申請日2016.05.11
公開(公告)日2016.08.10
IPC分類號C02F9/14; C02F101/30; C02F3/08; C02F3/12; C02F3/28; C02F1/52
摘要
本發明公開一種高難度有機廢水處理工藝。在雙(三)聯槽中調節高難度有機廢水PH值至7.5‑8.5，通過氣浮設備或者隔油沉淀池等去除懸浮物、膠體、浮渣后與回流水進行調配，調配后污水進入自循環厭氧流化床反應器內進行厭氧處理，厭氧處理分為兩級，一級采用自循環厭氧反應器，二級采用厭氧/兼氧反應器;經厭氧處理后進入兩級好氧流化床反應器，一級好氧流化床與厭氧/兼氧反應器形成自回流，進行進硝化與反硝化反應;二級好氧流化床出水進入混凝過濾池，混凝后通過MBR膜過濾達標排放。通過上述組合方式處理，能有效的處理高難度有機廢水，使處理后的高難度有機廢水達到國家污水綜合排放標準(GB8978‑2002)標準。
權利要求書
1.一種高難度有機廢水處理工藝，其特征在于，所述工藝包括以下步驟
(1)、預處理：在雙(三)聯槽中調節高難度有機廢水PH值至7.5-8.5，通過氣浮設備或者隔油沉淀池等去除懸浮物、膠體、浮渣(油)使水質均化，均化后進入調配槽，再與二級好氧流化床回流水進行調配，為厭氧處理做準備。
(2)厭氧處理：將步驟(1)處理后的廢水送入自循環厭氧流化床反應器內進行厭氧處理，厭氧處理分為兩級，一級采用自循環厭氧反應器，二級采用兼氧反應器，接收一級好氧流化床回流水進行反硝化;
(3)好氧處理：將步驟(2)處理后的出水送入好氧反應器進行好氧處理，好氧處理分為兩級，采用好氧流化床反應器，一級好氧流化床可以培養出高活性的好氧微生物，使污水中的可生化降解的有機污染物在氧化池內幾乎完全降解，同時把氨氮和有機氮氧化為硝酸鹽;其出水量60-90%回流至二級厭氧反應器進行反硝化，反硝化是硝酸鹽在缺氧的條件下，去除總氮，剩余部分進入二級好氧流化床反應器繼續進行生化處理;
(4)混凝過濾：將步驟(3)出水部分50-70%左右回流至調配池，調節厭氧池進水水質，剩余部分進入混凝池加藥混凝后通過MBR膜過濾后進入清水池達標排放。2、
2.如權利要求1所述的高難度有機廢水處理工藝，其特征在于，步驟(1)中PH值為7.5-8.5。
3.如權利要求1所述的高難度有機廢水處理工藝，其特征在于，步驟(1)中設置調配槽，與好氧回流水進行調配。
4.如權利要求1所述的高難度有機廢水處理工藝，其特征在于，步驟(2)中厭氧反應器與好氧流化床反應器形成自循環。
5.如權利要求1所述的高難度有機廢水處理工藝，其特征在于，步驟(3)中好氧流化床頂部設有噴淋消泡系統。
6.如權利要求1所述的高難度有機廢水處理工藝，其特征在于，步驟(3)(4)中回流量為處理水量的100-200%。
7.如權利要求1所述的高難度有機廢水處理工藝，其特征在于，步驟(4)中混凝沉淀出水采用MBR膜抽吸出水。
說明書
一種高難度有機廢水處理工藝技術
技術領域
本發明涉及一種廢水處理工藝，特別涉及高難度有機廢水處理工藝
背景技術
高濃度難降解有機廢水的處理，是目前國內外污水處理界公認的難題。對于這類廢水，目前國內外研究較多的有焦化廢水、制藥廢水(包括中藥廢水)、石化含油類廢水、紡織及印染廢水、化工廢水、油漆廢水等行業性廢水。所謂“高濃度”，是指這類廢水的有機物濃度(以COD計)較高，一般均在2000mg/l以上，有的甚至高達每升幾萬至十幾萬毫克;所謂“難降解”是指這類廢水的可生化性較低(BOD5/COD值一般均在0.3以下甚至更低，難以生物降解。所以，業內普遍將COD濃度大于2000mg/l，BOD5/COD值低于0.3的有機廢水統一稱為高濃度難降解有機廢水。
高濃度”、“難降解”兩大特性的疊加，使得此類廢水在處理中，單獨使用生物法或物化法等“常規”方法失去可能。從而，研究生物法和物化法等其它方法的組合，力圖使處理成本降到最低而且處理方法具有在國內工業企業的有效推廣價值，是當前解決此類廢水污染的關鍵性問題。
高濃度難降解有機廢水難于生物處理的原因，本質上是由其特性決定的。一般此類廢水在水質、水量等方面具有以下幾方面的共同特性：
