CN108793595A - 一种工业废水处理方法 - Google Patents

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    • C02F3/30Aerobic and anaerobic processes

Abstract

本发明公开了一种工业废水处理方法,包括以下步骤:工业废水的预处理、二级处理以及深度处理。其中,工业废水的预处理包括均质、过滤、生物吸附;二级处理为厌氧与好氧的组合,包括水解酸化、厌氧消化、好氧生化;深度处理包括填料吸附塔,处理后的废水各项指标均达标。本发明的工业废水处理方法的预处理工艺有效去除了工业废水中大量的悬浮物、沉渣和重金属离子,二级处理工艺高效去除了废水中的无机物、有机污染物以及氮磷等营养物质,深度处理在进一步去除有机污染物的基础上强化了脱氮效果;经本发明方法处理后,出水各项指标均满足《污水综合排放标准》(GB8978‑1996)中的一级标准,且能够回用于工业生产。

Description

一种工业废水处理方法
技术领域
[0001] 本发明属于废水处理技术领域,具体涉及一种工业废水处理方法。
背景技术
[0002] 随着我国工业化和城市化进程的高速发展,工业废水的排放量越来越多,工业废水中常含有大量重金属离子、无机化合物和有机化合物等有害物质,如Cr、Ni、磷酸盐、氨氮化合物、有机酸等等,如果处理不达标,这些物质进入环境必定会对生态环境及人类产生广泛而严重的危害,甚至通过食物链、呼吸或是直接接触的路径而在生物体内富集,对生物和人体健康构成威胁,严重时甚至引起基因突变或诱发癌症;而如果处理后废水中重金属离子、无机化合物和有机化合物的浓度仅接近排放标准,将导致工业废水处理只能直接排放,而无法再利用,这样会造成水资源的极大浪费,不符合可持续发展的要求。
[0003] 为保障公众健康,合理、有效的去除工业废水中的重金属、无机化合物及有机化合物等有害物质,同时提高处理后废水的再利用率,成为人类共同关注的重要问题。因此,为了更好地去除工业废水中的重金属离子、无机化合物和有机化合物等有害物质,提高工业废水处理效果,降低处理成本,同时节约资源,实现废水再利用,需要设计出一种工艺简单,不污染环境,投资小,成本低,处理时间短,处理效果好,同时能够实现处理后的废水的再利用的工业废水处理方法。
发明内容
[0004] 本发明提供了一种工业废水处理方法,能够高效地去除工业废水中的重金属离子、无机化合物和有机化合物等有害物质,提高工业废水处理效果,降低处理成本,同时节约资源,实现废水再利用。
[0005] 本发明提供了一种工业废水处理方法,包括以下步骤:
[0006] 步骤1,工业废水的预处理
[0007] 步骤1. 1,均质:将工业废水收集到均质池中,并对池水进行搅拌,使其水质均匀,得到待处理原水;
[0008] 步骤1.2,过滤:将待处理原水过滤,除去固体杂质,得到过滤出水;
[0009] 步骤1.3,生物吸附:过滤出水进入生物吸附池,生物吸附池内生物吸附介质的投加量为2.5-5g/L,设置生物吸附池内水力负荷为1.5-2.OmV (m2 · h),吸附完毕后过滤,得到生物吸附池出水;
[0010] 其中,所述生物吸附介质由以下重量份数的组分组成:蕈状芽孢杆菌发酵菌液20份、季也蒙毕赤酵母发酵菌液10份、空心玻璃微珠50份;
[0011] 步骤2,工业废水的二级处理
[0012] 步骤2.1,水解酸化:生物吸附池出水进入水解酸化池,控制水解酸化池内DO浓度<0.21^/1,〇»容积负荷为3.0-3.51^〇)0以1113*(1),服1'为4-1011,反应完毕后得到水解酸化池出水;
