CN101723559A

CN101723559A - 糖精钠废水的处理工艺

Info

Publication number: CN101723559A
Application number: CN200910244814A
Authority: CN
Inventors: 李胜彬; 袁军; 冷文广; 马近贤; 朱益刚
Original assignee: TIANJIN JINYUANQUAN BIOTECHNOLOGY CO Ltd; TIANJIN BEIFANG FOOD CO Ltd
Current assignee: TIANJIN JINYUANQUAN BIOTECHNOLOGY CO Ltd; TIANJIN BEIFANG FOOD CO Ltd
Priority date: 2009-12-16
Filing date: 2009-12-16
Publication date: 2010-06-09
Anticipated expiration: 2029-12-16
Also published as: CN101723559B

Abstract

本发明涉及一种糖精钠(邻甲酰苯磺酰亚胺钠)废水的处理工艺，步骤是(1)废水从废水调节池经提升泵打入铁炭微电解池进行预处理；(2)在芬顿沉淀池进行降解沉淀；(3)在水解酸化及沉淀池处理；(4)进入调节池进行水质调节，调节均匀后，打入UASB反应器；(5)进入生物接触氧化池；(6)经生物接触氧化池反应后的污水自流进二级沉淀池，经沉淀后，流入气浮池至达标排放。本发明相对其他工艺流程是一种能够减少稀释水量以及运行成本的方法，而且通过实验论证，该方法切实可行，并且能达到出水要求。在中试基础上优化运行参数，解决遇到的问题，可以设计出能够达到要求的反应工艺流程。

Description

糖精钠废水的处理工艺

技术领域

本发明属于污水处理领域，尤其是一种糖精钠废水的处理工艺。

背景技术

经过实验室对糖精钠废水的水质分析，糖精钠废水中含有极少量的油组分，水质呈较强酸性。色质联机的结果表明，糖精钠废水中COD的贡献值以大分子量、难降解的有机成分为主，其中最重要的是有机物多为芳香类化合物和有毒的有机溶剂，主要有机物为邻氨基苯甲酯、邻氯苯甲酸甲酯、苯酐及其衍生物等，同时还有高浓度的无机盐，特别是Cu2+、C1，SO42+。故而很难通过单纯的生物降解将其处理。

为了处理糖精钠废水，人们研究了一些处理技术，包括混凝沉淀、生化法、高级氧化法等。但是高级氧化法费用过高，而普通的生化法由于无法承受高浓度冲击负荷，故而需要5倍以上的稀释水，将废水稀释到生物可承受的浓度。

污水处理厂的建设需要较高的建设投资，同时还要有大量的资金建设配套设施，建好后的运行费用也相当可观，所以运行费用及稀释水用量是该方法的主要缺点。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种运行成本低廉、处理效果好的糖精钠废水的处理工艺。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种糖精钠废水的处理工艺，处理工艺的步骤是：

(1)废水从废水调节池经提升泵打入铁炭微电解池进行预处理；

(2)经铁炭微电解池反应后的污水自流进芬顿沉淀池进行降解沉淀；

(3)经芬顿沉淀池反应后的污水自流进水解酸化及沉淀池；

(4)经水解酸化及沉淀池反应后的污水流入调节池进行水质调节，调节均匀后，打入UASB反应器；

(5)经UASB反应器反应后的污水自流入生物接触氧化池；

(6)经生物接触氧化池反应后的污水自流进二级沉淀池，经沉淀后，流入气浮池至达标排放。

而且，所述在芬顿沉淀池有两段反应，第一阶段反应需双氧水、碱、聚丙三种药剂并分别由三套加药装置打入反应器，经搅拌后自流至第二阶段沉淀区进行沉淀，沉淀后的上清液由集水槽流出。

而且，所述UASB反应器由内装颗粒厌氧污泥的容器，由污泥反应区、气液固三相分离器和气室三部分组成。

而且，所述在UASB反应器中所使用的生物强化菌剂为市售的抗盐、抗毒的复合型两相厌氧菌剂。

而且，所述生物接触氧化池所装填的复合填料是利用硬性材料作为骨架、半软性填料作为填充体的结构的一种载体，复合填料全部浸在废水中，并加入复合型两相厌氧菌剂，采用机械设备向废水中充氧。

