CN108609812A - 一种有机废水处理方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种有机废水处理方法，属于水、废水或污水的生物处理技术领域。将废水COD浓度≤800mg/L、氨氮浓度≤200mg/L，加药调节pH至8.5‑8.8后，将其自曝气生物滤池下方送入，控制曝气生物滤池中待处理液的溶解氧含量为6.0‑7.0mg/L，处理完毕后，上清液经曝气生物滤池顶部溢出。将本申请应用于废水处理，特别是制药等高浓度复杂有机废水的处理中，解决了传统单一处理方法处理有机废水时速度慢、效果差、成本高的问题。

Description

一种有机废水处理方法

技术领域

本申请涉及一种有机废水处理方法，属于水、废水或污水的生物处理技术领域。

背景技术

近年来，随着工业的迅速发展，产生了大量的工业有机废水，给环境造成了严重的污染。而传统的生物法处理虽然费用低，但占地面积大，工程建设费用高，通常只适用于低浓度的易生物阵解的废水，对高浓度难生物阵解的有机废水的处理效率较低，而且生物驯化时间较长。

目前，制药废水大多数具有有机物浓度高、含难降解和对微生物有毒性的物质、水质成份复杂、可生化性差等特点。这类废水中含种类繁多的有毒有害化学物质，对微生物存在一定的抑制作用，这类高浓度或者复杂的有机废水的处理采用生物方法难以实现。

针对这类高浓度或者复杂的有机废水，能有效对其进行分解的微生物群及酶研究目前较少，废水生化处理工艺的本质是微生物-细菌，其内部构成及不同微生物之间的相互作用及微生物对具体化合物的降解情况，微生物对各种毒性物质及盐分的耐受情况不研究清楚，生化工艺得不到本质的提升，无论工艺形式怎么变化，活性污泥在化工废水上的处理效果不会有本质的提升。

目前废水中的氨氮去除常采用折点加氯的方法，此法不仅对次氯酸钠的消耗量大，成本高，而且还会在处理过程中产生刺激性气味，对大气环境产生一定的影响，并且次氯酸钠能够与碳钢发生电化学反应，长期使用次氯酸钠来降低废水中的氨氮还会引起管道腐蚀。

为解决日后节能减排废水处理达标问题，需要找到一种针对性强的工艺来降低污水的毒性，提高降解效率，使整个污水处理设施运行稳定可靠，以克服现有技术中的所述缺陷。

基于此，做出本申请。

发明内容

针对现有废水处理，特别是制药等高浓度复杂有机废水的处理中所存在的上述技术缺陷，本申请提供一种有机废水的处理方法，通过该处理方法，解决了传统单一处理方法处理有机废水时速度慢、效果差、成本高的问题。

为实现上述目的，本申请采取的技术方案如下：

一种有机废水处理方法，将废水COD浓度≤800mg/L、氨氮浓度≤200mg/L，加药调节pH至8.5-8.8后，将其自曝气生物滤池下方送入，控制曝气生物滤池中待处理液的溶解氧含量为6.0-7.0mg/L，处理完毕后，上清液经曝气生物滤池顶部溢出。

进一步的，作为优选：

所述曝气生物滤池中设置有滤板，滤板上顺次设置鹅卵石层和活性炭层，且鹅卵石层居下，待处理废水自滤板下方送入，经滤板及滤板上鹅卵石层、活性炭层依次处理后，上清液自曝气生物滤池顶部溢出。更优选的，所述鹅卵石层与活性炭层的构成颗粒粒径不同。

所述曝气生物滤池中投加有磷酸二氢钾，以实现营养元素的供入。磷元素是微生物生长的必需元素，将磷酸二氢钾以手工或自动方式投加入曝气生物滤池中，确保待处理废水中微生物生长良好。

