CN103553212B

CN103553212B - 一种高甲醛高浓度有机废水生物处理工艺

Info

Publication number: CN103553212B
Application number: CN201310586001.4A
Authority: CN
Inventors: 唐一; 胡滨; 马林; 李玉荣
Original assignee: BEIJING JIEJIAJIE ENVIRONMENT TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: BEIJING JIEJIAJIE ENVIRONMENT TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2013-11-20
Filing date: 2013-11-20
Publication date: 2015-08-19
Anticipated expiration: 2033-11-20
Also published as: CN103553212A

Abstract

本发明提供一种高甲醛高浓度有机废水的处理方法，包括：废水经调节池调节水质和水量，确保后续处理设备及生物处理系统不会受到水量、水质大幅度变化的冲击；调节后的废水进入调配池，调配池的水力停留时间6～8小时，通过调配各路回流水与调节池出水的混合，控制废水甲醛浓度小于500mg/L，同时调节pH值并投加营养盐；调配池出水进入厌氧处理系统，经厌氧处理进入好氧系统，于所述的好氧系统中在活性污泥法曝气池进行好氧处理；好氧处理后的出水进入二沉池进行泥水分离，污泥回流好氧系统，出水稳定达标排放，同时按1～10倍的回流比回流调配池。本发明的方法实现了以微生物处理含高毒性甲醛废水的工程应用，在保证出水水质的前提下，能大幅度节省基建投资和运行成本。

Description

一种高甲醛高浓度有机废水生物处理工艺

技术领域

本发明属于废水处理领域，具体涉及一种高甲醛高浓度有机废水的生物处理工艺。

背景技术

近年来，随着我国重化工业的快速发展，很多化工工艺产生的废水中均含有高浓度的甲醛，如：丙烯酸、酚醛树脂、顺丁稀二酸等。以丙烯酸行业为例：丙烯酸及其酯类工业的迅猛发展，使丙烯酸及其酯类生产废水的处理成为日益严重的问题。丙烯酸及其酯类生产废水的COD为10,000～100,000mg/L，废水浓度高；其中甲醛含量为1%到4%，毒性很大；另外废水中还含有丙烯酸，乙酸，甲醛、丙烯醛、丙烯酸甲酯，丙烯酸乙酯等多种有机物，成分复杂，使得丙烯酸及酯类废水的处理十分困难。

目前处理丙烯酸及其酯类废水的主要方法是焚烧法和催化湿式氧化法，吨水处理费用在500元左右，而由于废水毒性很强，生物处理方法发展处于相对停止状态。但是，焚烧法运行成本高、动力能源消耗大；催化湿式氧化法由于催化剂专一性的特点限制了该技术在组分复杂的丙烯酸及酯类废水处理中的推广应用，此外催化湿式氧化法处理废水需要高温高压条件，也存在着一定的安全隐患，使用也远少于焚烧法。

生物处理由于能耗低，经济环保，已经得到越来越多的研究和应用；针对高甲醛高浓度有机废水高毒性及高浓度的特点，如何调整处理工艺，降低废水中高浓度、高毒性物质对微生物的冲击，确保生物处理方法稳定运行，是亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种处理高甲醛高浓度有机废水的厌氧、好氧组合生物处理工艺，实现以微生物处理含高毒性甲醛废水的工程应用，在保证出水水质的前提下，大幅度节省基建投资和运行成本。

本发明的上述目的是通过以下技术方案实现的：

提供一种高甲醛高浓度有机废水的处理方法，包括调节、调配、生物处理步骤，所述的生物处理采用厌氧、好氧系统，其具体步骤包括：

1）废水经调节池调节水质和水量，确保后续处理设备及生物处理系统不会受到水量、水质大幅度变化的冲击；

2）步骤1）调节后的废水进入调配池，调配池的水力停留时间6～8小时，通过调配各路回流水与调节池出水的混合，控制废水甲醛浓度小于500mg/L，同时调节pH值至6.5～7.5，并投加氮、磷营养盐，投加比例按BOD₅:N:P＝200:5:1；

3）步骤2）的调配池出水进入厌氧处理系统，经厌氧处理后的出水进入好氧系统，于所述的好氧系统中在活性污泥法曝气池进行好氧处理；

4）步骤3）好氧处理后的出水进入二沉池进行泥水分离，污泥回流步骤3）的好氧系统，出水稳定达标排放，同时按1～10倍的比例回流步骤2）的调配池。

本发明优选的方案中，可以在步骤2）所述的调配池前设置事故缓冲池消解事故废水的影响；所述的事故缓冲池的水力停留时间24～48小时。事故缓冲池可以避免生产波动时废水中的有毒醛类物质大幅度变化而对生物处理造成冲击影响。通过设置在线监测仪表及自动阀门控制废水流入事故缓冲池或调节池，保证整套处理工艺的稳定运行。

