CN105036457B - 一种天然橡胶废水深度处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于工业废水处理技术领域,具体的说是一种天然橡胶废水深度处理方法。天然橡胶废水依次经石灰乳混凝、水解酸化、UASB厌氧、厌氧/兼氧/好氧生化处理，上清液再经混凝和砂滤后所得产水直接作为凝胶加工用水回用，实现天然橡胶加工废水的深度处理零排放。采用本发明方法可有效降解和去除天然橡胶加工废水中的有机物、氨氮、总氮/磷、色度等污染物，为天然橡胶废水的深度处理和产水生产回用提供可行的技术方案。
Description
技术领域
本发明属于工业废水处理技术领域，具体的说是一种天然橡胶废水深度处理方法。
背景技术
天然橡胶加工废水(简称橡胶废水)，主要是以天然胶乳或胶园凝胶为原料生产天然生胶，以及浓缩胶乳和胶清橡胶所排放的废水。根据工艺的不同，天然橡胶加工废水分为乳标废水和凝胶加工废水。但无论哪种废水，其成份都特别复杂，除主要含橡胶乳清外，还有蛋白质、脂类、糖类和无机盐类等，是种高浓度的有机污水。该废水偏酸性，COD浓度特别高，一般的厌氧、好氧处理都不能使其达标；氨氮浓度特别高，必须控制较长污泥龄；硫酸盐浓度高，硫细菌等丝状菌容易生长从而制约其他细菌的生长，因此厌氧池的COD负荷设计值不能过高；该废水的污染物主要是溶解性污染物，污水中的TN、TP特别高。
依据上述特点，目前国内外的处理方法都以生物法为主体对橡胶废水进行处理。国内对橡胶废水的处理主要有以下几种：厌氧-氧化塘自然曝气法；厌氧-活性污泥机械强制曝气氧化法；氧化塘-活性污泥机械强制曝气法；氧化塘自然曝气氧化法；水生生物法等。国外在该种废水处理上推广应用的处理方法有：厌氧塘和兼性塘系统；氧化塘系统；活性污泥法；生物转盘法；地面排放等。
国内学者进行了一些橡胶废水处理方面的研究，包括厌氧氨氧化技术脱氮，无机-有机复合型絮凝剂絮凝技术去除浊度和COD，都局限于对某类污染物的去除，还未见有关橡胶废水深度处理方法及产水回用方面的报导。橡胶加工需水量大，所产废水又不含有毒有害物质，直接排放造成极大浪费，根据乳标废水和凝胶加工废水的水质特点，本发明专利提出一种橡胶废水深度处理方法，依次经石灰乳混凝、水解酸化、UASB厌氧处理的胶乳废水和凝胶废水混合，后经A2/O生化处理、混凝和砂滤，水质达到橡胶加工用水标准，处理过程中无浓水产生，实现了废水零排放，在产水生产回用的同时又能回收沼气能源用于锅炉燃料。
发明内容
本发明的目的是提供一种天然橡胶废水深度处理方法。
为实现上述目的，本发明采用技术方案为：
一种天然橡胶废水深度处理方法，天然橡胶废水依次经石灰乳混凝、水解酸化、UASB厌氧、厌氧/兼氧/好氧生化处理、上清液再经混凝和砂滤。所述经混凝和砂滤处理后所得产水直接作为凝胶加工用水回用，实现天然橡胶加工废水零排放。
所述，在石灰乳混凝沉淀单元中，将废水经石灰乳调节废其pH值7.5-8，而后以150r/min快速搅拌30-60s，再以75r/min慢速搅拌15-20min(以泥水搅动起来为准)，自由沉降30-50min，使废水经石灰乳混凝去除胶体和细微悬浮物，降低原水的浊度、色度、TP，并可去除多种有机污染物。
所述经石灰乳混凝沉淀处理的废水进入水解酸化处理单元中，以潜流搅拌的方式使泥水充分混合，控制DO<0.5mg/L，pH值6.5-7.5，温度32-35℃，停留时间24-48h，进一步使废水中的大分子有机物质降解为小分子，固体物质降解为溶解性物质。
所述经水解酸化处理后废水流经UASB处理单元进水有机物浓度4500-5500mg/L，DO＜0.2mg/L，回流比2-3，pH值6.8-7.2，温度32-35℃，水力停留时间为24-48h，使大部分溶解性有机物得以生化去除，并将有机氮进一步转化成氨氮。
