CN102583879A

CN102583879A - 高浓度综合化工有机废水处理工艺

Info

Publication number: CN102583879A
Application number: CN2012100254371A
Authority: CN
Inventors: 叶芬霞; 刘新文; 李颖
Original assignee: Ningbo University of Technology
Current assignee: Ningbo University of Technology
Priority date: 2012-01-16
Filing date: 2012-01-16
Publication date: 2012-07-18

Abstract

本发明公开了一种高浓度综合化工有机废水的处理工艺，包括预氧化和物化处理单元、生化处理单元、后氧化和物化处理单元、污泥脱水单元，本发明通过在前物化预处理中增加高铁酸盐氧化，在气浮池中高铁酸盐氧化废水中的有机物，降低难生化物质的含量，提高了废水的可生化性，强化气浮物化处理效能。在后氧化和物化处理单元，在混凝反应池中经过高铁酸盐的氧化，进一步去除废水中残留的有机物、色度及SS，强化混凝沉淀物化处理效能。本工艺对现有的废水处理工艺稍作改进，原有生化单元不变，设备简单、投资少、运行管理方便、运行成本低。该工艺的出水水质可以稳定达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)一级标准，适合处理化工园区和化工企业的污水。

Description

高浓度综合化工有机废水处理工艺

技术领域

本发明涉及一种工业废水的处理工艺，具体说是一种高浓度综合化工有机废水的处理工艺。

背景技术

石化行业是我国的支柱产业之一，在给国民经济带来巨大经济效益的同时也给环境保护工作造成了巨大的压力。特别是近年来，水体中的有毒有机物污染日益加剧，与石化行业的快速发展和大量有机化工废水的排放有着密切的关系。化学工业园区建设是近年中国化工产业集群发展的新模式，近十年来，中国省级以上人民政府批准建设的新建化工园区已达60多家，化工园区的建设拉动了地方经济的跨越式发展，由于化工行业属于高污染行业，因此随着化工园区的发展，水污染和水资源问题已经愈发成为制约地区经济发展与建设的瓶颈。

化工废水不仅具有高COD_Cr、高毒性及可生化性差的水质特点，尤其是化工园区的综合化工废水，来源较广，涉及的化工行业门类众多，水质水量波动较大，废水组成复杂且具有不确定性，大多具有酸碱度大、色度深、高氨氮、高盐度、有毒物质含量高、水质水量变化大、可生化性差等特点，常规的物化和生化处理难以达到排放要求，长期以来工程达标率严重不足。高浓度综合化工有机废水早已成为国内外环保界公认的治理难题，所以研究和开发有效、经济的废水治理工艺是化工园区综合废水成功实现集中处理的关键。

要解决上述问题，需首先对废水进行预处理，以提高其可生化性。有必要应用一种廉价且有效的、提高生化性的氧化方法对该废水进行预处理，以此来降低后续生化工艺负荷，从而达到达标排放的目的。针对复杂的综合化工废水，以解除生物抑制的强化物化技术和高级生化相联合的集成技术可以经济有效地实现其达标排放。

生化处理前的物化处理对COD、色度均有较好的去除效果，其中对前者的平均去除率为20％左右，对后者的平均去除率为80％左右。可见提高前物化的处理效果，可以减轻后续生化处理的负荷。生化出水的BOD₅均较低，BOD/COD值为0.1左右，出水可生化性已经很差。因而欲通过二级生化法来进一步降低出水的COD是毫无意义的，需采取其他手段来降低最终出水的COD。

高级氧化法常用的有Fenton氧化、臭氧氧化、氯氧化等。氯氧化虽然设备简单，但却增加了废水中的盐分。臭氧氧化法虽然脱色效果较好，不额外增加废水盐分，但臭氧氧化法需要配备臭氧发生系统、反应系统、尾气处理系统，其设备投资较大，运行成本高。Fenton氧化法采用Fe²⁺和H₂O₂反应，产生的羟基自由基具有很强的活性，能将多种有机物氧化为无机物，COD的去除率高，但Fenton氧化法需要在较酸性(pH＝2～3)的环境中使用，这样导致设备的防腐性能要很高，还需要大量的中和药剂。都难以在实际废水处理中得到应用与推广。

