CN102616997B

CN102616997B - 一种氧化铁颜料生产废水处理方法

Info

Publication number: CN102616997B
Application number: CN 201210100343
Authority: CN
Inventors: 程迪; 李利敏; 周宁; 许淑娟
Original assignee: Shenyang Research Institute of Chemical Industry Co Ltd; Sinochem Corp
Current assignee: SHENYANG CHEMICAL RESEARCH INSTITUTE Co Ltd; Sinochem Corp; Sinochem Environmental Technology Engineering Co Ltd
Priority date: 2012-04-06
Filing date: 2012-04-06
Publication date: 2013-10-09
Anticipated expiration: 2032-04-06
Also published as: CN102616997A

Abstract

本发明公开了一种氧化铁颜料行业生产废水的处理方法，包括以下步骤：1)调节废水的pH值回收其中的氧化铁颜料；2)利用有机废水作为有机碳源；3)应用厌氧-兼氧-好氧生化系统处理氧化铁颜料生产废水。本发明的处理方法简单、易行。从废水中回收氧化铁颜料，合理利用资源且减少因处理沉淀而产生的二次污染；以有机废水作为碳源代替有机试剂，以废治废，实现了废水的资源化利用，具有良好的经济效益及社会效益；首次将厌氧-兼氧-好氧生化处理系统引入氧化铁颜料废水行业，并取得显著效果。处理后，氧化铁废水中氨氮含量小于5mg/L，COD含量小于100mg/L，达到国家《污水综合排放标准》中的一级排放标准。

Description

一种氧化铁颜料生产废水处理方法

技术领域

本发明属于氧化铁颜料生产废水生物处理技术领域，具体涉及一种氧化铁颜料生产废水的处理方法。

背景技术

氧化铁属于无机颜料，其生产过程中排出的废水具有特殊性，表现为排放量大、NH₃-N浓度高、易降解COD低、治理难度大等特点。氧化铁颜料生产废水处理现有技术主要为中和法及中和氧化法，都只是回收废水中的铁以及降低废水COD，氨氮仍然留于废水中未做任何处理，直接排放。而氨氮是造成水体富营养化的主要污染源之一。氨氮排入水体，特别是流动较缓慢的湖泊、海湾，容易引起水中藻类及其它微生物的大量繁殖，形成富营养化，除了会使自来水厂运行困难，造成饮用水的异味外，严重时会使水中溶解氧下降，水生生物大量死亡，甚至会导致湖泊的干涸灭亡。生物脱氮技术是目前应用最广泛的污水脱氮技术，通过硝化菌及反硝化菌进行氮的去除。但是当废水C/N低于3.4以下时，废水中的有机碳源无法满足反硝化对有机碳源的需求，此时需额外投加有机碳源以满足反硝化脱氮C/N比的需求，投加的有机碳源多为甲醇、乙醇等有机试剂，这样既消耗了有机资源，又大幅度增加了污水脱氮的费用。

中国专利CN1370748A介绍了氧化铁系颜料废水的处理方法。该方法首先将氧化铁系颜料废水引入集水池，将集水池内的废水引入沉淀池1的同时加碱调节pH，经沉淀后的废水引入充氧池充氧，而沉淀后的污泥则抽至污泥池1，对污泥池1中的污泥压滤成滤饼，压滤池回引至集水池；将充氧池内经充氧后的废水引入沉淀池2，并加助凝物沉淀，沉淀后废水外排，污泥则引入污泥池2，对污泥池2中的污泥压滤成滤饼，压滤池外排；该专利方法的缺陷在于，需使用大量片碱及助凝剂，费用较高，同时对废水中的氨氮未进行任何处理。中国专利CN201161959Y介绍了一种氧化铁颜料生产废水的氨氮处理设备。该设备将吹脱塔、超声辐射塔、反应池依次连接，先通过吹脱塔将废水中的游离氨吹脱出来，然后通过超声波促使化学键断裂，加速废水中NH₃-N释放，达到去除氨氮的目的。该处理方法工艺较复杂，处理设备成本高，且以吹脱法处理含NH₃-N废水时，回收的效果很差，排放的游离氨容易造成二次污染，此法只是把污染问题转移到更大的区域。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种氧化铁颜料生产废水处理方法，该处理方法利用有机废水为有机碳源、同时首次将厌氧-兼氧-好氧生化工艺应用于氧化铁颜料行业，在处理氧化铁颜料生产废水的同时可以处理其它有机废水，从而达到以废治废，综合利用资源的效果。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种氧化铁颜料废水治理方法，包括如下步骤：