(1)廢水所含有機物濃度高，幾種典型的高濃度有機廢水，如焦化廢水、制藥廢水、紡織及印染廢水、石油及化工廢水等，其主要生產工段的出水COD濃度一般均在3000-5000mg/l以上，有的工段出水甚至超過10000mg/l，即使是各工段的混合水，一般也均在2000mg/l以上。
(2)有機物中的生物難降解物種類多比例高，這類有機廢水中，往往含有較高濃度的生物難降解物，甚至是生物毒物，且種類較多。如在典型的焦化廢水中，除含有較高濃度的氨氮外，還有苯酚、酚的同系物以及萘、蒽、苯并芘等多環類化合物，及氰化物、硫化物、硫氰化物等;而比較典型的抗生素廢水，則含有較高濃度的S04、殘留的抗生素及其中間代謝產物、表面活性劑及有機溶媒等。
(3)除有機物外，廢水含鹽濃度較高，此類廢水往往有較高的含鹽量，致使廢水處理的難度加大。如典型的抗生素廢水，其硫酸鹽含量一般均在2000mg/l以上，有的甚至高達15000mg/l，各生產工段排水的水質、水量隨時間的波動性大，還以焦化廢水為例，一座中等規模的焦化廠，其水量在一天內可由約50%變化到150%，廢水的濃度也可由約50%變化 到150%以上，甚至更高;而制藥廢水除水量隨生產工序的變化而劇烈變化外，其濃度更是可由每升幾百毫克變化到幾萬毫克。
(4)廢水處理方法本身也存在較大問題，目前，處理這類廢水，多采用生物處理，且以好氧法或好氧法的改進型(如2%)工藝等)為主，有的也采用厭氧生物處理。從這些工藝在國內外的實際運用情況看，主要存在工藝流程長、外加物(如外加碳源物、調節34藥劑等)量大且費用高等問題，從而導致整體上單位水量造價和單位水量成本均較高。以焦化廢水為例，目前較為理想的處理焦化廢水的單位水量成本至少在(人民幣)8-12元以上，國外一些公司更是不把處理成本作為第一因素考慮。
為了解決高濃度難降解廢水處理的這一類難題，多年來國內外同行進行了許多有益的探索。近些年來，國內在抗生素廢水等制藥廢水的處理上有所突破;但焦化廢水等難降解廢水的處理仍在研究當中。總結近年來的研究成果，尤其是對焦化廢水等難降解廢水的研究，到目前為止，國外(主要指西方發達國家，后同)比較接受的是采用較長的工藝，并適當地融合了諸如進(出)水端稀釋、生物法和化學法相結合等較新的思路;在國內，從某種意義上說，由于工程造價和處理成本是最為重要的考慮因素，所以較長的工藝和較高的成本至少在目前還是無法接受和難以付諸實施的。所以，尋求工藝簡單、成本較低、節能而又能使處理后出水滿足現行的國家污水排放標準的工藝是當務之急。
在廢水處理實踐中，已經用到多種水處理技術，按作業原理可分為物化處理法、化學處理法、物理化學處理法和生物化學處理法;物理化學法+生物化學法是處理高難度有機廢水最有效的處理方法。
發明內容：
本發明的內容是克服現有處理工藝存在的不足，提供一種控制簡單、流程較短、投資較少、處理成本低的處理高難度有機廢水的處理工藝，使得處理后出水達到國家綜合排放標準。
為實現上述目標，本發明提供下述工藝流程：
預處理+兩級厭氧流化床反應器+兩級好氧流化床反應器+混凝過濾池(MBR膜過濾)。
核心部分是厭氧反應器與好氧反應器組成生化處理系統，生化反應器的功能是降解原水中可生化降解的污染物，是反硝化和硝化工藝，就難降解有機廢水而言，由于其中氨氮濃度和COD濃度都較高，政策對該指標排放要求一般都很嚴格，因此需要生化反應器具備良好的有機污染物降解及生物脫氮功能。
反硝化和硝化工藝生物脫氮原理如下：
硝化作用是指由硝化細菌和亞硝化細菌或其他微生物將氨態氮轉化為硝態氮的過程。硝化過程包括兩個連續又獨立的過程。第一步是由亞硝化菌(Nitrosomonas)將氨氮轉化為亞硝 酸鹽。第二步是由硝化菌(Nitrobacter)將亞硝酸鹽轉化為硝酸鹽。兩步反應均需在有氧條件下進行。亞硝化菌包括亞硝酸鹽單胞菌屬和亞硝酸鹽球菌屬。硝化菌包括硝酸鹽桿菌屬、螺旋菌屬和球菌屬。這兩類菌利用無機碳化物作碳源，從NH3、NH4+或NO2-的氧化反應中獲得能量。生成的NO3-由反硝化菌在缺氧條件下還原成N2或氮氧化物。
反硝化作用是指包括異化型硝酸鹽還原，即微生物還原硝態氮(NO3-和NO2-)為氣態氮(NO和NO2)或進一步還原為N2的過程;和同化型硝酸鹽還原，即微生物以硝態氮為氮源，將硝酸鹽轉化為氨氮，并合成構成蛋白質等生物大分子的過程。
