CN106007208A - 一种化工废水净化处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种化工废水净化处理方法，包括如下步骤：(a)预处理；(b)反应沉淀；(c)生物处理；(d)混合搅拌；(e)二级生化处理；(f)最终沉淀；(g)消毒排放。本发明解决了废水处理投资大、成本高的问题，具有经济有效，将废水的危害降到最低，废水适应性广、处理效果好等优点。

Description

一种化工废水净化处理方法
技术领域
本发明涉及一种化工废水净化处理方法。
背景技术
我国化工工业快速发展造成了许多工业废水的排放不当，工业废水中含有大量的有毒物质不仅污染了城市的环境，也对人们的生活产生了巨大的影响，严重威胁到了人们的生活和身体健康。为了确保化工工业的长久发展，促进城市建设的进一步发展，这就要求加强化工工业废水的处理，提高工业废水处理后的回首利用率。要保证工业污水的排放满足安全性要求，就需要加强污染源对废水排放的控制，采取合理新型的技术收到提高废水的综合回收利用。
化工废水中的色度、悬浮物浓度和COD化学需氧量等污染指数都很高，且由于废水的水质和水量都不稳定，较难处理。通常的废水处理方法采用生物化学方法，但在实际运行过程中往往处理效果不理想，其主要原因是废水中污染物成分复杂、水量变化大，更有某些废水处理工艺中采用的添加剂不利于生物反应菌种的生长，所以采用这些方法难以使废水做到达到回用或排放标准。
发明内容
本发明目的在于解决现有技术中存在的上述技术问题，提供一种化工废水净化处理方法，解决了废水处理投资大、成本高的问题，具有经济有效，将废水的危害降到最低，废水适应性广、处理效果好等优点。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种化工废水净化处理方法，其特征在于包括如下步骤：
(a)预处理：将进水箱中的废水通过第一蠕动泵打入到初级沉淀池内，初级沉淀池中预置有絮凝剂，预处理时间为0.5h～1h，然后将预处理后的废水打入到第一蓄水池中，向第一蓄水池中投入铁粉，静置时间为0.5h～1h，然后再投入0.3g～0.5g的活性炭，静置时间为0.5h～1h，加铁粉对废水脱色效果明显，可提高废水的可生化性，铁粉与废水生成的Fe2+具有较高的絮凝活性，可吸附凝聚废水中原有的悬浮物，进一步去除色度，铁和废水发生还原反应后还可提高废水的pH，从而减少后期中和剂的投加量，利用活性炭的吸附能力，去除废水中的大部分色素及悬浮颗粒，达到初步过滤效果；
(b)反应沉淀：将第一蓄水池中的上清液用压力泵打入到高位调整槽中，通过在线pH仪的监控，自动投加浓度为1.5mol/L的NaOH溶液，调整pH至8～8.5，由高位调整槽的上部自流入的反应池中，液体在反应池中呈推流态至出水，同时用水泵进行搅拌，每隔0.5h运行一次，反应池中装有铁刨花，填充率为75％，铁刨花山铁素体和炭化铁构成，与废水发生混合反应，生成的具有较强絮凝作用的Fe(OH)3沉淀，将废水中的悬浮固体和胶体等凝聚沉淀，同时吸附大量可溶性有机污染物一起沉淀，使废水得到净化，且铁刨花是金属工件加工的废料，变废为宝，节省成本；
(c)生物处理：反应池的出水由第二蠕动泵打入到厌氧消化池中，厌氧消化池内装接种污泥量为3L，接种污泥浓度为1.2～1.5g/L，并内挂有悬浮填料，废水在厌氧消化池中的停留时间为12h～14h，采用水浴加热法，控制废水温度在32℃～35℃，厌氧消化池出水顶部自流入曝气池中，曝气池中的溶解氧控制在为5～8mg/L，温度控制在25℃～28℃，池内装接种污泥量为5L，接种污泥浓度为1.8～2.0g/L，废水在曝气池中的停留时间控制在22h～24h，每隔2h小时测定一次出水的COD值，在厌氧消化池中，通过厌氧微生物的新陈代谢，将大分子有机物分解为小分子有机物，提高废水的可化性，并降低COD值；曝气作用能提高废水中的溶解氧含量，使废水保持好氧状态，供给污泥中的好氧微生物，好氧微生物产生代谢吸附废水中的有机污染物，进行进一步降解，曝气搅动比水力搅拌更强，增大接触面积，去除COD效果更好；合理增加废水在厌氧消化池和曝气池中的水力停留时间，增加污泥与废水的接触时间，能够增大COD的降低幅度，且对处理后废水的水质稳定有一定的促进作用；
