CN101618920B - 高cod、高氨氮、高盐度工业废水的处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种高COD、高氨氮、高盐度工业废水处理方法，属于废水处理，尤其涉及一种化学处理、微生物处理、膜生物反应器深度处理、反渗透复合膜脱盐精加工处理的联合废水处理工艺方法。本发明提供了一种处理前无须稀释、膜生化反应器处理对于COD、氨氮去除率高，抗污染反渗透膜脱盐，处理后的水质达到中压锅炉用水技术标准的理想的废水处理方法。采用本发明的方法可将焦化、氮肥、钢铁等工业排放的废水COD800-6000mg/L，氨氮200-450mg/L，总盐2000-10000mg/L；深度处理加工为中压锅炉用脱盐水。保护环境、变废为宝、节约水源，实现真正的零排放。
Description
技术领域
本发明是一种高COD、高氨氮、高盐度工业废水处理方法，属于废水处理，尤其涉及一种化学处理、微生物处理、膜生物反应器深度处理、反渗透复合膜脱盐精加工处理的联合工业废水处理工艺方法。
背景技术
焦化、氮肥、钢铁工业废水排放量大，污染物种类多、COD高、氨氮高、盐度高，属处理难度较大的废水。为了保护人类的生存环境，业内人士在工业废水处理方面一直做着不懈的努力。虽然传统的化学处理、生化处理、物化处理方法不断被改进，但对于高COD、高氨氮、高盐度的工业废水的处理仍然是个难关，有待攻克。传统活性污泥中，细菌种类少、数量不足，降解能力差，为了达到排放标准，有时不得不采用在生化处理前将废水稀释，以降低处理难度。反渗透膜分离技术对于废水中的无机盐、有机质、胶体等各种杂质去除率高，而且节能环保，易于自动控制，但在运行过程中极易被废水中的沉积污物、特别是污垢污染，严重威胁着半透膜的正常运行和使用寿命。一种处理前无须稀释、生化处理对于COD、氨氮去除率高，抗污染反渗透膜脱盐精加工废水处理方法是人们所期待的。
发明内容
本发明的目的在于避免上述现有技术的不足之处，而提供一种处理前无须稀释、生化处理对于COD、氨氮去除率高，抗污染反渗透膜脱盐精加工处理的理想的废水处理方法。本发明的目的还在于利用本发明的方法将焦化、氮肥、钢铁工业排放的废水深度处理加工为中压锅炉用脱盐水。保护环境、变废为宝、节约水源，实现真正的零排放。
本发明的目的可以通过如下措施来达到：
本发明的高COD高氨氮高盐度工业废水处理方法采用化学、微生物、物理联合处理；废水处理前无须稀释、处理后的水质达到中压锅炉用水技术标准；包括如下工艺步骤：
a.预处理：采用传统沉淀、过滤方法除去机械杂质，废水指标：COD800-6000mg/L，氨氮200-450mg/L，总盐2000-10000mg/L；
b，化学处理：在预处理后的废水中投加阻垢、缓蚀、分散剂。以降低下游处理过程的负荷，也为水处理设备尤其是膜的抗污染、正常运行提供保证。
c.硝化、反硝化初步生化处理：化学处理后的废水无需稀释，直接先后顺序进入硝化生化反应池、反硝化生化反应池，进行硝化、反硝化生化处理。出水指标：COD≤400mg/L，氨氮≤7mg/L；
d.膜生物反应器强化生化处理：在反硝化反应池后设膜生物反应器，采用浸没式负压运行方式；COD去除率＞25％；氨氮去除率＞30％；
将膜元件浸没于存在活性微生物的膜生物反应器内，通过负压抽取使被处理水通过膜元件，一方面强化了生化反应，另一方面阻止了微生物和其它固形物、胶体、悬浮物等杂质通过。
