CN109879545A

CN109879545A - 一种高含盐、高浓度有机废水处理工艺及方法

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Publication number: CN109879545A
Application number: CN201910233871.0A
Authority: CN
Inventors: 陈键; 叶正芳; 赵泉林; 华刚; 乔建生; 梁雷军; 李增雄
Original assignee: BEIJING FENGZELVYUAN ENVIRONMENT TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: BEIJING FENGZELVYUAN ENVIRONMENT TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2019-03-26
Filing date: 2019-03-26
Publication date: 2019-06-14

Abstract

本发明提供了一种高含盐、高浓度有机废水处理工艺及方法。本发明主要通过“预处理+减压蒸馏+生化处理(G‑AF/G‑BAF工艺)”组合工艺对高含盐、高浓度有机废水进行处理，步骤依次为：预处理(酸析池+微电解池+混凝沉淀池)、减压蒸馏、生化处理。该工艺可快速有效地降解高含盐、高浓度的有机废水(TNT红水)，显著降低废水有机物浓度和色度，工艺成本低，避免二次污染，简单易行，操作安全，适用于各种规模高含盐、高浓度有机废水的处理。可适用于TNT废水、MNT废水、DNT废水、硝基苯废水以及苯胺类废水的处理。

Description

一种高含盐、高浓度有机废水处理工艺及方法

技术领域

本发明属于工业废水处理领域，特别涉及一种利用微生物进行针对高含盐、高浓度有机废水的处理工艺及方法。

背景技术

TNT(2，4，6－三硝基甲苯)是目前世界上最主要的三种炸药之一，是目前军事与民用方面使用广泛的含能材料。在TNT精制过程中会产生大量的生产废水(红水)，其含盐量高、有机物浓度高、生物毒性大，难以有效处理。红水中的污染物绝大部分含有硝基，难以生物降解或不可生物降解，极易污染水体和土壤。由于TNT红水成分复杂，毒性大，常见的废水处理方法难以对其进行有效处理，如何高效处理此类废水成为国内外专家的研究重点。

目前，国内外用于TNT红水的处理方法包括物理法、化学法和生物法三类。物理法主要有浓缩蒸发法、吸附法、减压蒸馏法等。通过物理法处理可以将废水中难降解的有机物分离出来，但缺点是污染物从废水中分离，没有得到根本的治理，分离出的污染物还需进一步处理。化学法主要有焚烧法、光催化氧化法、超临界水氧化法等。焚烧法是处理TNT红水最简单的方法，但这种方法运行费用较高，危险性大，易产生二次污染。光催化氧化法和超临界水氧化法通常能耗较高，处理成本偏高。生物法是有机废水处理领域中常用的一种方法，由于其操作方便且不产生二次污染，具有较高的经济性和处理效率，是一种安全可靠的废水处理方法。申请号CN200910223757.6提供了一种工业废水降解微生物菌株的培养方法，该方法采用含不同污染物种类(苯胺、硝基苯化合物、苯酚)的液体培养基对活性污泥进行驯化，选择优势菌种，纯化后最终得到具有复合污染物降解能力的含质粒的微生物菌种。该菌株对硝基苯化合物、苯胺和苯酚的降解效率较高，但培养菌株过程耗时较长，培养驯化条件复杂且要求严格，对硝基苯化合物的降解效率不稳定。申请号CN201610168322.6涉及一种用于火炸药废水处理的高效曝气生物滤池装置，该申请将物化与生化工艺相结合，通过填料吸附过滤作用截留细小悬浮物，然后再通过填料内外生化处理作用去除大部分氨氮及有机污染物。该装置成本低、处理效果好，缺点是该装置中曝气管位于滤料层中下部，存在堵塞和曝气不均匀的问题，同时滤料和废水的接触时间须满足一定要求才能达到较好的处理效果。TNT红水目前主要靠焚烧法处理，完全采用生物法处理尚不能达到较好的效果。

因此，如果能够开发出一种高效、绿色、安全且经济的TNT红水处理技术，将会切实解决军工企业面临的废水处理难题，减轻环境污染，确保企业的安全生产。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足之处，提供一种切实有效的高含盐、高浓度有机废水处理工艺及方法。

本发明的目的可通过下述方式来实现：通过“预处理+减压蒸馏+生化处理(G-AF/G-BAF工艺)”组合工艺对高含盐、高浓度有机废水进行处理，主要按下述步骤顺序进行：

预处理工艺：高含盐、高浓度有机废水用泵从储存池提升，依次进入酸析池、微电解池、混凝沉淀池，出水进入集水池；

减压蒸馏工艺：预处理后的废水进入减压蒸馏设备处理，馏分进入生化处理系统；

生化处理工艺：废水经减压蒸馏处理后，采用固定化微生物滤池进行生化处理。G-AF/G-BAF池的主要作用是通过好氧微生物降低废水的氨氮和难降解有机物，池内装填高效悬浮专用载体。G-AF/G-BAF出水进入蓄水池，正常可直接达标排放，如遇特殊情况生化池出水波动，将出水打入活性炭池进行处理。

