CN105948250A - 一种针对废水中三氯卡班去除的新工艺 - Google Patents

Abstract

本发明属于环保技术领域，具体涉及一种在不影响生活废水脱氮除磷的基础上提高废水中新兴污染物三氯卡班的生物处理的新技术。具体为：污水采用连续进水多级厌氧‑缺氧‑好氧处理方式，污水经过1厌氧反应‑2好氧曝气‑3缺氧搅拌‑4好氧曝气‑5缺氧搅拌‑6好氧曝气过程，通过一种改进的CASS反应池。本发明在普通序批式多级厌氧‑好氧‑缺氧工艺的基础上，通过工艺改进，首先污水进水方式为连续流方式，并且在4和6好氧阶段的污泥回流到第3段缺氧阶段。开发出一种适合污水中微量污染物三氯卡班的新技术，对我国新兴污染物的生物处理技术，具有重要的环境生态意义。

Description

一种针对废水中三氯卡班去除的新工艺

技术领域

本发明属于环保技术领域，具体涉及一种适合含有三氯卡班污染物废水处理的新技术。

技术背景

近些年来随着经济增长，化工与医疗事业的快速发展，生活水平的提高，各种化学品包括人或动物使用的处方药和生物制剂、诊断试剂、芳香刻、日光遮蔽剂、洗化消毒剂、驱虫剂、人工合成麝香等被广泛使用。这些日常使用的非常规污染物,统称为药物与个人护理品(PPCP)。其中三氯卡班作为一种重要的抗菌剂，由于它具有杀菌效率高、无毒、不刺激皮肤、不会引起过敏、具有良好的皮肤相容性，被广泛应用在生活中各个领域包括洗涤用品、化妆品、医用消毒剂、空气清新剂、除臭剂等产品中，TCC的大量使用，因此排放到环境中的TCC也日益增多。随着研究的不断深入，TCC呈现出越来越多的负面影响。

研究表明，TCC能够在生物体内大量富集，污染土壤、水体，使得水环境质量恶化，严重威胁人体的身体健康。特别是水体中的TCC的含量在微量元素中占的比例比其他污染物要高很多。目前国内外主要研究三氯卡班对生物的毒性影响。TCC对哺乳动物有慢性毒性，可能干扰哺乳动物繁殖和引起人类高特血红蛋白质。并且TCC对水生生物如鱼类，刚毛藻，蜗牛等也有慢性毒性作用，并存在潜在的生物富集性。由于生物处理法具有投资少、成本低、工艺设备较简单、运行条件平和，特别是能彻底降解污染物而不产生二次污染等特点，自19世纪末出现以来，即成为污水处理工艺的主流技术。世界各国污水处理厂90％以上采用生物处理技术，生物处理方法主要是利用微生物的代谢作用转化污水中的胶体性或溶解性的污染物。而TCC对污水生化处理系统中厌氧菌和需氧菌的代谢有一定的抑制作用。

近些年来，对于三氯卡班的降解主要电芬顿降解法和生物降解。早期试验表明污水中只有20％左右的三氯卡班被降解，其余大部分吸附在污泥上。近些年来对于污水处理中TCC去除率的不稳定性在文献中一直有报道，在生物处理TCC的研究主要在两个方面：(1)提高污水工艺，研发一种专门针对TCC处理工艺，减少TCC在活性污泥中的大量富集；(2)研发TCC的降解机理，筛选出能够降解TCC的微生物菌株。前期实验中发现TCC在生物处理过程中能够与废水中的NO₃ ^-发生耦合反应，生成一种新型污染物，降低TCC在污泥中的富集含量。对于如何使最大程度上利用上述反应，找到一种适合TCC的污水处理工艺目前还没有人提出。

本发明在普通多级厌氧-好氧-缺氧工艺基础上，污水通过连续流进水方式，并将后两段的好氧污泥一部分回流到前面的缺氧段，提高生物处理中NO₃ ^-含量，使得NO₃ ^-能够与TCC发生充分的耦合反应，从而降低了三氯卡班在污泥中富集，提高三氯卡班生物降解效率，对于日化废水的处理具有重要的环境生态意义。

