CN110015803A - 一种碳化废水处理工艺技术 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种碳化废水处理工艺技术。该工艺主要由高级氧化、絮凝沉淀、酸化、IC厌氧、接触氧化、脱气膜系统处理组成。处理工艺中高级氧化技术使用一定比例的双氧水与亚铁离子在PH=4的条件进行；絮凝沉淀，是利用芬顿反应后的铁离子，继续添加0.3～0.4mg/L的聚丙烯酰胺进行絮凝；处理工艺中的脱气膜采用一种只有气体通过的高分子材料，稀酸吸收氨气，形成可回收盐类，防止二次污染。因为高级氧化可以提高生化性，让后续的生化处理变得简单。该工艺反应速度快、分解彻底、反应条件温和、可由发链反应以及操作简单、处理效果好、设备成本低等优点。
Description
技术领域
本发明涉及废水处理技术领域，尤其涉及一种生物质废弃物经低温脱水碳化产生的废水处理工艺。
背景技术
本发明提到的生物质废弃物低温脱水碳化，是生物质废弃物通过加入催化脱水剂，升温至200℃左右，生物质中的氢、氧元素按水的组成比（2:1）释放出来，最大限度地保留有机质中的碳值，使最终产物中的碳含量大幅提高的过程。碳化后的生物质废弃物（如：污泥）成液态，脱水后的含水率40%以下，经干化造粒后可作为低级燃料使用，其热值约15000~21000 kJ/kg。该技术通过催化加温使得废弃物的生物质几乎全部分解，仅通过机械方法即可将其中60%的水分脱除，极大地节省了运行中的能源消耗。如果废弃物是污泥，其热解保证了污泥的彻底稳定。碳化过程中保留了绝大部分污泥中热值，为热解后的能源再利用创造了条件。因为中温、高温碳化浪费能源、技术复杂、运行成本高、产品中的热值低等缺点，所以生物质废弃物碳化处理不采用中温、高温碳化工艺。
由此可见低温脱水碳化已成为生物质废弃物的首选处理工艺。由于含水率较高的生物质废弃物（如：污泥、沼渣、餐厨、生活垃圾经压榨得到的湿组分等）加入催化脱水剂，进行脱水碳化后的液体含有很多复杂的有机物（如：酚类物质、脂肪族化合物、杂环类化合物等），因此COD、氨氮等指标非常高，必须通过适合的处理工艺才能达标排放。
发明内容
本发明针对现有的生物质废弃物低温脱水碳化产生的废水处理难问题，揭示了一种碳化废水处理工艺技术（参见附图）。该工艺具有速度快、适用范围广、分解彻底、反应条件温和、可由发链式反应以及操作简单等特点。
本发明采取如下工艺技术解决上述问题：
碳化废水经过预处理后依次进行高级氧化、絮凝沉淀、酸化、厌氧 、好氧 、脱气膜系统处理，实现碳化废水的资源化及达标排放。
其具体处理工艺及原理如下：
碳化废水经过预处理后进入高级氧化工段，此工段采用芬顿反应处理废水里面的COD，且加入的双氧水与硫酸亚铁质量比为10:1，反应PH为4，反应结束调节PH到9；然后进行絮凝沉淀，利用芬顿反应后的铁离子，添加0.3～0.4mg/L的聚丙烯酰胺进行絮凝；继续进行酸化、厌氧，厌氧工段为两级UASB组成的IC厌氧装置，因为高级氧化增加了废水的B/C比，再经过IC厌氧装置，能把废水的COD降到很低；继续好氧处理，好氧处理工段使用接触氧化，采用与曝气池相同的曝气方法提供微生物所需的氧量，并起搅拌与混合的作用，接触氧化池也相当于在曝气池内投加填料，以供微生物栖息，是一种介于活性污泥法与生物滤池两者之间的生物处理法，是具有活性污泥法特点的生物膜法；最后进行脱气膜系统处理，由于氨氮在水中存在以下平衡：
NH4++OH- NH3↑+H2O
运行中，含氨氮废水流动在膜组件的壳程（膜的外侧），酸吸收液流动在膜组件的管程（膜的内侧）。废水中PH提高或者温度上升时，上述平衡将会向右移动，铵根离子NH4+变成游离的气态NH3。这时气态NH3可以透过膜表面的微孔从壳程中的废水相进入管程的酸吸收液相，被酸液吸收立刻又变成离子态的NH4+。保持废水的PH在10以上，并且温度在35℃以上（45℃以下），这样废水相中的NH4+就会源源不断地变成NH3向吸收液相迁移。从而废水侧的氨氮浓度不断下降，直至达到标准；而酸吸收液相由于只有酸和NH4+，所以形成的是非常纯净的铵盐，并且在不断地循环后达到一定的浓度，可以被回收利用。使用氨氮分离膜元件，能有效分离废水中的氨氮，形成可回收的硫酸铵，没有二次污染，实现资源化。另外脱气膜系统可根据实际情况接入微滤、纳滤、超滤等设备。
附图说明
附图1是本发明揭示的一种碳化废水处理工艺技术简图，其中1代表预处理、2代表高级氧化处理 、3代表絮凝沉淀处理 、4代表水解酸化、5代表IC厌氧处理 、6代表接触氧化处理、7代表脱气膜系统处理。