(d)混合搅拌：将经过曝气池处理后的废水引入到搅拌池中，同时打开磁力搅拌器进行搅拌，搅拌时间为0.3h～0.5h，磁力搅拌器的转速为100～120r/min，将沉淀下来的污泥絮凝体经第二蠕动泵打回到曝气池中，搅动废水，使得污泥絮凝体随着水流作用发生运动，便于沉降下来，经第二蠕动泵打回到曝气池中再次使用，提高利用率，节省成本；
(e)二级生化处理：将搅拌池的出水由循环泵加压后打入到膜生物反应器中，在压力作用下废水经膜组件上的微滤膜过滤出水，通过出水泵将过滤后的废水抽出至二级沉淀池中，将废水进行二次过滤分离，废水中的悬浮物及溶质无法通过，只有水通过，从而降低废水中的COD值，膜组件的设置大大提高了固液分离的能力，由于膜组件的过滤作用，微生物被完全截留在膜生物反应器中，实现了水力停留时间与污泥泥龄的彻底分离，消除了传统污泥法中污泥膨胀问题，具有对污染物去除效率高、硝化能力强，可同时进行硝化、反硝化、脱氮效果好、出水水质稳定、剩余污泥产量低、设备紧凑、操作简单等优点；
(f)最终沉淀：取二级沉淀池中的水样总共2000ml,分别加入到4个1L的烧杯中，然后加入石灰水，将pH调到6～7，加入50ml不同浓度的H2O2溶液，搅拌时间为10～15min，然后静置0.5h～1h，用针筒抽取每只烧杯的上清液，测定其COD和色度，得出H2O2溶液的最佳浓度，然后向二级沉淀池投入该浓度的H2O2溶液，反应时间控制在2h～2.5h，最后将处理后的废水出水至排放池，利用H2O2的强氧化性，使得难降解的有机物被氧化分解，转变为不溶性物质或小分子物质，从而降低废水的COD值和色度，出水水质大大改善；
(g)消毒排放：采用虹吸管投药方式，向排放池中投入次氯酸钠溶液，分三次投放，每次间隔0.5h，同时进行搅拌，有效氯的用量为60mg/L，投放完后静置1.5h～2h，然后将消毒后的废水进行排放，并在排放池的出水口处进行余氯测定，采用次氯酸钠溶液消毒废水的方法，防止排放的废水造成再次污染，该方法的原材料采购方便，通常由生产厂家用罐车或桶装供给用户，价格便宜，使用安全，贮存方便，投配设备简单，大大降低投资和运行成本，进行余氯测定防止氯含量超标，造成污染，需达到国家规定的排放标准后，才可将废水排出。
进一步，步骤(a)中的初级沉淀池设有筛板，筛板将初级沉淀池均分为三格，废水在流动过程中，混入的直径较大的悬浮物、颗粒物被筛板阻挡，然后会在初级沉淀池中沉淀下来，达到初级分离杂质的效果。
进一步，步骤(c)中曝气池连接有砂芯曝气头，砂芯曝气头的供气量为10～15L/min，砂芯曝气头发挥曝气作用，能提高废水中的溶解氧含量，使废水保持好氧状态，防止废水黑、臭现象的发生，利于曝气池中好氧生物的生长，提高降解效率。
进一步，步骤(c)中的悬浮填料包括壳体和内置体，壳体是由高分子聚合物制成，内置体是由聚乙烯制成的刨花团状物，该悬浮填料不受温度变化影响，具有较强的适应能力，悬浮填料作为厌氧微生物生长所依附的载体，在厌氧消化池中形成缺氧、好氧环境并存的复杂环境，丰富了生物相，能保持较高的工作效率，从而提高废水的处理效果，根据合理的水力停留时间，能大幅度降低COD值，可行性好。
本发明由于采用了上述技术方案，具有以下有益效果：
本发明通过预处理的初步过滤、一级反应沉淀、厌氧微生物降解、好氧微生物水解、二级生物过滤分离、二级反应沉淀和消毒排放等处理后，将废水中的大直径悬浮物、颗粒物、色度和有机物经吸附、沉淀、重吸附降解后去除，最后进行消毒处理，达到国家规定的排放标准后将废水排出，杂质去除率高、效果好，净化能力强；本发明解决了废水处理投资大、成本高的问题，具有经济有效，将废水的危害降到最低，废水适应性广、处理效果好等优点。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明：