[0013] 步骤2.2,厌氧消化:水解酸化池出水进入EGSB厌氧反应器,设置EGSB厌氧反应器内COD容积负荷为10-15kgC0DAm3 · d),HRT为18-24h,反应完后毕得到EGSB厌氧反应器出水;
[0014] 步骤2.3,好氧生化:往好氧生化池内投加堇青石粉和竹纤维粉,其中,堇青石粉、竹纤维粉和好氧活性污泥的质量比为5:1:100,投加完毕后运行5-7天,然后将步骤2.2中EGSB厌氧反应器出水送入好氧生化池;
[0015] 设置好氧生化池内⑶D容积负荷为4.0-6.OkgCODAm3 · d),DO浓度为2-4mg/L,HRT为6-8h,反应完毕得到好氧生化池出水;
[0016] 步骤3,工业废水的深度处理
[0017] 好氧生化池出水进入填料吸附塔,填料吸附塔内填充有复合填料,且复合填料层的高径比为5:1,设置填料吸附塔内水力负荷为1.8-2. Om3/(m2 · h),吸附反应完毕后得到填料吸附塔出水;
[0018] 其中,所述复合填料由竹炭、棉花壳粉与蛭石按照1:2:5的质量比混合而成。
[0019] 优选的,所述生物吸附介质的制备方法如下:
[0020] 步骤1,分别制备蕈状芽孢杆菌种子液以及季也蒙毕赤酵母种子液;
[0021] 步骤2,制备蕈状芽孢杆菌发酵菌液
[0022] 往LB液体培养基中接种蕈状芽孢杆菌种子液,混合均匀,然后在28°C下以200r/min振荡速度培养至对数末期,得到蕈状芽孢杆菌发酵菌液;
[0023] 步骤3,制备季也蒙毕赤酵母发酵菌液
[0024] 往NYDB液体培养基中接种季也蒙毕赤酵母种子液,混合均匀,然后在28°C下以200r/min振荡速度培养至对数末期,得到季也蒙毕赤酵母发酵菌液;
[0025] 步骤4,按以下重量份称取各组分:蕈状芽孢杆菌发酵菌液20份、季也蒙毕赤酵母发酵菌液10份、空心玻璃微珠50份;
[0026] 将称取的蕈状芽孢杆菌发酵菌液、季也蒙毕赤酵母发酵菌液、空心玻璃微珠混合均匀后静置24h,然后干燥,即得到所述生物吸附介质。
[0027] 优选的,所述蕈状芽孢杆菌发酵菌液中有效活菌数、所述季也蒙毕赤酵母发酵菌液中有效活菌数均为l〇9_l〇ncfu/mL。
[0028] 优选的,所述空心玻璃微珠的粒径为200_250μπι。
[0029] 优选的,所述堇青石粉和所述竹纤维粉的粒径均为100-200μπι。
[0030] 优选的,所述竹炭、所述棉花壳粉与所述輕石的粒径均为3-5mm。
[0031] 与现有技术相比,本发明的有益效果在于:
[0032] 1)本发明在预处理阶段,采用生物吸附法吸附去除废水中的重金属离子,蕈状芽孢杆菌和季也蒙毕赤酵母对废水中重金属离子如?132+工(12+、〇12+、取2+等均有很好的吸附效果,蕈状芽孢杆菌的细胞壁与重金属离子发生离子交换作用,在吸收重金属离子的同时,释放出细胞内的K+和Ca2+;重金属离子与季也蒙毕赤酵母细胞壁上的羧基和氨基发生配位络合,从而将废水中重金属离子除掉;空心玻璃微珠是一种空隙率高的载体,其能够负载大量的菌种,且其与菌种之间的结合力强,使负载的菌种能够高效发挥作用。
[0033] 2)本发明在二级处理阶段,往好氧生化池内投加堇青石粉和竹纤维粉,堇青石粉和竹纤维粉可以加速好氧生化池内氧化分解的速度,提高氧的传递效率,刺激好氧微生物 种群的迅速增殖,经处理的活性污泥中,好氧细菌是普通活性污泥的三倍,因此能够高效的降解废水中的无机物、有机物和氮磷。
[0034] 3)本发明在深度处理阶段,利用填充有竹炭、棉花壳粉与蛭石的填料吸附塔对废水中剩余的微量无机物、有机物以及氮磷进行处理,竹炭的比表面积大,蛭石的孔隙率高,棉花壳粉与有机物和氮磷的结合能力强,三者结合使用,表面附着的生物量大,与污水中有机物接触更充分,可明显降低污水中的悬浮微生物数量,同时竹炭与棉花壳粉结合了吸附和生物降解的双重功效,可延长污染物的停留时间,从而提高出水水质。