所述经UASB处理后的废水进入厌氧/兼氧/好氧(A/A/O)生化处理单元；废水首先流经厌氧池，以潜水低速推流机推动混合液使泥水充分混合，水力停留时间取18-24h，DO＜0.2mg/L，温度32-35℃，pH值6.8-7.5，MLSS2.5-3.5g/L；废水经厌氧池后进入缺氧池，以潜水低速推流器推动混合液使泥水充分混合，水力停留时间取18-24h，DO＜0.5mg/L，温度32-35℃，pH值6.8-7.5，MLSS3-3.5g/L；最后，废水进入好氧池，水力停留时间取18-24h，以鼓风曝气机充氧并使泥水混合均匀，DO控制在2-4mg/L，温度32-35℃，PH值7-7.5，MLSS3-4g/L。
所述废水流经A/A/O生化处理单元后经聚铝混凝处理，聚铝混凝沉淀单元中投加20-30mg/L的聚铝，并调节废水的pH值7-8，同时以150/min快速搅拌30-60s，再以75r/min慢速搅拌15-20min，使废水自由沉降30-50min。
所述经聚铝混凝沉淀单元中沉淀后废水的上清液进入采用石英砂为滤料的砂滤单元，以滤速7-9m/h，水洗强度8-10L/S·m2，气洗强度10-15L/S·m2，压力0.05-0.07MPa，并保持滤床横断面空隙率均匀、纵断面梯度合理的条进行下进行过滤处理。
所述石英砂滤料粒径为0.5-1.2mm，不均匀系数为2。
本专利采用对橡胶废水进行深度处理，提出了深度处理工艺流程，并将橡胶深度处理产水回用于橡胶加工，还可以回收沼气，且无浓水排放，实现了零排放。
本发明所具有的优点为：
(1)本发明采用石灰乳混凝沉淀可以去除胶乳加工废水中的胶体和细微悬浮物，降低原水的色度、TP，并可去除多种有机污染物，减轻后续工艺处理负荷，维持系统处理的高效性和稳定性。
(2)本发明采用水解酸化可以将高浓有机废水中的大分子有机物质降解为小分子，即在大量水解细菌、酸化菌作用下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的过程，从而改善废水的可生化性；水中SS高时，水解菌通过胞外粘膜将其捕捉，胞外酶将其水解成分子断片再进入胞内代谢，不完全的代谢可以使SS成为溶解性有机物，改善水质浊度；由于充分的氨化作用，水解酸化后出水氨氮比进水有所增加；由于同化作用、硝化反硝化作用，凯氏氮及总氮浓度降低；水解酸化和其它工艺组合可以降低处理成本，提高处理效率。
(3)本发明采用UASB工艺不用吸附载体就能形成沉降性能良好的颗粒状污泥，泥龄长，运行稳定性好，适用范围广，可处理高、中、低浓有机废水，对高浓有机废水更有优势；可在高温、中温甚至低温下稳定运行，能耗低，产泥量少，提供大量的生物能沼气；容积负荷率高。
(4)本发明采用A/A/O工艺是厌氧-缺氧-好氧工艺的简称，在厌氧段，聚磷菌释放磷并吸收低级脂肪酸等易降解的有机物，同时对部分有机物进行氨化；缺氧段首要功能是脱氮；好氧段功能是多重的，去除BOD5、硝化和吸收磷，厌氧/缺氧区除完成脱氮除磷外，兼顾废水酸化水解提高废水可生化性的目的。
(5)混凝工艺可以将废水中的微小粒径的悬浮物和胶体物质通过压缩双电层、电性中和、吸附架桥、网捕或卷扫作用而去除，混凝沉淀不但可以去除废水中的粒径为10-3-10-6mm的细小悬浮颗粒，而且还能够去除色度、油分、微生物、氮和磷等富营养物质、重金属以及有机物等。
(6)本发明采用砂滤工艺可以截留水中的大分子固体颗粒和胶体，为产水回用提供保障。
附图说明
图1为本发明实施例提供的橡胶废水深度处理回用及零排放工艺流程的示意框图。
具体实施方式
实施例说明：
本发明待处理源水为海南中化二厂天然橡胶胶乳加工废水、凝胶加工废水，其中，胶乳加工废水COD浓度特别高，一般的厌氧好氧处理不能使其达标，必须采用高效厌氧装置。首先，胶乳加工废水经石灰乳混凝去除胶体和细微悬浮物，降低原水的浊度、色度、TP，并可去除多种有机污染物，为后续生化处理减轻压力，再经水解酸化池将废水中的大分子有机物质降解为小分子，固体物质降解为溶解性物质，经UASB厌氧生化去除水解酸化池出水中大部分溶解性有机物，并将有机氨进一步转化成氨氮，该出水与初沉低浓度凝胶废水在综合调节池内进行水量和水质的调节，包括污水pH值、水温，预曝气等。综合废水进入A/A/O池进行厌氧/兼氧/好氧生化处理，同步去除BOD5、SS、TN、TP，厌氧/缺氧区除完成脱氮除磷外，兼顾废水酸化水解提高废水可生化性的目的，好氧区去除主要有机污染物；经A/A/O生化处理后废水进入二沉池，上清液再经混凝和砂滤后，产水进行凝胶加工用水回用，实现天然橡胶加工废水深度处理零排放。