图1为本发明一种化工废水净化处理方法的流程示意图。
图中：1-进水箱；2-第一蠕动泵；3-初级沉淀池；4-筛板；5-第一蓄水池；6-压力泵；7-高位调整槽；8-反应池；9-第二蠕动泵；10-厌氧消化池；11-悬浮填料；12-曝气池；13-砂芯曝气头；14-搅拌池；15-固定基座；16-循环泵；17-膜生物反应器；18-膜组件；19-出水泵；20-二级沉淀池；21-排放池。
具体实施方式
如图1所示，一种化工废水净化处理方法，包括如下步骤：
(a)预处理：将进水箱1中的废水通过第一蠕动泵2打入到初级沉淀池3内，初级沉淀池3设有筛板4，筛板4将初级沉淀池3均分为三格，废水在流动过程中，混入的直径较大的悬浮物、颗粒物被筛板4阻挡，然后会在初级沉淀池3中沉淀下来，达到初级分离杂质的效果。初级沉淀池3中预置有絮凝剂，该类絮凝剂为红平红球菌絮凝剂NOC-1，是一种高效、廉价、无毒、无二次污染的生物絮凝剂，可使废水中不易降解的固体悬浮颗粒凝聚，方便过滤去除。预处理时间为0.5h～1h，然后将预处理后的废水打入到第一蓄水池5中，第一蓄水池5的规格为Φ500mm*800mm，容积为40L，向第一蓄水池5中投入铁粉，静置时间为0.5h～1h，然后再投入0.3g～0.5g的活性炭，静置时间为0.5h～1h，加铁粉对废水脱色效果明显，可提高废水的可生化性，铁粉与废水生成的Fe2+具有较高的絮凝活性，可吸附凝聚废水中原有的悬浮物，进一步去除色度，铁和废水发生还原反应后还可提高废水的pH，从而减少后期中和剂的投加量，利用活性炭的吸附能力，去除废水中的大部分色素及悬浮颗粒，达到初步过滤效果。
(b)反应沉淀：将第一蓄水池5中的上清液用压力泵6打入到高位调整槽7中，通过在线pH仪的监控，自动投加浓度为1.5mol/L的NaOH溶液，调整pH至8～8.5，由高位调整槽7的上部自流入容积为0.8L的反应池8中，液体在反应池8中呈推流态至出水，同时用水泵进行搅拌，每隔0.5h运行一次，反应池8中装有铁刨花，填充率为75％，搅拌水体使得混合均匀，增大接触面积，铁刨花山铁素体和炭化铁构成，与废水发生混合反应，生成的具有较强絮凝作用的Fe(OH)3沉淀，将废水中的悬浮固体和胶体等凝聚沉淀，同时吸附大量可溶性有机污染物一起沉淀，使废水得到净化，且铁刨花是金属工件加工的废料，变废为宝，节省成本。
(c)生物处理：反应池8的出水由第二蠕动泵9打入到厌氧消化池10中，厌氧消化池10内装接种污泥量为3L，接种污泥浓度为1.2～1.5g/L，并内挂有悬浮填料11，悬浮填料11的堆积体积为5L，悬浮填料11包括壳体和内置体，壳体是由高分子聚合物制成，内置体是由聚乙烯制成的刨花团状物，该悬浮填料11不受温度变化影响，具有较强的适应能力，悬浮填料11作为厌氧微生物生长所依附的载体，在厌氧消化池10中形成缺氧、好氧环境并存的复杂环境，丰富了生物相，能保持较高的工作效率，从而提高废水的处理效果，根据合理的水力停留时间，能大幅度降低COD值，可行性好。废水在厌氧消化池10中的停留时间为12h～14h，采用水浴加热法，控制废水温度在32℃～35℃，在厌氧消化池10中，通过厌氧微生物的新陈代谢，将大分子有机物分解为小分子有机物，提高废水的可化性，并降低COD值。