发明内容

本发明的目的是提供具体涉及一种在不影响生活废水脱氮除磷的基础上提高废水中新兴污染物三氯卡班的生物处理的新技术。

本发明采用改进的CSAA有如下装置组成：进水阀1、进水管2、出水阀4、出水管5、曝气装置8，排泥阀6、污泥回流装置、搅拌装置7的反应器3组成。

本发明提出的进水方式采用的是连续流，并且在后两段的好氧污泥一部分污泥回流到前面的缺氧段，提高废水中NO₃ ^-含量。

本发明的技术方案之一是，该技术工艺流程从前到后由如下7个阶段组成：

(1)、厌氧释磷阶段，时间为90-110min

(2)、好氧储能及部分硝化阶段，时间为80-100min；

(3)、缺氧反硝化阶段，时间为50-70min；

(4)、好氧硝化及摄磷阶段，时间为20-40min；

(5)、缺氧反硝化及摄磷阶段，时间为40-60min；

(6)、好氧硝化及摄磷阶段，时间为30-50min；

(7)、间歇排水排泥阶段，时间为70-90min。

本发明的技术方案之二是，

此连续流反应器在运行的过程采用部分污泥回流提高整个系统中硝酸盐含量，格室④和⑥各自15％混合废水依次回流到③格室。

本发明的技术方案之三是，每个周期的运行方法具体步骤如下：

(1)、打开进水阀1，污水从进水管2进入反应器格室①，打开磁力搅拌装置，转速为1000r·min^-1，废水在格室①中的厌氧反应时间为90-110min；

(2)、由于是连续流进水，废水进入格室②，打开空气压缩机好氧曝气，调节流量计使反应器的空气流量为2.5mg/L，好氧曝气时间为80-100min；

(3)、之后废水进入格室③，进行缺氧曝气，打开搅拌装置使反应器中泥水充分混合，搅拌转速为1000r·min^-1，废水在格室③缺氧搅拌时间为50-70min；

(4)、待废水进入格室④之后，在格室④中进行好氧曝气空气流量为3.0mg/L，好氧曝气时间为20-40min；

(5)、好氧结束的废水连续进入格室⑤，在格室⑤中进行缺氧反应，废水缺氧时间为40-60min；

(6)、缺氧搅拌结束后，废水连续进入格室⑥，在格室⑥中进行好氧阶段运行，反应器的空气流量为3.0mg/L，好氧曝气时间为30-50min；

(7)、好氧阶段的废水进入格室⑦中，进行间歇排水；

(8)、在运行的过程中格室④和⑥的15％混合废水依次回流到③格室。

与传统的多级厌氧-好氧-缺氧条件相比，上述运行方法在保持良好的脱氮除磷效果同时可以显著降低污水处理过程中TCC在污泥中的富集含量，提高TCC在废水中的生物处理。

附图说明

附图是本发明采用的生活污水处理装置的一种实施例结构示意图。

图中标号：进水阀1、进水管2、出水阀4、出水管5、曝气装置8，排泥阀6、污泥回流装置、搅拌装置7的反应器3。

具体实施例

下面以模拟城市生活污水和实际污水处理厂市政废水的处理为例对本发明加以说明。

实施例1：

分别用普通序批式多级厌氧-好氧-缺氧工艺与上述运行方法在上述运行装置中处理模拟城市生活污水。碳源主要采用乙酸钠，以氯化铵模拟污水中氨氮，以磷酸二氢钾模拟污水中溶解性磷酸盐，进水COD为300～350mg·L^-1，TN为30～35mg·L^-1，TP为10～12mg·L^-1，TCC浓度15mg·L^-1。稳定运行后，普通序批式多级厌氧-好氧-缺氧工艺结果如下：第三缺氧段中NO₃ ^-的总浓度为15mg/L，最终TN和TP的去除率分别为90.2±2.4％和95.1±0.9％，运行10d后TCC污泥中浓度为10.5mg/L，出水TCC浓度为0.3mg/L。本发明采用的运行方法结果如下：第三缺氧段中NO₃ ^-的总浓度为16.8mg/L，最终TN和TP的去除率分别为91.2±2.1％和97.1±1.8％，运行10d后TCC污泥中浓度为7.5mg/L，出水TCC浓度为0.28mg/L。可见，采用本发明所述的运行方法时，可以提高反应系统中NO₃ ^-的含量，TCC在污泥中富集降低28.3％左右，同时TN与TP的去除效果均没有明显影响。

