CN107445312A - 一种高浓度有机废水处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高浓度有机废水处理方法。它具体操作步骤如下：(1)制作用于生物蒸发膨胀剂和微生物载体，控制生物蒸发膨胀剂和微生物载体的初始含水率和有机负荷；(2)将高浓度有机废水置于生物蒸发膨胀剂和微生物载体，形成固液气三相混合介质；(3)对固液气三相混合介质进行曝气处理，并控制曝气量。本发明的有益效果是：采用上层和下层两层的结构使得隔热效果显著增强，同时提高了隔音材料的使用寿命长，增强了隔音效果，提高了隔音能力。

Description

一种高浓度有机废水处理方法
技术领域
本发明涉及废水处理相关技术领域，尤其是指一种高浓度有机废水处理 方法。
背景技术
食品、发酵、化工、造纸、制革等行业排出的高浓度有机废水具有污染 物含量高、危害严重、处理工艺复杂、投资运行成本高等特点，其治理一直 是环境领域的难题。对于高浓度有机废水，活性污泥法因曝气导致运行成本 较高，且氧气在高浓度废水中传质受限，使得化学需氧量COD去除率和容积 负荷率都较低；虽然厌氧消化被广泛应用于高浓度有机废水的处理，但其启 动和处理时间长，产甲烷菌对周围环境变化敏感，出水中残存的生化需氧量 BOD、固体悬浮物SS或还原性物质等仍很高，需采取后续处理措施。随着 膜过滤比技术被应用到环境领域，可以考虑用膜过滤截留高浓度有机废水中 的污染物质。但在实际应用中，如纳滤仍存在一些问题：膜污染，浓缩液二 次处理，膜材料耐化学性限制等。
发明内容
本发明是为了克服现有技术中存在上述的不足，提供了一种经济节能环保 的高浓度有机废水处理方法。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种高浓度有机废水处理方法，具体操作步骤如下：
(1)制作用于生物蒸发膨胀剂和微生物载体，控制生物蒸发膨胀剂和微 生物载体的初始含水率和有机负荷；
(2)将高浓度有机废水置于生物蒸发膨胀剂和微生物载体，形成固液气 三相混合介质；
(3)对固液气三相混合介质进行曝气处理，并控制曝气量。
其中：生物蒸发膨胀剂和微生物载体由大量的载体颗粒及空隙组成。当 向生物蒸发膨胀剂和微生物载体引入高浓度有机废水时，堆体存在于固液气 三相混合介质中，包含水、惰性物质、难溶物质、可溶性物质以及微生物。 在该介质中，空隙可以减小氧气传质阻力从而形成良好的通风效果，使堆体 处于有氧状态。微生物利用介质中的溶解性有机质进行好氧发酵，该过程在 满足微生物自身生长繁殖的同时释放大量的代谢热。随着堆体内有机质底物 浓度增加，微生物活性增强，耗氧速率增加，代谢热释放量也增加。代谢热 在堆体内积累形成高温，可达70℃。堆体内水分受热汽化，由液态转化为气 态，被汽化的水分子通过自有扩散和强制对流进入堆体中的空隙，并由气流 带出堆体。由于生物蒸发所需要热量来自于废水中有机物的降解，不需要外 加热源，所以具有经济、节能、环保的优点。
作为优选，在步骤(1)中，所述的生物蒸发膨胀剂和微生物载体为生物 干化污泥，所述的生物干化污泥由湿度为80％的脱水污泥通过生物干化过程 得到。经过生物干化过程脱水污泥内部的自由水或毛细水、结合水等被去除， 生物干化污泥具有了丰富的微孔结构、大量的自由空域，繁殖了大量高温微 生物并具备了极强的吸水性。在生物蒸发过程中，含有大量高温微生物的生 物干化污泥为废水提供接种微生物和结构支持，废水则为微生物提供营养物 质，且生物干化污泥中微生物种群结构丰富，具有较强的抗击废水中有毒物质的能力。由于脱水污泥内的可生物降解挥发性固体BVS在生物干化过程中 未被完全降解，所以用生物干化污泥作为生物蒸发膨胀剂和微生物载体。
