CN102260024A - 一种利用臭氧-mbr联合工艺处理含菲废水的方法 - Google Patents

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陈思莉
江栋
李开明
刘永
邓志毅
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Abstract

本发明公开了一种利用臭氧-MBR联合工艺处理含菲废水的方法。该方法包括步骤：(1)利用臭氧对待处理含菲废水进行氧化处理，臭氧的加入量为臭氧与待处理含菲废水中菲的质量比为0.05∶1～0.5∶1，氧化处理时间为10～20分钟；(2)经氧化处理后的废水进入中间缓冲池，停留时间为15～45分钟；(3)经中间缓冲池处理的废水进入MBR处理，在MBR处理时间为5～8小时，气水比为10∶1～30∶1。臭氧处理废水的同时不带入任何杂质离子，对水体不会造成二次污染，是一种很好的化学氧化药剂，后续采用生化效率高、抗负荷冲击能力强、出水水质好且稳定的MBR处理，强有力的保证了整个工艺的出水水质。

Description

一种利用臭氧-MBR联合工艺处理含菲废水的方法
技术领域
本发明属于废水处理领域，特别涉及一种利用臭氧-MBR联合工艺处理含菲废水的方法。
背景技术
菲(分子式为C14H10)属于多环芳烃(PAHs)类物质，多环芳烃是迄今为止为人们发现最早且数量最多的一类化学致癌物，属于美国环保局制定的129种优先污染物的其中一类，它广泛存在于人类生活的自然环境如大气、水体、土壤、作物和食品中。菲污染水体时，可以通过海藻，甲壳类动物，软体动物和鱼组成的食物链向人体转移，最终都有可能在人体中聚集，有很强的致畸、致癌和致突变作用，极大地威胁着人类的健康。菲在环境中具有较高的化学稳定性、水溶性低且长期残留，并且具有难以被微生物分解利用的特性，采用常规的水处理工艺很难达到满意的去除效果。
发明内容
为了解决上述现有技术存在的缺点和不足，针对含菲废水的特点，本发明的首要目的在于提供一种利用臭氧-MBR联合工艺处理含菲废水的方法。
本发明的目的通过下述技术方案实现：一种利用臭氧-MBR联合工艺处理含菲废水的方法，包括以下操作步骤：
(1)氧化处理：利用臭氧对待处理含菲废水进行氧化处理，臭氧的加入量为臭氧与待处理含菲废水中菲的质量比为0.05∶1～0.5∶1，氧化处理时间为10～20分钟；
(2)中间缓冲池处理：经氧化处理后的废水进入中间缓冲池，废水在中间缓冲池中的停留时间为15～45分钟；
(3)膜生物反应器(MBR)处理：经中间缓冲池处理的废水进入膜生物反应器处理，在膜生物反应器处理的时间为5～8小时，得到达标排放水。
步骤(1)所述待处理含菲废水中菲浓度为10～200mg/L。
步骤(2)所述经氧化处理后的废水的菲浓度为3～30mg/L。
步骤(2)的目的是使经过臭氧氧化处理以后的废水中残留的臭氧彻底分解，消除臭氧对后续生化处理中微生物的杀菌作用。
步骤(3)所述膜生物反应器的污泥浓度控制为15000～25000mg/L。
步骤(3)所述膜生物反应器的气水比控制在10∶1～30∶1。
本发明的原理：菲属于多环芳烃类物质，在环境中具有较高的化学稳定性、水溶性低且长期残留，并且难以被微生物分解利用，因此需要对其分子结构进行破坏，才能被生物所降解，本发明的原理就是利用臭氧的氧化作用将菲的分子结构进行破坏，变成小分子物质，容易被微生物降解，后续采用生物方法进一步去除污染物。
臭氧具有极强的氧化性能，且在水中可短时间内自行分解，没有二次污染，是理想的绿色氧化药剂。本方法将臭氧作为氧化预处理，不是完全使有机物矿化的方式，因此臭氧的投加量较少，投加的臭氧只是使得废水中菲分解成为小分子有机物，提高废水的可生化性，可以避免完全使用化学氧化方法存在运行费用太高的问题，后续采用MBR处理工艺进行废水处理，保证出水水质。膜生物反应器(MBR)是现代膜分离技术与生物技术有机结合的一种新型废水生物处理技术，它利用膜分离装置将生化反应池中的活性污泥和大分子有机物质有效截留，使生化反应池中的活性污泥浓度大大提高，将难降解的大分子有机物质截留在反应池中不断反应、降解。与传统的生物处理工艺相比，具有生化效率高、抗负荷冲击能力强、出水水质好且稳定、占地面积小、排泥周期长、易实现自动化控制等优点。
本发明相对现有技术具有如下的优点及有益效果：
(1)臭氧是一种清洁氧化剂，在处理废水的同时不带入任何杂质离子，对水体不会造成二次污染，是一种很好的化学氧化药剂。
(2)臭氧作为前处理，不需要完全将菲分子矿化成二氧化碳和水，只需将菲分子结构进行破坏即可，臭氧的投加量可以大大的减少，降低了运行费用。
