CN110316910A - 一种高盐高cod废水的综合处理方法 - Google Patents

一种高盐高cod废水的综合处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种高盐高COD废水的综合处理方法，包括以下步骤：(1)废水经过格栅进入调节池，调节pH，调节池出水进入混凝沉淀池，加入絮凝剂进行混沉处理；(2)混凝沉淀池出水进入超声电催化氧化装置中进行处理；(3)超声电催化氧化出水进入电渗析装置进行处理；(4)经电渗析脱盐后淡水进入ABR厌氧折流板反应器进行处理；(5)ABR厌氧折流板反应器出水进入BSBR反应器，BSBR反应器添加耐盐微生物强化含盐废水生化处理；(6)BSBR反应器出水进入臭氧反应装置进行处理；(7)臭氧出水经过吸附过滤装置，最终回用或外排。本发明具有工艺可靠且稳定性强，污染物去除率高，出水水质稳定达标等优点，适用于高含盐高COD废水的综合处理。

Description

一种高盐高COD废水的综合处理方法
技术领域
本发明属于废水处理技术领域，具体地说是涉及一种高盐高COD废水的综合处理方法。
背景技术
在化工、染料、印染、造纸等行业工艺工序中均会排放大量的高盐含量、高COD的废水，此类废水由于其盐含量高达1～25％，COD高达5000～100000mg/L，甚至更高，且废水成分复杂，或具有高毒性，直接排放到自然水体会对环境造成不可估量的损害，而直接进入常用的生化系统进行处理，会对生化系统造成巨大的冲击，影响出水水质，造成微生物死亡。部分企业采用稀释生化的方法进行处理，此法往往需要消耗相当于废水体积几十倍的淡水，不仅浪费了大量的淡水资源，而且还大幅度增加了废水的排放量，不符合国家的污染排放政策。而且经生化处理后，废水中的盐分仍然存在，后续处理工艺仍需进行浓缩脱盐处理，工艺流程复杂，水量大、经济成本高。部分企业先用多效蒸发脱盐的方法对高盐废水进行预处理，然后再通过生化法处理多效蒸发的冷凝水。用多效蒸发脱盐的方法对高盐废水进行预处理，最大的障碍是结晶析出的盐没有合适的出路，原因是结晶析出的盐中往往含有大量有机污染物，不能作为一般的工业盐使用，且在大多数情况下这种盐只能视为危险固体废物，必须委托有资质的单位进行无害化处置，处置费用相当高。
针对高含盐、高浓度、难降解、可生化性差的有机废水，目前主要的处理方法是“预处理+生化法+深度处理”。传统的生化方法主要有活性污泥法、生物膜法，但其对低浓度的有机废水处理效果很好，但对高浓度难降解的有机废水需要多级串联才能达到较好的处理效果，工艺流程长，耐冲击负荷相对较差，处理功能受到一定的限制。加之废水中盐离子浓度很高，直接影响着废水生化处理系统微生物细胞内渗透压的稳定，极易引起细胞质壁分离而死亡，严重抑制微生物的生长，导致生化处理效果大幅度降低。
发明内容
为了克服现有技术存在的不足，本发明提供了一种工艺可靠且稳定性强、污染物去除率高、出水水质稳定达标的高盐高COD废水的综合处理方法。
为了达到上述技术效果，本发明采用的技术方案为：
一种高盐高COD废水的综合处理方法，包括以下步骤：
(1)废水经过格栅进入调节池，调节pH，调节池出水进入混凝沉淀池，加入絮凝剂进行混沉处理；
(2)混凝沉淀池出水进入超声电催化氧化装置中进行处理；
(3)超声电催化氧化出水进入电渗析装置进行处理；
(4)经电渗析脱盐后淡水进入ABR厌氧折流板反应器进行处理；
(5)ABR厌氧折流板反应器出水进入BSBR反应器，BSBR反应器添加耐盐微生物强化含盐废水生化处理；
