CN102190411A - 一种高cod、高浓度硫酸根酸性有机化工废水处理方法 - Google Patents

一种高cod、高浓度硫酸根酸性有机化工废水处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高COD、高浓度硫酸根酸性有机化工废水处理方法，主要包括Ca(OH)2预处理、厌氧处理、两段好氧处理等步骤。在对酸性有机化工废水进行Ca(OH)2预处理去除大部分硫酸根和H+后，通过对废水处理微生物主体和操作参数因子控制，形成以厌氧细菌为优势的厌氧废水处理方法和以嗜盐及耐盐好氧微生物处理为主的好氧曝气处理方法，特别适用于处理高COD、高硫酸根、低pH的有机化工废水。

Description

一种高COD、高浓度硫酸根酸性有机化工废水处理方法
技术领域
本发明属于环境工程和微生物技术领域，特别涉及一种采用化学和生物相结合对高COD、高浓度硫酸根酸性有机化工废水进行处理的方法。
背景技术
高浓度硫酸盐废水大量存在于矿山、冶金、食品及医药等行业中，这些废水不经处理直接排入水体，将会产生一系列危害，如：①腐蚀管道。在各类输水管中，它将直接减小水的电阻而增加腐蚀，间接的影响到硫酸盐还原菌的循环和生物腐蚀的传播；②过量的硫酸根可使水体产生恶臭，影响水的感官性状及其使用；③过量的硫酸根不利于作物生长，使土地盐渍化；④含有硫酸盐的饮用水有苦涩味，并有致泻作用，将引起腹泻和消化不良等症状。因此，水中硫酸根含量的高低对其使用性能的影响越来越引起人们的关注。
高硫酸根浓度废水的治理，一直是水污染治理领域的难点，需要同时去除废水中的硫酸盐和有机污染物。含高硫酸根废水因硫酸根非常高，要有效地处理这样的废水一般要采用厌氧技术，但在厌氧处理高硫酸根的高有机物浓度废水时，硫酸根还原生成硫化氢，不利于废水中的有机污染物的去除。目前现有技术中通常采用生物法和物理化学处理技术，最为典型的工艺有以下几种：①传统单相厌氧工艺，厌氧情况下将硫酸根还原为硫化氢，实现将硫酸根从废水中去除；有机污染物通过水解酸化和产沼气，实现高浓度有机物的去除，但硫酸根的还原作用和生成的硫化氢对有机污染物的去除有抑制作用，从而影响了有机污染物的去除。②单相吹脱工艺，在传统单相厌氧工艺中，增加惰性气体吹脱装置，将硫酸根还原形成的硫化氢吹脱出，减轻对有机污染物去除的抑制作用。③两相厌氧工艺，将厌氧处理高浓度有机废水的产酸阶段和产气阶段分别在两个反应器中进行，在产酸阶段实现了硫酸根的还原和高浓度有机污染物的酸化，产气阶段进一步去除被酸化的有机污染物。④传统厌氧工艺，如上流式厌氧污泥床（UASB），通过在反应器内添加沉淀剂或其他技术去除硫酸根和硫化氢，消除对去除有机污染物的抑制作用。以上这些技术虽然对处理含高硫酸根的高有机浓度废水的方法进行了宝贵的探索，但是仍然因其自身技术局限性而无法实现推广并广泛应用。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的缺陷，提供了一种高COD、高浓度硫酸根酸性有机化工废水处理方法：
一种高COD、高浓度硫酸根酸性有机化工废水处理方法，其特征在于包括以下步骤：
a) 往化工废水中加入Ca (OH)2，搅拌反应，调pH值至6.7-7.5，除去大部分硫酸根和H+，静止一小时后去沉淀，上清液输送至厌氧反应器；
b) 控制液体温度为10-30℃，按COD:N:P=450:5:1的比例添加氮磷源，调节pH为7-8，加入硫酸盐还原菌群进行厌氧处理，水力停留24小时；
c) 厌氧处理结束后，将液体输送至曝气池，控制液体温度为20-30℃，按COD:N:P=250:5:1的比例添加氮磷源，调节pH为6-7.5，加入嗜盐微生物菌群和耐盐微生物菌群进行一段好氧处理，曝气搅拌，水力停留24小时后进入二段好氧处理，曝气搅拌，水力停留24小时；
d) 沉淀，上清出水。
进一步地，步骤a中，按Ca (OH)2:H+的摩尔比为1-1.2:2的比例往化工废水中加入Ca (OH)2。
步骤c中，嗜盐微生物菌群与耐盐微生物菌群湿菌体的重量比优选为1:1。
所述嗜盐微生物菌群主要包括盐单胞菌群和海杆菌群。
所述耐盐微生物菌群主要包括芽孢杆菌群、假丝酵母菌群和柠檬球菌群。
