CN106745793A - 一种含盐污水的深度处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种含盐污水的深度处理方法，在膜生物反应器中投加反硝化微生物培养促进剂，所述促进剂包括金属盐、多胺类物质、有机酸羟胺和有机酸盐，其中所述金属盐由钙盐、铜盐、镁盐和/或亚铁盐组成，并控制反应体系的碳氮比为10:1-3:1。本发明主要是采用投加反硝化微生物培养促进剂来实现对含盐污水中有机污染物的深度去除，经过处理后污水中的COD浓度可以实现低于30mg/L的目标，COD的深度处理为后续膜减量化单元的稳定运行提供保证，可以降低膜污染，延长膜的使用寿命，降低后续固体杂盐的处理难度。

Description

一种含盐污水的深度处理方法
技术领域
本发明属于污水处理技术领域，涉及一种含盐污水的深度处理方法，具体涉及一种含盐污水中COD的深度去除方法，适用于生活或市政污水等水处理工程中膜分离工艺膜前浓缩液的达标排放或深度处理，以及石油、石化、煤化工和制药行业等所产生的废水处理回用以及现有工程升级改造等，也适用于类似高含盐废水的深度处理与回用。
背景技术
无论是煤化工、石油化工还是油气田等行业的循环水系统、除盐水系统、锅炉排水系统和回用水处理系统等都会排放大量的含盐污水。这种废水中除了含有高浓度的无机盐分以外，还含有难降解性有机物或有毒物质，如果未经处理直接排入天然水体，必然会对水体生物、生活饮用水和工农业生产用水产生极大的危害，将给生态环境造成巨大的压力；如果直接蒸发结晶则投资和运行成本高，企业无法接受。现有企业大多采用先预处理、然后通过膜法减量化、最后再对浓液进行蒸发结晶来实现含盐污水的处理。
现有预处理技术包括软化、混凝沉淀等可以有效去除废水中的硬度、胶体物质和悬浮固体颗粒等，对COD和氨氮几乎没有去除效果。流化床微电解+Fenton反应、微滤膜流化床软化等技术虽然可以去除COD和氨氮等污染物，但往往因处理成本高、运行复杂，不容易被企业所接受。
在膜法减量化处理技术中，无论是普通的超滤-反渗透还是以特种膜为核心的反渗透工艺，都属于物理处理过程，其仅通过物相分离实现水质改变，而不能从根本上消减水中污染物，脱盐的同时也是对有机污染物进行浓缩。特别是以膜为核心的设备对进水有机物含量要求严格，超过一定浓度的有机物易造成膜污染、设备堵塞、运行不稳定、清洗频繁、增加运行费用。因此，含盐污水在进入膜系统浓缩处理之前必须对其中的有机物进行深度处理，才能增加脱盐设备的使用寿命。同时，如果对COD不加处理，蒸发结晶后产生的杂盐中COD浓度增加，影响杂盐的品质，给杂盐的综合处理和回收利用带来了难度，无法实现真正的近零排放。因此如何采用合适的技术高效处理含盐污水中的COD，是保证后续膜减量化单元能够稳定运行的前提，只有尽可能降低浓缩液中的污染物浓度，才能使最终产生的杂盐实现综合利用成为可能。
CN200810171744.4公开了一种高含盐废水处理或回用的方法及用途，主要是采用“预处理+高效曝气生物滤池+深度处理”组合工艺实现的，高效曝气生物滤池中接种美国某公司提供的工程菌群。该发明适用于膜分离工艺膜前浓缩液的达标排放或回用，也适用于高含盐废水处理回用以及现有工程改造升级，但是涉及的工程菌需要进口，应用受到一定限制。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种含盐污水的深度处理方法。本发明主要是采用投加反硝化微生物培养促进剂来实现对含盐污水中有机污染物的深度去除，经过处理后污水中的COD浓度可以实现低于30mg/L的目标，COD的深度处理为后续膜减量化单元的稳定运行提供保证，可以降低膜污染，延长膜的使用寿命，降低后续固体杂盐的处理难度。
本发明含盐污水的深度处理方法是在膜生物反应器中投加反硝化微生物培养促进剂，所述培养促进剂包括金属盐、多胺类物质、有机酸羟胺和有机酸盐，其中所述金属盐由钙盐、铜盐、镁盐和/或亚铁盐组成，并控制反应体系的碳氮比为10:1-3:1。
本发明所述反硝化微生物培养促进剂中，金属盐为40-100重量份，优选为50-80重量份，多胺类物质为5-30重量份，优选为10-20重量份，有机酸羟胺为0.5-15重量份，优选为2-10重量份，有机酸盐为5-30重量份，优选为10-20重量份。