实施例2：

按实施例1所述装置与所述方法分别处理实际污水处理厂市政废水。进水COD为121-130mg·L^-1，TN为27.9-35.87mg·L^-1，TP为6.7～8.7mg·L^-1，TCC浓度为150ug/L。测得运行三个月后的结果，普通序批式多级厌氧-好氧-缺氧工艺结果如下：第三缺氧段中NO3-的总浓度为25.7mg/L左右，TN和TP的去除率分别为87.2±2.4％和92.1±0.9％，出水TCC浓度为10.09ug/L左右，测得污泥中TCC的浓度10.12mg/kg左右。本发明采用的运行方法稳定后运行三个月结果如下：TN和TP的去除率分别为78.2±2.9％和83.4±1.8％，第三缺氧段中NO₃ ^-的总浓度为40.67mg/L左右，出水TCC浓度为9.87ug/L左右，测得污泥中TCC的浓度8.54mg/kg左右。可见，采用本发明所述的运行方法时，污泥中TCC的富集率降低了15.6％左右，同时TN与TP的去除效果均没有明显影响。

Claims (4)

1.一种适合含三氯卡班污染物废水处理的新技术，采用装有进水阀1、进水管2、出水阀4、出水管5、曝气装置8，排泥阀6、污泥回流装置、搅拌装置7的反应器3，其特征是，该技术工艺流程从前到后由如下7个阶段组成：

(1)、厌氧释磷阶段，时间为90-110min；

(2)、好氧储能及部分硝化阶段，时间为80-100min；

(3)、缺氧反硝化阶段，时间为50-70min；

(4)、好氧硝化及摄磷阶段，时间为20-40min；

(5)、缺氧反硝化及摄磷阶段，时间为40-60min；

(6)、好氧硝化及摄磷阶段，时间为30-50min；

(7)、间歇排水排泥阶段，时间为70-90min。

2.反应池中系统pH值控制在7.0-7.2，系统温度控制在25-27℃，水力停留时间为13h，污泥停留的时间15天。在这个系统处理三氯卡班的最高浓度为9-11mg/L。采用污泥回流保证回流系统中硝态氮维持在3.0mg/L。

3.此连续流反应器在运行的过程采用部分污泥回流提高整个系统中硝酸盐含量，格室④和⑥各自15％混合废水依次回流到③格室。

4.一种在CASS反应器改进中实现污水达标处理的同时能过更有效的降解污水中的三氯卡班污染物的新技术，采用进水阀1、进水管2、出水阀4、出水管5、曝气装置8，排泥阀6、污泥回流装置、搅拌装置7的反应器3，其特征是，按如下步骤进行：

(1)、打开进水阀1，污水从进水管2进入反应器格室①，打开磁力搅拌装置，转速为1000r·min^-1，废水在格室①中的厌氧反应时间为90-110min；

(2)、由于是连续流进水，废水进入格室②，打开空气压缩机好氧曝气，调节流量计使反应器的空气流量为2.5mg/L，好氧曝气时间为80-100min；

(3)、之后废水进入格室③，进行缺氧曝气，打开搅拌装置使反应器中泥水充分混合，搅拌转速为1000r·min^-1，废水在格室③缺氧搅拌时间为50-70min；

(4)、待废水进入格室④之后，在格室④中进行好氧曝气空气流量为3.0mg/L，好氧曝气时间为20-40min；

(5)、好氧结束的废水连续进入格室⑤，在格室⑤中进行缺氧反应，废水缺氧时间为40-60min；

(6)、缺氧搅拌结束后，废水连续进入格室⑥，在格室⑥中进行好氧阶段运行，反应器的空气流量为3.0mg/L，好氧曝气时间为30-50min；

(7)、好氧阶段的废水进入格室⑦中，进行间歇排水；

(8)、在运行的过程中格室④和⑥的15％混合废水依次回流到③格室。