申請日2016.05.12
公開(公告)日2016.08.17
IPC分類號C02F9/14; C02F101/30
摘要
本發明公開了一種高COD、高濃度有機鹽酸性有機化工廢水處理方法，其包括如下步驟：S1、往廢水中依次添加過氧化氫和硫酸亞鐵，Ca(OH)2以及Na2CO3，攪拌調節pH值至6.5-8.5，靜止1h后去除沉淀，將有機化工廢水排入沉淀池中;S2、向S1中的廢水里加入分子篩，攪拌，靜止1h后去除沉淀，將上清液排入厭氧反應器中;S3、維持S2中上清液溫度為15-35℃，按照COD:N:P為450:5:1的比例添加氮磷源，調節pH值為7.5-8.5，加入硫酸鹽還原菌群進行厭氧處理，水力停留24h后輸送至好氧反應器中;S4、維持S3中上清液溫度為20-35℃，按照COD:N:P為250:5:1的比例添加氮磷源，調節pH值為6.5-8，添加嗜鹽菌群和耐鹽菌群進行一段好氧處理，曝氣攪拌，水力停留24h后經二段好氧處理，曝氣攪拌，水力停留24h;S5、沉淀并上清出水。
權利要求書
1.一種高COD、高濃度有機鹽酸性有機化工廢水處理方法，其特征在于，包括如下步驟：
S1、往有機化工廢水中依次添加過氧化氫和硫酸亞鐵，Ca(OH)2以及Na2CO3，充分攪拌調節pH值至6.5-8.5，靜止1h后去除沉淀，將有機化工廢水排入沉淀池中;
S2、向步驟S1中的有機化工廢水里加入分子篩，充分攪拌，靜止1h后去除沉淀，將上清液排入厭氧反應器中;
S3、維持步驟S2中上清液溫度為15-35℃，按照COD:N:P為450:5:1的比例添加氮磷源，調節pH值為7.5-8.5，加入硫酸鹽還原菌群進行厭氧處理，水力停留24h后輸送至好氧反應器中;
S4、維持步驟S3中上清液溫度為20-35℃，按照COD:N:P為250:5:1的比例添加氮磷源，調節pH值為6.5-8，添加嗜鹽菌群和耐鹽菌群進行一段好氧處理，曝氣攪拌，水力停留24h后經二段好氧處理，再次曝氣攪拌，水力停留24h;
S5、沉淀并上清出水。
2.根據權利要求1所述的一種高COD、高濃度有機鹽酸性有機化工廢水處理方法，其特征在于，所述步驟S1中先加入過氧化氫和硫酸亞鐵，充分攪拌后靜置0.5h，第一次去除沉淀并將有機化工廢水排入第一沉淀池中;在所述第一沉淀池中再加入Ca(OH)2，充分攪拌后靜止0.5h，第二次去除沉淀，將有機化工廢水排入第二沉淀池中;在所述第二沉淀池中再加入Na2CO3，充分攪拌并調節pH值至7-8.5，靜止0.5h，第三次去除沉淀后排入第三沉淀池中。
3.根據權利要求1所述的一種高COD、高濃度有機鹽酸性有機化工廢水處理方法，其特征在于，步驟S2中的分子篩經過冷凍處理。
4.根據權利要求1所述的一種高COD、高濃度有機鹽酸性有機化工廢水處理方法，其特征在于，所述步驟S1中Ca(OH)2：H+的摩爾比為1-1.5:2。
5.根據權利要求1所述的一種高COD、高濃度有機鹽酸性有機化工廢水處理方法，其特征在于，所述步驟S4中嗜鹽菌群和耐鹽菌群的濕菌體重量比為1:1。
6.根據權利要求1所述的一種高COD、高濃度有機鹽酸性有機化工廢水處理方法，其特征在于，所述嗜鹽菌群包括單膿菌群和海桿菌群。
7.根據權利要求1所述的一種高COD、高濃度有機鹽酸性有機化工廢水處理方法，其特征在于，所述耐鹽菌群包括芽孢桿菌群、假絲酵母菌群和檸檬球菌群。
說明書
一種高COD、高濃度有機鹽酸性有機化工廢水處理方法
技術領域
本發明涉及環境工程和微生物技術領域，更具體地說，它涉及一種高COD、高濃度有機鹽酸性有機化工廢水處理方法。
背景技術