1)调节氧化铁颜料生产废水的pH值回收其中的氧化铁颜料；

2)利用有机废水作为有机碳源；

3)应用厌氧-兼氧-好氧生化工艺系统处理氧化铁颜料生产废水。

优选地，所述的有机废水选自生物农药类废水。

优选地，具体步骤如下：

1)将氧化铁颜料生产废水引入集水池，同时加入碱性物质调节pH＝7.5-8.0，使其中的氧化铁颜料产品沉淀析出并过滤回收，滤液引入配水池；

2)将作为有机碳源的有机废水按计算量加入配水池，配制混合废水；优选地，所述有机废水的加入量为使混合废水达到反硝化脱氮C/N比等于5-7，所述碱性物质为氢氧化钠，调节混合废水pH＝7-8；

3)配制好的混合废水送入厌氧-兼氧-好氧生化系统进行处理，厌氧-兼氧-好氧生化系统第一段为厌氧段，控制条件为：水力停留时间5-6h、pH＝6.5-7.5，水温为常温；该段驯化培养出的兼性发酵细菌将废水中可生物降解的有机物转化为发酵产物，去除废水中部分COD；第二段为兼氧段，水力停留时间3-5h，pH＝6.5-7.5，水温为常温；该段驯化培养出的反硝化细菌利用好氧反应器中经混合液回流而带来的硝酸盐和废水中可生物降解有机物进行反硝化反应，达到同时去除有机碳与脱氮之目的；第三段为好氧段，即好氧硝化段，控制条件为水力停留时间13-16h，pH＝6.5-7.5，水温25-30℃，溶解氧DO为5-6mg/L，硝化回流比为R＝100-300％；该段主要对残留的COD进行好氧氧化，另一方面由该段驯化培养出的好氧自氧型硝化类细菌对氨氮进行好氧硝化，使氨氮转变为硝酸氮并回流至兼氧段进行反硝化反应，以达到完全去除氨氮的目的。混合废水在厌氧-兼氧-好氧生化系统处理过程中，如果体系的pH值降至6.5以下时应加入碱性溶液进行调整。

配制混合废水及调节pH所用的碱选自工业上常用的碱例如氢氧化钠等。从经济和综合利用的角度考虑，所述的碱既可以是直接购买的液碱，也可以利用生产厂副产的稀碱液或者生产过程中产生的一些碱性废水。

处理氧化铁颜料生产废水的厌氧-兼氧-好氧生化系统池体可以呈圆形、方形或其他形状。优选地，生化系统池呈圆形，中心为厌氧，中间圈为兼氧，最外圈为好氧。厌氧段为完全混合段，进水迅速均化，兼氧段和好氧段为循环式推流段，同时兼氧段和好氧段之间有水下推进器进行回流，内回流动力消耗低；池内浓度比较均衡，占地面积小，节省投资。

经上述组合方法处理后，废水中氨氮含量小于5mg/L、COD小于100mg/L，均达到污水综合排放标准GB8978-96一级。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

1.该项目基于生物脱氮原理，首次将厌氧-兼氧-好氧生化工艺处理氨氮废水技术应用于氧化铁颜料行业，解决了该行业高浓度氨氮(400-700mg/L)废水的治理难题，与其它脱氮工艺相比，具有处理效果好、运行成本低的特点。

2.采用本发明的方法，可回收废水中的产品氧化铁颜料，不但合理利用了资源，而且可以减少因处理沉淀而产生的二次污染。

3.利用有机废水为碳源，以废治废，实现了废水的资源化利用，无需投加其它有机试剂为有机碳源，节约成本，具有明显的经济效益及社会效益。

4.本发明方法实现以全混式与推流式相结合的厌氧-兼氧-好氧工艺处理氧化铁颜料生产废水，厌氧、缺氧、好氧的合理匹配及合适的回流比，确保氨氮去除率大于98％，出水能够实现稳定达标，同时可去除99％以上COD。

附图说明

图1为本发明处理方法的工艺流程图。

图2为厌氧-兼氧-好氧生化工艺系统流程图。

具体实施方式

以下具体实施例用来进一步详细说明本发明的技术方案。其中废水取自浙江一无机颜料生产厂，该企业氧化铁颜料生产过程中排放含NH₃-N废水6000吨/日，水质情况如下：氨氮浓度为400-700mg/L，pH3-4，有机废水取自邻近企业生物农药废水，COD20000-30000mg/L，pH6-7。

实施例1

参见图1、2所示，一种氧化铁颜料废水治理方法，包括如下步骤：

1)将氨氮浓度为400mg/L，pH3-4氧化铁颜料废水引入集水池，同时加入30％氢氧化钠水溶液调节pH值，在pH＝7.5-8.0时有大量沉淀析出，以压滤机压滤，滤液引入配水池做进一步处理，滤渣即为回收的产品氧化铁颜料，回收的产品量为废水量的3％；