所述滤板上负载有ECM复合菌微生物制剂或复合菌，复合菌中设置有滤料，微生物与污水中的有机物作用，将难降解有机物分解成二氧化碳、水及其他小分子易降解有机物，经微生物处理后出水经出水管流。更优选的，所述ECM复合菌微生物制剂包括生化系统全构建型ECM-100；难降解污染物生物增效ECM-200系列；包括农药、染料、医药及精细化学品行业的生物强化菌剂ECM-300系列产品；通用型难降解有机物废水生物增效剂ECM-200；ECM-210；农药、杀菌剂及卫生用品废水生物增效菌剂ECM-310；染料、印染、表面活性剂生物增效菌剂ECM-320；制药行业废水生物增效剂ECM-330；石油化工、炼油及油田废水生物增效菌剂ECM-340；完全自养硝化菌制剂ECM-410L，和/或，特制微生物营养剂ECM-610；所述复合菌包括降解有毒、有害有机污染物的微生物(如：食酚菌，分解氰化物、苯系化合物、醛酮醚、杂环、胺类等微生物)；适应极端环境的微生物(如：嗜热菌、嗜冷菌、嗜酸菌、嗜碱菌、嗜盐菌、耐压菌)；产絮凝剂、成膜菌等特殊功能菌；脱氮除磷、除硫菌、除臭菌；产广谱降解酶的真菌。复合微生物菌群通过基因组合技术生产出的高效菌种，采用先进的生物技术和特殊的生产工艺制成的具有特殊功能的高效生物活性制品。

所述曝气生物滤池顶部设有出水溢流堰，溢流堰上设有出水口。

所述曝气生物滤池设有反冲洗管，用于对污泥进行反冲洗。

所述曝气生物滤池中设置有反洗曝气管，该反洗曝气管与空气管连通。更优选的，所述反洗曝气管位于滤板下方。

所述曝气生物滤池底部设置进水管，并通过进水管连接至进水调节池，进水调节池上设置加药装置，以实现进水调节池中废水的调节。因来源不同，废水存在很多参数上的不同，甚至还有本质上的差别，比如酸碱性，本申请将废水供入曝气生物滤池前，先转入进水调节池进行水体的调节，确保其供入曝气生物滤池前性能基本近似，从而提高了曝气生物滤池的处理效率。

所述曝气生物滤池中设置工艺曝气管，工艺曝气管与空气管连接，以实现曝气生物滤池中溶解氧的调控和曝气反应的顺利稳定进行。更优选的，所述工艺曝气管设置滤板上方。

与现有技术相比，本申请的工作原理和有益效果如下：

(1)本申请以负载有复合菌的滤板作为过滤单元，结合下入上出的出水方式，不仅实现了废水的预过滤，其上负载的微生物菌群对废水中的氨氮具有良好的去除效果，在过滤的同时也对COD进行了去除，处理后废水可直接达标排放；可实现节约药剂费用，并避免次氯酸钠去除废水中氨氮时所产生的大气污染。

(2)本申请处理对象为有机难降解废水，处理过程中，主要包括微生物复合菌群、进水调节池、曝气生物滤池等，污水通过进水提升泵由进水调节池提升至曝气生物滤池，采用下进上出的方式，通过微生物复合菌群一定的反应时间后由曝气生物滤池顶部的溢流堰流出至出水缓冲槽。

(3)所采用的复合菌降解功能强大，对化工行业常见的各种污染物具有很强的分解代谢能力；消除废水中污染物的速度快，能力强；降解NH₃-N及有机物的能力独特，同时可以生物除臭；污泥量少，去除每公斤COD产生污泥约0.05公斤；CODcr、BOD5的分解力约为5～8kg/m3.d，氨氮的去除率85％以上；污泥沉降性佳，紧密度高，稳定性好；能在高浓度的硫酸根离子和氯离子(1～2万mg/L)的条件下分解废水中的有害物质；具有非常强的抗冲击及毒性能力。

(4)滤板上负载的复合菌构成的微生物菌群是完全绿色筛选分离产品，没有进行任何基因改造，分解有机物的效率比一般纯菌种更有效，生物链的构成解决了单一菌种的退化，具有较强脱硫能力，脱硫效率可达60％以上，能在Cl-20000mg/L浓度的条件下有效进行有机物分解和氨氮去除，大幅提升有机分解链上各种菌种对盐分的耐受能力，成功解决了厌氧系统各类菌种的均衡问题。

附图说明

图1为本申请的工艺流程图。

图2是本申请中曝气生物滤池的结构示意图。

图中标号：1.进水调节池；11.进水管；12.提升泵一；2.曝气生物滤池；21.滤板；211.密封块；22.鹅卵石层；23.活性炭层；24.出水管一；25.出水管二；3.出水缓冲池；4.反洗进水槽；41.反洗进水管；42.提升泵二；5.加药装置；51.加药管；52.提升泵三；6.空气管一；61.反洗曝气管；7.空气管二；71.工艺曝气管；72.工艺出水管；8.反洗废水接收槽。