本发明处理废水的方法主要包括Ca(OH)2预处理、厌氧处理、两段好氧处理等步骤。在对酸性有机化工废水进行Ca(OH)2预处理去除大部分硫酸根和H+后，通过对废水处理微生物主体和操作参数因子控制，形成以厌氧细菌为优势的厌氧废水处理方法和以嗜盐及耐盐好氧微生物处理为主的好氧曝气处理方法，特别适用于处理高COD、高硫酸根、低pH的有机化工废水。
本发明方法克服了传统厌氧和好氧处理高硫酸根浓度废水的弊端。利用Ca (OH)2同时除去大部分硫酸根和H+，同时利用硫酸盐还原菌菌群，和嗜盐微生物菌群和耐盐微生物菌群分别进行厌氧和好氧处理去除COD，使处理后的出水COD降至125 mg/L以下，远低于国家三级排放标准（原水COD≥20,000mg/L）。
本发明具有以下优点：
①   预处理巧妙：本发明利用Ca(OH)2，通过控制添加比例和搅拌方式，同时去除废水中的硫酸根和H+，简单高效；比起利用片碱调p H有成本优势和去除硫酸根的优势。
②   克服硫酸根还原抑制弊端：传统的对于高硫酸根和高有机污染物浓度的废水处理，因为存在厌氧条件下的硫酸盐还原菌（SRB）对硫酸根的还原，并生成硫化氢（H2S）,故对厌氧去除COD产生了双抑制作用，表现如下：(1)硫酸盐还原菌（SRB）对去除COD的产酸菌（AB）和产甲烷菌（MPB）的底物抑制作用；(2)硫酸盐还原菌（SRB）对硫酸根的还原生成的硫化氢对去除COD的产酸菌（AB）和产甲烷菌（MPB）的有毒抑制作用。故而只有在硫酸根浓度低于2,000mg/L，COD/SO4 2-≥10时，才能实现厌氧有效地去除废水中的COD。
本发明提出的生物处理方法，厌氧阶段，利用特殊硫酸盐还原菌混合菌种。在硫酸根浓度在10,000mg/L以上时仍然可以进行厌氧处理，COD稳定去除率50％。
③   处理效率高：本发明提出的生物处理方法，两段好氧阶段，利用特殊嗜盐微生物菌群和耐盐微生物菌群，一段好氧后COD稳定去除率80%，经过二段好氧后COD≤125 mg/L，远低于国家三级排放标准。
④   运行工序少：本发明提出的化学生物结和方法，设备要求简单，仅采取物化后厌氧加好氧处理，工艺简单，易于根据实际情况进行改造。
⑤   节约成本：本发明预处理阶段可以回收石膏（CaSO4），降低了成本。厌氧和好氧阶段全部采用生物菌群处理，占地少，工序少，成本低。
附图说明
图1是使用本发明方法进行废水处理的流程示意图；
其中，1—进水，2—机械搅拌，3—预处理池，4—厌氧反应器，5—曝气池，6—一段好氧，7—二段好氧，8—出水。
具体实施方式
实施例1
如图1所示为使用本发明方法进行废水处理的流程示意图。
某化工厂主要从事化妆品原料、润滑油添加剂等产品的生产，其废水中的主要污染物是醇类、脂肪酸钠盐和脂肪酸酯类等有机物。生产废水成分复杂，污染负荷高，呈酸性。原工艺采用片碱调p H，成本高，且对厌氧阶段抑制大，出水不合格。
采用本发明方法，按Ca(OH)2:H+的摩尔比为1:2的比例往化工废水中加入Ca(OH)2，搅拌反应，调pH值至6.7-7.5，除去大部分硫酸根和H+，静止一小时后去沉淀，上清液输送至厌氧反应器。控制液体温度为10-30℃，按COD:N:P=450:5:1的比例添加氮磷源，调节pH为7-8，加入硫酸盐还原菌群进行厌氧处理，水力停留24小时；厌氧处理结束后，将液体输送至曝气池，控制液体温度为20-30℃，按COD:N:P=250:5:1的比例添加氮磷源，调节pH为6-7.5，加入湿菌体重量比为1:1的嗜盐微生物菌群和耐盐微生物菌群进行一段好氧处理，其中，嗜盐微生物菌群主要为盐单胞菌群和海杆菌群，耐盐微生物菌群主要为芽孢杆菌群、假丝酵母菌群和柠檬球菌群；曝气搅拌，水力停留24小时后进入二段好氧处理，不需要添加营养物质，曝气搅拌，水力停留24小时；出水进入沉淀池，沉淀后上清出水。
本实施例利用原有设施，经过预处理，厌氧处理，两段好氧处理，出水合格。各项指标如下表所示：
表一  某化工厂废水处理前后指标值
pH SO4 2-( mg/L) COD(mg/L)
处理前 0 84,153.6 20,262
处理后 6-8 13,003.6 125
本发明方法克服了传统厌氧和好氧处理高硫酸根浓度废水的弊端。利用Ca (OH)2同时除去大部分硫酸根和H+，同时利用硫酸盐还原菌菌群、嗜盐微生物菌群和耐盐微生物菌群分别进行厌氧和好氧处理去除COD，使处理后的出水（原水COD≥20,000mg/L）达到国家污水三级排放标准（≤125mg/L）, 特别适用于处理高COD、高硫酸根、低pH的有机化工废水。