本发明的优点和积极效果是：

1、本发明采用生物强化技术，通过投加优势菌种迅速有效降解目标污染物，比一般的废水生物治理方法对BOD5、COD或目标污染物的去除效果更佳；同时，投加一定量的优势菌种，增大系统中有效菌种的比例，可明显缩短系统启动时间，不仅可以消除污泥膨胀，增强污泥沉降性能，而且大大减少了污泥的产生，一般可使污泥量降低17％～30％，不仅改善了出水水质，而且减少了排放和消化剩余污泥所消耗的能量。

2、本发明采用二相厌氧消化工艺，把酸化和甲烷化两个阶段分离在两个串联反应器中，使产酸菌和产甲烷菌各自在最佳环境条件下生长，这样不仅有利于充分发挥其各自的活性，而且提高了处理效果，达到了提高容积负荷率，减少反应容积，增加运行稳定性的目的。从生物化学角度看，产酸相主要包括水解、产酸和产氢产乙酸阶段，产甲烷相主要进行产甲烷阶段。从微生物学角度，产酸相一般仅存在产酸发酵细菌，而产甲烷相不但存在产甲烷细菌，且不同程度存在产酸发酵细菌。二相厌氧消化工艺可以提高产甲烷相反应器中产甲烷菌的活性，还可以提高整个处理系统的稳定性和处理效果，厌氧消化过程中产生的氢不仅能调节中间代谢产物的形成，也能调节中间产物的进一步降解。

3、本发明采用经强化的廉价易挂膜的复合类填料，这种填料挂膜快、处理效果好、生物培养驯化时间短。复合填料是利用硬性材料作为骨架、半软性填料作为填充体的结构的一种新型载体。一般地讲，复合类填料与其它填料相比，价廉且挂膜时间缩短1/2，CODcr的去除率提高10％。复合类填料填充体粗糙多孔，有一定的吸附能力，微生物能在填料上形成近似海棉状的空间结构形式的生物膜，其活性高且易充氧，微生物浓度也比软性、半软性等普通填料提高6倍以上；同时，由于空气的自下而上的曲折绕行增加了气液两相的接触时间，气体分子自由地在填料颗粒间穿插扩散，同时在分层间的截面上均匀分布和重分布，使自下而上的空气泡多次受填料上生物膜的切割、碰撞，从而增加了气液接触面积，提高了充氧能力，加速了生物膜的更新，使其经常保持较高的活性，而且克服了堵塞现象。同时，生物接触氧化法负荷大，污泥生成量小。

附图说明

图1为本发明的处理工艺示意图。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明进一步说明，下述实施例是说明性的，不是限定性的，不能以下述实施例来限定本发明的保护范围。

一种糖精钠废水的处理工艺，步骤是：

(1)废水从废水调节池经2号提升泵打入铁炭微电解池1进行预处理。

铁炭微电解法，是利用Fe/C原电池反应原理对废水进行处理的良好工艺，又称内电解法、铁屑过滤法等，铁炭微电解法集氧化还原、絮凝吸附、催化氧化、络合、电沉积以及共沉淀等作用于一体。作为一种生化处理前预处理技术，铁炭微电解技术不仅仅能大大的降低有机物浓度，同时能去除或降低废水毒性，提高废水的可生化性。由于此法具有适用范围广、处理效果好、使用寿命长、成本低廉及操作维护方便等诸多优点，并使用废铁屑为原料，也不需消耗电力资源，具有“以废治废”的意义。因此尽管铁炭微电解技术的降解有机物反应机理和降解动力学特别是微观机理还没有彻底清晰，但是由于其种种优点，铁炭微电解技术发展非常迅速，目前已经得到了广泛的应用。

下表为铁碳反应装置的参数设置：

(2)经铁炭微电解池反应后的污水自流进芬顿(Fenton)沉淀池2进行降解沉淀。

Fenton反应，是利用Fenton试剂处理微生物降解或一般化学氧化难以奏效的有机废水，该方法具有反应迅速，温度和压力等反应条件温和且无二次污染等优点。Fenton试剂是由H₂O₂和Fe²⁺混合得到的一种强氧化剂，由于它能产生氧化能力强的·OH自由基，故而能够降解难降解的有机物。目前Fenton试剂的研究已经较为成熟，是现有技术，价格低廉，方便易得，故而该种工艺是一种易于应用的预处理工艺。在芬顿沉淀池有两段反应，第一阶段反应需双氧水、碱、聚丙三种药剂，分别由三套加药装置打入反应器，经搅拌后自流至第二阶段沉淀区进行沉淀，沉淀后的上清液由集水槽流出。