[0035] 4)本发明的工业废水处理方法中预处理工艺有效的去除了大量悬浮物、沉渣和重金属离子,二级处理工艺高效的去除了有机污染物和无机污染物,深度处理在进一步去除有机污染物的基础上强化了除磷脱氮效果,出水达标,满足《污水综合排放标准》(GB8978-1996)中的一级标准,且能够回用于工业生产。
具体实施方式
[0036] 为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案能予以实施,下面结合具体实施例对本发明作进一步说明,但所举实施例不作为对本发明的限定。
[0037] 下述实施例中所用蕈状芽孢杆菌和季也蒙毕赤酵母菌均为在微生物菌种保藏管理中心可购买到的现有菌种,不涉及新菌种的开发,只涉及这几种现有菌株的应用。并且,下述实施例中所用的蕈状芽孢杆菌具体为中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心保藏编号为CGMCC No. 11047的菌株;季也蒙毕赤酵母具体为中国典型培养物保藏管理中心保藏编号为CCTCC M2016127的菌株。
[0038] 实施例中蕈状芽孢杆菌种子液、季也蒙毕赤酵母种子液均是采用常规方法培养得到的,且下述各实施例中所述试验方法,如无特殊说明,均为常规方法。
[0039] 实施例1
[0040] 一种工业废水处理方法,包括以下步骤:
[0041] 步骤1,工业废水的预处理
[0042] 步骤1. 1,均质:将工业废水收集到均质池中,并对池水进行搅拌,使其水质均匀,得到待处理原水;
[0043] 步骤1.2,过滤:将待处理原水过滤,除去固体杂质,得到过滤出水;
[0044] 步骤1.3,生物吸附:过滤出水进入生物吸附池,生物吸附池内生物吸附介质的投加量为2.5g/L,设置生物吸附池内水力负荷为1.5m3Am2 · h),吸附完毕后过滤,得到生物吸附池出水;
[0045] 其中,生物吸附介质由以下重量份数的组分组成:蕈状芽孢杆菌发酵菌液20份、季也蒙毕赤酵母发酵菌液10份、粒径为200-250μπι的空心玻璃微珠50份;
[0046] 步骤2,工业废水的二级处理
[0047] 步骤2.1,水解酸化:生物吸附池出水进入水解酸化池,控制水解酸化池内DO浓度为0.2mg/L,⑶D容积负荷为3.5kgC0DAm3 · d),HRT为10h,反应完毕后得到水解酸化池出水;
[0048] 步骤2.2,厌氧消化:水解酸化池出水进入EGSB厌氧反应器,设置EGSB厌氧反应器内COD容积负荷为15kgC0DAm3 · d),HRT为24h,反应完后毕得到EGSB厌氧反应器出水;
[0049] 步骤2.3,好氧生化:往好氧生化池内投加堇青石粉和竹纤维粉,其中,堇青石粉、竹纤维粉和好氧活性污泥的质量比为5:1:100,且堇青石粉和所述竹纤维粉的粒径均为100-200μπι,投加完毕后运行7天,然后将步骤2.2中EGSB厌氧反应器出水送入好氧生化池;
[0050] 设置好氧生化池内COD容积负荷为5 .OkgCODAm3 · d),DO浓度为3mg/L,HRT为7h,反应完毕得到好氧生化池出水;
[0051] 步骤3,工业废水的深度处理
[0052] 好氧生化池出水进入填料吸附塔,填料吸附塔内填充有复合填料,且复合填料层的高径比为5:1,设置填料吸附塔内水力负荷为1.8-2. Om3/(m2 · h),吸附反应完毕后得到填料吸附塔出水;