由于科學技術的發展以及工業化進程的加快，化工、印染、海產品加工、礦物開采、農藥、造紙以及采油等領域均會產生高COD和高鹽的廢水，其中不僅含有高濃度的無機離子，如Cl-、Na+、SO42-、K+、Ca2+和Mg2+等，而且還含有大量的有機污染物，若對其直接排放至土壤或水中，高濃度的無機鹽類離子滲入土壤中致使土壤中的植物因脫水而死亡，且高濃度的無機鹽類離子還會導致水中的藻類等植物大量繁殖最終導致富營養化;有機污染物會進一步加速土壤或水體惡化。高鹽廢水無法被土壤或水體自行降解，會導致環境壓力增大，且排至水中的廢水會危害水生動植物以及人類的健康。因此，對于高COD和高鹽的有機廢水而言，其處理技術較為關鍵，經處理后達到國家排放標準才可對其進行排放。
申請公布號為CN101618920A、申請公布日為2012年05月30日的中國專利公開了一種高COD、高氨氮、高鹽度工業廢水處理方法，屬于廢水處理,尤其涉及一種化學處理、微生物處理、膜生物反應器深度處理、反滲透復合膜脫鹽精加工處理的聯合廢水處理工藝方法。提供了一種處理前無須稀釋、膜生化反應器處理對于COD、氨氮去除率高,抗污染反滲透膜脫鹽，處理后的水質達到中壓鍋爐用水技術標準的理想的廢水處理方法。
現有技術中，將內部的機械雜質去除后，在化學處理的過程中，添加阻垢劑、緩蝕劑以及分散劑后，直接進行生化處理。在此過程中，由于工業廢水中存在大量無機鹽離子以及氨氮等物質，在添加化學助劑后，會出現大量分散劑無法分散的沉淀物質，對生化處理過程中所采用的膜生物反應器造成影響，會導致膜元件被沉淀物質所堵塞，易引起膜元件的處理效果降低，且由于膜元件的價格較高，從而增加了處理成本。
發明內容
針對現有技術存在的不足，本發明的目的在于提供一種高COD、高濃度有機鹽酸性有機化工廢水處理方法。
為實現上述目的，本發明提供了如下技術方案：
一種高COD、高濃度有機鹽酸性有機化工廢水處理方法，包括如下步驟：
S1、往有機化工廢水中依次添加過氧化氫和硫酸亞鐵，Ca(OH)2以及Na2CO3，充分攪拌調節pH值至6.5-8.5，靜止1h后去除沉淀，將有機化工廢水排入沉淀池中;
S2、向步驟S1中的有機化工廢水里加入分子篩，充分攪拌，靜止1h后去除沉淀，將上清液排入厭氧反應器中;
S3、維持步驟S2中上清液溫度為15-35℃，按照COD:N:P為450:5:1的比例添加氮磷源，調節pH值為7.5-8.5，加入硫酸鹽還原菌群進行厭氧處理，水力停留24h后輸送至好氧反應器中;
S4、維持步驟S3中上清液溫度為20-35℃，按照COD:N:P為250:5:1的比例添加氮磷源，調節pH值為6.5-8，添加嗜鹽菌群和耐鹽菌群進行一段好氧處理，曝氣攪拌，水力停留24h后經二段好氧處理，再次曝氣攪拌，水力停留24h;
S5、沉淀并上清出水。
本申請中，首先添加過氧化氫和硫酸亞鐵，充分攪拌后，在酸性的有機廢水中，過氧化氫與Fe2+相互作用形成具有超強氧化性的羥基自由基，與廢水中的有機物發生鏈式反應，從而將有機物轉化成礦物鹽以及二氧化碳等，方便接下來的反應操作。同時過氧化氫也會將Fe2+轉化成Fe3+，從而形成氫氧化鐵沉淀，不會由于亞鐵離子的加入而使廢水中的無機鹽離子數量增大。再加入Ca(OH)2和Na2CO3，通過攪拌，使得鈣離子與碳酸根離子、氫氧根與鋁離子、氫氧根與鎂離子、氫氧根與剩余的未形成沉淀的Fe3+之間充分接觸，形成沉淀，從而將有機廢水中的碳酸根、鈣離子以及剩余的Fe3+進行沉淀處理。經Ca(OH)2和Na2CO3處理后的有機廢水中仍具有較多的懸浮物，由于其質量較低而無法沉淀，分子篩本身具有大量孔隙，可吸附懸浮物，與懸浮物一起沉淀，將沉淀物質分離后，進一步凈化廢水，還可避免與廢水中過多離子對接下來的進一步凈化處理產生阻礙。
Ca(OH)2和Na2CO3與酸性有機廢水中的氫離子結合，形成水和二氧化碳，降低氫離子濃度，從而改變有機廢水的酸堿性，快速提高其pH值至6.5-8.5，達 到適合微生物生長和繁殖的pH值，從而使微生物在廢水中快速生長和繁殖，提高微生物凈化廢水的效率。采用厭氧和兩段好氧結合的處理方式，菌群以氮磷源為營養基質，在合適的pH以及溫度下，快速生長繁殖，將有機廢水中的鈉離子以及硫酸根離子等無機離子進行轉化，形成硫化氫等，從而大大降低廢水中的有機鹽離子的濃度。經最終分離沉淀后，廢水中的COD從原始大于30000ml/L降至110mg/L左右，符合國家三級排放標準。
