CN109574387A - 一种处理高浓度难降解有机废水的组合工艺方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种处理高浓度难降解有机废水的组合工艺方法，该工艺包括：混凝沉淀、氧化预处理、水解酸化、好氧、二级氧化。首先对高浓度难降解有机废水进行混凝沉淀处理，去除废水中的悬浮物及固态有机物；然后，采用氧化工艺对废水中难降解有机物进行预处理，去除废水中的有机物；氧化后出水经水解酸化进一步降解废水中大分子有机物，提高废水的可生化性。水解酸化后出水经好氧处理进一步降低废水中的有机物；好氧后出水采用二级氧化深度处理废水中的有机物，采用本发明后高浓度难降解有机废水COD稳定小于60mg/L，达到国家综合排放一级标准。

Description

一种处理高浓度难降解有机废水的组合工艺方法
技术领域
本发明属于环境保护技术处理领域，涉及了一种处理高浓度难降解有机废水的组合工艺及方法。采用高级氧化技术和生物处理技术相组合处理高浓度难降解有机废水，具体通过芬顿流化床--水解酸化--好氧-高级氧化装置组合系统进行处理。
背景技术
高浓度的难降解有机废水的处理是水处理领域的一大难点，主要来源于制药、印染、焦化、皮革、石油化工等行业性生产废水。从整体的水质上来看，高浓度难降解有机废水一般会有以下特征：首先COD含量较高，一般COD含量超过2000mg/L，甚至是十几万毫克升也有可能。而且有机污染组分比较难降解，并具有较低的可生化性，难以被生化降解。此外，其水质组分比较复杂，还含有一些具有毒性的物质，色度深且恶臭。
鉴于高浓度难降解有机废水的特性，此类废水的对环境具有极大危害，且处理难度较大。
现有文献中公开号CN102849893A的专利公开了一种高浓度难降解有机废水的处理方法，该方法主要是利用混凝气浮、铁碳微电解、紫外芬顿及生物处理相结合进行处理高浓度难降解有机废水，该方法中采用的铁碳微电解存在效率不高、铁碳床容易板结、产生较多含铁污泥的缺点，此外，紫外芬顿氧化反应器中，在芬顿的作用下，反应器中会产生一定量的絮状物，絮状物的存在将导致紫外灯透光率的下降，进而导致氧化处理效果的降低。公开号CN101723545A的发明专利“一种高浓度难降解有机废水的处理方法”提及了一种采用絮凝处理、高负荷好氧生物处理、水解酸化、低负荷好氧生物处理高浓度难降解有机废水，该方法只适用于能够采用生物得工艺进行降解的有机废水，不适用于处理含有具有一定生物毒性及不能直接被生物降解的有机废水。公开号CN106865738的发明专利“高浓度难降解有机废水的处理装置及方法”提及了一种高浓度难降解有机废水的处理装置，该发明直接采用发明中提及的装置对高浓度难降解有机废水进行处理，此方法比较适合较小水量高浓度难降解有机废水的处理，且容易受反应条件的限制，降解有机物往往不够彻底，易产生具有一定毒性的带有环类的有机中间产物。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的上述不足，提供一种处理高浓度难降解有机废水的组合工艺方法。该方法采用混凝沉淀、芬顿流化床、水解酸化、好氧、高级氧化装置的组合处理工艺，可得到处理出水COD稳定小于60mg/L，从而实现高效、稳定、低成本处理高浓度难降解有机废水的目的。
本发明为一种处理高浓度难降解有机废水的组合工艺方法，包括以下操作步骤：
(1)混凝沉淀：首先高浓度难降解有机废水进入混凝沉淀池后，在混凝沉淀池中依次投入混凝剂、助凝剂，混凝沉淀处理20～100分钟；
(2)一级贮水池处理：混凝沉淀后出水进入贮水池，反应时间为10～60分钟；
(3)氧化预处理：混凝沉淀后出水进入芬顿流化床，利用硫酸调节pH为2.5～5.5，控制体系中H2O2与COD以mg/L计比值为1～6：1，H2O2与Fe2+的摩尔比为2～10:1，采用芬顿流化床进行氧化预处理6～8小时；
