CN101269901B - 污水治理循环利用综合处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种综合处理高浓度工业废水和生活污水的方法,其工艺步骤是:先将废水进行预处理,然后经过生化促进处理,厌氧生化降解,化学模拟生物降解、电化学处理,再对水和分离的有用物质进行循环利用,用该方法可以处理造纸、制糖、酒精、淀粉、味精、制革等高浓度有机污水,以及重金属污染废水、医疗机构污水、城市生活污水等。本方法具有小投入、少占地、低成本,土地占用面积和运行消耗低,处理后清水达到清洁排放标准,可以用于农业灌溉、城市园林、工业洗涤等。

Description

污水治理循环利用综合处理方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种废水处理的方法,特别是用多种方法有机结合综合处理高浓度工 业废水和生活污水的方法。

背景技术

[0002] 随着工业的发展和环境质量标准的日益提高,污水处理率和污水处理程度也日益 得到提高和深化,很多工业废水,例如造纸、制糖、酒精、淀粉、味精、制革、食品工业高浓度 有机污水,和其他工业废水如印染废水、电镀废水、石油废水、化工废水、冶炼废水等,以及 医疗机构污水、城市生活污水。如果这些污水不加以任何处理而任意排放,将会对环境造成 严重的污染,破坏我们的生存家园,加上一些有害化学物质在环境中长期低剂量存在造成 的损伤非常突出,例如生物体遗传突变、致癌、致畸、促进衰老和代谢障碍等,使我们今后没 有生存的空间,所以各种废水的处理成为我国及当今世界研究的一个热点课题。

[0003] 目前处理废水的方法有很多种,可分为物理法,化学法、光合细菌法、生物法和电 化学法,物理法一般是用过滤、沉淀、气浮等方式处理污水,过滤、沉淀法具有分离时间短、 装置简单、处理量大等优点,但对处理设备性能要求较高,投资费用和运行费用都较高,气 浮法的处理效率与进料位置、进气量、液面高度、气浮剂用量等操作条件密切相关,操作管 理复杂,而且只能处理混浊的废水,不能处理含有毒化学物质以及浓度高的废水;化学法 一般是通过加入特定的化学试剂,例如絮凝剂、络合剂或酸碱处理剂,将水中有毒的元素处 理,具有基建投资少、工艺简单、操作容易、能耗低、对气温的变化适应性强,但缺点也是比 较单一,成本高,不能处理含量复杂的高浓度的有机废水,尤其是对废水中小分子有机物的 去除率更低,往往需要和其它处理方法结合使用,废水才能达标排放;光合细菌法处理废 水,具有机污染物去除率高,投资省,占地少,且菌体污泥是对人畜无害、富含营养的蛋白饲 料,是一种非常有前途的净化高浓度有机废水的处理技术,但光合细菌法对温度变化敏感, 需要相应的加热和保温装置,晚上需要较强的白织灯光照,运行费用较高,管理不便等。

[0004] 生物法可分为厌氧生物处理法和好氧生物处理法,厌氧生物处理法是指无分子氧 条件下通过厌氧微生物(包括兼氧微生物)的作用,将废水中各种复杂的有机物分解为甲 烷和(X)2等物质的过程,同时把部分有机质合成细菌胞体,通过气、液、固分离,使污水得到 净化,废水处理中用到的厌氧生物处理方法有上流式厌氧污泥床反应器(UASB)、厌氧填料 床、厌氧滤池、厌氧折流板反应器(ABR)、厌氧塘等方法,但以UASB处理法最优,能耗低、剩 余污泥少、处理效率高等优点,在国内外进行了广泛的研究和应用。好氧生物处理法是指 有分子氧条件下通过好氧微生物的作用,将废水中各种复杂的有机物进行好氧降解,使污 水得到净化,在许多工业废水处理中用到的好氧生物处理方法有SBR法、CASS法、接触氧 化法、好氧塘法等,由于有的废水有机物质含量高,处理难度大,在实际生产中往往将好氧 处理法和厌氧处理法结合而用。例如:生物法处理食品和淀粉废水,具有技术成熟可靠、耐 冲击能力强、处理效果好,尤其以UASB反应器为主体的厌氧生物处理工艺在降解污染物的 同时还能回收能源甲烷气,在废水处理中得到了广泛应用,但生物处理法占地面积大,能耗

3大,投资费用和运行费用高,受废水的水温、PH、有毒物质等环境条件影响较大,而且处理不 彻底,难以达到排放标准。

[0005] 如上所述,目前废水的各种处理方法并不能单一使用,因为很多成分复杂和浓度 高的废水,例如印染废水、酒精废水、淀粉废水、造纸废水等,必须同时采用两种或两种以上 的方法才能够得到无毒无害的排放水,所以近年来很多化学、生物以及环境科学工作都在 研究综合的废水处理方法,我们检索到以下的文摘就是其中的小部分:

[0006] 1、【题名】电解-UASB-渗滤法处理印染废水【作者】符德学[1]缪娟[2]【机构】[1] 武汉工业学院,/焦作大学[2]河南理工大学,【刊名】洛阳大学学报.2005,2(K2).-37-40 【文摘】采用电解-生物厌氧(UASB)-渗滤联用方法处理湖蓝-5Β染料.通过电化学降解可 提高可生化性,通过UASB反应器可使大部分有机物降解,控制污水进塔的流速、反应温度 来研究不同条件下厌氧生物反应器对印染废水的处理效果,最后经过渗滤系统可使脱色率 达到100%, CODCr去除率达到98% ·

[0007] 2、【题名】SBR法处理模拟淀粉废水的工艺条件研究【作者】廖鑫凯李清彪陈文 谋邓旭卢英华何宁孙道华【机构】厦门大学化学工程与生物工程系.【刊名】厦门大学 学报:自然科学版.2004,43 (3).-376-380【文摘】采用序批式活性污泥法(SBR)处理模拟 淀粉废水,研究缺氧时间、曝气时间、温度、进水负荷对处理效果的影响.结果表明.SBR法 在室温下就能高效地处理淀粉废水.对于淀粉浓度彡1. Og ·厂-1、CODCr ( 1115mg · L"-l 的废水.单用完全曝气SBR法就能得到很好的去除效果;随着浓度增大.则需要设置缺氧 段.以促进淀粉被水解酸化成小分子有机酸.但缺氧段的设置对CODCr的去除不明显.曝 气反应对CODCr的去除起主导作用.缺氧段的长短应由废水性质来决定.用SBR法处理淀 粉废水具有较好抗负荷冲击能力和系统稳定性.在进水淀粉浓度高达6. Og · L~-l、CODCr 达6690mg · L"-l时.淀粉去除率为97. 3% . CODCr去除率为94. 0% .经过1个多月的运 行,废水中淀粉去除率和CODCr去除率均保持稳定.

[0008] 3、【题名】多阶段曝气SBR法处理淀粉废水【作者】廖鑫凯李清彪陈文谋邓 旭卢英华何宁【机构】厦门大学化学工程与牛物工程系,【刊名】水处理技术.2005, 31 (10).-48-51,72【文摘】采用多阶段曝气SBR法处理模拟淀粉废水,研究温度和缺氧曝气 时间比对处理效果的影响。结果表明,SBR法在室温下就能高效地处理淀粉废水。多阶段 SBR法中的缺氧反应可以促进淀粉水解酸化成小分子有机酸,提高了废水的可生化性,但对 COD的去除不明显;曝气反应对COD的去除起主要作用。水解/好氧时间比的设置应由废 水性质来决定。对于处理淀粉浓度6. Ogm、相应COD值为6690mg/L的废水,“4h搅拌+¾曝 气”组合是最高效的,反应Mh,COD去除率高达96. 8%,出水COD仅215mg/L ;而对于处理 淀粉浓度8. Og/L、相应COD值为8920mg/L的废水,"6h搅拌+1¾曝气”组合是最高效的。 只需处理30h,COD去除率高达94. 4%,出水COD仅M7mg/L。

[0009] 4、【题名】纺织工业废水生态处理【作者】无【机构】不详【刊名】中国纺 织.2004(10).-170-170【文摘】纺织工业的废水主要是各种浆料废水印染废水(含退浆、 精练漂白丝光染色印花和整理废水)空调回风洗涤废水、屋面和地面废水生活废水等混合 废水,其废水的性质很复杂.它决定于生产厂家生产的品种生产工艺染化料选用等因素, 纺织废水处理方法从原理来分有物理处理法(如过滤法沉淀法吸附法和气浮法等),化学 处理法(如化学混凝法电化学法氧化法等)和生化(或生物)处理法及组合工艺处理法,根据低中高等排放标准的要求.采取次处理二次处理三次处理,三次处理在国外也称高级 处理或深度处理。

[0010] 5、【题名】难降解染料废水处理方法的研究进展【作者】范洪波吴卫忠等【机构】江 苏石油化工学院环境与安全工程系,【刊名】江苏石油化工学院学报.2002,14(1). -61-64 【文摘】综述了国内外处理难降解染料废水的现状和进展,尤其是在物理法、化学法、生化法 以及物理化学法中的新技术,其中包括膜、超声波、等离子体法、超临界水氧化法(SCWO)、 深度化学氧化法(AOP)、光催化氧化法、电化学法以及传统生物法和混凝法等方面的研究现 状,新的方法材料工艺的应用及国内外处理技术未来的发展前景。