進一步優選為：所述步驟S1中先加入過氧化氫和硫酸亞鐵，充分攪拌后靜置0.5h，第一次去除沉淀并將有機化工廢水排入第一沉淀池中;在所述第一沉淀池中再加入Ca(OH)2，充分攪拌后靜止0.5h，第二次去除沉淀，將有機化工廢水排入第二沉淀池中;在所述第二沉淀池中再加入Na2CO3，充分攪拌并調節pH值至7-8.5，靜止0.5h，第三次去除沉淀后排入第三沉淀池中。
在有機鹽酸性有機化工廢水中添加過氧化氫和硫酸亞鐵，亞鐵離子轉變成鐵離子，充分沉淀后，進行第一次去除沉淀時將氫氧化鐵沉淀去除;加入Ca(OH)2后，廢水中的鎂離子、氯離子以及還有部分剩余的三價鐵離子分別與氫氧根離子一起形成沉淀，該操作可將前一步中的鐵離子去除;加入Na2CO3后，可與廢水中的鈣離子、碳酸根離子等一同形成沉淀并去除，從而使得前一步加入的鈣離子不會影響后續凈化處理。因此，采用第一次、第二次和第三次去除沉淀，可防止分步添加的化學物質的相互影響，避免出現添加的化學物質之間產生化學作用甚至形成沉淀的現象，且將每一步添加物質的步驟分開，使得廢水中相應的離子可與該步添加的物質之間形成充分反應，發揮優異的沉淀作用。
進一步優選為：步驟S2中的分子篩經過冷凍處理。
本申請中，分子篩經冷凍處理后置入有機化工廢水中，由于廢水中的溫度比分子篩自身的溫度高并將熱量傳遞給分子篩，使得分子篩自身受熱膨脹，從而增大了其孔隙，從而增大了與廢水中懸浮物吸附的接觸面積，可提高分子篩的吸附能力。
進一步優選為：所述步驟S1中Ca(OH)2：H+的摩爾比為1-1.5:2。
氫氧化鈣中的氫氧根與氫離子之間產生中和反應，可有效并快速地降低氫離子濃度，從而使有機廢水的pH值提高至所需的范圍。
進一步優選為：所述步驟S4中嗜鹽菌群和耐鹽菌群的濕菌體重量比為1:1。
由于有機廢水中經處理后仍含有鈉離子、氯離子等無機鹽離子，本申請中同時采用嗜鹽菌群與耐鹽菌群，且兩者采用的重量相同，從而使得兩者的量在有機廢水中保持平衡，共同作用并通過體內的酶提高對廢水中剩余的有機物的分解，降低有機物的含量，從而防止廢水富營養化。
進一步優選為：所述嗜鹽菌群包括單膿菌群和海桿菌群。
鈉離子與單膿菌群和海桿菌群細胞膜成分發生特異作用而增強了膜的機械強度，有利于維持細胞膜的構造，對阻止嗜鹽菌溶菌起著重要作用，因此，單膿菌群和海桿菌群對有機廢水中的鈉離子具有依存性，可在含鈉離子的廢水中快速適應、生長并繁殖，提高排鹽作用。
進一步優選為：所述耐鹽菌群包括芽孢桿菌群、假絲酵母菌群和檸檬球菌群。
芽孢桿菌群、假絲酵母菌群和檸檬球菌群具有優異的耐鹽性能，可在有機廢水中適應并生存，并且通過耐鹽菌體內部的酶起到降解廢水中剩余的有機物的作用。
綜上所述，本發明具有以下有益效果：
1、往有機化工廢水中添加過氧化氫和硫酸亞鐵，過氧化氫形成具有強氧化作用的羥基自由基，使有機物轉化成為二氧化碳、水和無機鹽，且二價鐵被氧化成三價鐵，形成氫氧化三鐵，具有吸附和絮凝作用，從而在水體中產生沉淀;第一次去除沉淀后再加入Ca(OH)2，充分沉淀后第二次去除沉淀，將內部的大量硫酸根、鎂離子、鋁離子以及少量剩余的鐵離子去除;并再加入Na2CO3，充分沉淀后第三次去除沉淀，去除了鈣離子、碳酸根離子。通過分步依次添加過氧化氫和硫酸亞鐵、Ca(OH)2和Na2CO3，使物質分別與有機化工廢水中的有機物、無機鹽離子進行充分作用，另一方面，提高與無機鹽離子之間的結合效果并產生沉淀，使有機化工廢水中的大量無機鹽被沉淀。不僅大大降低了COD值，還降低了無機鹽離子的含量。
2、經化學藥品處理后，采用冷凍處理后的分子篩對有機化工廢水中的剩余的有機物或懸浮物進行吸附并沉淀，提高了吸附的有效面積，從而提高了吸附和沉淀效率，從而有效防止有機物或懸浮物阻礙微生物生長或繁殖，為后續處理清除了障礙。