e.抗污染反渗透复合膜深度脱盐处理：抗污染反渗透复合膜由超薄的芳香族高交联度聚酰胺分离层与预先涂敷在聚酯无纺布上的聚砜多孔中间支撑层复合而成。脱盐层(分离层)化学组成是全芳香族高交联度聚酰胺，这种高度交联和全芳香族结构，决定了其高度的化学、物理稳定性和耐久性，能够承受强烈的化学清洗；高密度的亲水性聚酰胺基团使其具有高产水量和高脱盐率的综合性能。进水指标：COD150-400mg/L，氨氮≤5mg/L，总盐2000-10000mg/L；出水指标：COD≤10mg/L，挥发酚≤0.02mg/L，氨氮≤2mg/L，电导率≤μs/cm，系统脱盐率≥97％。
本发明的目的还可以通过如下措施来达到：
本发明的高COD、高氨氮、高盐度废水处理方法，所述之阻垢、缓蚀、分散剂是由羟基亚乙基二膦酸、膦化水解聚马来酸酐、磺酸盐-丙烯酸多元共聚物复合而成的复配制剂。优选的添加量为5-50ppm。
本发明的高COD、高氨氮、高盐度废水处理方法，硝化生化处理采用硝化微生物菌群是将泥龄5年以上的硝化细菌野生菌种经扩大营养和驯化得到的。可加入市售微生物菌群与之复合，效果更佳。
硝化生化反应器的操作条件是：温度15℃-38℃；PH6.8-7.8；溶解氧2.4-4.2mg/L；污泥浓度3-8mg/L；C/N 1∶1-4∶1；水力停留时间6-12hr。
本发明的高COD、高氨氮、高盐度废水处理方法，反硝化生化处理用反硝化微生物菌群是将泥龄5年以上的反硝化细菌野生菌种经扩大营养和驯化得到的。可加入市售微生物菌群与之复合，效果更佳。
反硝化生物反应器的操作条件是：缺氧，28-38℃，PH6.8-7.8，C/N比0.94-1，污泥浓度3-8mg/L，水力停留时间4-8hr。
本发明的高COD、高氨氮、高盐度废水处理方法，膜生物反应器的膜元件是聚偏氯乙烯(PVDF)中空纤维膜或聚酰亚胺共聚物中空纤维膜，优选采用含氟二酐、含氟二胺和含羧基二胺的聚酰亚胺共聚物的中空纤维膜，中空纤维膜孔径为0.1-0.2μm，中空纤维内径0.3-0.7mm，外径1.3-1.5mm。
膜生物反应器的操作条件是：工作水温5-40℃，25℃时压差0.8Mpa；采用300ppm盐酸和200ppm氧化剂交替清洗；膜通量≤20L/m2h，制水周期20min，反洗能力≤0.2Mpa。
本发明的高COD、高氨氮、高盐度废水的处理方法，抗污染反渗透复合膜所采用的聚酯材料增强无纺布，厚度80-160μm，聚砜材料多孔中间支撑层，厚度40-80μm；聚酰胺材料超薄分离层，厚度0.2-50μm；在经膜生物反应器处理后的水中添加阻垢剂和还原剂，确保反渗透复合膜不受污染。投加浓度：阻垢剂3-50PPm，还原剂1.5-5PPm。
本发明的高COD高氨氮高盐度工业废水处理方法相比现有技术有如下显著进步和积极效果：
1.处理前无须稀释，节约水源和动力。
2.采用化学、生物、物理联合处理方法，对高COD、高氨氮、高盐度难处理废水中的污染物去除效率极高。
3.采用膜生物反应器，固、液分离效果好，节约处理池建设投资。
4.采用抗污染反渗透复合膜深度脱盐处理，处理后的水质达到中压锅炉用水技术标准。保护环境、变废为宝、节约水源，实现真正的零排放。
5.采用化学处理，投加阻垢、缓蚀、分散剂，避免了水处理设备的结垢、腐蚀；解决了膜元件的污物、污垢污染问题，延长了使用寿命，为设备正常运行提供了保证，而且减少了维修费用。降低了运行成本。
具体实施方式
本发明下面将结合实施例作进一步详述：
实施例1一种焦化废水处理方法
a.预处理：采用传统沉淀、过滤方法除去机械杂质，废水指标：COD3000-6000mg/L，氨氮200-450mg/L，各种盐类5000-10000mg/L；