[0011] 6、【题名】用化学组合工艺处理油田含油污水【作者】杨永军[1]郑树贵,朱成 君,黄志光,【机构】中国石化胜利油田有限公司,中国石油大学,【刊名】石油化工腐蚀与防 护.2006,23 (2). -1-5【文摘】在试验研究的基础上,研制出适用于油田舍油污水处理的组 合工艺:净化部分采用超声化学、电化学扣连续自动反洗砂滤组合技术;降解有机物、降化 学耗氧量(简称COD)采用电化学、臭氧、超声化学组合技术。将电化学-超声化学技术用 于中国石化胜利油田有限公司舍油污水的处理,结果表明经处理后水质达到油田回注水标 准和一级排放标准。根据运行成本分析,回注运行成本降到0. 3元/t水,外排运行成本降 到0. 6元/t水,具有较好的社会与经济效益。

[0012] 7、【题名】光电催化技术在污水处理中的应用研究【作者】于书平,古国榜等【机构】 [1]华南理工大学,中国水电工程顾问集团公司,中国科学院广州能源研究所,【刊名】水力 发电.2004,30(2).-14-16,29【文摘】水电工程在建设过程中有大量的污水需要处理,而有 毒有机物的降解方法很多,如传统的气浮法、吸附法等,近年来发展了一些氧化技术,如化 学氧化法、光化学氧化法、催化氧化法等。为了进一步提高有机物降解效率,合理利用资源, 将光化学氧化(光催化)和电化学氧化方法结合起来,达到协同效应的光电结合技术是目 前氧化法研究的新的热点。光电催化法能将水中有害物质完全矿化,或者通过控制条件将 其分解为有用成分,这是其他方法所无法比拟的。在当今水污染日趋严重的情况下具有很 好的推广应用价值。

[0013] 8、【题名】中段废水深度处理方法探讨【作者】韩金梅【机构】山东轻工业学院轻化 与环境工程学院制浆造纸工程省级重点学科,【刊名】中华纸业.2007,28®. -70-72【文摘】 利用新型废水处理流程对制浆造纸中段废水的深度处理方法进行了初步探讨。结果表明, 采用电化学催化氧化脱色物化处理、固定化微生物BAF和生物活性炭生化处理相结合的新 型废水处理流程,能够实现制浆造纸中段废水的深度处理。采用该流程能够将COD含量为 277〜34;3mg/L、色度约为250倍的废水处理至COD含量40mg/L以下、同时色度稳定在10 倍以内。且该流程废水处理时间较短、投资少、运行费用低。

[0014] 9、【题名】电化学氧化法和高铁混凝法处理染料废水的研究【作者】雷阳明申哲 民贾金平陈玉胜王文华【机构】上海交通大学环境科学与工程学院,【刊名】环境科学与技 术.2006,29 (2). -75-76【文摘】采用电化学氧化技术和高铁混凝法研究了对三种不同染料 的处理,表明二者之间的互补性很强。二者结合处理染料化工厂的还原染料、酞菁染料实际 生产废水,能有效地去除染料生产废水中的色度和有机物,同时提高废水的可生化性,进一 步表明两种方法在实际染料废水处理过程中具有很大的互补作用。

[0015] 10、【题名】含硝基苯类化合物废水处理技术研究【作者】李海燕[1]黄延[2]安立超[3]【机构】[1]北京建筑工程学院,[2]北京市环境保护监测中心,[3]南京理工大学, 【刊名】工业水处理.2006,26 (7). -40-43【文摘】采用“混凝-电化学还原-中和沉淀-厌氧 水解-生物接触氧化-生物炭”工艺处理含硝基苯类化合物废水,对处理机制进行了探讨, 并进行了投资运行成本估算。研究结果表明,物化预处理对各污染物有一定程度的去除,且 大大提高了废水的可生化降解性,为后续的生物处理创造了条件。经该工艺处理后,废水中 各类污染物的去除率均能达到90%以上,出水水质达到了二级排放标准,实现了硝基苯类 化合物废水污染的有效控制。

[0016] 11、申请号:200510019672. 8,名称:高温染色废水的处理回用方法,申请(专利 权)人:武汉科技学院地址:湖北省武汉市洪山区纺织路1号武汉科技学院环境科学研究 所,摘要:本发明高温染色废水的处理回用方法是利用微波-紫外光催化氧化-电化学氧化 联用技术,对高温染色废水进行处理和回用,具体步骤是:将废水用砂滤过滤后,入光催化 反应器;加入氧化剂,进行微波降解和无极紫外光光催化氧化反应;在光化反应过程中鼓 入空气,在微波激发下产生紫外光,空气在紫外光的强烈催化作用下产生臭氧,臭氧协同氧 化剂发生剧烈的化学氧化反应,使污染物降解得以清除或提高可生化性,确保废水的色度 达到回用要求;再将富氧化剂含气废水进入电化学反应器,通过吸附性物质吸附有机物和 少量的悬浮物,然后经微波等离子体再氧化有机物和去除多余氧化剂,同时再生活性炭。本 发明具有工艺合理、节能、运行成本低和再生活性炭等优点。

