CN112520848B - 一种水解酸化脱毒工业废水的预处理方法 - Google Patents

一种水解酸化脱毒工业废水的预处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种水解酸化脱毒工业废水的预处理方法，包括：将表面活性剂加入工业废水中，然后将添加有表面活性剂的工业废水通入接种有厌氧颗粒污泥的连续式反应器中进行处理即可；所述表面活性剂与所述厌氧颗粒污泥的质量比为0.005～0.07:1。本发明可以有效通过表面活性剂促进连续式反应器中厌氧颗粒污泥对毒性有机物的耐受能力，强化厌氧颗粒污泥对工业废水中有机物的水解能力，进而提高厌氧颗粒污泥的产酸能力，有效缩短连续式反应器的启动时间、提高启动后能承受的负荷；提升工业废水精准治污、科学治污水平。

Description

一种水解酸化脱毒工业废水的预处理方法
技术领域
本发明涉及污水处理领域，具体涉及一种工业废水的预处理方法。
背景技术
工业废水一直是我国水处理领域的难点和重点。工业废水中通常含有高浓度的有毒有机物，这类污染物对微生物，特别是有毒有机物对产甲烷菌有明显的抑制作用，导致这类工业废水难以采用低成本的厌氧产甲烷方式处理。
有机物对微生物的毒性，既与有机物本身的性质有关，同时也与有机物的浓度有关，另外还与微生物的类型有关。现有的两相厌氧工艺中，基于两相厌氧理论，厌氧过程可以分为产酸相和产甲烷相。根据以往的研究表明，有毒有机物对产甲烷菌的抑制作用要明显大于产酸微生物，并且水解酸化过程可以将有毒有机物转化为毒性小、甚至无毒的代谢产物；因此，对于含有毒有机物的废水，采用两相厌氧工艺比厌氧产甲烷工艺要更适用。
但是，尽管水解酸化微生物对有毒有机物的耐受性能要强于产甲烷菌，而且可将有毒有机物转化为毒性小、甚至无毒的代谢产物；但现有两相厌氧水解酸化段存在的处理含有毒有机物工业废水能力也相对较低，如何提高水解酸化脱毒过程的性能仍是制约其应用的关键问题。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的两相厌氧水解酸化段存在的处理含有毒有机物工业废水能力也相对较低的缺陷，从而提供一种缩短启动时间、提高启动后能承受的负荷的水解酸化脱毒工业废水的预处理方法。
一种水解酸化脱毒工业废水的预处理方法，包括：
将表面活性剂加入工业废水中，然后将添加有表面活性剂的工业废水通入接种有厌氧颗粒污泥的连续式反应器中进行处理即可；
所述表面活性剂与所述厌氧颗粒污泥的质量比为0.005～0.07:1。
所述表面活性剂与厌氧颗粒污泥的质量比为0.04～0.07:1。
所述工业废水中COD与N和P的质量比为(100～500):(4～6):1，即，工业废水中COD与N和P不足上述比例范围时，可添加适宜的营养物质进行补足。
所述工业废水中COD与N和P的质量比为100～500:5:1。
所述表面活性剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基二甲基胺乙内酯、烷基多苷、鼠李糖脂、槐糖脂中的一种或多种。
所述厌氧颗粒污泥的浓度为6～30g/L。
所述含表面活性剂的工业废水的pH为6～8。
所述连续式反应器为厌氧颗粒污泥膨胀床反应器、上流式厌氧污泥床反应器、内循环厌氧反应器中的任意一种。
所述连续式反应器的回流比为0～30，温度为20～35℃。
本发明技术方案，具有如下优点：