高铁酸盐是一种强氧化剂，其氧化还原电位为2.20V，酸性条件下氧化性甚至高于臭氧，可以降解水中的一系列有机污染物，并且其还原产物Fe(OH)₃和Fe³⁺具有吸附、絮凝作用，对环境无毒副作用，是一种集氧化、絮凝、杀菌消毒于一体的多功能绿色水处理化学药剂，被广泛用于污(废)水和饮用水处理中。

生化处理目前是该类废水处理的核心，生化处理设施量、投资量和占地面积在该类废水处理总工艺设施中占主要地位，因此要有效处理这类废水，使其达标排放，只能在现有的废水处理工艺基础上进行升级改造，其基本的核心设施和工艺不能改变，否则投资浩大，几乎相当于重新再建一个废水处理厂。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种利用高铁酸盐氧化预处理和后处理，氧化预处理将不溶性有机物水解为溶解性有机物，将难生物降解的大分子物质转化为易生物降解的小分子物质，改善废水的可生化性，为后续生物处理奠定良好基础。生物处理后出水的高铁酸钾氧化后处理，是对废水的最终把关处理，确保出水能稳定达到排放标准。

本发明是通过以下技术方案来实现上述目的的，其特征在于包括以下步骤：

a、预氧化和物化处理单元：废水经过格栅、调节池，进入气浮池，向气浮池先投加高铁酸钾预处理废水，然后再投加絮凝剂。

由于化工类废水一般均含油类物质，为保障预处理设施的正常运转，在前端设置气浮工艺，将油类物质去除，并添加絮凝剂以提高气浮效果。

高铁酸盐的用量为50～150mg/L，优选为70～100mg/L。高铁酸盐预处理时间为5～10分钟。

高铁酸盐预氧化能强化气浮物化处理效果，降低废水中的有机毒物，有效减弱废水水质波动对后续生化系统造成的影响，使污水处理厂的运行具有较好的易控性。

b、生化处理单元：通过微生物的新陈代谢作用，分解废水中的溶解性有机物。

c、后氧化和物化处理单元：经生化单元处理后的污水进入二沉池，沉淀一定时间后再进入混凝反应池，在混凝反应池中先投加高铁酸盐，再投加混凝剂，沉淀30～60分钟后，上清出水排放。

为了保证出水达到排放要求，在混凝反应池内投加PAC、PAM混凝药剂，实现废水深度处理，但有时处理效果不理想，造成出水不能稳定达标，因此采用先投加强氧化剂高铁酸盐方法进行废水的最终把关处理，确保废水处理后能稳定达到排放标准。

高铁酸盐的用量为30～100mg/L，优选为50～70mg/L。高铁酸盐处理时间为2～5分钟。

高铁酸盐后氧化能强化混凝物化处理效果，进一步去除废水中残留的有机物、色度及SS，进一步提高出水水质，使其达到排放标准。

d、污泥脱水单元：二沉池中沉淀下来的污泥一部分作为回流污泥，其余和初沉池、终沉池中沉淀下来的污泥一起作为剩余污泥进入污泥浓缩池，剩余污泥采用压滤或离心脱水，干泥外运处理。

所述的生化单元为污水处理厂(站)原有的生物处理工艺，可保持不变。生化工艺分为厌氧和好氧两类，通常采用厌氧-好氧组合工艺。厌氧工艺包括完全厌氧(产甲烷)和不完全厌氧(不产甲烷或少产甲烷)，常用的完全厌氧工艺主要有UASB、IC、EGSB等；不完全厌氧主要有水解酸化、兼氧处理工艺等。目前在工程上应用较广的主要有UASB工艺、水解酸化、兼氧工艺。好氧处理常用工艺有活性污泥法和生物膜法，如SBR、生物接触氧化法、氧化沟、A/O等。

