CN105174596A - 一种高效经济型有机毒害废水处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种高效经济型有机毒害废水处理方法，主体工艺由三维电催化单元、高效水解酸化单元、高效厌氧单元、曝气生物流化床单元、大比例回流系统组成。克服了常规工艺运行费用较高、抗冲击能力不足，出水水质波动较大的不足，具有抗冲击能力强、节能、高效的特点。

Description

一种高效经济型有机毒害废水处理方法

技术领域

本发明属于水处理领域，具体涉及一种高效经济型有机毒害废水处理方法。

技术背景

近年来，随着工农业迅速发展，各种含有大量有机毒害及难生物降解有机污染物的废水相应增多。上述废水中的大多数有机物被微生物分解时速度很慢，分解不彻底的有机物(也包括某些有机物的代谢产物)易在生物体内富集，也容易成为水体的潜在污染源，有的甚至会严重影响到微生物的活性，影响生化处理效果。此类有毒难降解有机污染物包括多环芳烃、卤代烃、杂环类化合物、酚类、有机磷农药、表面活性剂、有机染料等。这些物质的共同特点是毒性大、成份复杂、化学耗氧量高、一般微生物对其几乎没有降解效果。如果这些物质不加治理地向环境排放，势必严重地污染环境和威胁人类的身体健康。

难降解有机废水处理工艺一般要采用预处理、二级生化处理及深度处理结合的处理方法，其中深度处理工艺主要有混凝、吸附、电化学及高级氧化法等。目前现有的这些难降解有机废水处理工艺系统不仅占地面积大，工艺繁琐，成本高，而且不能保证出水完全达标，工艺还有待提高。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术不足，而提供一种高效经济型有机毒害废水处理方法。

本发明的具体技术方案是：一种高效经济型有机毒害废水处理方法，主体工艺由三维电催化单元、高效水解酸化单元、高效厌氧单元、曝气生物流化床单元、大比例回流系统组成。具体步骤如下：

1）待处理的有机毒害废水经收集后首先提升至三维电催化单元，对废水中有机毒害污染物进行解毒处理，并对废水中大分子有机物进行开环断链处理，提高废水可生化性，为后续生化单元正常运行提供保障；

2）废水经三维电催化单元处理后进入高效水解酸化单元，通过兼氧细菌对废水中的较大分子有机污染物进一步地分解为小分子易降解有机污染物；

3）经高效水解酸化单元处理后的废水具有良好的可生化性，接着进入高效厌氧单元，在产甲烷菌的作用下，将废水中大部分有机污染物转化为甲烷和二氧化碳；

4）高效厌氧单元出水进入曝气生物流化床单元，利用曝气生物流化床单元富集的高效微生物菌种对废水中污染物进一步降解；

5）大比例回流系统是通过将末端出水引至前端高效水解酸化单元来实现，有利于降低高效水解酸化及其后续生化单元中有机毒害污染物浓度，避免高浓度有机毒害污染物对生化系统的高效运行造成影响。

在上述的三维电催化单元中，极板材料采用石墨极板、不锈钢极板、合金极板、掺硼金刚石薄膜极板中的一种。

在上述的三维电催化单元中，投置有具有催化活性的填料，填料采用活性炭催化剂、活性碳掺杂贵金属催化剂、合金催化剂中的一种或两种以上的组合。

在上述的三维电催化单元中，电流密度采用5～40mA/cm²，电压采用5～40V，停留时间采用0.25～5h。

在上述的高效水解酸化单元中，设置有亲水性微生物填料，底部设置布水系统，利用大比例回流系统将末端出水回流至高效水解酸化单元的布水系统，回流比例根据进水CODcr浓度以及有机毒害或难降解有机污染物浓度，在50%～1000%中选择。