[0017] 12、申请号:20061000拟86. 3,名称:处理染料废水的生物-电化学组合系统及其 操作方法,申请(专利权)人:中国科学院生态环境研究中心地址:北京市海淀区双清路18 号发明(设计)人:刘俊新;曲久辉;雷鹏举,摘要:本发明涉及处理染料废水的生物-电化 学组合系统及其操作方法。微电解过滤器通过管线与生物膜厌氧反应器相连通,生物膜厌 氧反应器的液体出口通过管线与立体循环一体化氧化沟相连通,立体循环一体化氧化沟的 液体出口通过管线与电解絮凝槽相连通;生物膜厌氧反应器和立体循环一体化氧化沟的气 体出口分别通过管线与生物除臭反应器相连通。微电解过滤器对染料废水脱色;厌氧生物 处理的作用是将水中的难降解有机物水解,改善废水的可生化性;立体循环一体化氧化沟 是去除水中的有机物;电解槽的作用是去除水中残余的难降解有机物和悬浮颗粒污染物; 染料废水及处理过程挥发的臭味气体由生物除臭反应器处理。处理后的水质可达到国家综 合排放水标准。

[0018] 上述检索到的处理废水的方法,一般都有针对性,对于混合的废水由于成分复杂, 目前处理还有许多问题,例如处理时间、处理成本,占地面积等都有待于解决。

发明内容

[0019] 本发明的目的是提供一种能够处理多种工业废水以及城市生活污水,包括成分复 杂的混合废水的方法,该方法无论是处理效果还是投资、占地、运行成本,都有很大优势。

[0020] 本发明的技术方案是这样实现的:污水治理循环利用综合处理方法是先将废水进 行预处理,然后经过生化促进处理、厌氧生化降解、化学模拟生物降解和电化学处理,简称 YHD (厌氧-化学模拟-电化学)方法处理,再对水和分离的有用物质进行循环利用。

[0021] 以上所述的预处理过程是:将废水采用物理方法进行水渣分离,例如对食品类有 机废水过滤或沉淀回收饲料,对造纸工业废水回收纸浆等,然后脱毒,包括针对废水的有害物质采用化学的方法进行脱除,例如脱硫、脱重金属等,脱硫剂采用三氯化铁,脱重金属为 硫酸锰、硫酸铁或聚合硫酸铁,加入的浓度一般根据废水的重金属含量决定,脱除污水中有 碍于生化降解的一切有害物质,适合厌氧菌的生长并大大提高其繁殖及活性为以下的厌氧 创造良好条件;对于含酸碱的废水还要进行中和处理,中和处理可以采用直接中和,也可以 利用不同的废水中的酸碱性配合中和,例如将造纸碱性废水和含硫酸废水混合,含酸废水 则加入石灰,让它们在处理污水的过程中互相利用,自然地消耗掉,这样在预处理阶段可以 预先廉价地、成功地大量脱除C0D,并为厌氧降解创造出良好的条件。

[0022] 经过预处理的废水,进入生化促进池,池内安装有电极棒的罐体,正极为碳棒,负 极为金属罐体,通电电压30-60伏直流电,电流300-500mA,在生化促进处理过程可以将大 部分的不能自然沉淀的悬浮物凝聚成为可以沉淀的颗粒,这样就可以减少化学模拟生物降 解的负担。

[0023] 大部分的高浓度有机污染废水,经过本发明预处理中和及脱毒、生化促进处理后, 均能进入厌氧降解。如造纸黑液(未碱回收)一般来说是很难进行厌氧处理的,但经过我 们的预处理之后,厌氧分解就变得十分容易进行,而且十分经济。各种污水经过厌氧后出水 COD均能降80%以上,进而进行化学模拟生物降解,结构转化将那些难以进行厌氧降解的 污染物,分子转化为易于被生物降解的物质进行二次降解,将COD再继续降到1000mg/l以 下,再进行DH(电化学)处理和精细处理到达标回用。

[0024] 以上所述的厌氧生化降解过程是:

[0025] 将生化促进处理的废水通到生化促进发酵罐,投入厌氧菌和质量含量的 0. 01-0. 05%磷酸二铵和碳酸氢铵以及硫酸铁(其中磷酸二铵占重量份2份,碳酸氢铵占2 份,硫酸铁占6份),所述的厌氧菌可以从普通沼气池中获得,一般取自发酵良好的沼气池 的底层泥浆,每立方米的新鲜废水加入2-3公斤的泥浆,第一次发酵2-3天,就可以循环处 理,以后就可以不需再加厌氧菌泥浆了,投入厌氧菌和、磷酸二铵和碳酸氢铵以及硫酸铁可 以改善微生物营养状况,加速其生长繁殖,增强生化活性,在厌氧发酵过程中,极大提高甲 烷生产效率和厌氧反应池的处理效率。回收甲烷及粗蛋白饲料(食品类有机废水)减轻 60%以上有机污染物(COD)的降解负荷。从而厌氧生化降解系统的降解率可达到80%以 上。

[0026] 以上所述的化学模拟生物降解过程是:

[0027] 采用结构转化和二次降解的方法,将厌氧生化降解的废水通到内装空气散布器的 反应池,同时向空气散布器中压入空气,并加入硫酸盐催化剂,使废水在硫酸盐催化的情况 下与剩余的有机污染物发生氧化还原反应,反应时间为2-8小时。

[0028] 硫酸盐催化剂是硫酸亚铁、硫酸锰、硫酸锌、硫酸镍,氯化铁、硫酸铁,也可以是聚 合硫酸铁,质量含量为废水的0. 01-0. 05%。

[0029] 上述原理是:在可逆性氧化还原物质存在下,通过空气氧化实现有机污染物的氧 化降解。这种可逆性氧化还原物质-活性物,能够在一定条件下,和许多有机污染物发生氧 化还原反应,而它们自身在反应之后,又能够在稍微不同的条件下,被空气氧化恢复到初始 状态,周而复始地不断循环发生作用,这种作用可以在一般的曝气设备中完成。该处理方法 是在富氧条件下进行氧化降解,在另一种条件下结构转化,使难于生物降解的有机物,转化 为易于被微生物降解的形式(例如低分子量的脂肪酸)。经过上述的化学模拟生物降解结构转化后进行二次生化降解,COD可以降解到1000mg/l以下。

[0030] 电化学处理

[0031] 将上述化学模拟生物降解以后的废水在电化学装置中完成,与生化促进处理方法 和装置相似,废水进入安装有电极棒的罐体,正极为碳棒,负极为金属罐体,罐体内加入适 量活性炭,大约为罐体容积的1/2-1/5,通电电压6-10伏直流电,电流200-300mA,经过电化 学处理的废水COD可以降解到50mg/l以下,基本上达到了作为园林浇灌或者洗车、街道喷 洒用水的要求。如果再经过水生植物的氧化塘,可以直接养鱼虾或作为游泳池用水。

[0032] 以上所述的化学模拟生物降解的反应釜内装空气散布器,或者同时安装空气散布 器和电化学装置。这样可以减少一个工艺步骤和设备。

[0033] 综上所述,本发明的生物化学方法和一般的生物化学方法不同,主要是:第一,我 们的处理流程采用两级电化学以及厌氧分解、氧化复合处理,一般的厌氧方法,只是一个纯 粹的厌氧生物过程,单纯依靠微生物的生命代谢作用,因此,效率较低,装置庞大。而本发明 的厌氧处理装置,在厌氧过程中进行着物理化学的结构转化和交联絮凝处理。有机污染物 质,一边被微生物降解,一边凝聚析出,还有那些不容易被生物降解,或者不容易被凝聚析 出的污染物,则在这个综合过程中,不断改变结构,变成容易降解和凝聚的物质,随同着厌 氧过程的进行,迅速被处理掉。特别重要的是,这些随同析出的有机物质,不但降低了水相 中的COD浓度,同时还成为微生物借以附着的吸附中心,有利于菌胶团的形成,能够改善微 生物的分解作用。这个过程,一直伴随着厌氧分解的进行,不断循环发生,因此,大大提高了 厌氧降解的效率。第二,本发明排除了能耗很高、效率很低的好氧处理,代之以高效节能的 “化学模拟生物降解”。它的降解速度,根据许多次的实验数据和运行数据计算可以超过好 氧分解的20倍以上,而且,氧气的利用率很高,因为,微生物法的耗氧分解,是利用微生物 的氧化代谢作用。而化学模拟生物降解,利用的是有机污染物质在一定条件下的直接氧化, 这个过程要直接和有效得多;第三,本发明使用了加入硫酸盐和氯化铁,改善微生物的营养 状况,促进微生物的新陈代谢,因此,能够推动和加速厌氧分解的进行。尤其是废水的色度, 在以上单元的处理过程中,伴随COD的降解而自然脱除,到这里已降到100倍以下。