(6)BSBR反应器出水进入臭氧反应装置进行处理；
(7)臭氧出水经过吸附过滤装置，最终回用或外排。
本发明采用混凝沉淀、超声电催化氧化、电渗析、ABR厌氧折流板反应器、BSBR反应器、臭氧反应装置、吸附处理后达到最终回用或外排要求。
作为优选，步骤(1)中，采用酸性或碱性溶液调节pH值至7～10，所述酸性溶液为硫酸、盐酸、磷酸中的一种，碱性溶液为氢氧化钠或氢氧化钙。其中，酸性或碱性溶液浓度为5～30％。
作为优选，步骤(1)中所述的絮凝剂为硫酸铝、硫酸铁、硫酸亚铁、氯化铁、聚合硫酸铝、聚合氯化铝、聚合硫酸铁、聚合硫酸铝铁中的任一种添加聚丙烯酰胺而成，其中，所述聚丙烯酰胺的投加量为1～15mg/L，其他絮凝剂的投加量为50～800mg/L，反应时间10～60min。
作为优选，步骤(2)中的超声电催化的反应条件为：超声频率20kHz～40kHz，电流密度200～800A/m2，电极间距20～60mm，电压3～10V，反应时间1～4h。
作为优选，步骤(3)中的电渗析反应条件为：电流1～20A，处理时间为1～4h。
作为优选，步骤(4)中的ABR厌氧折流板反应器条件为：调节pH7.0～7.5，反应温度30～36℃，停留时间6～24h。
作为优选，步骤(5)中BSBR反应器条件为：反应温度为20～28℃，pH7～8，停留时间8～36h；BSBR反应器添加的耐盐微生物为嗜盐菌、耐盐酵母菌、耐盐原生动物、耐盐浮游生物中的一种或二种以上的任意组合；其中所述耐盐原生动物为轮虫、游泳性纤毛虫、有柄纤毛虫、红色角毛虫、展现突口虫、扇状游仕虫、绿模瘦尾虫中的任一种或二种以上的任意组合；所述浮游生物为衣藻、绿裸藻、嗜盐舟形藻、光甲藻、尖尾蓝隐藻、啮蚀隐藻中的任一种或二种以上的任意组合。
生物的方法处理高盐废水肯定有一系列的问题，比如盐浓度过高会对微生物的生长产生极大的抑制作用。主要由于盐浓度过高时渗透压高使微生物细胞脱水引起细胞原生质分离，另外高含盐情况下因盐析作用而使脱氢酶活性降低，同时高氯离子浓度对细菌也有毒害作用。这些都是高盐废水利用生物方法处理的难点。
投加酵母菌强化处理含盐废水，耐盐酵母菌已被应用于如酱油生产的发酵行业，这些酵母菌能在高盐、高糖环境中生长良好，有些酵母菌甚至还能在饱和盐浓度下生长。与嗜盐菌不同，酵母菌通常不依靠盐生存，当它们受到盐水冲击时，细胞萎缩，一旦它们长时间地适应后，细胞体积恢复。对数生长期细胞比稳定期细胞具有更强的耐盐性。耐盐酵母菌用于处理高有机物，高含盐废水的效果比普通的好氧或厌氧细菌处理效果更好，在高盐条件下，酵母菌的基质利用率，污泥最大比增长率，半速率常数以及营养物去除能力更高。
利用嗜盐菌(耐盐菌)强化处理高盐有机废水，嗜盐菌具有极为特殊的结构组成、生理功能和代谢机制，使嗜盐菌能够在高盐环境下正常生存和生长，嗜盐菌能在积累钾离子的嗜盐菌蛋白质中含有高比例的酸性氨基酸，这些氨基酸残基在蛋白质的表面形成负电屏蔽，从而促进了蛋白质的稳定性；在嗜盐古细菌的细胞膜外有一个呈六角形排列的由磺化的糖蛋白组成的S单层，由于磺酸基团的存在使S层呈负电性，因此使组成亚基的糖蛋白得到屏蔽保护，在高盐环境中保持稳定。嗜盐菌特别是极端嗜盐菌具有灵巧的排钠吸钾的生理特性，使得其能在高浓度的氯化钠环境中生存。嗜盐菌是也可以通过在细胞内积累一些被称为相容性溶质的物质来抵抗细胞外的高渗透压，维持细胞的形态、结构和生理功能，这些相容性溶质是一些高度水溶性的小分子物质，如糖、糖醇、其他的醇类、氨基酸、氨基酸的衍生物，通常不妨碍细胞的其他代谢途径，它们可以在高NaCl浓度中保持细胞内的低水活度，从而保持细胞内酶的活性；嗜盐菌可以减小甚至消除高盐浓度对有机废水生物处理系统的冲击。