(4)中和处理：在混凝沉淀池中依次投入混凝剂、助凝剂，混凝沉淀处理20～100分钟；
(5)二级贮水池处理：混凝沉淀后出水进入贮水池，反应时间为10～60分钟；
(6)水解酸化：二级贮水池出水进入水解酸化池进行处理，停留时间8～24小时，水解酸化池中设搅拌装置，确保泥水的完全混合状态；
(7)好氧处理：水解酸化池出水进入好氧池进行二级好氧处理24～68小时，曝气控制气水比30:1～40:1；
(8)三级贮水池处理：好氧池出水进入三级贮水池，反应时间为10～60分钟；
(9)二级氧化：好氧池出水进入高级氧化装置进行二级氧化处理，控制pH为6.0～9.0，反应时间为1～30分钟；所述的高级氧化装置是微波耦合光催化氧化装置；
(10)清水池：混凝沉淀后出水进入清水池，达到处理要求。
本发明上述组合工艺方法中，所述的废水优选为COD为4500～10000mg/L、B/C为0.01～0.03mg/L的高浓度难降解有机废水。
本发明上述组合工艺方法中，进一步优选：
步骤1)或步骤4)中所述的絮凝剂为铁系絮凝剂、铝系絮凝剂中的一种或多种，所述的助凝剂为聚丙烯酰胺类助凝剂，投加量占高浓度难降解有机废水的质量百分比分别为0.1％～5％，0.01％～0.05％，pH为7.5～9。
本发明上述组合工艺方法中，进一步优选：
步骤(2)所述经混凝沉淀后高浓度难降解有机废水的COD为3375～7500mg/L，B/C为0.01～0.03mg/L；
步骤(4)絮凝剂为含铝复合药剂，助凝剂为聚丙烯酰胺类的复合药剂，投加量分别为0.1％～2％，0.01％～0.05％，pH为8.0～9.0；
步骤(3)(4)(5)所述氧化预处理后高浓度难降解有机废水的COD为1890～4200mg/L，B/C为0.05～0.1mg/L；
步骤(6)所述水解酸化处理后高浓度难降解有机废水的COD为1350～2950mg/L，B/C为0.2～0.4mg/L；
步骤(7)(8)所述好氧处理后高浓度难降解有机废水的COD为250～300mg/L，B/C为0.01～0.03mg/L；
步骤(9)(10)所述二级氧化处理后高浓度难降解有机废水的COD为50～55mg/L。
发明原理在于高浓度难降解有机废水中通常含有一定量悬浮有机污染物，这些悬浮污染物也提供一定的COD，采用絮凝剂将废水中的悬浮有机物去除，可以降低后续处理的负担。高浓度难降解有机废水因其水质特性，含有大量难降解有机污染物，若单独采用高级氧化工艺进行处理，则成本过高。采用高级氧化组合生物处理的方法，则可大幅降低运行成本。
本发明组合工艺方法，将上述相对于现有技术具有如下优点：
(1)首先化学沉淀的方法去除废水中悬浮态的有机物，降低后续预氧化处理的负担，节省氧化处理药剂，降低处理成本。
(2)采用芬顿流化床对废水进行预氧化处理，产生具有极强氧化能力的羟基自由基·OH氧化降解有机组分，并对难降解有机组分开环断链，在降低COD的同时，降低废水的生物毒性，使具有生物毒性的有机物转变成能够被生物降解的有机物，降解后续废水处理的难度。此外，相较于传统芬顿法，含铁污泥减少70％，药剂量节省20～30％，节约运行成本。
(3)芬顿流化床出水采用经水解酸化处理，进一步将难生物降解的大分子物质转化为易生物降解的小分子物质，改善废水的可生化性，为后续的好氧处理提供保证。
(4)好氧处理部分采用生物接触氧化法，兼具性污泥法和生物膜法的优点，能高效降解废水中的易于生物降解的有机物。
(5)生化处理后的废水中，有机组分主要剩余一些难以生物降解的小分子类有机物，这些小分子类有机物难以通过常规化学氧化的方法进行进一步去除二级氧化处理的高级氧化装置是基于微波耦合紫外灯的一种微波耦合光催化氧化装置。该装置由于高频电磁波的激发作用而产生紫外辐射，进而产生具有强化作用的活性组分，尤其适用于小分子类难降解有机物的氧化处理，保证了废水的达标排放。