实施例：
如图1所示，以海南中化橡胶二厂胶乳加工废水为研究对象，进行深度处理：
(1)石灰乳混凝处理胶乳加工废水：将海南中化橡胶二厂胶乳加工废水进入混凝处理单元，向处理单元中投加混凝剂，混凝剂为石灰乳或石灰乳和聚铝，以150r/min快速搅拌30-60s，再以75r/min慢速搅拌15-20min，自由沉降30-50min，对处理后废水以CODcr、TP、沉渣量为测试指标，筛选混凝剂类型及用量(参见表1)，其中，石灰乳加入量为使待处理废水的pH值达到7-8，且石灰乳为质量体积比为10％的乳剂。所述海南中化橡胶二厂胶乳加工废水中水质为pH值5-6，SS400mg/L，CODcr8000mg/L，NH3-N218mg/L，TN582mg/L，TP 256mg/L。
表1混凝处理胶乳加工废水
实验结果见表1，石灰乳混凝除磷效果显著，由总磷量256mg/L降低至123mg/L，总磷去除率达52％，COD去除率为12％，且本实施例中加入石灰乳后废水PH值提高到7.5左右，满足生化处理条件，但沉渣量较大。在石灰乳处理后，再投加聚铝混凝沉淀，污染物的去除效果变化不大，高浓度胶乳加工废水的混凝处理为石灰乳混凝沉淀。
(2)水解酸化处理胶乳加工废水：废水经石灰乳沉淀后，水质为PH值7-8，CODcr为7000-7700mg/L，SS80-90mg/L，NH3-N250mg/L，TN420mg/L，TP125mg/L；而后废水进入水解酸化池，水力停留时间为24-48h，温度32-35℃，溶解氧控制在0.5mg/L以下，潜水搅拌使泥水充分混合。水解酸化处理后出水水质PH值6.5-7，CODcr为4500-5500mg/L，NH3-N235mg/L，TN400mg/L，TP120mg/L，SS50-60mg/L。
(3)UASB厌氧装置处理胶乳加工废水：废水经石灰乳混凝、水解酸化后，采用UASB厌氧生化处理，接种市政污水处理厂二沉池污泥，污泥的填充量为UASB反应器容积的40％，回流比为3，pH值6.8-7.2，温度32-35℃。经石灰乳混凝、水解酸化后的废水进入UASB厌氧生化处理单元时有机物浓度4500-5500mg/L，经水力停留时间为48h后，出水水质为有机物浓度800-1000mg/L，SS50-100mg/L，NH3-N230mg/L，TN350-450mg/L，TP100-150mg/L。
(4)A/A/O生化处理工艺：经石灰乳混凝-水解酸化-UASB处理后的胶乳废水与凝胶废水混合后进入A2O生化处理单元，水质为PH值6.8-7.5，CODcr为300-900mg/L，SS200-600mg/L，TP20-30mg/L，NH3-N60-180mg/L。在综合调节池内进行水量和水质的调节，综合废水进入A/A/O池进行厌氧/兼氧/好氧生化处理。
首先在厌氧池水力停留时间取18-24h，DO＜0.2mg/L，PH值6.8-7.5，MLSS2.5-3.5g/L；缺氧池水力停留时间18-24h，DO＜0.5mg/L，PH值6.8-7.5，MLSS3-3.5g/L；好氧池水力停留时间取18-24h，设置鼓风曝气机充氧和泥水混合，DO2-4mg/L，PH值7-7.5，MLSS3-4g/L；厌氧池和缺氧池均采用潜水低速推流器推动泥水混合，厌氧池、缺氧池和好氧池池温均为32-35℃，出水水质为PH值6.8-7.5，CODcr为13-46mg/L，SS 10-55mg/L，NH3-N0mg/L，TN0-5mg/L，TP2-10mg/L。