2)上述滤液引入配水池，同时将生物农药类废水按计算量加入配水池，使混合废水的反硝化脱氮C/N比等于5，同时用30％氢氧化钠水溶液调pH＝7-8，得到混合废水；

3)配制好的混合废水引入厌氧-兼氧-好氧生化工艺系统进行处理，厌氧-兼氧-好氧生化系统第一段为厌氧段，控制条件为：水力停留时间5h，pH＝6.5，水温为常温；该段通过驯化产生的兼性发酵细菌将废水中可生物降解的有机物转化为发酵产物；第二段为兼氧段，水力停留时间3h，pH＝6.5，水温为常温；该段通过驯化培养产生的反硝化细菌利用好氧反应器中经混合液回流而带来的硝酸盐和废水中可生物降解有机物进行反硝化反应，达到同时去除有机碳与脱氮之目的；第三段为好氧段，即好氧硝化段，控制条件为水力停留时间为13h，pH＝6.5，水温25℃，溶解氧DO为5mg/L，硝化回流比为R＝100％；该段主要对残留的COD进行好氧氧化，另一方面由该段通过驯化产生的好氧自氧型硝化类细菌对氨氮进行好氧硝化，使氨氮转变为硝酸氮并回流至兼氧段进行反硝化反应，使氨氮完全去除。

经处理后排放的废水指标为：氨氮为2mg/L，COD为98mg/L。

实施例2

1)将氨氮浓度为400mg/L，pH3-4氧化铁颜料废水引入集水池，同时加入30％液碱调节pH值，在pH＝7.5时有大量沉淀析出，以压滤机压滤，滤液引入配水池做进一步处理，滤渣即为回收的产品氧化铁颜料，回收的产品量为废水量的2％；

2)上述滤液引入配水池，同时将生物农药类废水按计算量加入配水池，使混合废水的反硝化脱氮C/N比等于6，同时用30％液碱调pH＝7-8，得到混合废水；

3)配制好的混合废水引入厌氧-兼氧-好氧生化工艺系统进行处理，厌氧-兼氧-好氧生化系统第一段为厌氧段，控制条件为：水力停留时间5.5h，pH＝7，水温为常温；该段通过驯化产生的兼性发酵细菌将废水中可生物降解的有机物转化为发酵产物；第二段为兼氧段，水力停留时间4h，pH＝7，水温为常温；该段通过驯化产生的反硝化细菌利用好氧反应器中经混合液回流而带来的硝酸盐和废水中可生物降解有机物进行反硝化反应，达到同时去除有机碳与脱氮之目的；第三段为好氧段，即好氧硝化段，控制条件为水力停留时间为15h，pH＝7，水温28℃，溶解氧DO为5.5mg/L，硝化回流比为R＝200％；在该段主要对残留的COD进行好氧氧化，另一方面由通过驯化培养产生的好氧自氧型硝化类细菌对氨氮进行好氧硝化，使氨氮转变为硝酸氮并回流至兼氧段进行反硝化反应，使氨氮完全去除。

经处理后排放的废水指标为：氨氮为3mg/L，COD为100mg/L。

实施例3

1)将氨氮浓度为400mg/L，pH3-4氧化铁颜料废水引入集水池，同时加入30％氢氧化钠水溶液调节pH值，在pH＝8时有大量沉淀析出，以压滤机压滤，滤液引入配水池做进一步处理，滤渣即为回收的产品氧化铁颜料，回收的产品量为废水量的3.3％；

2)上述滤液引入配水池，同时将生物农药类废水按计算量加入配水池，使混合废水的反硝化脱氮C/N比等于7，同时用30％氢氧化钠水溶液调pH＝7-8，得到混合废水；

3)配制好的混合废水引入厌氧-兼氧-好氧生化系统进行处理，厌氧-兼氧-好氧生化工艺系统第一段为厌氧段，控制条件为：水力停留时间6h、pH7.5、水温为常温；该段通过驯化产生的兼性发酵细菌将废水中可生物降解的有机物转化为发酵产物；第二段为兼氧段，水力停留时间5h，pH7.5，水温为常温；该段通过驯化产生的反硝化细菌利用好氧反应器中经混合液回流而带来的硝酸盐和废水中可生物降解有机物进行反硝化反应，达到同时去除有机碳与脱氮之目的；第三段为好氧段，即好氧硝化段，控制条件为水力停留时间为16h，pH7.5，水温30℃，溶解氧DO为6mg/L，硝化回流比为R＝300％；在该段主要对残留的COD进行好氧氧化，另一方面由该段通过驯化培养产生的好氧自氧型硝化类细菌对氨氮进行好氧硝化，使氨氮转变为硝酸氮并回流至兼氧段进行反硝化反应，使氨氮完全去除。