本发明对现有的废水处理工艺进行了升级改进，在生化处理前后分别增加了高铁酸盐预氧化和后氧化，强化气浮、絮凝(混凝)物化技术。改进后的工艺对进水中COD、BOD₅、NH₃-N和SS的平均去除率分别达到了90％、85％、88％和85％以上，出水水质可以稳定达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)一级标准要求。而且由于产生了絮凝剂Fe³⁺，污泥的沉降性能提高约20％，避免了污水处理厂经常发生的污泥膨胀问题。又由于Fe³⁺与NH₄ ⁺的氧化反应，氨氮的去除效果提高，该工艺的其余运行参数与原有工艺基本相同。该工艺具有设备简单、投资少、处理效果好、运行管理方便、运行成本低等优点，适合处理化工企业和化工园区的污水。

本发明的显著进步和优点在于：

(1)提高废水的可生化性，改善后续生物处理单元的处理效能，以较高效率去除污水中的有机物。

(2)利用Fe³⁺、Fe(OH)₃的强吸附作用，吸附污水中的悬浮物和难降解物质，提高污泥的沉降性能，还可减少絮凝剂的用量，节约成本。

(3)提高废水氨氮的去除效率。

(4)氧化降解生化处理单元处理后残留的有机物，提高了出水质量，保障出水稳定达标排放。

(5)无需对现有的废水处理工艺作大的改型，尤其是现有的生化处理单元设施结构和运行参数均可维持不变，最多在生化处理单元前增加一个气浮池，在二沉池后增加一个混凝反应池，投资低，高铁酸盐的投加量少，运行费用低。

附图说明

图1是本发明所述的污水处理工艺流程图。

具体实施方案

以下结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步的描述。以下实施例不对本发明的技术方案构成限定。

实施例：本试验采用图1所示的废水处理工艺，选择宁波某化工园区污水处理厂的综合化工废水作为试验对象。具体处理过程如下：废水经格栅后除去部分悬浮物进入到调节池，再进入到气浮池，根据废水水质按50～150mg/L加入高铁酸盐固体，进行氧化预处理，然后再加入0.1％浓度的絮凝剂PAM，沉淀所产生的渣和泥转运到污泥浓缩池中，污水进入到水解酸化池中进行厌氧生物处理，从水解酸化池中出来的污水进入到好氧池中进行好氧生物处理，以进一步去除污水中的有机物，污水经好氧处理后，经二沉池沉淀，从二沉池中出来的污水进入到混凝反应池，根据废水水质按30～100mg/L加入高铁酸盐固体，进行氧化后处理，然后再加入0.1％浓度的絮凝剂PAM，经絮凝沉淀后出水可达标排放，污泥浓缩池中的污泥经脱水处理，外运至填埋场填埋或焚烧。处理效果见表1所示。

表1该工艺对化工废水的处理效果

Claims

1.高浓度综合化工有机废水处理工艺，其特征在于包括以下步骤：

(1)预氧化和物化处理单元：废水经过格栅、调节池，进入气浮池，向气浮池先投加高铁酸盐预处理废水，然后再投加絮凝剂；

(2)生化处理单元：通过微生物的新陈代谢作用，分解废水中的溶解性有机物；

(3)后氧化和物化处理单元：二沉池出水进入混凝反应池，在混凝反应池中先投加高铁酸盐，再投加混凝剂，沉淀后，上清出水排放；

(4)污泥脱水单元：剩余污泥采用压滤或离心脱水。

2.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于气浮池中投加的高铁酸盐用量为50～150mg/L，高铁酸盐预处理时间为5～10分钟。

3.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于混凝反应池中高铁酸盐的用量为30～100mg/L，高铁酸盐处理时间为2～5分钟。

4.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于工艺中的高铁酸盐，可以是高铁酸钾，也可以是高铁酸钠。

5.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于废水为高浓度的综合化工有机废水。