1.本发明提供的一种水解酸化脱毒工业废水的预处理方法，包括在工业废水中添加表面活性剂，通过将添加有表面活性剂的工业废水通入到连续式反应器中与厌氧颗粒污泥相接触，进而强化厌氧颗粒污泥对水中的有机物的水解能力。具体的，控制添加的表面活性剂与厌氧颗粒污泥的量，将表面活性剂与厌氧颗粒污泥的质量比控制在0.005～0.07:1之间，可以有效通过表面活性剂促进连续式反应器中厌氧颗粒污泥对毒性有机物的耐受能力，强化厌氧颗粒污泥对工业废水中有机物的水解能力，进而提高厌氧颗粒污泥的产酸能力，有效缩短连续式反应器的启动时间、提高启动后能承受的负荷；提升工业废水精准治污、科学治污水平。
2.本发明进一步优化了工业废水中COD与N和P的质量比，所述工业废水中COD与N和P的质量比为(100～500):(4～6):1，优选的，所述工业废水中COD与N和P的质量比为100～500:5:1；通过上述比例的控制，不仅仅能够有效进一步缩短连续式反应器的启动时间、提高启动后能承受的负荷，并且还能有效提高出水的比产甲烷活性；而且，本发明的表面活性剂的添加量下，通过本发明的预处理方法进行处理后并不会对后续的产甲烷以及进一步的生化处理产生不利影响，而且其较易于生物降解，不会对向外环境排放的出水产生不利影响；因此，通过本发明预处理方法处理后的工业废水，其后续可以采用低成本的厌氧产甲烷方式进行处理，有效降低工业废水的处理成本，效果更加显著。
3.本发明进一步优化了连续式反应器的参数，将连续式反应器的回流比设置为0～30之间，温度设置为20～35℃之间；通过上述参数的设置能够提升水解酸化脱毒预处理工业废水的性能。
4.本发明具有精准、成本低廉、易于运行维护等显著优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例1中厌氧颗粒污泥膨胀床反应器(EGSB)的结构示意图。
具体实施方式
提供下述实施例是为了更好地进一步理解本发明，并不局限于所述最佳实施方式，不对本发明的内容和保护范围构成限制，任何人在本发明的启示下或是将本发明与其他现有技术的特征进行组合而得出的任何与本发明相同或相近似的产品，均落在本发明的保护范围之内。
实施例中未注明具体实验步骤或条件者，按照本领域内的文献所描述的常规实验步骤的操作或条件即可进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规试剂产品。
实施例1
一种水解酸化脱毒工业废水的预处理方法，
本实施例在厌氧颗粒污泥膨胀床反应器(EGSB)中进行，接种的厌氧颗粒污泥取自某产甲烷反应器，EGSB连续式运行，厌氧颗粒污泥的浓度为15g/L。EGSB反应器结构如图1所示，其包括由有机玻璃材料制造的反应器1，反应器1上沿不同高度设置了取样口a、b、c、d，反应器1的有效容积1.72L。其中，反应器1的反应区高度1500mm，反应区内径30mm。巴豆醛废水由第一蠕动泵2从反应器1底部打入，反应器1顶部装有可调节的三相分离器3，泥水混合液及气体通过三相分离器3实现有效分离。污泥通过截留作用返回反应区中，反应器1出水经储水槽4沉淀后排放。为保证装置反应区内水温保持恒定，通过反应器1上设置夹套，通过水浴锅5对夹套内的循环水进行水浴加热，进而为反应器1创造保温条件。
本实施例中以巴豆醛生产废水为预处理对象，其COD为100000mg/L左右。在巴豆醛生产废水中投加氯化铵和磷酸二氢钾作为营养物质，使COD:N:P质量比为200:5:1；同时，在进水箱中直接投加表面活性剂，巴豆醛生产废水中投入的表面活性剂为十二烷基硫酸钠，表面活性剂的添加量为0.05g/g干厌氧颗粒污泥，该表面活性剂直接与巴豆醛废水混合后进入反应器底部；添加营养物质和表面活性剂后调节pH至7。EGSB反应器的启动方式为通过减少稀释比来提升进水COD浓度，进水流速为1.73m/h，回流比为20，停留时间为24h，温度为25℃。
为进行对比，平行运行3套EGSB反应器，1套为上述本实施例的试验样，1套为未添加表面活性剂(对照样1)，1套未添加营养物质(对照样2)。