b.化学处理：在预处理后的废水中投加固含量25％-32％的由羟基亚乙基二膦酸、膦化水解聚马来酸酐、磺酸盐-丙烯酸多元共聚物复合而成的阻垢、缓蚀、分散剂，添加浓度为20ppm。
c.硝化、反硝化初步生化处理：化学处理后的废水无需稀释，直接先后顺序进入硝化生化反应池、反硝化生化反应池，进行硝化、反硝化生化处理。
硝化生化处理采用硝化微生物菌群是将泥龄5年以上的硝化细菌野生菌种经扩大营养和驯化得到的。
硝化生化反应器的操作条件是：15-38℃；PH6.8-7.8；溶解氧2.4-4.2mg/L；污泥浓度3-8mg/L；C/N 1∶1-4∶1；水力停留时间6-12hr。
反硝化生化处理用反硝化微生物菌群是将泥龄5年以上的反硝化细菌野生菌种经扩大营养和驯化得到的。
反硝化生物反应器的操作条件是：缺氧，28-38℃，PH6.8-7.8，C/N比0.94-1，污泥浓度3-8mg/L，水力停留时间4-8hr。
出水指标：COD达到≤400mg/L，氨氮≤7mg/L；
d.膜生物反应器强化生化处理：在反硝化反应池后设膜生物反应器，采用浸没式负压运行方式；将膜元件浸没于存在活性微生物的膜生物反应器内，通过负压抽取使被处理水通过膜元件；
膜生物反应器的膜元件是聚偏氯乙烯(PVDF)中空纤维膜，中空纤维膜孔径为0.1-0.2μm，中空纤维内径0.3-0.7mm，外径1.3-1.5mm。
膜生物反应器的操作条件是：工作水温5-40℃，25℃时压差0.8Mpa；采用300ppm盐酸和200ppm氧化剂交替清洗；膜通量≤20L/m2h，制水周期20min，反洗能力≤0.2Mpa。COD去除率＞25％；氨氮去除率＞30％；
e.抗污染反渗透复合膜深度脱盐处理：抗污染反渗透复合膜由超薄的芳香族高交联度聚酰胺分离层与预先涂敷在聚酯无纺布上的聚砜多孔中间支撑层复合而成。
抗污染反渗透复合膜所采用的聚酯材料增强无纺布，厚度80-160μm，聚砜材料多孔中间支撑层，厚度40-80μm；聚酰胺材料超薄分离层，厚度0.2-50μm。在经膜生物反应器处理后的水中添加阻垢剂和还原剂，投加浓度：阻垢剂3-50PPm，还原剂1.5-5PPm。
进水指标：COD 150-400mg/L，氨氮≤5mg/L，总盐类6000-10000mg/L；
出水指标：C0D≤10mg/L，挥发酚≤0.02mg/L，氨氮≤2mg/L，电导率≤250μs/cm，系统脱盐率≥97％。经传统混床离子交换处理，电导率≤2μs/cm。
实施例2一种合成氨氮肥生产废水的处理方法
废水指标：COD 800-5000mg/L，氨氮200-450mg/L，各种盐类2000-5000 mg/L；按照实施例1的方法和步骤，膜生物反应器的膜元件是聚酰亚胺共聚物中空纤维膜。系统出水指标：COD≤6mg/L，挥发酚≤0.02mg/L，氨氮≤1mg/L，电导率≤200μs/cm，系统脱盐率≥97％。经传统混床离子交换处理，电导率≤2μs/cm。
实施例3 一种钢铁废水的处理方法
废水指标：COD800-1500mg/L，氨氮200-300mg/L，各种盐类2000-6000mg/L；预处理后的废水PH调节在7.0-7.5之间，按照实施例1的方法和步骤处理后出水指标：COD≤10mg/L，挥发酚≤0.02mg/L，氨氮≤1mg/L，电导率≤200μs/cm，系统脱盐率≥97％。经传统混床离子交换处理，电导率≤2μs/cm。
Claims (10)
1.一种高COD、高氨氮、高盐度工业废水的处理方法，其特征在于采用化学、微生物、物理联合处理；废水处理前无须稀释、处理后的水质达到中压锅炉用水技术标准；包括如下工艺步骤：