本发明所述的反硝化微生物培养促进剂中，当所述金属盐是钙盐、镁盐和铜盐时，其中Ca2+、Mg2+和Cu2+的摩尔比为（5-15）:（5-25）:（0.5-5），优选为（8-12）:（10-20）:（1-4）；或者所述金属盐是钙盐、亚铁盐和铜盐时，其中Ca2+、Fe2+和Cu2+的摩尔比为（5-15）:（1-8）:（0.5-5），优选为（8-12）:（2-6）:（1-4）；或者所述金属盐是钙盐、镁盐、亚铁盐和铜盐，其中Ca2+、Mg2+、Fe2+和Cu2+的摩尔比为（5-15）:（5-25）:（1-8）:（0.5-5），优选为（8-12）:（10-20）:（2-6）:（1-4）。
本发明所述的反硝化微生物培养促进剂中，所述的钙盐为CaSO4或者CaCl2，镁盐为MgSO4或者MgCl2，亚铁盐为FeSO4或者FeCl2，铜盐为CuSO4或者CuCl2。
本发明所述的反硝化微生物培养促进剂中，所述的多胺类物质为精胺、亚精胺或者两者的混合物。所述的有机酸羟胺为甲酸羟胺、乙酸羟胺或者两者的混合物。有机酸盐为乙酸钠、琥珀酸钠和柠檬酸钠等有机酸盐中的一种或几种，有机酸盐有助于诱导出反硝化作用所需的亚硝酸还原酶，反硝化脱氮效果好。
本发明所述的反硝化微生物生长促进剂按照培养体系中促进剂浓度10-50mg/L进行投加，优选20-30mg/L进行投加。反应器启动初期每天都投加，当达到处理效果后需要根据具体情况不定期投加，直到出水COD浓度低于30mg/L时停止投加。
本发明所述的膜生物反应器，可以是曝气生物滤池（BAF）、膜生物反应器（MBR）、移动床膜生物反应器（MBBR）等，优选采用BAF。膜生物反应器的操作条件为：温度为20-40℃，pH为7-9，溶解氧浓度为0.5-1.5mg/L，水力停留时间为2-12h。
本发明中，所述的含盐污水是指COD浓度为100-1000mg/L，TDS（溶解性总固体）大于5000mg/L的含盐废水。在使用促进剂的同时还需要控制反应体系的碳氮比为10:1-3:1，优选为9:1-6:1，如可以在污水处理系统中投加一定浓度的硝酸盐氮和/或亚硝酸盐氮，或者投加含有硝酸盐氮和/或亚硝酸盐氮的污水，具体根据待处理污水中COD浓度来确定投加量，从而实现COD深度去除。
本发明主要是通过在膜生物反应器中投加反硝化微生物培养促进剂的方式提高污水处理系统的反硝化作用来进一步降解COD。促进剂和底物硝酸根的共同作用诱导活性污泥中反硝化菌快速生长繁殖，然后通过反硝化菌对有机物的利用来去除COD。本发明促进剂的投加使用可以使所获得的反硝化菌具有较高的耐盐性能，可以增强活性污泥系统的反硝化脱氮能力，进而通过反硝化作用来降解COD。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明方案进行详细说明。
本发明所述反硝化微生物培养促进剂的制备方法为：（1）按照表1所述组成及重量份制备金属盐溶液；（2）使用前将多胺类物质，有机酸羟胺和有机酸盐加入到金属盐溶液中。制得三种型号的反硝化微生物培养促进剂，所述促进剂浓度均为0.5g/L。
表1 微生物生长促进剂的配方及比例
采用本发明方法处理某高含盐污水，具体水质为：COD浓度为200-300mg/L，TDS（溶解性总固体）5500mg/L。
实施例1
首先在曝气生物滤池中接种少量富含脱氮功能微生物的活性污泥，按照8h为一个运行周期处理含盐污水。在反应器启动初期每天按照培养系统中促进剂浓度30mg/L投加反硝化微生物培养促进剂Ⅰ，与此同时投加硝酸盐氮，控制碳氮比为9：1。膜生物反应器的操作条件为：温度为25℃，pH为7.5-7.8，溶解氧浓度为0.5-1.0mg/L。投加20天后，出水COD浓度低于30mg/L，此后每隔一天再投加一次，继续运行10天，出水COD浓度始终低于30mg/L，此时停止投加，实现了COD的深度处理。
实施例2
首先在曝气生物滤池中接种少量富含脱氮功能微生物的活性污泥，按照8h为一个运行周期处理含盐污水。在反应器启动初期每天按照培养系统中促进剂浓度25mg/L投加反硝化微生物培养促进剂Ⅱ，与此同时投加硝酸盐氮，控制碳氮比为6：1。膜生物反应器的操作条件为：温度为30℃，pH为7.9-8.1，溶解氧浓度为1.0-1.5mg/L。投加18天后，出水COD浓度低于30mg/L，此后每隔一天再投加一次，继续运行10天，出水COD浓度始终低于30mg/L，此时停止投加，实现了COD的深度处理。
实施例3