废水经厌氧消化池10出水顶部自流入曝气池12中，曝气池12的规格为380mm*160mm*225mm，曝气池12连接有砂芯曝气头13，砂芯曝气头13的供气量为10～15L/min，砂芯曝气头13发挥曝气作用，能提高废水中的溶解氧含量，使废水保持好氧状态，防止废水黑、臭现象的发生，利于曝气池12中好氧生物的生长，提高降解效率。曝气池12中的溶解氧控制在为5～8mg/L，温度控制在25℃～28℃，池内装接种污泥量为5L，接种污泥浓度为1.8～2.0g/L，污泥容积指数控制在100ml/g，废水在曝气池12中的停留时间控制在22h～24h，每隔2h小时测定一次出水的COD值，曝气作用能提高废水中的溶解氧含量，使废水保持好氧状态，供给污泥中的好氧微生物，好氧微生物产生代谢吸附废水中的有机污染物，进行进一步降解，曝气搅动比水力搅拌更强，增大接触面积，去除COD效果更好；合理增加废水在厌氧消化池10和曝气池12中的水力停留时间，增加污泥与废水的接触时间，能够增大COD的降低幅度，且对处理后废水的水质稳定有一定的促进作用。如表1为曝气与不曝气条件下废水处理的对比试验效果：
表1为曝气与不曝气条件下废水处理的对比试验效果
从表1可以看出，在曝气条件下，废水的COD和色度的去除率明显提高，效果更好。
(d)混合搅拌：将经过曝气池12处理后的废水引入到搅拌池14中，同时打开磁力搅拌器15进行搅拌，搅拌时间为0.3h～0.5h，磁力搅拌器15的转速为100～120r/min，将沉淀下来的污泥絮凝体经第二蠕动泵9打回到曝气池12中，搅动废水，使得污泥絮凝体随着水流作用发生运动，便于沉降下来，经第二蠕动泵9打回到曝气池12中再次使用，提高利用率，节省成本。
(e)二级生化处理：将搅拌池14的出水由循环泵16加压后打入到膜生物反应器17中，在压力作用下废水经膜组件18上的微滤膜过滤出水，通过出水泵19将过滤后的废水抽出至二级沉淀池20中，将废水进行二次过滤分离，废水中的悬浮物及溶质无法通过，只有水通过，从而降低废水中的COD值，膜组件18的设置大大提高了固液分离的能力，由于膜组件18的过滤作用，微生物被完全截留在膜生物反应器17中，实现了水力停留时间与污泥泥龄的彻底分离，消除了传统污泥法中污泥膨胀问题，具有对污染物去除效率高、硝化能力强，可同时进行硝化、反硝化、脱氮效果好、出水水质稳定、剩余污泥产量低、设备紧凑、操作简单等优点。
(f)最终沉淀：取二级沉淀池20中的水样总共2000ml,分别加入到4个1L的烧杯中，然后加入石灰水，将pH调到6～7，加入50ml不同浓度的H2O2溶液，搅拌时间为10～15min，然后静置0.5h～1h，用针筒抽取每只烧杯的上清液，测定其COD和色度，得出H2O2溶液的最佳浓度，然后向二级沉淀池20投入该浓度的H2O2溶液，反应时间控制在2h～2.5h，最后将处理后的废水出水至排放池21，利用H2O2的强氧化性，使得难降解的有机物被氧化分解，转变为不溶性物质或小分子物质，从而降低废水的COD值和色度，出水水质大大改善。如表2为不同浓度的H2O2溶液的反应效果：
如表2为不同浓度的H2O2溶液的反应效果
从表2可以看出，随着H2O2溶液的浓度的增大，废水中的COD值和色度明显下降，到一定浓度时，COD值下降幅度减小，色度不再下降。
(g)消毒排放：采用虹吸管投药方式，向排放池21中投入次氯酸钠溶液，分三次投放，每次间隔0.5h，同时进行搅拌，有效氯的用量为60mg/L，投放完后静置1.5h～2h，然后将消毒后的废水进行排放，并在排放池21的出水口处进行余氯测定，采用次氯酸钠溶液消毒废水的方法，防止排放的废水造成再次污染，该方法的原材料采购方便，通常由生产厂家用罐车或桶装供给用户，价格便宜，使用安全，贮存方便，投配设备简单，大大降低投资和运行成本，进行余氯测定防止氯含量超标，造成污染，需达到国家规定的排放标准后，才可将废水排出。
为了能够提高化工废水处理工艺的工作效率，应该针对性的强化化工废水处理工艺的预防措施，从源头上降低化工废水处理的难度。比如，化工企业应该降低化工废水的处理量，及时进行分流处理，采用先进的技术手段以及生产设备，改变传统的生产工艺，提高水资源的利用效率，降低污染物的排放量，改进工艺设备的工作性能，让化工废水进行均和，回收有用的物质等。尤其是对于造纸行业的工业废水处理来说，必须大幅度的提高水资源的利用效率，在生产过程中应用循环水，减少水资源的耗费量，降低工废水的排放量。