经处理后排放的废水指标为：氨氮为未检出，COD为95mg/L。

实施例4

重复实施例1，其不同之处仅在于：将氨氮浓度为500mg/L，pH3-4氧化铁颜料废水调节pH＝8，回收的产品量为废水量的3.2％；压滤后氧化铁颜料废水引入配水池，调节混合废水的pH＝8，硝化回流比为R＝200％；经处理后排放废水的指标为：氨氮未检出，COD为98mg/L。

实施例5

重复实施例1，其不同之处仅在于：将氨氮浓度为600mg/L，pH3-4氧化铁颜料废水调节pH＝8，回收的产品量为废水量的3.4％；压滤后氧化铁颜料废水引入配水池，调节混合废水的C/N比为6，pH＝8，硝化回流比为R＝200％；经处理后排放废水的指标为：氨氮为5mg/L，COD为95mg/L。

实施例6

重复实施例1，其不同之处仅在于：将氨氮浓度为700mg/L，pH3-4氧化铁颜料废水调节pH＝8，回收的产品量为废水量的3.5％；压滤后氧化铁颜料废水引入配水池，调节混合废水的C/N比为7，pH＝8，硝化回流比为R＝200％；经处理后排放的废水指标为：氨氮为2mg/L，COD为100mg/L。

Claims

1.一种氧化铁颜料生产废水处理方法，其特征在于，包括如下步骤：

1）调节氧化铁颜料生产废水的pH值回收其中的氧化铁颜料；

2）利用有机废水作为有机碳源；

3）应用厌氧-兼氧-好氧生化工艺系统处理氧化铁颜料生产废水；

所述的有机废水选自生物农药废水。

2.根据权利要求1所述的一种氧化铁颜料生产废水处理方法，其特征在于：

1）将氧化铁颜料生产废水引入集水池，同时加入碱性物质调节pH=7.5-8.0，使其中的氧化铁颜料产品沉淀析出并过滤回收，滤液引入配水池；

2）将有机废水按计算量加入配水池，配制混合废水；有机废水的加入量为使混合废水达到反硝化脱氮C/N比等于5-7；

3）将配制好的混合废水送入厌氧-兼氧-好氧生化工艺系统进行处理。

3.根据权利要求2所述的一种氧化铁颜料生产废水处理方法，其特征在于：所述碱性物质为氢氧化钠。

4.根据权利要求1或2所述的一种氧化铁颜料生产废水处理方法，其特征在于：所述厌氧-兼氧-好氧生化工艺系统的第一段为厌氧段，该段通过驯化培养出的兼性发酵细菌将废水中可生物降解的有机物转化为发酵产物；第二段为兼氧段，该段通过驯化培养出的反硝化细菌利用好氧反应器中经混合液回流而带来的硝酸盐和废水中可生物降解有机物进行反硝化，达到同时去除有机碳与脱氮之目的；第三段为好氧段，即好氧硝化段，该段主要对残留的COD进行好氧氧化，另一方面由该段通过驯化培养出的好氧自氧型硝化类细菌对氨氮进行好氧硝化，使氨氮转变为硝酸氮并回流至兼氧段进行反硝化反应，以达到完全去除氨氮的目的。

5.根据权利要求4所述的一种氧化铁颜料生产废水处理方法，其特征在于：所述的厌氧段控制条件为：水力停留时间5-6h，pH=6.5-7.5，水温为常温。

6.根据权利要求4所述的一种氧化铁颜料生产废水处理方法，其特征在于：所述的兼氧段控制条件为：水力停留时间3-5h，pH=6.5-7.5，水温为常温。

7.根据权利要求4所述的一种氧化铁颜料生产废水处理方法，其特征在于：所述的好氧段控制条件为：控制条件为水力停留时间为13-16h，pH=6.5-7.5，水温25-30℃，溶解氧DO5-6mg/L，硝化回流比为R=100-300%。

8.根据权利要求4所述的一种氧化铁颜料生产废水处理方法，其特征在于：所述的厌氧-兼氧-好氧生化工艺系统池体呈圆形，中心为厌氧，中间圈为兼氧，最外圈为好氧；厌氧段为完全混合段，进水迅速均化，兼氧段和好氧段为循环式推流段，同时兼氧段和好氧段之间有水下推进器进行回流。