[0053] 其中,复合填料由竹炭、棉花壳粉与蛭石按照1:2:5的质量比混合而成,且竹炭、所述棉花壳粉与所述輕石的粒径均为3-5_。
[0054] 实施例2
[0055] —种工业废水处理方法,包括以下步骤:
[0056] 步骤1,工业废水的预处理
[0057] 步骤1. 1,均质:将工业废水收集到均质池中,并对池水进行搅拌,使其水质均匀,得到待处理原水;
[0058] 步骤1.2,过滤:将待处理原水过滤,除去固体杂质,得到过滤出水;
[0059] 步骤1.3,生物吸附:过滤出水进入生物吸附池,生物吸附池内生物吸附介质的投加量为3g/L,设置生物吸附池内水力负荷为1.8m3/(m2 · h),吸附完毕后过滤,得到生物吸附池出水;
[0060] 其中,生物吸附介质由以下重量份数的组分组成:蕈状芽孢杆菌发酵菌液20份、季也蒙毕赤酵母发酵菌液10份、粒径为200-250μπι的空心玻璃微珠50份;
[0061] 步骤2,工业废水的二级处理
[0062] 步骤2.1,水解酸化:生物吸附池出水进入水解酸化池,控制水解酸化池内DO浓度为0.1mg/L,C0D容积负荷为3.2kgC0DAm3 · d),HRT为6h,反应完毕后得到水解酸化池出水;
[0063] 步骤2.2,厌氧消化:水解酸化池出水进入EGSB厌氧反应器,设置EGSB厌氧反应器内COD容积负荷为IOkgCODAm3 · d),HRT为18h,反应完后毕得到EGSB厌氧反应器出水;
[0064] 步骤2.3,好氧生化:往好氧生化池内投加堇青石粉和竹纤维粉,其中,堇青石粉、竹纤维粉和好氧活性污泥的质量比为5:1:100,且堇青石粉和所述竹纤维粉的粒径均为100-200μπι,投加完毕后运行6天,然后将步骤2.2中EGSB厌氧反应器出水送入好氧生化池;
[0065] 设置好氧生化池内COD容积负荷为4 .OkgCODAm3 · d),DO浓度为2mg/L,HRT为6h,反应完毕得到好氧生化池出水;
[0066] 步骤3,工业废水的深度处理
[0067] 好氧生化池出水进入填料吸附塔,填料吸附塔内填充有复合填料,且复合填料层的高径比为5:1,设置填料吸附塔内水力负荷为1.8-2. Om3/(m2 · h),吸附反应完毕后得到填料吸附塔出水;
[0068] 其中,复合填料由竹炭、棉花壳粉与蛭石按照1:2:5的质量比混合而成,且竹炭、所述棉花壳粉与所述輕石的粒径均为3-5_。
[0069] 实施例3
[0070] 一种工业废水处理方法,包括以下步骤:
[0071] 步骤1,工业废水的预处理
[0072] 步骤1. 1,均质:将工业废水收集到均质池中,并对池水进行搅拌,使其水质均匀,得到待处理原水;
[0073] 步骤1.2,过滤:将待处理原水过滤,除去固体杂质,得到过滤出水;
[0074] 步骤1.3,生物吸附:过滤出水进入生物吸附池,生物吸附池内生物吸附介质的投加量为5g/L,设置生物吸附池内水力负荷为2.0m3/(m2 · h),吸附完毕后过滤,得到生物吸附池出水;
[0075] 其中,生物吸附介质由以下重量份数的组分组成:蕈状芽孢杆菌发酵菌液20份、季也蒙毕赤酵母发酵菌液10份、粒径为200-250μπι的空心玻璃微珠50份;
[0076] 步骤2,工业废水的二级处理
[0077] 步骤2.1,水解酸化:生物吸附池出水进入水解酸化池,控制水解酸化池内DO浓度为0.1511^/1,0)0容积负荷为3.01^0)0以1113*(1),册1'为411,反应完毕后得到水解酸化池出水;
[0078] 步骤2.2,厌氧消化:水解酸化池出水进入EGSB厌氧反应器,设置EGSB厌氧反应器内COD容积负荷为12kgC0DAm3 · d),HRT为22h,反应完后毕得到EGSB厌氧反应器出水;