(3)本发明方法出水水质质量高，运行效果稳定。臭氧作为前处理，提高废水的可生物降解性能。后续采用生化效率高、抗负荷冲击能力强、出水水质好且稳定的MBR处理，强有力的保证了整个工艺的出水水质。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
某含菲废水，菲的浓度为10mg/L，采用本发明臭氧-MBR联合处理该废水。首先通过臭氧氧化处理，臭氧投加量与菲的质量比为0.05∶1，臭氧氧化时间为10分钟；经臭氧处理后，进入中间缓冲池，废水在中间缓冲池中的停留时间为15分钟，废水在缓冲池的菲的浓度为3mg/L；在MBR停留时间为5个小时，控制MBR的污泥浓度为15000mg/L，气水比为10∶1，处理后菲的浓度为2mg/L，菲去除率达到80％。
实施例2
某含菲废水，菲的浓度为100mg/L，采用臭氧-MBR处理该废水。首先通过臭氧氧化处理，臭氧投加量与菲的质量比为0.2∶1，臭氧氧化时间为20分钟；经臭氧处理后，进入中间缓冲池，废水在中间缓冲池中的停留时间为45分钟，废水在缓冲池的菲的浓度为20mg/L；在MBR停留时间为8个小时，控制MBR的污泥浓度为25000mg/L，气水比为25∶1，处理后菲的浓度为5mg/L，菲去除率达到95％。
实施例3
某含菲废水，菲的浓度为200mg/L，采用臭氧-MBR处理该废水。首先通过臭氧氧化处理，臭氧投加量与COD的质量比为0.5∶1，臭氧氧化时间为20分钟；经臭氧处理后，进入中间缓冲池，废水在中间缓冲池中的停留时间为30分钟，废水在缓冲池的菲的浓度为30mg/L；在MBR停留时间为6个小时，气水比为30∶1，处理后菲的浓度为10mg/L，菲去除率达到90％。
实施例4
某含菲废水，菲的浓度为50mg/L，采用本发明臭氧-MBR联合处理该废水。首先通过臭氧氧化处理，臭氧投加量与菲的质量比为0.1∶1，臭氧氧化时间为12分钟；经臭氧处理后，进入中间缓冲池，废水在中间缓冲池中的停留时间为18分钟，废水在缓冲池的菲的浓度为8mg/L；在MBR停留时间为6个小时，控制MBR的污泥浓度为18000mg/L，气水比为15∶1，处理后菲的浓度为5.5mg/L，菲去除率达到89％。
实施例5
某含菲废水，菲的浓度为150mg/L，采用本发明臭氧-MBR联合处理该废水。首先通过臭氧氧化处理，臭氧投加量与菲的质量比为0.3∶1，臭氧氧化时间为18分钟；经臭氧处理后，进入中间缓冲池，废水在中间缓冲池中的停留时间为25分钟，废水在缓冲池的菲的浓度为15mg/L；在MBR停留时间为7个小时，控制MBR的污泥浓度为22000mg/L，气水比为20∶1，处理后菲的浓度为12mg/L，菲去除率达到80％。
实施例6
某含菲废水，菲的浓度为80mg/L，采用本发明臭氧-MBR联合处理该废水。首先通过臭氧氧化处理，臭氧投加量与菲的质量比为0.4∶1，臭氧氧化时间为20分钟；经臭氧处理后，进入中间缓冲池，废水在中间缓冲池中的停留时间为30分钟，废水在缓冲池的菲的浓度为25mg/L；在MBR停留时间为8个小时，控制MBR的污泥浓度为17000mg/L，气水比为12∶1，处理后菲的浓度为4mg/L，菲去除率达到95％。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种利用臭氧-MBR联合工艺处理含菲废水的方法，其特征在于包括以下操作步骤：
(1)氧化处理：利用臭氧对待处理含菲废水进行氧化处理，臭氧的加入量为臭氧与待处理含菲废水中菲的质量比为0.05∶1～0.5∶1，氧化处理时间为10～20分钟；
(2)中间缓冲池处理：经氧化处理后的废水进入中间缓冲池，废水在中间缓冲池中的停留时间为15～45分钟；
(3)膜生物反应器处理：经中间缓冲池处理的废水进入膜生物反应器处理，在膜生物反应器处理的时间为5～8小时，得到达标排放水。
2.根据权利要求1所述的一种利用臭氧-MBR联合工艺处理含菲废水的方法，其特征在于：步骤(1)所述待处理含菲废水中菲浓度为10～200mg/L。
3.根据权利要求1所述的一种利用臭氧-MBR联合工艺处理含菲废水的方法，其特征在于：步骤(2)所述经氧化处理后的废水的菲浓度为3～30mg/L。
4.根据权利要求1所述的一种利用臭氧-MBR联合工艺处理含菲废水的方法，其特征在于：步骤(3)所述膜生物反应器的污泥浓度控制为15000～25000mg/L。
5.根据权利要求1所述的一种利用臭氧-MBR联合工艺处理含菲废水的方法，其特征在于：步骤(3)所述膜生物反应器气水比控制在10∶1～30∶1。
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