具体实施方式

实施例1

本申请一种有机废水处理方法，结合图1，将上述复合菌置于曝气生物滤池2中，控制曝气生物滤池2的进水满足：COD浓度≤800mg/L、氨氮浓度≤200mg/L、pH8.5-8.8，该进水经曝气生物滤池2的底部输入，控制曝气生物滤池中待处理液的溶解氧含量为6.0-7.0mg/L，曝气过滤处理完毕后，上清液经曝气生物滤池2顶部溢出。根据处理需求，还可以采用手动等该方式进行磷酸二氢钾药剂的投加，以实现钾元素的添加，确保微生物生长良好。

废水处理过程中：废水流经负载了上述专用复合菌的滤板21时，利用滤板21上生长的微生物在好氧和兼氧的情况下，附着在活性炭上的微生物与废水中的有机物作用，将难降解有机物分解成二氧化碳、水及其他小分子易降解有机物，降低废水中的有机物浓度，来降解废水中残留的有机物，达到快速净化废水的目的；同时，污水流经滤板时，利用滤板21直接空隙较小的特点及生物膜的吸附和絮凝作用，截留污水中的悬浮物，以达到降低废水中的SS含量，保证出水清澈的目的,。

本申请所涉及的复合菌针对不同的废水水质进行专门的强化，可以与生物增效及强化技术配合使用，更大的范围的提高其应用领域及处理能力，提高出水水质。曝气生物滤池2不仅代替了折点加氯法去除废水中氨氮时所消耗的药剂费用，还减少了次氯酸钠所造成的大气污染，使处理后的废水可以达标排放，同时减少对自然环境的污染，综合运行成本低。

为实现更多的使用效果，上述方案还可以按照如下方式增设进水调节池1：结合图1，进水调节池1通过进水管11与曝气生物滤池2连通，保证进水管11自曝气生物滤池2的底部供入，并确保布水均匀，在进水管11上设置提升泵一12；进水调节池上连接有加药装置5，加药装置5通过加药管51连接至进水调节池1，并在加药管51上设置提升泵三52，进行诸如碳酸钠等药剂的添加。

为实现更多的使用效果，上述方案还可以按照如下方式增设滤板21：结合图1，曝气生物滤池2中设置滤板21，并确保进水位于滤板21下方，并在滤板21上负载复合菌。滤板21上方优选设置工艺曝气管71，工艺曝气管71连接有空气管二7，借助于该工艺曝气管71对曝气生物滤池2中待处理溶液的溶解氧含量为6.0-7.0mg/L，当进水自下而入时，先经滤板21进行过滤，并与复合菌进行反应，在曝气生物滤池2中完成曝气与降解反应。

为实现更多的使用效果，上述方案还可以按照如下方式增设反洗进水槽4：结合图1，反洗进水槽4通过反洗进水管41接通至曝气生物滤池2，反洗进水管41上设置提升泵二42。反洗进水管41入水口优选设置于滤板21下方，一定周期后，微生物代谢会在滤板21上产生并滞留下污泥，因此使用一段时间后，可启动提升泵二42和反洗进水槽4，通过反洗进水管41对滤板21进行反冲洗，避免堵塞；为确保布水均匀，反洗进水管41位于滤板21下方的部分可以设置为与滤板21水平，有效提高反洗效果。

为实现更多的使用效果，上述方案还可以按照如下方式增设反洗曝气管61：反洗曝气管61一端与空气管一6连通，另一端延伸入曝气生物滤池2中，并优选设置于滤板21下方，反洗曝气管61配合反洗进水管41实现反洗过程高效进行。因此，反洗曝气管61、反洗进水管41均优选设置于滤板21的下方、进水管11的上方，以确保反洗充分。

上述过程中，当进行曝气生物处理时，则启动工艺曝气管23等，对待处理废水进行曝气生物处理，处理后的上清液可自曝气生物滤池2顶部的溢流堰出口输出，该上清液经工艺出水管72至输出管一24，最终送入出水缓冲池3中，留置候用；当曝气生物滤池2需进行反洗、以排出微生物代谢所产生的污泥时，则启动反洗进水槽7，反洗进水经提升泵二72和反洗进水管71进入到曝气生物滤池2中开始反洗，反洗后出水经输出管二25流至反洗废水接收槽8中，留置候用。