[0079] 步骤2.3,好氧生化:往好氧生化池内投加堇青石粉和竹纤维粉,其中,堇青石粉、竹纤维粉和好氧活性污泥的质量比为5:1:100,且堇青石粉和所述竹纤维粉的粒径均为100-200μπι,投加完毕后运行5天,然后将步骤2.2中EGSB厌氧反应器出水送入好氧生化池;
[0080] 设置好氧生化池内COD容积负荷为6 .OkgCODAm3 · d),DO浓度为4mg/L,HRT为8h,反应完毕得到好氧生化池出水;
[0081] 步骤3,工业废水的深度处理
[0082] 好氧生化池出水进入填料吸附塔,填料吸附塔内填充有复合填料,且复合填料层的高径比为5:1,设置填料吸附塔内水力负荷为1.8-2. Om3/(m2 · h),吸附反应完毕后得到填料吸附塔出水;
[0083] 其中,复合填料由竹炭、棉花壳粉与蛭石按照1:2:5的质量比混合而成,且竹炭、所述棉花壳粉与所述輕石的粒径均为3-5_。
[0084] 需要说明的是,生物吸附介质的制备方法如下:
[0085] 步骤1,分别制备蕈状芽孢杆菌种子液以及季也蒙毕赤酵母种子液;
[0086] 步骤2,制备蕈状芽孢杆菌发酵菌液
[0087] 往LB液体培养基中接种蕈状芽孢杆菌种子液,混合均匀,然后在28°C下以200r/min振荡速度培养至对数末期,得到蕈状芽孢杆菌发酵菌液,蕈状芽孢杆菌发酵菌液中有效活菌数为 109-10ncfu/mL;
[0088] 步骤3,制备季也蒙毕赤酵母发酵菌液
[0089] 往NYDB液体培养基中接种季也蒙毕赤酵母种子液,混合均匀,然后在28°C下以200r/min振荡速度培养至对数末期,得到季也蒙毕赤酵母发酵菌液,季也蒙毕赤酵母发酵菌液中有效活菌数为109-10ncfu/mL;
[0090] 步骤4,按以下重量份称取各组分:蕈状芽孢杆菌发酵菌液20份、季也蒙毕赤酵母发酵菌液10份、空心玻璃微珠50份;
[0091] 将称取的蕈状芽孢杆菌发酵菌液、季也蒙毕赤酵母发酵菌液、空心玻璃微珠混合均匀后静置24h,然后干燥,即得到生物吸附介质。
[0092] 实施例1-3中的工业废水均来自河南省某电镀生产企业,采用实施例1-3的废水处理工艺对工业废水进行处理,具体实验结果见表1-3。
[0093] 表1实施例1处理效果表
[0094]
Figure CN108793595AD00091
[0095] 表2实施例2处理效果表
Figure CN108793595AD00092
[0098] 表3实施例3处理效果表
[0099]
Figure CN108793595AD00101
[0100] 从表1-3可以看出,本发明的预处理工艺有效的去除了大量悬浮物、沉渣和重金属离子,但是对有机物和氮磷的去除效果有限;二级处理工艺能够高效的去除废水中的有机污染物和无机污染物,使COD和BOD浓度大大减小,同时还能高效的脱氮除磷;深度处理在进一步去除有机污染物的基础上强化了除磷脱氮效果,还能够吸附一定量的重金属离子,使出水中各项指标均达标,满足《污水综合排放标准》(GB8978-1996)中的一级标准,且能够回用于工业生产。
[0101] 需要说明的是,本发明说明书中涉及数值范围时,应理解为每个数值范围的两个端点以及两个端点之间任何一个数值均可选用,由于采用的步骤方法与实施例1-3相同,为了防止赘述,本发明的描述了优选的实施例,但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念,则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以,所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
