回流比为101％～200％。
优选的，所述生物促进剂包括以下组分：KH2PO410份、MnCl20.5份、NiCl20.2份、(NH4)6Mo7O240.1份、CoCl20.1份、H3BO30.1份、酵母粉10份、黄腐酸钾10份、玉米浆干粉15份、糖蜜15份、蔗糖30份。
优选的，所述接触氧化池最后1格投加液碱控制pH为9.0～10.5，并投加粉末活性炭，粉末活性炭的投加量为30～150mg/L。
优选的，所述臭氧氧化池中，臭氧投加量为60～180mg/L，H2O2与O3投加质量比为0.4:1～0.8:1。
优选的，所述厌氧池停留时间为10h，接触氧化池停留时间为6h，臭氧氧化池停留时间为1h，臭氧后生化池停留时间为2h。
优选的，所述臭氧氧化-生化耦合池中，生化池第1格出水回流至所述接触氧化池第1格，且二沉池表面负荷为0.3～0.6m3/(m2·h)。
本发明原理：
本发明人研究发现：有机硅废水COD主要在厌氧水解环境下降解，且ORP越低，同样进水条件下COD去除率越高；厌氧水解池中添加适量生物促进剂、葡萄糖可以提高厌氧微生物活性，厌氧水解池添加还原铁粉对大分子有机物具有还原分解作用，能够起到降低厌氧水解池ORP、提高厌氧水解池COD去除率的作用。
例如：厌氧水解池投加生物促进剂50ppm，厌氧水解池ORP可从-350mV降低值-400mV～-520mV，且与不加生物促进剂的对照组相比，厌氧水解池COD去除率相较于污水站厌氧段葡萄糖投加量200ppm，药剂投加量和药剂成本显著降低，长期运行费用明显下降。与污水站采用厌氧ABR工艺相比，本发明方案厌氧池COD去除率提升20％以上；当厌氧水解池进水COD为300～1200mg/L，厌氧水解池出水COD可降至180～320mg/L。
本发明厌氧水解池与接触氧化池均采用生物绳工艺，且所述生物绳直径为20～30mm，安装密度为60mm×60mm；相比现有技术采用的一般生物绳直径为40～80mm、组合填料和弹性填料直径为60～100mm，单位体积的20～30mm的生物绳填料比表面积可增加2～3倍，能够附着生长更多生物膜；对于有机硅高盐废水且CaCl2含量为2～3％，采用本发明的生物绳填料及安装密度，可以使出水SS降至5mg/L以下。
本发明二沉池出水深度处理采用臭氧氧化-生化耦合工艺，臭氧氧化采用O3/H2O2工艺且采用射流投加方式，无结垢问题，处理效率能够维持稳定；且臭氧-生化耦合池生化第一格回流至前端厌氧水解池或接触氧化池，在不增加投资、不改变构筑物的前提下，在相同的出水COD目标条件下，臭氧投加量可减少20％。
与现有技术相比，本发明有益的技术效果包括：
(1)本发明作为一个整体，实现了有机硅高盐废水高盐生化段进水COD300～1200mg/L、CaCl2为20000～30000mg/L条件下，出水COD可降至50mg/L以下。
(2)本发明作为一个整体，在废水生化处理段确定了ORP作为有机硅废水厌氧水解池的重要控制参数，并以ORP为参数控制选择生物促进剂、还原铁粉投加量，促进厌氧水解池ORP值降低至-400mV以下，使有机硅废水经厌氧水解池后COD降至180～240mg/L；相比现有技术，本发明厌氧水解池COD去除率提高10％以上。
(3)本发明“厌氧水解+接触氧化”均采用采用20～30mm生物绳填料且安装密度为60×60mm，生物膜数量及表面积增加100～300％；与现有技术相比，在同样出水水质目标情况下，水力停留时间HRT可缩短20％以上，且HRT可缩短至16h，显著减少土建成本和占地面积。
(4)本发明深度处理段采用臭氧氧化-生化耦合工艺，臭氧氧化采用O3/H2O2工艺且采用射流投加方式，无结垢导致的检修困难问题；且臭氧-生化耦合池生化第一格回流至前端厌氧水解池或接触氧化池，在不增加投资、不改变构筑物的前提下，在相同的出水COD目标条件下，臭氧投加量可减少20％。
（发明人：徐军;刘冠;王开春;孙文妮;田凤蓉;王强;曲昂;洪磊）