[0034] 以上所述的电化学处理的原理是:

[0035] 在完成生化-物化处理后,进一步采取电化学处理,进行分子破碎,对污水强制、 深度降解。对于高浓度污水来说,一般情况下,COD降解到1000mg/l以下的时候,凡是能够 被微生物降解的物质,都已经被降解完全,凡是能够被絮凝的大分子化合物或者成胶态分 散的物质,都已经被凝聚析出,到了这种时候,无论是生物降解,还是物化絮凝,都不再发生 显著作用。本发明正是在充分研究了各种污水处理的残局之后,研制了这种独特的电化学 处理器,或者叫做“COD脱除器”,在这里,一次性投入作为导电载体的具有吸附、催化氧化、 电解、凝聚作用的、能不断再生循环使用(一年只补充一次消耗)的活性炭,对污水进行分 子破碎强制降解和深度降解。它是在一定的条件和装置中,同时实现吸附、催化氧化、微电 解和电解凝聚等多种电极反应过程的综合应用。它的主要功能是:一方面可以使残余的难 于生物降解的物质发生结构转化,变成易于生物降解的物质或易于被凝聚析出,达到继续 降解的目的。另一方面,它又可以使一些水溶性的有机物,转变成为荷电集团,能够被凝聚 析出,使残余的COD和各项指标继续降解达到或优于国家标准。这个过程一般只要15-30 分钟,每立方米脱除500mg/l的C0D,消耗的动力为:0. 15-0. 2度电/m3污水。再者,许多难于降解的色素,在这里发生了变化,其中的发色基团遭到破坏,或者分子能级发生改变,从 而改变了吸收光谱,颜色基本消除。因此,它不但是一种节能高效的COD脱除器,同时也是 一种节能高效的脱色装置,第三,病菌、病毒和孢子在电化学和强氧化剂的作用下能够被较 快的时间内被杀灭。

[0036] 与现有技术相比,本发明的突出的实质性特点和显著的进步是:

[0037] 1、本发明以厌氧生物分解为主干,充分发挥厌氧法节能、运行成本低和资源再利 用的优势和特点。对于化工、石油、电镀、冶炼、印染等无机污染废水,和医疗机构的处理, COD不高但富含其他污染物和有害物质。使用“物理化学处理-化学模拟生物降解-结构 转化和氧化降解” +电化学处理-分子破碎、结构转化-强制深度降解”。在降解污染物的 同时,脱出颜色和杀毒灭菌。处理城市生活污水(含除磷脱氮)则使用以生化促进进行改 进的厌氧法+物化处理。无论处理效果还是投资、占地、运行成本,都优于别的技术。

[0038] 2、本发明的处理方法是“化学模拟生物降解”为核心、电化学后处理方法-分子破 碎、强制深度降解为保证,最终彻底解决微生物难以降解的污染物的脱除问题,使出水达到 高品质的目标。对造纸、制糖、酒精、淀粉、味精、制革、食品等等生产所产生的污水水质,我 们分别进行了化验分析和研究,这些污水的共同特点是:其中所含污染物虽然种类多种多 样,但是在结构上存在着许多共同之处。例如,普遍含有以碳氢键为主体的脂肪基,含有一 些羟基、羰基、羧基、脂环等等常见基团。无论是涉及的生物化学方法,还是专门开发的物理 化学方法、电化学方法,都是针对这些具有一定共性的有机物制定的,因此具有很大的普适 性。

[0039] 3、实现小投入、少占地、低成本,投资、土地占用面积和运行消耗,比常规技术方案 分少25%、50%和30%。各种措施和办法的采用,能够实现最低的处理成本。例如,造纸 黑液处理:进水COD ( 60000mg/L、出水< 100mg/L,运行成本3. 8元/m3左右;造纸黑液综 合废水处理:进水C0D4000-5000mg/L、出水< 100mg/L,运行成本0. 9/m3。酒精废水处理: 进水120000mg/L左右、出水彡100mg/L,运行成本4. 5元/m3左右。淀粉废水处理:进水 ^ 12000mg/L、出水;^ 100mg/L,运行成本 0. 5-0. 8 元 /m3。