为实现更多的使用效果，上述方案还可以按照如下方式增设滤料层：在滤板21上自下而上依次设置鹅卵石层22和活性炭层23，鹅卵石层22与活性炭层23粒径大小不同并构成滤料层，滤料层以滤板21作载体形成固定床，微生物附着于载体(即滤板21)表面形成生物膜，滤料层中下部分布工艺曝气管23进行曝气供氧，污水与空气同向流或逆向流通过粒状滤料层，依靠附着于载体表面的生物膜对污染物的吸附、氧化、分解，可使污水净化，粒状滤料层同时具有污染物截留过滤作用。

本实施例上述方案中的复合菌可采用两种方式获取：

第一种是直接采用ECM复合菌微生物制剂，该ECM复合菌微生物制剂主要包括生化系统全构建型的ECM-100，难降解污染物生物增效的ECM-200系列及包括农药、染料、医药及精细化学品行业的生物强化菌剂ECM-300系列产品等，如：ECM-200通用型难降解有机物废水生物增效剂；ECM-210；ECM-310农药、杀菌剂及卫生用品废水生物增效菌剂；ECM-320染料、印染、表面活性剂生物增效菌剂；ECM-330制药行业废水生物增效剂；ECM-340石油化工、炼油及油田废水生物增效菌剂；ECM-410L完全自养硝化菌制剂；ECM-610特制微生物营养剂。

ECM-100(全构建生化系统复合菌)是从受污染的土壤河流及化工污水处理系统中分离出来的多种菌群组合体。通过人工筛选及强化作用筛选出具有对化工行业常见污染物完全降解功能的菌群，同时利用菌种之间的协同降解效益及相互作用关系，构建出具有相互依存和稳定群落关系的复合菌微生物制剂。

ECM-100等上述复合微生物菌群从根本上改变了传统废水生物处理的微生物来源，将各种自然和人工环境中的微生物经过生物工程的处理，并对环境如毒性物质浓度、盐分、温度进行原菌种属性强化。同时，通过以污水中的特定有机物的为选择压力对微生态系统进行持续的定向选择，通过微生物的不断繁殖，实现一次性投加，中间不需补加，不仅可以解决COD降解、氨氮降解、毒性物质抑制、污泥膨胀、高温抑制等多种问题，具有非常广泛的应用领域，还是绝对绿色安全，没有二次污染物。

第二种是从环境中筛选，主要构成包括以下几种：

(1)降解有毒、有害有机污染物的微生物：食酚菌，分解氰化物、苯系化合物、醛酮醚、杂环、胺类等微生物；

(2)适应极端环境的微生物，如嗜热菌、嗜冷菌、嗜酸菌、嗜碱菌、嗜盐菌、耐压菌；

(3)产絮凝剂、成膜菌等特殊功能菌；

(4)脱氮除磷、除硫菌、除臭菌；

(5)产广谱降解酶的真菌。

上述复合菌通过如下三种方式进行构建：

a、直接筛选：直接从被污染的环境或污泥中筛选、富集。

b、通过驯化：诱导能对特定化合物进行降解的代谢途径和代谢酶类。

c、细胞融合技术：其降解性能得到显著提高或者获得新的降解性能。

采用上述构成的复合菌，其从自然环境及人工环境中筛选到多种对工业系统中常见污染物具有降解功能的菌株，然后配合驯化、人工突变、细胞融合及基因工程技术，将其降解功能及耐受性进一步提升。

不论是第一种还是第二种，所构成的复合菌均可实现以下四方面的作用：

1)直接作用：通过驯通过从自然环境及人工环境中筛选到多种对工业系统中常见污染物具有降解功能的菌株，然后配合驯化、人工突变、细胞融合及基因工程技术，将其降解功能及耐受性进一步提升。

2)协同降解作用：对于一些大分子难降解的有机物，如硝基苯、联苯、多氯联苯等，通常需要多个菌联合协和作用，通过主降解菌将其的转化为中间代谢产物后，再有次降解菌将其逐步转化乃至最终矿化分解。

3)非选择性酶催化降解作用：复合菌群中的白腐真菌，能够产生纤维素酶、漆酶和过氧化氢酶，能够对多酚、蒽、苯并芘、多氯联苯、多环芳烃等有机物进攻。如ECM复合菌中的洋葱伯克霍尔德菌具有极为广谱的碳源，可以利用多达200多种物质作为碳源生长。