(6)将物化与生化结合，充分发挥各技术的优势，实现了高降解效率、低运行成本的目的。
附图说明
图1是本发明一种处理高浓度难降解有机废水的组合工艺方法的工艺流程图。
1——混凝沉淀池；2——一级贮水池；3——提升泵；4——芬顿流化床；5——混凝沉淀池；6——二级贮水池；7——水解酸化池；8——好氧池；9——三级贮水池；10——水泵；11——高级氧化装置；12——清水池
具体实施方式
下面结合实施例和说明书附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
将COD为5200mg/L，B/C为0.01的某废水采用本发明一种处理高浓度难降解有机废水的组合工艺方法处理。具体处理过程如下：首先该废水在混凝沉淀池1进行混凝沉淀100分钟，聚合硫酸铝和聚丙烯酰胺的投加量分别为0.2wt％，0.01wt％，pH为8.5。经混凝沉淀后的废水COD为4160mg/L，B/C为0.01。混凝沉淀后出水排入一级贮水池2，经提升泵3进入芬顿流化床4进行氧化预处理，首先调节pH值为3.5，体系中H2O2与COD以mg/L计比值为1:1，H2O2与Fe2+的摩尔比为5:1，停留时间8小时。经氧化预处理后出水进入混凝沉淀池5，聚合硫酸铝和聚丙烯酰胺的投加量分别为0.1wt％，0.01wt％，pH为8.1，处理时间100分钟，COD为2320mg/L，B/C为0.02。混凝沉淀池5出水进入二级贮水池6，二级贮水池6进入水解酸化池7，停留时间10小时，出水COD为1620mg/L，B/C为0.35。水解酸化池出水进入好氧池8，停留时间24小时，曝气控制气水比30:1，出水COD为290mg/L，B/C为0.01。好氧处理后出水进入贮水池9，经提升泵10进入高级氧化装置11进行进一步处理，本实施例高级氧化装置11为微波无机紫外灯，控制pH为7.5，处理时间20min，处理后出水COD为53mg/L，满足污水综合排放一级标准，经清水池12收集后达标排放。
实施例2
将COD为4500mg/L，B/C为0.01的某废水采用本发明一种处理高浓度难降解有机废水的组合工艺方法处理。具体处理过程如下：首先该废水在混凝沉淀池1进行混凝沉淀100分钟，聚合硫酸铝和聚丙烯酰胺的投加量分别为0.2wt％，0.01wt％，pH为8.5。经混凝沉淀后的废水COD为3375mg/L，B/C为0.01。混凝沉淀后出水排入一级贮水池2，经提升泵3进入芬顿流化床4进行氧化预处理，首先调节pH值为3.3，体系中H2O2与COD以mg/L计比值为1:1，H2O2与Fe2+的摩尔比为5.5:1，停留时间8小时。经氧化预处理后出水进入混凝沉淀池5，聚合硫酸铝和聚丙烯酰胺的投加量分别为0.1wt％，0.01wt％，pH为8.2，处理时间100分钟，COD为1890mg/L，B/C为0.02。混凝沉淀池5出水进入二级贮水池6，二级贮水池6进入水解酸化池7，停留时间10小时，出水COD为1350mg/L，B/C为0.35。水解酸化池出水进入好氧池8，停留时间24小时，曝气控制气水比30:1，出水COD为250mg/L，B/C为0.01。好氧处理后出水进入贮水池9，经提升泵10进入高级氧化装置11进行进一步处理，pH7.8，处理时间20min，处理后出水COD为51mg/L，满足污水综合排放一级标准，经清水池12达标排放。
实施例3