a.预处理：采用传统沉淀、过滤方法除去机械杂质，废水指标：COD800-6000mg/L，氨氮200-450mg/L，总盐2000-10000mg/L；
b.化学处理：在预处理后的废水中投加阻垢、缓蚀、分散剂；
c.硝化、反硝化初步生化处理：化学处理后的废水无需稀释，直接先后顺序进入硝化生化反应池、反硝化生化反应池，进行废水硝化、反硝化处理，出水指标：COD≤400mg/L，氨氮≤7mg/L；
d.膜生物反应器强化生化处理：采用膜元件浸没式负压运行方式；COD去除率＞25％；氨氮去除率＞30％；
e.抗污染反渗透复合膜深度脱盐处理：抗污染反渗透复合膜由超薄的芳香族高交联度聚酰胺分离层与预先涂敷在聚酯无纺布上的聚砜多孔中间支撑层复合而成；进水指标：COD150-400mg/L，氨氮≤5mg/L，总盐2000-10000mg/L；出水指标：COD≤10mg/L，挥发酚≤0.02mg/L，氨氮≤2mg/L，电导率≤250μs/cm，系统脱盐率≥97％。
2.根据权利要求1的高COD、高氨氮、高盐度工业废水的处理方法，其特征在于b中所述之阻垢、缓蚀、分散剂是由羟基亚乙基二膦酸、膦化水解聚马来酸酐、磺酸盐-丙烯酸多元共聚物复合而成的复配制剂。
3.根据权利要求1的高COD、高氨氮、高盐度工业废水的处理方法，其特征在于b中所述之阻垢、缓蚀、分散剂的浓度为5-50ppm。
4.根据权利要求1的高COD、高氨氮、高盐度工业废水的处理方法，其特征在于c中所述之硝化初步生化处理采用的硝化微生物菌群是将泥龄5年以上的硝化细菌野生菌种经扩大营养和驯化得到的。
5.根据权利要求1的高COD、高氨氮、高盐度工业废水的处理方法，其特征在于c中所述之硝化生化反应池的操作条件是：温度15℃-38℃；pH 6.8-7.8；溶解氧2.4-4.2mg/L；污泥浓度3-8mg/L；C/N1：1-4∶1；水力停留时间6-12h。
6.根据权利要求1的高COD、高氨氮、高盐度工业废水的处理方法，其特征在于c中所述之反硝化初步生化处理采用的反硝化微生物菌群是将泥龄5年以上的反硝化细菌野生菌种经扩大营养和驯化得到的。
7.根据权利要求1的高COD、高氨氮、高盐度工业废水的处理方法，其特征在于c中所述之反硝化生化反应池的操作条件是：缺氧，28-38℃，pH 6.8-7.8，C/N比0.94-1，污泥浓度3-8mg/L，水力停留时间4-8h。
8.根据权利要求1的高COD、高氨氮、高盐度工业废水的处理方法，其特征在于d中所述之膜元件是聚偏氯乙烯PVDF中空纤维膜或聚酰亚胺共聚物中空纤维膜，中空纤维膜孔径为0.1-0.2μm，中空纤维内径0.3-0.7mm，外径1.3-1.5mm。
9.根据权利要求1的高COD、高氨氮、高盐度工业废水的处理方法，其特征在于d中所述之膜生物反应器的操作条件是：工作水温5-40℃，25℃时压差0.8MPa；采用300ppm盐酸和200ppm氧化剂交替清洗；膜通量≤20L/m2·h，制水周期20min，反洗能力≤0.2MPa。
10.根据权利要求1的高COD、高氨氮、高盐度工业废水的处理方法，其特征在于e中所述之抗污染反渗透复合膜所采用的聚酯无纺布，厚度80-160μm，聚砜多孔中间支撑层，厚度40-80μm；超薄的芳香族高交联度聚酰胺分离层，厚度0.2-50μm；在经膜生物反应器处理后的水中添加阻垢剂和还原剂，投加浓度：阻垢剂3-5ppm，还原剂1.5-5ppm。
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