[0040] 4、装置布置紧凑,结构合理,操作容易,维护简便,基本实行全程自动化。

[0041] 5、资源充分利用,实现零排放、无污染。回收饲料、甲烷、肥料、重金属及水等。创 造额外的经济效益,成为企业新的经济增长点。

[0042] 6、既可用于新建项目,也可对已有装置的改造完善及不合格指标单项或几项的达 标改造,特别适合对大型企业甚至工业园区的多行业的工业污水进行处理。

附图说明

[0043] 图1是本发明污水治理循环利用综合处理方法的工艺流程图。

[0044] 图2是电化学处理设备结构图。

[0045] 如图1所示,本发明的污水治理循环利用综合处理方法是先将废水进行预处理, 即过滤、沉淀或脱毒,脱除污水中有碍于生化降解的一切有害物质,适合厌氧菌的生长并大 大提高其繁殖及活性为以下的厌氧创造良好条件;然后经过生化促进处理,预处理的废水 在生化促进处理过程可以将大部分的不能自然沉淀的悬浮物凝聚成为可以沉淀的颗粒,处 理以后的废水进入厌氧生化降解工序,在生化促进发酵罐中,在厌氧菌和营养无机盐存在

9的情况下,产出沼气,并达到减轻80%以上有机污染物(COD)的降解负荷,从而厌氧生化降 解系统的降解率可达到90%以上。经过厌氧生化降解以后,废水进入化学模拟生物降解阶 段,在富足氧气中进行化学模拟生物降解结构转化,将厌氧处理未反应的有机物充分处理, COD可以降解到95 %以下,再进入电化学处理工序,COD可以降解到50mg/L以下,发色基团 遭到破坏,或者分子能级发生改变,从而改变了吸收光谱,颜色基本消除,再对水和分离的 有用物质进行循环利用,就达到了本发明的最后目的。

[0046] 如图2所示,电化学处理设备包括罐体1和电解装置以及碳电极3构成,废水从罐 体1下方进入,经过电解以后从罐体的另一端上方流出,电解装置的电源正极接碳电极,负 极接罐体壁;罐体1的内部放置有适量活性炭,罐体1底部有排污口。

具体实施方式

[0047] 实施例1

[0048] 广西某厂的造纸黑液处理:进水C0D4000〜5000mg/L、首先将黑液用硫酸厂的废 水中和到中性,然后将废水进行过滤、沉淀,沉淀物含有纤维,清洗后可以回收到纸浆池, 通入安装有电极棒的罐体,正极为碳棒,负极为金属罐体,通电电压30-50伏直流电,电流 300-500mA,预处理的废水在生化促进处理过程可以将大部分的不能自然沉淀的悬浮物凝 聚成为可以沉淀的颗粒,处理以后的废水进入厌氧生化降解工序,在生化促进发酵罐中,投 入厌氧菌和质量含量的0.01-0. 05%磷酸铵和碳酸氢铵以及硫酸铁(其中磷酸铵占重量 份3份,碳酸氢铵占4份,硫酸铁占1份),所述的厌氧菌可以从普通沼气池中获得,一般取 自发酵良好的沼气池的底层泥浆,每立方米的新鲜废水加入2-3公斤的泥浆,在厌氧菌和 硫酸锰等存在的情况下,产出沼气,并达到减轻60%以上有机污染物(COD)的降解负荷,从 而厌氧生化降解系统的降解率可达到90%以上。经过厌氧生化降解以后,废水进入化学模 拟生物降解阶段,将厌氧生化降解的废水加入0.01-0. 05%硫酸亚铁、硫酸锰的催化剂(硫 酸亚铁、硫酸锰比例可以相同),通到内装空气散布器的反应釜,同时向空气散布器中压入 空气,使废水在硫酸盐催化的情况下与剩余的有机污染物发生氧化还原反应,反应时间为 10-12小时。废水进入安装有电极棒的罐体,正极为碳棒,负极为金属罐体,罐体内加入适量 活性炭,大约为罐体容积的1/3,通电电压3-6伏直流电,电流200-300mA,经过电化学处理 的废水COD可以降解到50mg/l以下,运行成本0.9/m3。如果再经过水生植物的氧化塘,可 以直接养鱼虾或作为游泳池用水。

[0049] 实施例2

[0050] 广西某厂的淀粉厂废水,进水C0D12000〜15000mg/L,先将废水进行过滤、沉淀, 沉淀物含有部分淀粉和蛋白,可以回收到浆池,通入安装有电极棒的罐体,正极为碳棒,负 极为金属罐体,通电电压40-50伏直流电,电流400-450mA,预处理的废水在生化促进处理 过程可以将大部分的不能自然沉淀的悬浮物凝聚成为可以沉淀的颗粒,处理以后的废水进 入厌氧生化降解工序,在生化促进发酵罐中,投入厌氧菌和质量含量的0. 01-0. 05%磷酸二 铵和碳酸氢铵以及硫酸铁(其中磷酸二铵占重量份3份,碳酸氢铵占4份,硫酸铁占1份), 所述的厌氧菌可以从普通沼气池中获得,一般取自发酵良好的沼气池的底层泥浆,每立方 米的新鲜废水加入2-3公斤的泥浆,在厌氧菌和硫酸锰等存在的情况下,产出沼气,并达到 减轻60%以上有机污染物(COD)的降解负荷,从而厌氧生化降解系统的降解率可达到90%以上。经过厌氧生化降解以后,废水进入化学模拟生物降解阶段,将厌氧生化降解的废水 加入0. 01-0. 05硫酸亚铁、硫酸锰的催化剂(硫酸亚铁、硫酸锰比例可以相同),通到内装 空气散布器的反应釜,同时向空气散布器中压入空气,使废水在硫酸盐催化的情况下与剩 余的有机污染物发生氧化还原反应,反应时间为10-12小时。废水进入安装有电极棒的罐 体,正极为碳棒,负极为金属罐体,罐体内加入适量活性炭,大约为罐体容积的1/4,通电电 压6-10伏直流电,电流200-300mA,经过电化学处理的废水COD可以降解到50mg/l以下,处 理木薯淀粉废水1. 2元/M3。如果再经过水生植物的氧化塘,可以直接养鱼虾或作为游泳池 用水。