作为优选，步骤(6)中臭氧反应装置的臭氧投加量5～100mg/L，反应时间10～150min。
作为优选，步骤(7)中的吸附过滤装置为活性炭吸附装置、粉煤灰吸附装置、沸石吸附装置、膨润土吸附装置、锰砂过滤装置、保安过滤装置中的一种。
作为优选，所述综合处理方法还包括下述步骤：将混沉池、ABR厌氧折流板反应器、BSBR反应器产生的污泥排入污泥浓缩池，经污泥浓缩池处理后的污泥进入离心脱水机进行脱水，脱水后的污泥外运进行最终处理，污水回流至调节池。
本发明采用“混凝沉淀→超声电催化氧化→电渗析→ABR厌氧折流板反应器→BSBR反应器→臭氧反应装置→吸附”处理工艺。超声电催化氧化具有很好的降盐度和COD效果，可提高废水的可生化性，在生化处理前采用电渗析法进一步降低废水中的浓盐度，避免了高浓度盐对微生物生长的抑制作用，提高了后续生化处理的效率，生化阶段采用ABR厌氧折流板反应器和BSBR反应器联合工艺，解决了传统生物法处理效果低、处理功能受限制的问题，在生化处理后再次采用臭氧氧化进行深度处理，更进一步降低了废水中COD浓度，处理效果显著，最后进行吸附处理，出水可以完全满足要求。本发明具有工艺可靠且稳定性强，污染物去除率高，出水水质稳定达标等优点，适用于高含盐高COD废水的综合处理。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明的保护范围并不限于此。
实施例1
一种高盐高COD废水的综合处理方法，包括以下步骤：
(1)废水经过格栅进入调节池，在调节池内对水量和水质进行调节、均化，以保证后续处理的稳定性；采用10％氢氧化钠溶液调节pH至8.5；
(2)调节池出水进入混凝沉淀池，加入絮凝剂聚合氯化铝和阴离子聚丙烯酰胺进行混沉处理，聚合氯化铝投加量200mg/L，阴离子聚丙烯酰胺投加量5mg/L，反应时间30min；
(3)混凝沉淀池的出水进入超声电催化氧化装置中进行处理，超声频率20kHz，电流密度为400A/m2，电极间距D＝30mm，电压4.0V，反应时间2h；
(4)超声电催化氧化出水进入电渗析装置，电流5A，反应时间2.0h；
(5)经电渗析脱盐后进入ABR厌氧折流板反应器，调节pH7.2，反应温度32.0℃，停留时间20h；
(6)ABR厌氧折流板反应器出水进入BSBR反应器，反应温度为25℃，pH7.3，停留时间30h，在BSBR反应器添加耐盐酵母菌和嗜盐舟形藻；
(7)BSBR反应器出水进入臭氧反应装置，臭氧投加量30mg/L，反应时间50min；
(8)臭氧出水进入活性炭吸附装置，处理后水样最终外排；
(9)将混凝沉淀池、ABR厌氧折流板反应器、BSBR反应器产生的污泥排入污泥浓缩池，经污泥浓缩池处理后的污泥进入离心脱水机进行脱水，脱水后的污泥外运进行最终处理，污水回流至调节池。
实施例2
一种高盐高COD废水的综合处理方法，包括以下步骤：
(1)废水经过格栅进入调节池，在调节池内对水量和水质进行调节、均化，以保证后续处理的稳定性；采用5％氢氧化钙溶液调节pH至9.0；
(2)调节池出水进入混凝沉淀池，加入絮凝剂硫酸亚铁和阳离子聚丙烯酰胺进行混沉处理，硫酸亚铁投加量500mg/L，阳离子聚丙烯酰胺投加量6mg/L，反应时间25min；
(3)混凝沉淀池的出水进入超声电催化氧化装置中进行处理，超声频率25kHz，电流密度为300A/m2，电极间距D＝40mm，电压5.0V，反应时间1.5h；