芬顿反应装置的参数设置：

(3)经芬顿沉淀池反应后的污水自流进水解酸化及沉淀池3。

在废水流入水解池前，由于水中含盐量很高，对生物反应有很强的抑制作用，所以需一倍左右稀释水降低含盐量。水解池为升流式反应器，污水由反应器底部进入反应器，颗粒物质和胶体物质迅速被生物膜截留和吸附，这是一个物理过程的快速反应，一般只要几秒种到几十秒钟即可完成。截留下来的物质吸附在生物膜的表面，慢慢地被分解代谢。其在系统内的停留时间要大于水力停留时间。在大量水解细菌的作用下将不溶性有机物水解为溶解性物质，同时在产酸菌的协同作用下将大分子物质、难于生物降解物转化为易于生物降解的小分子物质，重新释放到液体中，在较高的水力负荷下随水流出系统。由于水解和产酸菌世代期较短，往往以分钟和小时计。因此，这一降解过程也是迅速的。在这一过程中，溶解性BOD、COD去除率虽然从表面上讲很低，但是由于颗粒有机物发生水解增加了系统中溶解性有机物的浓度。因此，水解酸化反应后的污水可生化性提高，为后继的好氧微生物降解有机物创造了良好的条件。色一质联机检验结果表明，水解反应使得大分子碱性化合物转变为酸性低分子化合物，一些难降解的物质变得易于生物降解。正因为水解池将不溶性有机物转变为可溶性有机物，大分子物质分解成小分子有机物，因而它为后续的好氧生物处理缩短了反应时间，降低了处理能耗。

经过水解酸化反应的污水由反应区自流到沉淀区，沉淀后的上清液由集水槽流出。

水解酸化及沉淀池的参数设置：

(4)经水解酸化及沉淀池反应后的污水流入调节池进行水质调节，调节均匀后，由1号提升泵打入UASB反应器4。

采用UASB厌氧反应器(即升流式厌氧污泥床反应器)，废水中的有机污染物在厌氧条件下经微生物降解，转化成甲烷、二氧化碳等，所产气体(沼气)含甲烷大于50％，可做为能源再次利用。升流式厌氧污泥床反应器的主体是内装颗粒厌氧污泥的容器，由污泥反应区、气液固三相分离器(包括沉淀区)和气室三部分组成。在底部反应区内存留大量厌氧污泥，具有良好的沉淀性能和凝聚性能的污泥在下部形成污泥层。要处理的污水从厌氧污泥床底部流入与污泥层中污泥进行混合接触，污泥中的微生物分解污水中的有机物，把它转化为沼气；沼气以微小气泡形式不断放出，微小气泡在上升过程中，不断合并，逐渐形成较大的气泡，在污泥床上部由于沼气的搅动形成一个污泥浓度较稀薄的污泥和水一起上升进入三相分离器，沼气碰到分离器下部的反射板时，折向反射板的四周，然后穿过水层进入气室，集中在气室的沼气，用导管导出，固液混合液经过反射进入三相分离器的沉淀区，污水中的污泥发生絮凝，颗粒逐渐增大，并在重力作用下沉降。沉淀至斜壁上的污泥沿着斜壁滑回厌氧反应区内，使反应区内积累大量的污泥，与污泥分离后的处理出水从沉淀区溢流堰上部溢出，然后排出污泥床。

我们采用生物强化技术，筛选出具有高效降解糖精钠废水的优势菌种，并且以此为主，附以优势专属特色的生物强化菌剂(具抗盐、抗毒的市售复合型两相厌氧菌剂)，专门用以处理糖精钠废水。设计合理、运转良好的UASB反应器能将废水中70％-90％的BOD5去除，而且能使一些难生物降解的有机物分解为小分子中间产物，从而提高废水的可生化性，为后续的好氧处理创造有利条件。厌氧反应器适合处理富含碳水化合物而有机氮含量低的高浓度废水。对于不同含固量污水的适应性也强，且其结构、运行操作维护管理相对简单，造价也相对较低，技术已经成熟。基于以上，UASB厌氧处理技术特别适用于高浓度有机废水的处理(本反应器配置一台自体循环泵)。

UASB反应器的参数设置：

(5)经UASB反应器反应后的污水自流入生物氧化池5。

生物接触氧化法是在活性污泥法与普通生物膜法的基础上发展起来的污水生物净化技术。即在生物接触氧化池内装填一定数量的填料，利用栖附在填料上的生物膜和充分供应的氧气，通过生物氧化作用，将废水中的有机物氧化分解，达到净化目的。由于填料的存在，生物膜立体生长，提高了曝气池单位体积的污泥量，同时它应用分段法，充分利用了水处理过程中微生物对数增长期的吸附特性，使污水中有机物被微生物吸附后在不经完全氧化的情况下，就在一段中以合成污泥形式直接排出，大大提高了净化效率。在两段净化过程中，充分发挥了同类微生物的协同作用，克服了不同种类生物间的颉抗作用，故净水效率可大大提高。