蓄水池及活性炭池：经G-AF/G-BAF池处理后的合格废水自流进入蓄水池中。活性炭池作为污水处理最后把关之用，当前段系统的出水水质不稳定时，污水经活性炭进行深度处理。当前段系统的出水水质稳定时，活性炭池作为备用。

所述的生化处理工艺为固定化微生物滤池((G-AF/G-BAF工艺))。

所述的酸析池：在进水段废水中加入废硫酸，使其pH为1-2，析出部分硝基化合物，同时为微电解创造条件。

所述的微电解池：将废水中的硝基化合物转化为苯胺类，提高废水的可生化性，微电解池底部设置排泥管定期排泥。出水自流进入混凝沉淀池。

所述的混凝沉淀池：对微电解池出水进行中和、混凝处理，除去氢氧化铁等物质。混凝沉淀池分三段，第一段为中和反应池，搅拌加入10％的氢氧化钠溶液，调整pH为6-8，生成氢氧化铁等沉淀，吸附去除二硝基甲苯磺酸钠等有机物；第二段为混凝反应池，中和反应池出水自流进入混凝反应池，搅拌加入0.3％的PAM溶液加速混凝；第三段为沉淀池，混凝反应池出水自流进入沉淀池。沉淀池出水自流进入集水池。

所述的减压蒸馏装置：循环冷却水压力保持在0.2MPa，蒸发器真空度在-0.090MPa状态下开始工作。

所述的固定化微生物滤池：通过固定化技术，将微生物固定于载体上，其主要作用是通过好氧微生物降低废水的氨氮和难降解有机物。

所述的微生物是含有嗜有机甲基杆菌属(Methylobacterium organophilum)、氢噬胞菌属(Hydrogenophaga sp.)、固氮螺菌属(Azospirillum zeae)、Bosea氧化硫硫杆菌属(Bosea thiooxidans)、固氮弧菌属(Azoarcus communis)、根瘤菌属(Rhizobium sp.)、微小杆菌属(Exiguobacterium sp.)、铁还原菌(Iron-reducing bacterium)、草酸杆菌属(Duganella sp.)等优势菌属的复合型微生物。

所使用的微生物购买自北京丰泽绿源环境技术有限公司，属于常用商品化的产品(商品编号：FZ-B-1)。

所述的载体是在聚氨酯软质泡沫塑料合成时添加壳聚糖和粉状活性炭，经发泡、造粒、开孔、交联生成聚氨酯大孔网络和包织活性炭的壳聚糖与戊二醛或环氧氯丙烷或氯乙酸交联的微孔网络相互交织的聚合物。载体比表面积80m²/g，孔隙率98％，平均湿密度1.00g/cm³，含有羟基、环氧基和酰胺基等反应基团。

所使用的载体购买自北京丰泽绿源环境技术有限公司，属于常用商品化的产品(商品编号：FZ-Z-1)。

所述的蓄水池：收集检测I-BAF池出水，出水合格直接外排，出水不合格时，采用提升泵将水提升至活性炭吸附池进行处理。

所述的活性炭吸附池：主要对出水稳定达标起把关作用，当I-BAF池水质稳定，出水指标满足排放标准时，该池可作为备用。池底设FZ型曝气管，定期对活性炭吸附池进行反冲洗和生物氧化再生。

本发明可适用于TNT废水、MNT废水、DNT废水、硝基苯废水、苯胺类废水的处理。

本发明相比现有技术具有下列优点：

(1)采用高效微生物、生物酶制剂以及生物活性分子载体固定化技术，提高了微生物的活性及适应性，可在有效降解污水中的硝基苯等难降解有机物的基础上，同时去除氨氮，出水质量高。

(2)工艺成本低廉、操作简便、安全可靠，避免了焚烧法中挥发性氮氧化物和硫氧化物的产生，消除了二次污染；运行过程中不产生臭味，污泥生成量少。

(3)处理出水可满足《兵器工业水污染物排放标准火炸药》(GB14470.1-2002)中的排放标准。

(4)本工艺工程建设投资省，占地面积小，运行维护成本低，可连续运行，效果稳定，具有显著的经济效益、社会效益和环境效益。

附图说明

图1是本发明处理高含盐、高浓度有机废水的工艺流程图。

具体实施方式

下面列举1个实例，对本发明加以进一步说明，但本发明不只限于这些实例。

采用本发明“预处理+减压蒸馏+生化处理(G-AF/G-BAF工艺)”组合工艺处理我国某军工厂TNT碱性废水，具体实施方式如下：

(1)预处理：TNT碱性废水用泵从原有储存池提升，依次进入酸析池、微电解池、混凝沉淀池，出水进入集水池。

(2)酸析池：尺寸5m×5m×5.8m，有效体积110m³，按照竖流式沉淀池设计，底部设置排空口定期排泥。进水用废硫酸调节pH为1-2。酸析池出水自流进入微电解池。