[0102] 显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (6)

1. 一种工业废水处理方法,其特征在于,包括以下步骤: 步骤1,工业废水的预处理 步骤1.1,均质:将工业废水收集到均质池中,并对池水进行搅拌,使其水质均匀,得到 待处理原水; 步骤1.2,过滤:将待处理原水过滤,除去固体杂质,得到过滤出水; 步骤1.3,生物吸附:过滤出水进入生物吸附池,生物吸附池内生物吸附介质的投加量 为2.5-5g/L,设置生物吸附池内水力负荷为1.5-2.OmV (m2 · h),吸附完毕后过滤,得到生物 吸附池出水; 其中,所述生物吸附介质由以下重量份数的组分组成:蕈状芽孢杆菌发酵菌液20份、季 也蒙毕赤酵母发酵菌液10份、空心玻璃微珠50份; 步骤2,工业废水的二级处理 步骤2.1,水解酸化:生物吸附池出水进入水解酸化池,控制水解酸化池内DO浓度<
0.2mg/L,C0D容积负荷为3.0-3.5kg⑶Dパm3·d),HRT为4-10h,反应完毕后得到水解酸化 池出水; 步骤2.2,厌氧消化:水解酸化池出水进入EGSB厌氧反应器,设置EGSB厌氧反应器内COD 容积负荷为l〇_15kg CODAm3 · d),HRT为18-24h,反应完后毕得到EGSB厌氧反应器出水; 步骤2.3,好氧生化:往好氧生化池内投加堇青石粉和竹纤维粉,其中,堇青石粉、竹纤 维粉和好氧活性污泥的质量比为5:1:100,投加完毕后运行5-7天,然后将步骤2.2中EGSB厌 氧反应器出水送入好氧生化池; 设置好氧生化池内COD容积负荷为4.0-6.OkgCODAm3 · d),DO浓度为2-4mg/L,HRT为6-8h,反应完毕得到好氧生化池出水; 步骤3,工业废水的深度处理 好氧生化池出水进入填料吸附塔,填料吸附塔内填充有复合填料,且复合填料层的高 径比为5:1,设置填料吸附塔内水力负荷为1.8-2.Om3/(m2 · h),吸附反应完毕后得到填料吸 附塔出水; 其中,所述复合填料由竹炭、棉花壳粉与蛭石按照1:2:5的质量比混合而成。
2. 根据权利要求1所述的工业废水处理方法,其特征在于,所述生物吸附介质的制备方 法如下: 步骤1,分别制备蕈状芽孢杆菌种子液以及季也蒙毕赤酵母种子液; 步骤2,制备蕈状芽孢杆菌发酵菌液 往LB液体培养基中接种蕈状芽孢杆菌种子液,混合均匀,然后在28 °C下以200r/min振 荡速度培养至对数末期,得到蕈状芽孢杆菌发酵菌液; 步骤3,制备季也蒙毕赤酵母发酵菌液 往NYDB液体培养基中接种季也蒙毕赤酵母种子液,混合均匀,然后在28°C下以200r/ min振荡速度培养至对数末期,得到季也蒙毕赤酵母发酵菌液; 步骤4,按以下重量份称取各组分:蕈状芽孢杆菌发酵菌液20份、季也蒙毕赤酵母发酵 菌液10份、空心玻璃微珠50份; 将称取的蕈状芽孢杆菌发酵菌液、季也蒙毕赤酵母发酵菌液、空心玻璃微珠混合均匀 后静置24h,然后干燥,即得到所述生物吸附介质。
3. 根据权利要求2所述的工业废水处理方法,其特征在于,所述蕈状芽孢杆菌发酵菌液 中有效活菌数、所述季也蒙毕赤酵母发酵菌液中有效活菌数均为109-10ncfu/mL。
4. 根据权利要求2所述的工业废水处理方法,其特征在于,所述空心玻璃微珠的粒径为 200-250um〇
5. 根据权利要求1所述的工业废水处理方法,其特征在于,所述堇青石粉和所述竹纤维 粉的粒径均为100-200ym。
6. 根据权利要求1所述的工业废水处理方法,其特征在于,所述竹炭、所述棉花壳粉与 所述輕石的粒径均为3-5_。
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