首先在曝气生物滤池中接种少量富含脱氮功能微生物的活性污泥，按照8h为一个运行周期处理含盐污水。在反应器启动初期每天按照培养系统中促进剂浓度25mg/L投加反硝化菌生长促进剂Ⅲ，与此同时在含盐污水中引入一股高浓度含硝酸盐氮的废液，控制碳氮比为4：1。膜生物反应器的操作条件为：温度为35℃，pH为8.1-8.5，溶解氧浓度为0.5-1.5mg/L。投加15天后，出水COD浓度低于30mg/L，此后每隔一天再投加一次，继续运行10天，出水COD浓度始终低于30mg/L，此时停止投加，实现了COD的深度处理。
比较例1
处理工艺及操作条件同实施例1，不同之处在于：不投加生长促进剂。处理20天后，出水COD浓度高达110mg/L，此后每隔一天再投加一次，继续运行10天，出水COD浓度仍高达90mg/L，由此可见，在含盐污水的处理过程中，不使用生长促进剂将无法在短时间内实现COD的深度处理。
比较例2
处理工艺及操作条件同实施例3，不同之处在于：不投加生长促进剂。处理15天后，出水COD浓度高达121mg/L，此后每隔一天再投加一次，继续运行10天，出水COD浓度仍高达100mg/L，由此可见，在含盐污水的处理过程中，不使用生长促进剂将无法在短时间内实现COD的深度处理。

Claims (10)

1.一种含盐污水的深度处理方法，其特征在于：在处理含盐废水的膜生物反应器中投加反硝化微生物培养促进剂，所述培养促进剂包括金属盐、多胺类物质、有机酸羟胺和有机酸盐，其中所述金属盐由钙盐、铜盐、镁盐和/或亚铁盐组成，并控制反应体系的碳氮比为10:1-3:1。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述反硝化微生物培养促进剂中，金属盐为40-100重量份，多胺类物质为5-30重量份，有机酸羟胺为0.5-15重量份，有机酸盐为5-30重量份。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述反硝化微生物培养促进剂中，当所述金属盐是钙盐、镁盐和铜盐时，其中Ca2+、Mg2+和Cu2+的摩尔比为（5-15）:（5-25）:（0.5-5）；或者所述金属盐是钙盐、亚铁盐和铜盐时，其中Ca2+、Fe2+和Cu2+的摩尔比为（5-15）:（1-8）:（0.5-5）；或者所述金属盐是钙盐、镁盐、亚铁盐和铜盐，其中Ca2+、Mg2+、Fe2+和Cu2+的摩尔比为（5-15）:（5-25）:（1-8）:（0.5-5）。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述反硝化微生物培养促进剂中，所述钙盐为CaSO4或者CaCl2，镁盐为MgSO4或者MgCl2，亚铁盐为FeSO4或者FeCl2，铜盐为CuSO4或者CuCl2。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述反硝化微生物培养促进剂中，所述的多胺类物质为精胺、亚精胺或者两者的混合物；所述的有机酸羟胺为甲酸羟胺、乙酸羟胺或者两者的混合物；有机酸盐为乙酸钠、琥珀酸钠和柠檬酸钠等有机酸盐中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述反硝化微生物生长促进剂按照培养体系中促进剂浓度10-50mg/L进行投加。
7.根据权利要求1或6所述的方法，其特征在于：反应器启动初期每天都投加，当达到处理效果后需要根据具体情况不定期投加，直到出水COD浓度低于30mg/L时停止投加。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述膜生物反应器是曝气生物滤池、膜生物反应器或移动床膜生物反应器；所述膜生物反应器的操作条件为：温度为20-40℃，pH为7-9，溶解氧浓度为0.5-1.5mg/L，水力停留时间为2-12h。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的含盐污水是指COD浓度为100-1000mg/L，TDS（溶解性总固体）大于5000mg/L的含盐废水。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在处理系统中投加一定浓度的硝酸盐氮和/或亚硝酸盐氮，或者投加含有硝酸盐氮和/或亚硝酸盐氮的污水，具体投加量根据待处理污水中COD浓度来确定，保证碳氮比为10:1-3:1。
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