具体实施方式
实施例1：
深圳市某项目低温碳化污泥产生的碳化废水指标COD约为：15000mg/L ， 氨氮约为：2000mg/L ，色度约为：3000度 。要求达到的标准：COD≤100 mg/L、氨氮≤25mg/L、色度≤40度、其他指标按GB16889-2008执行。
标准的处理工艺：
预处理后的碳化废水经调节池调节PH到4，在芬顿反应池中加入一定比例的双氧水及硫酸亚铁，约1小时后到絮凝沉淀池，加入0.3mg/L聚丙烯酰胺进行絮凝，絮凝后的水经水解酸化到IC厌氧反应器，再到好氧池反应，经二沉池后进入脱气膜和微滤膜组成的膜系统处理，出水COD≤80 mg/L、氨氮≤20mg/L、色度≤30度，其他指标满足GB16889-2008标准。
实施例2：
深圳市某项目低温碳化沼渣产生的碳化废水指标COD约为：18000mg/L ， 氨氮约为：1900mg/L ，色度约为：2000度 。要求达到的标准：COD≤100 mg/L、氨氮≤25mg/L、色度≤40度、其他指标按GB16889-2008执行。
标准的处理工艺：
预处理后的碳化废水经调节池调节PH到4，在芬顿反应池中加入一定比例的双氧水及硫酸亚铁，约1小时后到絮凝沉淀池，加入0.35mg/L聚丙烯酰胺进行絮凝，絮凝后的水经水解酸化到IC厌氧反应器，再到好氧池反应，经二沉池后进入脱气膜和超滤膜组成的膜系统处理，出水COD≤90 mg/L、氨氮≤22mg/L、色度≤35度，其他指标满足GB16889-2008标准。
实施例3：
深圳市某项目低温碳化餐厨垃圾产生碳化废水指标如下表：
| 检测项目 | 结果 | 单位 |
| PH | 9.19 | 无量纲 |
| SS | 2.55×10<sup>4</sup> | mg/L |
| CODcr | 2.58×10<sup>4</sup> | mg/L |
| BOD<sub>5</sub> | 6.04×10<sup>3</sup> | mg/L |
| 氨氮 | 1.38×10<sup>3</sup> | mg/L |
| 总氮 | 2.48×10<sup>3</sup> | mg/L |
| TP | 1.58×10<sup>3</sup> | mg/L |
要求达到的标准：COD≤100 mg/L、氨氮≤25mg/L、色度≤40度、其他指标按GB16889-2008执行。
标准的处理工艺：
预处理后的碳化废水经调节池调节PH到4，在芬顿反应池中加入一定比例的双氧水及硫酸亚铁，约1小时后到絮凝沉淀池，加入0.4mg/L聚丙烯酰胺进行絮凝，絮凝后的水经水解酸化到IC厌氧反应器，再到好氧池反应，经二沉池后进入脱气膜和超滤组成的膜系统处理，出水COD≤90 mg/L、氨氮≤20mg/L、色度≤30度，其他指标满足GB16889-2008标准。
Claims (8)
1.一种碳化废水处理工艺技术，其特征在于：所述的工艺包括高级氧化、絮凝沉淀、酸化、厌氧 、好氧 、脱气膜系统处理。
2.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述的高级氧化加入的双氧水与硫酸亚铁质量比为10:1，反应PH为4，反应结束调节PH到9。
3.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述的絮凝沉淀，是利用芬顿反应后的铁离子，继续添加0.3～0.4mg/L的聚丙烯酰胺进行絮凝。
4.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述的厌氧工段为两级UASB组成的IC厌氧装置。
5.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述的好氧工段使用接触氧化法，介于活性污泥法与生物滤池两者之间的生物处理法。
6.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述脱气膜系统处理，主要使用氨氮分离膜元件，能有效分离废水中的氨氮，最后形成可回收的硫酸铵。
7.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述碳化废水为生物质废弃物通过加入催化剂，温度在200度左右碳化产生的污水。
8.根据权利要求7所述的生物质废弃物，其特征在于，所述生物质废弃物包括污泥、沼渣、餐厨、生活垃圾经压榨得到的湿组分。
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