(4)超声电催化氧化出水进入电渗析装置，电流4A，反应时间1.5h；
(5)经电渗析脱盐后进入ABR厌氧折流板反应器，调节pH7.5，反应温度30.0℃，停留时间16h；
(6)ABR厌氧折流板反应器出水进入BSBR反应器，反应温度为26℃，pH7.5，停留时间24h，在BSBR反应器添加耐盐菌和耐盐有柄纤毛虫；
(7)BSBR反应器出水进入臭氧反应装置，臭氧投加量20mg/L，反应时间30min；
(8)臭氧出水进入保安过滤装置，处理后水样最终回用；
(9)将混凝沉淀池、ABR厌氧折流板反应器、BSBR反应器产生的污泥排入污泥浓缩池，经污泥浓缩池处理后的污泥进入离心脱水机进行脱水，脱水后的污泥外运进行最终处理，污水回流至调节池。
实施例3
一种高盐高COD废水的综合处理方法，包括以下步骤：
(1)废水经过格栅进入调节池，在调节池内对水量和水质进行调节、均化，以保证后续处理的稳定性；采用5％硫酸溶液调节pH至9.5；
(2)调节池出水进入混凝沉淀池，加入絮凝剂聚合硫酸铝铁和非离子聚丙烯酰胺进行混沉处理，聚合硫酸铝铁投加量600mg/L，非离子聚丙烯酰胺投加量7mg/L，反应时间40min；
(3)混凝沉淀池的出水进入超声电催化氧化装置中进行处理，超声频率28kHz，电流密度为500A/m2，电极间距D＝25mm，电压6.0V，反应时间3.0h；
(4)超声电催化氧化出水进入电渗析装置，电流6A，反应时间2.5h；
(5)经电渗析脱盐后进入ABR厌氧折流板反应器，调节pH7.3，反应温度33.0℃，停留时间22h；
(6)ABR厌氧折流板反应器出水进入BSBR反应器，反应温度为27℃，pH7.6，停留时间32h，在BSBR反应器添加耐盐酵母菌和耐盐衣藻；
(7)BSBR反应器出水进入臭氧反应装置，臭氧投加量50mg/L，反应时间60min；
(8)臭氧出水进入活性炭吸附装置，处理后水样最终外排；
(9)将混凝沉淀池、ABR厌氧折流板反应器、BSBR反应器产生的污泥排入污泥浓缩池，经污泥浓缩池处理后的污泥进入离心脱水机进行脱水，脱水后的污泥外运进行最终处理，污水回流至调节池。
实施例4
一种高盐高COD废水的综合处理方法，包括以下步骤：
(1)废水经过格栅进入调节池，在调节池内对水量和水质进行调节、均化，以保证后续处理的稳定性；采用10％氢氧化钠溶液调节pH至9；
(2)调节池出水进入混凝沉淀池，加入絮凝剂聚合硫酸铁和阳离子聚丙烯酰胺进行混沉处理，聚合硫酸铁投加量400mg/L，阴离子聚丙烯酰胺投加量8mg/L，反应时间30min；
(3)混凝沉淀池的出水进入超声电催化氧化装置中进行处理，超声频率30kHz，电流密度为600A/m2，电极间距D＝50mm，电压7V，反应时间2h；
(4)超声电催化氧化出水进入电渗析装置，电流8A，反应时间2.0h；
(5)经电渗析脱盐后进入ABR厌氧折流板反应器，调节pH7.2，反应温度34℃，停留时间18h；
(6)ABR厌氧折流板反应器出水进入BSBR反应器，反应温度为25℃，pH7.5，停留时间28h，在BSBR反应器添加耐盐酵母菌和展现突口虫；
(7)BSBR反应器出水进入臭氧反应装置，臭氧投加量40mg/L，反应时间40min；
(8)臭氧出水进入活性炭吸附装置，处理后水样最终外排；
(9)将混凝沉淀池、ABR厌氧折流板反应器、BSBR反应器产生的污泥排入污泥浓缩池，经污泥浓缩池处理后的污泥进入离心脱水机进行脱水，脱水后的污泥外运进行最终处理，污水回流至调节池。
通过上述处理方法对某企业制药废水进行处理，废水指标见表1。