本发明上述优选的方案中，所述的调节池、事故缓冲池和调配池，分建或者合建；进入调配池的调节池出水量、事故缓冲池出水量及二沉池出水回流量进行定量控制，以便达到合适的甲醛浓度。

本发明优选的方案中，步骤3）所述的厌氧处理系统采用厌氧生物塔反应器，所述的厌氧生物塔反应器内采用分阶段接种和分阶段驯化的方法进行微生物培养。

上述优选的方案中，所述的分阶段接种和分阶段驯化的方法进一步优选以下方法：污泥接种分两次进行，第一次接种污泥并驯化出可以适应并降解甲醛的厌氧微生物，第二次接种污泥补充产甲烷厌氧微生物，并进一步驯化出既能承受一定的甲醛毒性又能产甲烷的厌氧微生物。

本发明优选的方案中，步骤3）所述的厌氧处理系统优选控制CODcr容积负荷≤5kgCOD/m³·d；甲醛容积负荷≤0.8kg FA/m³·d。

本发明优选的方案中，步骤3）所述的好氧处理系统控制BOD₅污泥负荷0.08～0.12kgBOD₅/kg MLSS·d；污泥浓度3500～4000mg/L，曝气供气量与好氧系统进水量的气水比为20～30:1。

本发明优选的方案中，步骤3）所述的厌氧处理系统出水回流至厌氧进水布水管前端，回流比优选1～20倍。

本发明方法所述的高甲醛高浓度有机废水指甲醛浓度大于1000mg/L，COD浓度大于5000mg/L的废水。

步骤1）所述的调节池用以调节各股生产废水的水质和水量，根据生产废水的来源的不同分设多组调节池，各组调节池均采用长方形池体，池体合建。池内设置潜水搅拌机。对于甲醛浓度极高的废水，由于毒性大，需要对废水进行充分的调节。

步骤2）所述的调配池用以对废水进行浓度控制，进入调配池的各调节池出水量、事故缓冲池出水量、二沉池出水回流量必须通过在线仪表定量控制。池内设置潜水搅拌机，对各股废水及回流水充分混合。

步骤3）所述的厌氧系统对COD的去除率达到80%～90%。在厌氧系统中逐渐驯化并培育出高效降解甲醛的微生物，方法是通过小试确定甲醛对厌氧微生物的抑制浓度，工程调试时先以低甲醛浓度进水使厌氧微生物逐渐适应，随后逐渐提高进水浓度对厌氧微生物进行耐甲醛驯化，最终在厌氧系统中培养出可降解甲醛的微生物。

步骤3）所述的好氧系统采用活性污泥法曝气池，水力停留时间根据不同种类高甲醛高浓度有机废水的特点确定。

本发明作为处理高甲醛高浓度有机废水的一种生物处理工艺，与现有技术相比，主要具有以下有益效果：

1.采用生物处理工艺处理高甲醛高浓度有机废水，并将生物处理工艺进行优化组合，通过在调节池和厌氧生物处理系统之间增设调配池，并将二沉池出水回流至调配池等方法对原废水中的有毒物质进行适当稀释并控制其浓度的波动，从整体上显著提高了废水处理的效果。

2.采用高效厌氧生物塔反应器代替传统的厌氧反应池，处理工艺简单，处理效果稳定。运行成本以处理1吨废水计仅需15元，是传统焚烧法的1/33。以一个16万吨丙烯酸及酯生产规模的废水为例，废水水量1000吨/天，COD60,000～80,000mg/L，甲醛6,000mg/L左右。焚烧处理费为500元/吨，日处理费为50万元，年运行300天，则处理费为：1.5亿元。

3.采用本工艺处理费用15元/吨，日处理费1.5万元，年运行300天，则处理费为：450万元。比现有焚烧法节约超过1.4亿元。

4.此外本工艺采用的高效厌氧生物塔反应器每立方米废水可产生的沼气约25立方米，可发电37.5度，收益不少于处理1吨废水14元，基本满足整个污水处理工艺的运行成本。

附图说明

图1为本发明的工艺流程示意图。

具体实施方式

以下通过具体实施例进一步说明本发明。

实施例1

丙烯酸及酯废水水量为182.4m³/d，水质COD60,000mg/L，甲醛6,000mg/L，生活污水水量182.4m³/d，两股废水分别经各自的调节池调节水质水量后用泵定量提升至调配池，调配池出水进入厌氧、好氧生物处理阶段。调节池水力停留时间36h，调配池水力停留时间6h，厌氧处理系统CODcr容积负荷5kgCOD/m³·d；甲醛容积负荷0.5kg FA/m³·d。好氧系统BOD₅污泥负荷0.1kg BOD₅/kg MLSS·d；污泥浓度3,000mg/L，曝气供气量与包括二沉池出水回流后的总混合水量的气水比为22:1。处理后的废水进入二沉池进行泥水分离后，二沉池出水COD100mg/L达到国家污水综合排放标准(GB8978－1996)一级标准。