作为优选，在步骤(1)中，生物蒸发膨胀剂和微生物载体的初始含水率 为45％～65％，生物蒸发膨胀剂和微生物载体的有机负荷为 0.04～0.12kgVS/kgTS，其中VS指的是挥发性固体，TS指的是总固体量。水 分不仅能为微生物所需的可溶性营养物质提供载体，而且还能为微生物反应 提供介质，初始水分含量和水分的去除及有机物的降解有密切的联系。生物 蒸发有机负荷是指单位膨胀剂和微生物载体在单位时间所能够接受，并将其降解到预定程度的可生物降解有机物的量。有机负荷反映了生化水处理过程 的能量水平。
作为优选，在步骤(1)中，所述的生物蒸发膨胀剂和微生物载体为生物 膜海绵，所述的生物膜海绵制作方法如下：将绞碎的聚氨酯海绵放入接种有 活性污泥且有曝气的合成废水中，水中的悬浮物及微生物被吸附于聚氨酯海 绵表面上，微生物利用有机底物生长繁殖，逐渐在海绵表面形成一层黏液状 的生物膜，将附着生物膜的海绵水分挤干即可。聚氨酯海绵价廉、质轻(密 度为28g/L)，自身无异味，孔隙率可达95％，可为微生物的栖息生长提供足 够大的比表面积。而且其性质结构稳定，无生物毒性，耐老化，可进行回收 和重复利用，实现对废水的长期连续处理。
作为优选，在步骤(1)中，生物蒸发膨胀剂和微生物载体的初始含水率 为75％～85％，生物蒸发膨胀剂和微生物载体的有机负荷为 0.04～0.12kgVS/kgTS，其中VS指的是挥发性固体，TS指的是总固体量。水 分不仅能为微生物所需的可溶性营养物质提供载体，而且还能为微生物反应 提供介质，初始水分含量和水分的去除及有机物的降解有密切的联系。生物 蒸发有机负荷是指单位膨胀剂和微生物载体在单位时间所能够接受，并将其降解到预定程度的可生物降解有机物的量。有机负荷反映了生化水处理过程 的能量水平。
作为优选，在步骤(3)中，曝气量为0.035～0.12m3/(kgTS混合物·h)，其 中TS混合物指的是固液气三相混合介质的总固体量。曝气量是影响堆体温度和 水分去除的重要因素，其作用主要是提供氧气和形成对流带走水蒸气及微生 物代谢气体。
本发明的有益效果是：利用高浓度有机废水本身所具有的有机物微生物 好氧降解产生的热量为驱动力，使废水中的水分汽化，并配合通风形成的传 质条件，使蒸汽进入气相主体而散发，从而达到利用高浓度有机废水自身蕴 含的生物能量实现有机物和水分的同步去除，具有经济、节能、环保的优点。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明做进一步的描述。
实施例1：一种高浓度有机废水处理方法，具体操作步骤如下：
(1)制作用于生物蒸发膨胀剂和微生物载体，控制生物蒸发膨胀剂和微 生物载体的初始含水率和有机负荷；生物蒸发膨胀剂和微生物载体为生物干 化污泥，所述的生物干化污泥由湿度为80％的脱水污泥通过生物干化过程得 到；生物蒸发膨胀剂和微生物载体的初始含水率为45％～65％，生物蒸发膨胀 剂和微生物载体的有机负荷为0.04～0.12kgVS/kgTS，其中VS指的是挥发性 固体，TS指的是总固体量；
(2)将高浓度有机废水置于生物蒸发膨胀剂和微生物载体，形成固液气 三相混合介质；
(3)对固液气三相混合介质进行曝气处理，并控制曝气量；曝气量为 0.035～0.12m3/(kgTS混合物·h)，其中TS混合物指的是固液气三相混合介质的总 固体量。
实例a：生物蒸发膨胀剂和微生物载体的初始含水率为45％，生物蒸发 膨胀剂和微生物载体的有机负荷为0.04kgVS/kgTS，曝气量为0.035m3/(kgTS 混合物·h)，水分去处了80％，废水中有机物的降解率为90％。
实例b：生物蒸发膨胀剂和微生物载体的初始含水率为55％，生物蒸发 膨胀剂和微生物载体的有机负荷为0.08kgVS/kgTS，曝气量为0.09m3/(kgTS 混合物·h)，水分去处了90％，废水中有机物的降解率为80％。
实例c：生物蒸发膨胀剂和微生物载体的初始含水率为65％，生物蒸发 膨胀剂和微生物载体的有机负荷为0.12kgVS/kgTS，曝气量为0.12m3/(kgTS 混合物·h)，水分去处了70％，废水中有机物的降解率为70％。