4)相互依存生长，形成稳定生态系统：通过利用微生物生态学原理，结合生化化学物质降解过程，将整个微生物构成一个完整的食物链，使其相互之间依存，维持系统高度稳定；同时，把一群混乱的似无关系的微生物变成有序的，提供多种具有最大工作优势的微生物大群落，完成降解任务。

因此，再将上述复合菌应用于废水处理、进行降解过程中，多个菌之间实现联合协和作用，并通过主降解菌将其的转化为中间代谢产物后，再由次降解菌将其逐步转化乃至最终矿化分解，这对于一些大分子难降解的有机物，如硝基苯、联苯、多氯联苯等，分解有机物的效率比一般纯菌种更有效；上述各菌种将整个微生物构成一个完整的食物链，生物链的构成解决了单一菌种的退化，其借助于微生物生态学原理，结合生化化学物质降解过程，使其相互之间依存，维持系统高度稳定，具有较强的脱硫能力，脱硫效率可达60％以上，能在Cl-20000mg/L浓度的条件下有效地进行有机物的分解和氨氮的去除，大幅提升有机分解链上各种菌种对盐分的耐受能力，成功地解决了厌氧系统各类菌种的均衡问题。

以ECM-100为例，其对常见毒性物质耐受浓度如表1所示。

表1复合菌对常见毒性物质耐受浓度的对照表

本实施例待处理废水中的氨氮实现了良好的去除效果，去除率可达到95％以上，同时还可以对COD也进行去除，去除率也可达到50％以上。处理后废水可直接达标排放，有效避免次氯酸钠去除废水中氨氮过程中所产生的大气污染。不额外增建沉淀回流池，节约土地面积，降低建造成本，运行费用低，除少量化学药剂费用外，无其他费用产生。

Claims (10)

1.一种有机废水处理方法，其特征在于：将废水COD浓度≤800mg/L、氨氮浓度≤200mg/L，加药调节pH至8.5-8.8后，将其自曝气生物滤池下方送入，控制曝气生物滤池中待处理液的溶解氧含量为6.0-7.0mg/L，处理完毕后，上清液经曝气生物滤池顶部溢出。

2.如权利要求1所述的一种有机废水处理方法，其特征在于：所述曝气生物滤池中设置有滤板，滤板上顺次设置鹅卵石层和活性炭层，且鹅卵石层居下。

3.如权利要求1所述的一种有机废水处理方法，其特征在于：所述曝气生物滤池中投加有磷酸二氢钾，以实现营养元素的供入。

4.如权利要求1所述的一种有机废水处理方法，其特征在于：所述滤板上负载有复合菌或ECM复合菌微生物制剂。

5.如权利要求4所述的一种有机废水处理方法，其特征在于：所述复合菌包括降解有毒、有害有机污染物的微生物；适应极端环境的微生物；特殊功能菌；脱氮除磷、除硫菌、除臭菌以及产广谱降解酶的真菌。

6.如权利要求5所述的一种有机废水处理方法，其特征在于：所述降解有毒、有害有机污染物的微生物为食酚菌，分解氰化物、苯系化合物、醛酮醚、杂环、胺类微生物；所述适应极端环境的微生物为嗜热菌、嗜冷菌、嗜酸菌、嗜碱菌、嗜盐菌、耐压菌；所述特殊功能菌为产絮凝剂、成膜菌。

7.如权利要求4所述的一种有机废水处理方法，其特征在于：所述ECM复合菌微生物制剂包括生化系统全构建型ECM-100；难降解污染物生物增效ECM-200系列；包括农药、染料、医药及精细化学品行业的生物强化菌剂ECM-300系列产品；通用型难降解有机物废水生物增效剂ECM-200；ECM-210；农药、杀菌剂及卫生用品废水生物增效菌剂ECM-310；染料、印染、表面活性剂生物增效菌剂ECM-320；制药行业废水生物增效剂ECM-330；石油化工、炼油及油田废水生物增效菌剂ECM-340；完全自养硝化菌制剂ECM-410L，和/或，特制微生物营养剂ECM-610。

8.如权利要求1所述的一种有机废水处理方法，其特征在于：所述曝气生物滤池设有反冲洗管。

9.如权利要求1所述的一种有机废水处理方法，其特征在于：所述曝气生物滤池中设置有反洗曝气管，该反洗曝气管与空气管连通。

10.如权利要求1所述的一种有机废水处理方法，其特征在于：所述曝气生物滤池底部设置进水管，并通过进水管连接至进水调节池，进水调节池上设置加药装置，以实现进水调节池中废水的调节。