本步骤中，复合填料是利用硬性材料作为骨架、半软性填料作为填充体的结构的一种新型载体，复合填料全部浸在废水中，配以高效、抗盐、抗毒的复合型两相厌氧菌剂，采用机械设备向废水中充氧，主要功能为分解有机物及废水脱色。

生物接触氧化池的参数设置：

(6)经生物接触氧化池反应后的污水自流进二级沉淀池，经沉淀后，流入气浮设备6。

气浮法净水的原理是设法在水中通入或产生大量的微细气泡粘附于杂质絮粒上，造成杂质絮粒比重小于水的状态，并依靠浮力使杂质絮粒浮至水面，从而达到固液分离的净水目的。

由于实验规模比较小，采用溶气气浮的方法，在泵前向水中投加絮凝剂，利用搅拌产生的气泡，将水中的细小絮体去除。

本步骤反应需碱、铝鉄复合絮凝剂、聚丙三种药剂，分别由三套加药装置打入反应器。

经气浮池反应后的污水水质均能达到国家污水综合排放三级标准(GB8978-1996)。具体实验数据见下表：

项目	第一次	第二次	第三次
项目	第一次	第二次	第三次	化学需氧量	227(mg/L)	218(mg/L)	170(mg/L)
生化需氧量	2L(mg/L)	2L(mg/L)	2L(mg/L)	化学需氧量	227(mg/L)	218(mg/L)	170(mg/L)
生化需氧量	2L(mg/L)	2L(mg/L)	2L(mg/L)	悬浮物	16(mg/L)	21(mg/L)	4L(mg/L)
PH值	4.54(无量纲)	4.21(无量纲)	4.71(无量纲)	悬浮物	16(mg/L)	21(mg/L)	4L(mg/L)
PH值	4.54(无量纲)	4.21(无量纲)	4.71(无量纲)	氯化物	2.23×10⁴(mg/L)	1.81×10⁴(mg/L)	2.05×10⁴(mg/L)
铜	0.07(mg/L)	0.07(mg/L)	0.06(mg/L)	氯化物	2.23×10⁴(mg/L)	1.81×10⁴(mg/L)	2.05×10⁴(mg/L)
铜	0.07(mg/L)	0.07(mg/L)	0.06(mg/L)	甲苯	5.0L(微克/L)	5.0L(微克/L)	5.07(微克/L)

注：结果中“××L”表示低于该方法检出限，其中“××”表示该项目的方法检出

通过对全面结果的分析，可以发现出水水质除了pH值以外，都是远远优于水质要求的，而pH值可以通过少量投加碱液调整。经现场实验，出水PH回调至6.5-7.5时，COD变化在5％以内，还可以维持在达标(COD500mg/L)范围内，可得到以下结论：该工艺使PH调整依然符合达标标准。

Claims

1.一种糖精钠废水的处理工艺，其特征在于：

处理工艺的步骤是：

(3)经芬顿沉淀池反应后的污水自流进水解酸化及沉淀池；

(5)经UASB反应器反应后的污水自流入生物接触氧化池；

2.根据权利要求1所述的糖精钠废水的处理工艺，其特征在于：所述在芬顿沉淀池有两段反应，第一阶段反应需双氧水、碱、聚丙三种药剂并分别由三套加药装置打入反应器，经搅拌后自流至第二阶段沉淀区进行沉淀，沉淀后的上清液由集水槽流出。

3.根据权利要求1所述的糖精钠废水的处理工艺，其特征在于：所述UASB反应器由内装颗粒厌氧污泥的容器，由污泥反应区、气液固三相分离器和气室三部分组成。

4.根据权利要求1或3所述的糖精钠废水的处理工艺，其特征在于：所述在UASB反应器中所使用的生物强化菌剂为市售的抗盐、抗毒的复合型两相厌氧菌剂。

5.根据权利要求1所述的糖精钠废水的处理工艺，其特征在于：所述生物接触氧化池所装填的复合填料是利用硬性材料作为骨架、半软性填料作为填充体的结构的一种载体，复合填料全部浸在废水中，并加入复合型两相厌氧菌剂，采用机械设备向废水中充氧。