(5)聚铝混凝沉淀深度处理工艺：综合废水经厌氧-缺氧-好氧处理后，废水水质总磷浓度稍高，采用混凝工艺处理，投加20-30mg/L的聚铝，并采用氢氧化钠溶液调节废水pH值7-8，150r/min快速搅拌30s，75r/min慢速搅拌15min，自由沉降30-50min；出水水质为TP0-0.5mg/L，色度2-10。
(6)砂滤深度处理工艺：经聚铝混凝沉淀深度处理的废水流入砂滤处理单元，填料为粒径为0.5-1.2mm，不均匀系数为2的石英砂，在9m/h的废水滤速，8-10L/S·m2水洗强度，10-15L/S·m2气洗强度，0.05-0.07MPa压力，并保持滤床横断面空隙率均匀、纵断面梯度合理的条进行下进行过滤处理，滤后废水水质为pH值7，SS0-5mg/L。
将上述橡胶废水处理后的产水直接回用于橡胶生产加工，产水水质为pH值6.5-7、CODcr10-30mg/L、SS 0-5mg/L、NH3-N0mg/L、TN0-5mg/L、TP0-0.5mg/L、色度2-8，完全符合橡胶加工生产用水要求。采用本发明中的橡胶废水集成方法处理橡胶废水，能耗少、成本低、且产生的沼气能源可利用、无因采用膜装置而产生浓水，达到了废水处理后完全回用及零排放，这对于用水量大的橡胶初加工行业来说，有利于节约水资源，降低生产成本，提高生产效益。
Claims (8)
1.一种天然橡胶废水深度处理方法，其特征在于：天然橡胶废水依次经石灰乳混凝、水解酸化、UASB厌氧、厌氧/兼氧/好氧生化处理、上清液再经混凝和砂滤；
经UASB处理后的废水进入厌氧/兼氧/好氧生化处理单元；在厌氧池，潜水低速推流机推动混合液使泥水充分混合，水力停留时间取18‐24h，DO＜0.2mg/L，温度32‐35℃，pH值6.8‐7.5，MLSS2.5‐3.5g/L；废水经厌氧池后进入缺氧池，潜水低速推流器推动混合液使泥水充分混合，水力停留时间取18‐24h，DO＜0.5mg/L，温度32‐35℃，pH值6.8‐7.5，MLSS3‐3.5g/L；最后，废水进入好氧池，水力停留时间取18‐24h，鼓风曝气充氧并使泥水混合均匀，DO控制在2‐4mg/L，温度32‐35℃，PH值7‐7.5，MLSS3‐4g/L。
2.按权利要求1所述的天然橡胶废水深度处理方法，其特征在于：所述经混凝和砂滤处理后所得产水直接作为凝胶加工用水回用。
3.按权利要求1所述的天然橡胶废水深度处理方法，其特征在于：在石灰乳混凝沉淀单元中，将废水经石灰乳调节其pH值7.5‐8，而后以150r/min快速搅拌30‐60s，再以75r/min慢速搅拌15‐20min，自由沉降30‐50min。
4.按权利要求1所述的天然橡胶废水深度处理方法，其特征在于：经石灰乳混凝沉淀处理的废水进入水解酸化处理单元中，以潜流搅拌的方式使泥水充分混合，控制DO<0.5mg/L，pH值6.5‐7.5，温度32‐35℃，停留时间24‐48h。
5.按权利要求1所述的天然橡胶废水深度处理方法，其特征在于：所述经水解酸化处理后废水流经UASB处理单元，DO＜0.2mg/L，回流比2‐3，pH值6.8‐7.2，温度32‐35℃，水力停留时间为24‐48h。
6.按权利要求1所述的天然橡胶废水深度处理方法，其特征在于：所述废水流经A/A/O生化处理单元后经聚铝混凝处理，聚铝混凝沉淀单元中投加20‐30mg/L的聚铝，并调节废水的pH值7‐8，同时以150r/min快速搅拌30‐60s，再以75r/min慢速搅拌15‐20min，自由沉降30‐50min。
7.按权利要求6所述的天然橡胶废水深度处理方法，其特征在于：所述经聚铝混凝沉淀单元中沉淀后废水的上清液进入采用石英砂为滤料的砂滤单元，滤速7‐9m/h，水洗强度8‐10L/S·m2，气洗强度10‐15L/S·m2，压力0.05‐0.07MPa。
8.按权利要求7所述的天然橡胶废水深度处理方法，其特征在于：所述石英砂滤料粒径为0.5‐1.2mm，不均匀系数为2。
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