高難度有機廢水處理工藝，具體包括以下步驟
(1)、預處理：在雙(三)聯槽中調節高難度有機廢水PH值至7.5-8.5，通過氣浮設備或者隔油沉淀池等去除懸浮物、膠體、浮渣(油)使水質均化，均化后進入調配槽，再與二級好氧流化床回流水進行調配，為厭氧處理做準備。
(2)厭氧處理：將步驟(1)處理后的廢水送入自循環厭氧流化床反應器內進行厭氧處理，厭氧處理分為兩級，一級采用自循環厭氧反應器，二級采用厭氧/兼氧反應器，接收一級好氧流化床回流水進行反硝化;
(3)好氧處理：將步驟(2)處理后的出水送入好氧反應器進行好氧處理，好氧處理分為兩級，采用好氧流化床反應器，一級好氧流化床可以培養出高活性的好氧微生物，使污水中的可生化降解的有機污染物在氧化池內幾乎完全降解，同時把氨氮和有機氮氧化為硝酸鹽;其出水量60-90%回流至二級厭氧反應器進行反硝化，反硝化是硝酸鹽在缺氧的條件下，去除總氮，剩余部分進入二級好氧流化床反應器繼續進行生化處理;
(4)混凝過濾：將步驟(3)出水部分50-70%左右回流至調配池，調節厭氧池水質，剩余部分進入混凝池加藥混凝后通過MBR膜過濾后進入清水池達標排放。
(5)污泥處理：上面所以步驟產生的污泥進入污泥濃縮池處理。
本發明提供的處理高濃度難降解有機廢水工藝，前期預處理能夠充分調節水質，去除懸浮物、膠體及油類等對水中生物的抑制物質，使廢水生化性能得到改善;通過二級好氧流化床外循環回流水調配，為厭氧反應器提供良好反應條件，使整個生化系統處理效率提高;另外一級自循環厭氧反應器自己通過沼氣同時作用，達到內部自循環，大大提高處理負荷;二級厭氧反應器與一級好氧反應器也不需提升而形成好氧及缺氧循環。
本發明提供的處理高濃度難降解有機廢水工藝，能夠有效的處理高難度難降解有機廢水，解決了目前難降解廢水處理中含難降解有機物及污染物濃度高、沖擊負荷大等行業處理難的問題，使得處理后的出水達到國家污水綜合排放(GB8978-2002)要求的排放標準，同時排水可以進入后續超濾+反滲透系統，使后續出水達到回用標準，實現污水零排放。
優選的，所述步驟(1)預處理需用隔油池及氣浮設備進行處理，氣浮池后調配槽的PH值為7.5-8.5，調配槽接收二級好氧流化床及氣浮池出水進行水質調配。
優選的，所述步驟(1)調配槽選用雙聯槽，槽體一上設有攪拌器，底部設有進水口及加藥口，上部有連通口與槽體二相連，槽體二底部設有出水口。
優選的，所述步驟(2)厭氧流化床反應器采用自循環厭氧反應器，底部設有布水器，布水器出水口設在罐體切線方向，可以使罐體內水旋轉起來;上部設有三相分離器。一級厭氧反應器采用內部自回流，即通過沼氣提升作用使回流液經過中間回流管注入底部布水器內;二級厭氧反應器與一級好氧流化床反應器上部有管道直通，通過好氧反應器氣提作用，好氧出水自流至二級厭氧反應器，然后通過厭氧反應器內部中心管流入底部布水器進行布水，達到自循環的目的。
優選的，所述步驟(3)好氧流化床采用氣提反應器，底部設有布水器，上部設有三相分離器及噴淋消泡系統。一級好氧流化床出水量60-90%回流至二級厭氧反應器進行反硝化，去除總氮，剩余部分進入二級好氧流化床反應器繼續進行生化處理。
由于高濃度難降解有機廢水好氧時會產生大量氣泡，會攜帶部分污泥，噴淋可以去除泡沫，減少污泥流失，時好氧流化床內污泥濃度大大增強。
優選的，所述好氧流化床反應器內投加有陶粒填料。
優選的，所述混凝過濾包括混合池與過濾池，混合池上部有攪拌機，在混合池內設有絮凝劑投加管;過濾池中部為MBR過濾設備，設備外圍設有導流筒，導流筒底部安裝空氣擴散曝氣管路和曝氣器，由外部鼓風機連續提供空氣，通過空氣對MBR膜進行自清洗，同時保證污水在導流筒內外回流，使污水中的懸浮固體形成絮凝和一定程度的生物氧化;出水通過自吸泵抽出，作為處理系統的排放水。
與現有技術相比，本發明的顯著效果是：
本發明提供的廢水處理新工藝，前期的預處理能充分調節水質水量，特別是二級好氧流化床回流水與氣浮池出水進行調配，使得厭氧流化床進水生化性較好，可以較好的適應水質水量的變化而帶來的沖擊負荷;高濃度難降解有機廢水經此工藝處理，完全可以達到國家綜合排放標準GB8978-2002的出水標準。
占地面積小，污水回流不需要任何動力，全部自流，節省電力能源;