实施例2：一种高浓度有机废水处理方法，具体操作步骤如下：
(1)制作用于生物蒸发膨胀剂和微生物载体，控制生物蒸发膨胀剂和微 生物载体的初始含水率和有机负荷；生物蒸发膨胀剂和微生物载体为生物膜 海绵，所述的生物膜海绵制作方法如下：将绞碎的聚氨酯海绵放入接种有活 性污泥且有曝气的合成废水中，水中的悬浮物及微生物被吸附于聚氨酯海绵 表面上，微生物利用有机底物生长繁殖，逐渐在海绵表面形成一层黏液状的 生物膜，将附着生物膜的海绵水分挤干即可；生物蒸发膨胀剂和微生物载体 的初始含水率为75％～85％，生物蒸发膨胀剂和微生物载体的有机负荷为0.04～0.12kgVS/kgTS，其中VS指的是挥发性固体，TS指的是总固体量；
(2)将高浓度有机废水置于生物蒸发膨胀剂和微生物载体，形成固液气 三相混合介质；
(3)对固液气三相混合介质进行曝气处理，并控制曝气量；曝气量为 0.035～0.12m3/(kgTS混合物·h)，其中TS混合物指的是固液气三相混合介质的总 固体量。
实例d：生物蒸发膨胀剂和微生物载体的初始含水率为75％，生物蒸发 膨胀剂和微生物载体的有机负荷为0.04kgVS/kgTS，曝气量为0.035m3/(kgTS 混合物·h)，水分去处了85％，废水中有机物的降解率为95％。
实例e：生物蒸发膨胀剂和微生物载体的初始含水率为80％，生物蒸发 膨胀剂和微生物载体的有机负荷为0.08kgVS/kgTS，曝气量为0.09m3/(kgTS 混合物·h)，水分去处了92％，废水中有机物的降解率为80％。
实例f：生物蒸发膨胀剂和微生物载体的初始含水率为85％，生物蒸发膨 胀剂和微生物载体的有机负荷为0.12kgVS/kgTS，曝气量为0.12m3/(kgTS混合物·h)，水分去处了76％，废水中有机物的降解率为72％。

Claims (6)

1.一种高浓度有机废水处理方法，其特征是，具体操作步骤如下：
(1)制作用于生物蒸发膨胀剂和微生物载体，控制生物蒸发膨胀剂和微生物载体的初始含水率和有机负荷；
(2)将高浓度有机废水置于生物蒸发膨胀剂和微生物载体，形成固液气三相混合介质；
(3)对固液气三相混合介质进行曝气处理，并控制曝气量。
2.根据权利要求1所述的一种高浓度有机废水处理方法，其特征是，在步骤(1)中，所述的生物蒸发膨胀剂和微生物载体为生物干化污泥，所述的生物干化污泥由湿度为80％的脱水污泥通过生物干化过程得到。
3.根据权利要求2所述的一种高浓度有机废水处理方法，其特征是，在步骤(1)中，生物蒸发膨胀剂和微生物载体的初始含水率为45％～65％，生物蒸发膨胀剂和微生物载体的有机负荷为0.04～0.12kgVS/kgTS，其中VS指的是挥发性固体，TS指的是总固体量。
4.根据权利要求1所述的一种高浓度有机废水处理方法，其特征是，在步骤(1)中，所述的生物蒸发膨胀剂和微生物载体为生物膜海绵，所述的生物膜海绵制作方法如下：将绞碎的聚氨酯海绵放入接种有活性污泥且有曝气的合成废水中，水中的悬浮物及微生物被吸附于聚氨酯海绵表面上，微生物利用有机底物生长繁殖，逐渐在海绵表面形成一层黏液状的生物膜，将附着生物膜的海绵水分挤干即可。
5.根据权利要求4所述的一种高浓度有机废水处理方法，其特征是，在步骤(1)中，生物蒸发膨胀剂和微生物载体的初始含水率为75％～85％，生物蒸发膨胀剂和微生物载体的有机负荷为0.04～0.12kgVS/kgTS，其中VS指的是挥发性固体，TS指的是总固体量。
6.根据权利要求1所述的一种高浓度有机废水处理方法，其特征是，在步骤(3)中，曝气量为0.035～0.12m3/(kgTS混合物·h)，其中TS混合物指的是固液气三相混合介质的总固体量。
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