各工艺段处理水量及出水参数见表1。

表1

工艺段	水量(m³/d)	COD(mg/L)	甲醛(mg/L)	备注
					丙烯酸及酯废水	182.4	60,000	6,000
生活污水	182.4	500	0
					调节池	364.8	20,250	3,000
调配池		8,812	500
					EGSB		2,225	＜5
好氧系统		＜100	0

实施例2

丙烯酸及酯废水水量为1,000m³/d，水质COD60,000mg/L，甲醛6,000mg/L；树脂废水水量45m³/d，水质COD18,000mg/L；邻苯二甲酸二丁酯（DBP）废水量54m³/d，水质COD3,000mg/L；邻苯二甲酸二辛酯（DOP）废水量36m³/d，水质COD15,000mg/L；对苯二甲酸二辛酯(DOPT)废水量111m³/d，水质COD20,000mg/L；生活污水水量400m³/d，水质COD500mg/L；冲地水水量200m³/d，水质COD2,000mg/L。各股废水分别经各自的调节池调节水质水量后用泵定量提升至调配池，调配池出水进入厌氧、好氧生物处理阶段。调节池水力停留时间40h，调配池水力停留时间5h，厌氧处理系统CODcr容积负荷2.9kgCOD/m³·d；甲醛容积负荷0.26kg FA/m³·d，厌氧系统出水回流比9.5倍。好氧系统BOD₅污泥负荷0.11kg BOD₅/kg MLSS·d；污泥浓度3,500mg/L，曝气供气量与包括二沉池出水回流后的总混合水量的气水比为21:1。处理后的废水进入二沉池进行泥水分离后，二沉池出水COD180mg/L达到国家污水综合排放标准(GB8978－1996)三级标准。

各工艺段处理水量及出水参数见表2。

表2

工艺段	水量(m³/d)	COD(mg/L)	甲醛(mg/L)	备注
					丙烯酸及酯废水	1,000	60,000	6,000
树脂废水	45	18,000	0
					邻苯二甲酸二丁酯废水	54	3,000	0
邻苯二甲酸二辛脂废水	36	15,000	0
					对苯二甲酸二辛脂废水	111	20,000	0
生活污水	594	500	0
					冲地水	200	2,000	0
调节池	2,040	31,583	2,941
					二沉池回流水	9,600	180	0
调配池	11,640	5,684	515
					EGSB	31,020	1,000	10
好氧系统	11,640	180	0

Claims

1.一种高甲醛高浓度有机废水的处理方法，包括调节、调配、生物处理步骤，所述的生物处理采用厌氧、好氧系统；其特征在于，具体步骤包括：

1)废水经调节池调节水质和水量，确保后续处理设备及生物处理系统不会受到水量、水质大幅度变化的冲击；

2)步骤1)调节后的废水进入调配池，调配池的水力停留时间6～8小时，通过调配各路回流水与调节池出水的混合，控制废水甲醛浓度小于500mg/L，同时调节pH值至6.5～7.5，并投加氮、磷营养盐，投加比例按BOD₅:N:P＝200:5:1；所述的调配池前设置事故缓冲池消解事故废水的影响；所述的事故缓冲池的水力停留时间24～48小时；

3)步骤2)的调配池出水进入厌氧处理系统，经厌氧处理后的出水以1～20倍回流比，回流至厌氧进水布水管前端，其余进入好氧系统，于所述的好氧系统中在活性污泥法曝气池进行好氧处理；所述的厌氧处理系统采用厌氧生物塔反应器，所述的厌氧生物塔反应器内采用分阶段接种和分阶段驯化的方法进行微生物培养；所述的分阶段接种和分阶段驯化的方法是：污泥接种分两次进行，第一次接种污泥并驯化出可以适应并降解甲醛的厌氧微生物，第二次接种污泥补充产甲烷厌氧微生物，并进一步驯化出既能承受一定的甲醛毒性又能产甲烷的厌氧微生物；所述的厌氧处理系统控制CODcr容积负荷≤5kgCOD/m³·d；甲醛容积负荷≤0.8kg FA/m³·d；所述的好氧处理系统控制BOD₅污泥负荷0.08～0.12kg BOD₅/kg MLSS·d；污泥浓度3500～4000mg/L，曝气供气量与好氧系统进水量的气水比为20～30:1；

4)步骤3)好氧处理后的出水进入二沉池进行泥水分离，污泥回流至步骤3)的好氧系统，出水稳定达标排放，同时按1～10倍的回流比回流至步骤2)的调配池。

2.权利要求1所述的处理方法，其特征在于：所述的调节池、事故缓冲池和调配池，分建或者合建。