表1
由表1可知，采用本发明处理方法处理后的废水各项指标均达到排放或回用要求，处理效果显著。

Claims (10)

1.一种高盐高COD废水的综合处理方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)废水经过格栅进入调节池，调节pH，调节池出水进入混凝沉淀池，加入絮凝剂进行混沉处理；
(2)混凝沉淀池出水进入超声电催化氧化装置中进行处理；
(3)超声电催化氧化出水进入电渗析装置进行处理；
(4)经电渗析脱盐后淡水进入ABR厌氧折流板反应器进行处理；
(5)ABR厌氧折流板反应器出水进入BSBR反应器，BSBR反应器添加耐盐微生物强化含盐废水生化处理；
(6)BSBR反应器出水进入臭氧反应装置进行处理；
(7)臭氧出水经过吸附过滤装置，最终回用或外排。
2.根据权利要求1所述高盐高COD废水的综合处理方法，其特征在于：步骤(1)中，采用酸性或碱性溶液调节pH值至7～10，所述酸性溶液为硫酸、盐酸、磷酸中的一种，碱性溶液为氢氧化钠或氢氧化钙。
3.根据权利要求1所述高盐高COD废水的综合处理方法，其特征在于：步骤(1)中所述的絮凝剂由硫酸铝、硫酸铁、硫酸亚铁、氯化铁、聚合硫酸铝、聚合氯化铝、聚合硫酸铁、聚合硫酸铝铁中的任一种添加聚丙烯酰胺而成，其中，所述聚丙烯酰胺的投加量为1～15mg/L，其他絮凝剂的投加量为50～800mg/L，反应时间10～60min。
4.根据权利要求1所述高盐高COD废水的综合处理方法，其特征在于步骤(2)中的超声电催化的反应条件为：超声频率20kHz～40kHz，电流密度200～800A/m2，电极间距20～60mm，电压3～10V，反应时间1～4h。
5.根据权利要求1所述高盐高COD废水的综合处理方法，其特征在于步骤(3)中的电渗析反应条件为：电流1～20A，处理时间为1～4h。
6.根据权利要求1所述高盐高COD废水的综合处理方法，其特征在于步骤(4)中的ABR厌氧折流板反应器条件为：调节pH7.0～7.5，反应温度30～36℃，停留时间6～24h。
7.根据权利要求1所述高盐高COD废水的综合处理方法，其特征在于：步骤(5)中BSBR反应器条件为：反应温度为20～28℃，pH7～8，停留时间8～36h；BSBR反应器添加的耐盐微生物为嗜盐菌、耐盐酵母菌、耐盐原生动物、耐盐浮游生物中的一种或二种以上的任意组合；其中所述耐盐原生动物为轮虫、游泳性纤毛虫、有柄纤毛虫、红色角毛虫、展现突口虫、扇状游仕虫、绿模瘦尾虫中的任一种或二种以上的任意组合；所述浮游生物为衣藻、绿裸藻、嗜盐舟形藻、光甲藻、尖尾蓝隐藻、啮蚀隐藻中的任一种或二种以上的任意组合。
8.根据权利要求1所述高盐高COD废水的综合处理方法，其特征在于：步骤(6)中臭氧反应装置的臭氧投加量5～100mg/L，反应时间10～150min。
9.根据权利要求1所述高盐高COD废水的综合处理方法，其特征在于：步骤(7)中的吸附过滤装置为活性炭吸附装置、粉煤灰吸附装置、沸石吸附装置、膨润土吸附装置、锰砂过滤装置、保安过滤装置中的一种。
10.根据权利要求1所述高盐高COD废水的综合处理方法，其特征在于：所述综合处理方法还包括下述步骤：将混沉池、ABR厌氧折流板反应器、BSBR反应器产生的污泥排入污泥浓缩池，经污泥浓缩池处理后的污泥进入离心脱水机进行脱水，脱水后的污泥外运进行最终处理，污水回流至调节池。
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