本发明通过预处理的初步过滤、一级反应沉淀、厌氧微生物降解、好氧微生物水解、二级生物过滤分离、二级反应沉淀和消毒排放等处理后，将废水中的大直径悬浮物、颗粒物、色度和有机物经吸附、沉淀、重吸附降解后去除，最后进行消毒处理，达到国家规定的排放标准后将废水排出，杂质去除率高、效果好，净化能力强；本发明解决了废水处理投资大、成本高的问题，具有经济有效，将废水的危害降到最低，废水适应性广、处理效果好等优点。
以上仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此。任何以本发明为基础，为解决基本相同的技术问题，实现基本相同的技术效果，所作出的简单变化、等同替换或者修饰等，皆涵盖于本发明的保护范围之中。

Claims (4)

1.一种化工废水净化处理方法，其特征在于包括如下步骤：
(a)预处理：将进水箱中的废水通过第一蠕动泵打入到初级沉淀池内，初级沉淀池中预置有絮凝剂，预处理时间为0.5h～1h，然后将预处理后的废水打入到第一蓄水池中，向第一蓄水池中投入铁粉，静置时间为0.5h～1h，然后再投入0.3g～0.5g的活性炭，静置时间为0.5h～1h；
(b)反应沉淀：将第一蓄水池中的上清液用压力泵打入到高位调整槽中，通过在线pH仪的监控，自动投加浓度为1.5mol/L的NaOH溶液，调整pH至8～8.5，由高位调整槽的上部自流入反应池中，液体在反应池中呈推流态至出水，同时用水泵进行搅拌，每隔0.5h运行一次，反应池中装有铁刨花，填充率为75％；
(c)生物处理：反应池的出水由第二蠕动泵打入到厌氧消化池中，厌氧消化池内装接种污泥量为3L，接种污泥浓度为1.2～1.5g/L，并内挂有悬浮填料，废水在厌氧消化池中的停留时间为12h～14h，采用水浴加热法，控制废水温度在32℃～35℃，厌氧消化池出水顶部自流入曝气池中，曝气池中的溶解氧控制在为5～8mg/L，温度控制在25℃～28℃，池内装接种污泥量为5L，接种污泥浓度为1.8～2.0g/L，废水在曝气池中的停留时间控制在22h～24h，每隔2h小时测定一次出水的COD值；
(d)混合搅拌：将经过曝气池处理后的废水引入到搅拌池中，同时打开磁力搅拌器进行搅拌，搅拌时间为0.3h～0.5h，磁力搅拌器的转速为100～120r/min，将沉淀下来的污泥絮凝体经第二蠕动泵打回到曝气池中；
(e)二级生化处理：将搅拌池的出水由循环泵加压后打入到膜生物反应器中，在压力作用下废水经膜组件上的微滤膜过滤出水，通过出水泵将过滤后的废水抽出至二级沉淀池中；
(f)最终沉淀：取二级沉淀池中的水样总共2000ml,分别加入到4个1L的烧杯中，然后加入石灰水，将pH调到6～7，加入50ml不同浓度的H2O2溶液，搅拌时间为10～15min，然后静置0.5h～1h，用针筒抽取每只烧杯的上清液，测定其COD和色度，得出H2O2溶液的最佳浓度，然后向二级沉淀池投入该浓度的H2O2溶液，反应时间控制在2h～2.5h，最后将处理后的废水出水至排放池；
(g)消毒排放：采用虹吸管投药方式，向排放池中投入次氯酸钠溶液，分三次投放，每次间隔0.5h，同时进行搅拌，有效氯的用量为60mg/L，投放完后静置1.5h～2h，然后将消毒后的废水进行排放，并在排放池的出水口处进行余氯测定。
2.根据权利要求1所述的一种化工废水净化处理方法，其特征在于：步骤(a)中的所述初级沉淀池设有筛板，所述筛板将所述初级沉淀池均分为三格。
3.根据权利要求1所述的一种化工废水净化处理方法，其特征在于：步骤(c)中所述曝气池连接有砂芯曝气头，所述砂芯曝气头的供气量为10～15L/min。
4.根据权利要求1所述的一种化工废水净化处理方法，其特征在于：步骤(c)中的所述悬浮填料包括壳体和内置体，所述壳体是由高分子聚合物制成，所述内置体是由聚乙烯制成的刨花团状物。
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