在上述的高效厌氧单元中，投置有亲水性微生物填料或颗粒厌氧污泥，填料或颗粒物你投加量为1%～30%。

在上述的曝气生物流化床单元中，投置有包埋法固定化微生物载体，载体粒径1-10mm，载体投加量5%～30%。

在上述的主体工艺中，进水盐分需要满足生化处理要求，否则前端须设置除盐系统。

在上述的主体工艺中，若需要考虑氮的去除，可以在气生物流化床单元前端增加缺氧单元，并加以回流实现。

在上述的主体工艺中，若出水要求较高，可在后续增加深度处理单元，包括混凝沉淀、过滤或高级氧化单元。

有益效果：

1.抗冲击能力强。本发明前端采用的三维电催化单元，对来水水质要求不高，抗冲击能力强，可能较大程度地改善后续生化单元进水水质；此外，大比例回流系统可以显著降低生化系统中有机毒害污染物的浓度，将各项有机毒害污染物浓度控制在远低于毒性阈值以内，避免有机毒害污染物对微生物的影响；最后，高效水解酸化单元、高效厌氧单元、曝气生物流化床中设置的填料（尤其是曝气生物流化床中设置的包埋法固定化微生物填料）还能对微生物起到保护作用，减轻毒性物质对微生物的影响。

2.节能。本发明主体采用的生化技术（尤其是高效水解酸化单元、高效厌氧厌氧单元）本身是一种经济、稳定的处理方法。三维电催化单元的设置主要目的是对废水进行解毒处理，该过程需要的能耗相对较低，此外，三维电催化单元中的具有催化活性的填料的投加有利于扩大电解接触反应面积、提高电解传质速率，可以进一步降低电解处理能耗。

3.高效。本发明将各单元有机结合起来，充分发挥三维电催化系统的高效性和生化系统的经济性，并通过在生化系统中投加各种载体，提高生化处理效率。

附图说明

图1是本发明的常规工艺流程图。

图2是本发明在进水盐含量≥10000mg/L时的工艺流程图。

图3是本发明出水要求较高时工艺流程图。

具体实施方式

实施例

以某股农药废水为例，由于原水含盐量为15%～20%，需要在前端设置MVR蒸发除盐系统后方能进行后续处理，MVR蒸发除盐系统冷凝液CODcr=30000mg/L左右（其中有机物包括DMF、甲苯、氯仿、叔丁醇等有机毒害或者难生化降解有机物），废水首先进入三维电催化系统，极板采用钛基二氧化锡电催化极板，催化填料采用活性炭，电流密度采用10mA/cm²，电压为6V，停留时间0.5h，出水CODcr浓度为23340mg/L，CODcr去除率为22%，BOD₅由0.05提升至0.25，经三维电催化系统处理后的废水进入高效水解酸化单元，利用大比例回流稀释系统按照4倍进水量将末端出水回流至高效水解酸化单元，将水解酸化单元进水CODcr浓度降至5000mg/L左右，大大降低了高效水解酸化单元中有机毒害污染物浓度，高效水解酸化单元出水CODcr浓度=3830mg/L，CODcr去除率=23%；高效水解酸化单元出水进入高效厌氧单元，其中投加了2%厌氧颗粒污泥，经高效厌氧单元处理后的出水CODcr浓度=1210mg/L，CODcr去除率=69%；高效厌氧单元处理后的出水进入曝气生物流化床单元，单元内按照20%的投加量投加了包埋法固定化微生物载体，载体粒径5mm，最终出水CODcr≤300mg/L，整个工艺废水处理成本（不计MVR蒸发除盐处理费用）为4～6元/吨废水。

对比例1

以实施例采用的农药废水为例，由于原水含盐量为15%～20%，需要在前端设置MVR蒸发除盐系统后方能进行后续处理，MVR蒸发除盐系统冷凝液CODcr=30000mg/L左右（其中有机物包括DMF、甲苯、氯仿、叔丁醇等有机毒害或者难生化降解有机物），废水首先进入三维电催化系统，极板采用钛基二氧化锡电催化极板，催化填料采用活性炭，电流密度采用10mA/cm²，电压为6V，停留时间1h，出水CODcr浓度为23340mg/L，CODcr去除率为22%，BOD₅由0.05提升至0.25，经三维电催化系统处理后的废水进入高效水解酸化单元，由于废水CODcr浓度偏高，后续水解酸化单元出水COD反而增加至25530mg/L，直接影响到后续生化单元处理效果，最终出水CODcr无法降到1000mg/L以内。