(3)微电解池：尺寸5m×5m×5.5m。微电解池中投加微米铁粉，底部设置排泥管定期排泥。底部设立曝气装置进行定期搅拌，气水比5:1，出水自流进入混凝沉淀池。

(4)混凝沉淀池：分三段，第一段为中和反应池，搅拌加入10％的氢氧化钠溶液，调整pH为6-8，，反应池尺寸3m×1m×2m。第二段为混凝反应池，中和反应池出水自流进入混凝反应池，搅拌加入0.3％的PAM溶液加速混凝，PAM投加量2L/m³，混凝池尺寸：1m×1m×2m。第三段为沉淀池，混凝反应池出水自流进入沉淀池，沉淀池尺寸为：4m×3.8m×5m。沉淀池出水自流进入集水池。

(5)减压蒸馏装置：循环冷却水压力保持在0.2MPa，蒸发器真空度在-0.090MPa状态下开始工作。

(6)固定化微生物滤池(G-AF/G-BAF)：尺寸30m×20m×5.5m，有效水深5m，4组，每组分6级串联运行。每级G-AF/G-BAF池的尺寸5m×5m×5.5m，池内装填高效悬浮专用载体，载体高度3.0m，载体量1800m³，投加高效专用微生物2700kg。正常运行后每天投加微生物0.4g/m³.水。第六级G-AF/G-BAF出水进入蓄水池，正常可直接达标排放，如遇特殊情况生化池出水波动，蓄水池可打入活性炭池进行处理。G-AF/G-BAF池的池底安装管式曝气器用于曝气，气水比40：1。池底部设置排泥管定期排泥。设罗茨鼓风机2台，1用1备。所述的微生物来自北京丰泽绿源环境技术有限公司，属于常用商品化的产品。所述的载体为一种高分子大孔载体，载体平均湿密度为1.00g/cm³。

(7)蓄水池及活性炭池：蓄水池尺寸10.5m×4m×5.5m，池外设输送泵2台，1用1备。活性炭池尺寸10.5m×6m×5.5m，活性炭高度2m。池底设曝气器。

(8)经上述方式处理后系统出水水质稳定，出水水质满足《污水综合排放标准》(GB8978－1996)的一级标准(具体见表1)。

表1处理前后水质变化情况

项目	进水	出水	GB8978-1996一级标准
				COD(mg/L)	107941	51.6	<100
硝基化合物(mg/L)	19563	1.64	---
				pH	6～9	6～9	6～9
色度(稀释倍数)	100000	20	50

Claims

1.一种高含盐、高浓度有机废水处理方法，其特征在于该方法通过“预处理+减压蒸馏+生化处理(G-AF/G-BAF工艺)”组合工艺对有机废水中的污染物进行处理。

2.如权利要求1所述的方法，所述处理按下述步骤顺序进行：

(1)预处理：高含盐、高浓度有机废水用泵从储存池提升，依次进入酸析池、微电解池、混凝沉淀池，出水进入集水池。

(2)减压蒸馏：预处理出水经减压蒸馏进一步处理。

(3)生化处理(G-AF/G-BAF工艺)：废水经减压蒸馏处理后，采用生化法进行处理。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述的G-AF/G-BAF工艺为固定化微生物-高效曝气生物滤池。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述的酸析池：在进水段废水中加入废硫酸，使其pH为1-2；所述的微电解池：其中投加微米铁粉，底部设置排泥管定期排泥；所述的混凝沉淀池：分三段，第一段为中和反应池，搅拌加入10％的氢氧化钠溶液，调整pH为6-8，生成氢氧化铁等沉淀，吸附去除二硝基苯磺酸钠等有机物；第二段为混凝反应池，搅拌加入0.3％的PAM溶液加速混凝；第三段为沉淀池，沉淀池出水自流进入集水池。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：G-AF/G-BAF的主要作用是通过好养微生物降低废水的氨氮和难降解有机物。

6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述的G-AF/G-BAF池中的微生物是北京丰泽绿源环境技术有限公司复配的高效专用微生物与复合酶制剂；所述的载体为一种高效悬浮大孔载体，比表面积80m²/g，孔隙率98％，载体平均湿密度1.00g/cm³，在水中呈悬浮状。

7.根据权利要求1或2所述的方法，所述高含盐、高浓度有机废水为TNT废水、MNT废水、DNT废水、硝基苯废水以及苯胺类废水。