将COD为5000mg/L，B/C为0.01的某废水采用本发明一种处理高浓度难降解有机废水的组合工艺方法处理。具体处理过程如下：首先该废水在混凝沉淀池1进行混凝沉淀100分钟，聚合硫酸铝和聚丙烯酰胺的投加量分别为0.2wt％，0.01wt％，pH为8.5。经混凝沉淀后的废水COD为3475mg/L，B/C为0.01。混凝沉淀后出水排入一级贮水池2，经提升泵3进入芬顿流化床4进行氧化预处理，首先调节pH值为3.5，体系中H2O2与COD以mg/L计比值为1:1，H2O2与Fe2+的摩尔比为5:1，停留时间8小时。经氧化预处理后出水进入混凝沉淀池5，聚合硫酸铝和聚丙烯酰胺的投加量分别为0.1wt％，0.01wt％，pH为8.2，处理时间100分钟，COD为2000mg/L，B/C为0.02。混凝沉淀池5出水进入二级贮水池6，二级贮水池6进入水解酸化池7，停留时间10小时，出水COD为1450mg/L，B/C为0.35。水解酸化池出水进入好氧池8，停留时间24小时，曝气控制气水比30:1，出水COD为260mg/L，B/C为0.01。好氧处理后出水进入贮水池9，经提升泵10进入高级氧化装置11进行进一步处理，pH8.0，处理时间20min，处理后出水COD为53mg/L，满足污水综合排放一级标准，经清水池12达标排放。

Claims (4)

1.一种处理高浓度难降解有机废水的组合工艺方法，其特征在于，包括以下操作步骤：
(1)混凝沉淀：首先高浓度难降解有机废水进入混凝沉淀池后，在混凝沉淀池中依次投入混凝剂、助凝剂，混凝沉淀处理20～100分钟；(2)一级贮水池处理：混凝沉淀后出水进入贮水池，反应时间为10～60分钟；
(3)氧化预处理：混凝沉淀后出水进入芬顿流化床，利用硫酸调节pH为2.5～5.5，控制体系中H2O2与COD以mg/L计比值为1～6：1，H2O2与Fe2+的摩尔比为2～10:1，采用芬顿流化床进行氧化预处理6～8小时；
(4)中和处理：在混凝沉淀池中依次投入混凝剂、助凝剂，混凝沉淀处理20～100分钟；
(5)二级贮水池处理：混凝沉淀后出水进入贮水池，反应时间为10～60分钟；
(6)水解酸化：二级贮水池出水进入水解酸化池进行水解酸化处理，停留时间8～24小时，水解酸化池中设搅拌装置，确保泥水的完全混合状态；
(7)好氧处理：水解酸化池出水进入好氧池进行好氧处理24～68小时，曝气控制气水比30:1～40:1；
(8)三级贮水池处理：好氧池出水进入三级贮水池，反应时间为10～60分钟；
(9)二级氧化：好氧池出水进入高级氧化装置进行二级氧化反应，控制pH为6.0～9.0，反应时间1～30分钟；所述的高级氧化装置是微波耦合光催化氧化装置；
(10)清水池：混凝沉淀后出水进入清水池，达到处理要求。
2.按照权利要求1所述的组合工艺方法，其特征在于，步骤(1)所述高浓度难降解有机废水的COD为4500～10000mg/L、B/C为0.01～0.03mg/L。
3.按照权利要求1所述的组合工艺方法，其特征在于，步骤1)或步骤4)中所述的絮凝剂为铁系絮凝剂、铝系絮凝剂中的一种或多种，所述的助凝剂为聚丙烯酰胺类助凝剂，絮凝剂和助凝剂的投加量占高浓度难降解有机废水的质量百分比分别为0.1％～5％，0.01％～0.05％，pH为7.5～9。
4.按照权利要求1所述的组合工艺方法，其特征在于，
步骤(2)所述经混凝沉淀后高浓度难降解有机废水的COD为3375～7500mg/L，B/C为0.01～0.03mg/L；
步骤(3)、(4)、(5)所述氧化预处理后高浓度难降解有机废水的COD为1890～4200mg/L，B/C为0.05～0.1mg/L；
步骤(6)所述水解酸化处理后高浓度难降解有机废水的COD为1350～2950mg/L，B/C为0.2～0.4mg/L；
步骤(7)、(8)所述好氧处理后高浓度难降解有机废水的COD为250～300mg/L，B/C为0.01～0.03mg/L；
步骤(9)、(10)所述二级氧化处理后高浓度难降解有机废水的COD为50～55mg/L。
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