对比例2

以某股农药废水为例，由于原水含盐量为15%～20%，需要在前端设置MVR蒸发除盐系统后方能进行后续处理，MVR蒸发除盐系统冷凝液CODcr=30000mg/L左右（其中有机物包括DMF、甲苯、氯仿、叔丁醇等有机毒害或者难生化降解有机物），废水直接进入高效水解酸化单元，并利用大比例回流稀释系统按照4倍进水量将末端出水回流至高效水解酸化单元，将水解酸化单元进水CODcr浓度降至7000mg/L左右，降低了高效水解酸化单元中有机毒害污染物浓度，高效水解酸化单元出水CODcr浓度=9600mg/L；高效水解酸化单元出水进入高效厌氧单元，其中投加了2%厌氧颗粒污泥，经高效厌氧单元处理后的出水CODcr浓度=4000mg/L，CODcr去除率=58%；高效厌氧单元处理后的出水进入曝气生物流化床单元，单元内按照20%的投加量投加了包埋法固定化微生物载体，载体粒径5mm，最终出水CODcr无法降到2000mg/L以内。

Claims (10)

1.一种高效经济型有机毒害废水处理方法，特征在于主体工艺由三维电催化单元、高效水解酸化单元、高效厌氧单元、曝气生物流化床单元、大比例回流系统组成，具体步骤如下：

1）待处理的有机毒害废水经收集后首先提升至三维电催化单元，对废水中有机毒害污染物进行解毒处理，并对废水中大分子有机物进行开环断链处理，提高废水可生化性，为后续生化单元正常运行提供保障；

2）废水经三维电催化单元处理后进入高效水解酸化单元，通过兼氧细菌对废水中的较大分子有机污染物进一步地分解为小分子易降解有机污染物；

3）经高效水解酸化单元处理后的废水具有良好的可生化性，接着进入高效厌氧单元，在产甲烷菌的作用下，将废水中大部分有机污染物转化为甲烷和二氧化碳；

4）高效厌氧单元出水进入曝气生物流化床单元，利用曝气生物流化床单元富集的高效微生物菌种对废水中污染物进一步降解；

5）大比例回流系统是通过将末端出水引至前端高效水解酸化单元来实现，有利于降低高效水解酸化及其后续生化单元中有机毒害污染物浓度，避免高浓度有机毒害污染物对生化系统的高效运行造成影响。

2.根据权利要求1所述的三维电催化单元中，极板材料采用石墨极板、不锈钢极板、合金极板、掺硼金刚石薄膜极板中的一种。

3.根据权利要求1所述的三维电催化单元中，投置有具有催化活性的填料，填料采用活性炭催化剂、活性碳掺杂贵金属催化剂、合金催化剂中的一种或两种以上的组合。

4.根据权利要求1所述的三维电催化单元中，电流密度采用5～40mA/cm²，电压采用5～40V，停留时间采用0.25～5h。

5.根据权利要求1所述的高效水解酸化单元中，设置有亲水性微生物填料，底部设置布水系统，利用大比例回流系统将末端出水回流至高效水解酸化单元的布水系统，回流比例根据进水CODcr浓度以及有机毒害或难降解有机污染物浓度，在50%～1000%中选择。

6.根据权利要求1所述的高效厌氧单元中，投置有亲水性微生物填料或颗粒厌氧污泥，填料或颗粒物你投加量为1%～30%。

7.根据权利要求1所述的曝气生物流化床单元中，投置有包埋法固定化微生物载体，载体粒径1-10mm，载体投加量5%～30%。

8.根据权利要求1所述的主体工艺中，进水盐分需要满足生化处理要求，否则前端须设置除盐系统。

9.根据权利要求1所述的主体工艺中，若需要考虑氮的去除，可以在气生物流化床单元前端增加缺氧单元，并加以回流实现。

10.根据权利要求1所述的主体工艺中，若出水要求较高，可在后续增加深度处理单元，包括混凝沉淀、过滤或高级氧化单元。