[0051] 实施例3

[0052] 广西某糖厂的酒精废液,进水C0D60000-120000mg/L,先将废水加热到60-100°C, 加入石灰,调节到中性,进行过滤、沉淀,沉淀物可以用于作为混凝土外加剂,通入安装有 电极棒的罐体,正极为碳棒,负极为金属罐体,通电电压40-50伏直流电,电流400-450mA, 处理以后的废水进入厌氧生化降解工序,在生化促进发酵罐中,投入厌氧菌和质量含量的 0. 01-0. 05%磷酸二铵和碳酸氢铵以及硫酸铁(其中磷酸二铵占重量份3份,碳酸氢铵占4 份,硫酸铁占1份),所述的厌氧菌可以从普通沼气池中获得,一般取自发酵良好的沼气池 的底层泥浆,每立方米的新鲜废水加入2-3公斤的泥浆,在厌氧菌和硫酸锰等存在的情况 下,产出沼气,经过厌氧生化降解以后,废水进入化学模拟生物降解阶段,将厌氧生化降解 的废水加入0. 01-0. 05%硫酸亚铁、硫酸锰的催化剂(硫酸亚铁、硫酸锰比例可以相同),通 到内装空气散布器的反应釜,同时向空气散布器中压入空气,使废水在硫酸盐催化的情况 下与剩余的有机污染物发生氧化还原反应,反应时间为8-10小时。废水进入安装有电极棒 的罐体,正极为碳棒,负极为金属罐体,罐体内加入适量活性炭,大约为罐体容积的1/2,通 电电压10-20伏直流电,电流200-300mA,经过电化学处理的废水COD可以降解到50mg/l以 下,处理酒精废液4. 5元/M3。如果再经过水生植物的氧化塘,可以直接养鱼虾或作为游泳 池用水。

Claims (2)

1. 一种污水治理循环利用综合处理方法,其特征在于:它的工艺步骤如下:先将废水 进行预处理,然后经过生化促进处理,厌氧生化降解,化学模拟生物降解、电化学处理,再对 水和分离的有用物质进行循环利用;所述的预处理过程是:将废水采用物理方法进行水渣分离,然后脱毒,脱硫剂采用三氯 化铁,脱重金属为硫酸锰、硫酸铁或聚合硫酸铁,对于含酸碱的废水还要进行中和处理;所述的生化促进处理是将经过预处理的废水,进入安装有电极棒的罐体,正极为碳棒, 负极为金属罐体,通电电压30-60伏直流电,电流300-500mA ;所述的厌氧生化降解过程是:将生化促进处理后的废水通到厌氧发酵池,投入厌氧菌, 以及质量含量0. 01-0. 05%磷酸二铵、碳酸氢铵和硫酸铁,沼气回收,处理废水继续进入下 工序;所述的化学模拟生物降解过程是:将厌氧生化降解的废水加入硫酸盐催化剂,通到内 装空气散布器的反应池,同时向空气散布器中压入空气,使废水在硫酸盐催化的情况下与 剩余的有机污染物发生氧化还原反应,反应时间为2-8小时;所述的硫酸盐催化剂是硫酸亚铁、硫酸锰、硫酸锌、硫酸镍或者聚合硫酸铁的其中一 种,质量含量为废水的0. 01-0. 05% ;所述的电化学处理是将化学模拟生物降解以后的废水在电化学装置中完成,废水进入 安装有电极棒的罐体,正极为碳棒,负极为金属罐体,罐体内加入适量活性炭,加入量为罐 体容积的1/2-1/5,通电电压6-10伏直流电,电流200-300mA。
2.根据权利要求1所述的污水治理循环利用综合处理方法,其特征在于:化学模拟生 物降解的反应池内同时安装空气散布器和电化学装置。
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