Claims (5)

1.一种高COD、高浓度硫酸根酸性有机化工废水处理方法，其特征在于包括以下步骤：
a) 往化工废水中加入Ca (OH)2，搅拌反应，调pH值至6.7-7.5，除去大部分硫酸根和H+，静止一小时后去沉淀，上清液输送至厌氧反应器；
b) 控制液体温度为10-30℃，按COD:N:P=450:5:1的比例添加氮磷源，调节pH为7-8，加入硫酸盐还原菌群进行厌氧处理，水力停留24小时；
c) 厌氧处理结束后，将液体输送至曝气池，控制液体温度为20-30℃，按COD:N:P=250:5:1的比例添加氮磷源，调节pH为6-7.5，加入嗜盐微生物菌群和耐盐微生物菌群进行一段好氧处理，曝气搅拌，水力停留24小时后进入二段好氧处理，曝气搅拌，水力停留24小时；
d) 沉淀，上清出水。
2.如权利要求1所述的高COD、高浓度硫酸根酸性有机化工废水处理方法，其特征在于，步骤a中，按Ca (OH)2:H+的摩尔比为1-1.2:2的比例往化工废水中加入Ca (OH)2。
3.如权利要求1所述的高COD、高浓度硫酸根酸性有机化工废水处理方法，其特征在于，步骤c中，嗜盐微生物菌群与耐盐微生物菌群的湿菌体重量比为1:1。
4.如权利要求3所述的高COD、高浓度硫酸根酸性有机化工废水处理方法，其特征在于，所述嗜盐微生物菌群主要包括盐单胞菌群和海杆菌群。
5.如权利要求3所述的高COD、高浓度硫酸根酸性有机化工废水处理方法，其特征在于，所述耐盐微生物菌群主要包括芽孢杆菌群、假丝酵母菌群和柠檬球菌群。
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