上述实施例的试验结果如下：
试验样的启动时间为40d左右，启动后能承受的负荷为4.6kgCOD/m3·d；在最大能承受的负荷下，出水的比产甲烷活性(Specific methanogenic activity,SMA)为96mlCH4/(gVSS·d)。
未添加表面活性剂的对照样1，启动时间为60d左右，启动后能承受的负荷为3.8kgCOD/m3·d；在最大能承受的负荷下，出水的比产甲烷活性(Specific methanogenicactivity,SMA)为81mlCH4/(gVSS·d)。
未添加营养物质的对照样2，启动时间为65d左右，启动后能承受的负荷为3.2kgCOD/m3·d；在最大能承受的负荷下，出水的比产甲烷活性(Specific methanogenicactivity,SMA)为70mlCH4/(gVSS·d)。
实施例2
本实施例与实施例1的区别在于，本实施例采用上流式厌氧污泥床反应器(UASB)，厌氧颗粒污泥的浓度为6g/L。巴豆醛生产废水中投加表面活性剂和营养物质，其中，营养物质为氯化铵和磷酸二氢，营养物质添加后巴豆醛生产废水中COD:N:P比例为500:5:1，同时，表面活性剂为鼠李糖脂，表面活性剂的添加量为0.07g/g干厌氧颗粒污泥；调节pH至8。
上流式厌氧污泥床反应器的进水流速为1.73m/h，回流比为0，停留时间为24h，温度为35℃。
本实施例试验样的启动时间为52d左右，启动后能承受的负荷为3.9kgCOD/m3·d；在最大能承受的负荷下，出水的比产甲烷活性(Specific methanogenic activity,SMA)为91mlCH4/(gVSS·d)。
实施例3
本实施例与实施例1的区别在于，本实施例采用内循环厌氧反应器(IC)，厌氧颗粒污泥的浓度为30g/L。巴豆醛生产废水中投加表面活性剂和营养物质，其中，营养物质为氯化铵和磷酸二氢，营养物质添加后巴豆醛生产废水中COD:N:P比例为100:5:1，同时，表面活性剂为烷基多苷，表面活性剂的添加量为0.005g/g干厌氧颗粒污泥；调节pH至6。
上流式厌氧污泥床反应器的进水流速为1.73m/h，回流比为30，停留时间为24h，温度为20℃。
本实施例试验样的启动时间为38d左右，启动后能承受的负荷为5.1kgCOD/m3·d；在最大能承受的负荷下，出水的比产甲烷活性(Specific methanogenic activity,SMA)为87mlCH4/(gVSS·d)。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (7)

1.一种水解酸化脱毒工业废水的预处理方法，其特征在于，包括：
将表面活性剂加入含有毒有机物的工业废水中，然后将添加有表面活性剂的工业废水通入接种有厌氧颗粒污泥的连续式反应器中进行处理即可；
所述表面活性剂与所述厌氧颗粒污泥的质量比为0.005～0.07:1；所述厌氧颗粒污泥的浓度为6～30g/L；
所述连续式反应器的回流比为0～30，温度为20～35℃。
2.根据权利要求1所述的预处理方法，其特征在于，所述表面活性剂与所述厌氧颗粒污泥的质量比为0.04～0.07:1。
3.根据权利要求1所述的预处理方法，其特征在于，所述工业废水中COD与N和P的质量比为(100～500):(4～6):1。
4.根据权利要求3所述的预处理方法，其特征在于，所述工业废水中COD与N和P的质量比为100～500:5:1。
5.根据权利要求1～4任一所述的预处理方法，其特征在于，所述表面活性剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基二甲基胺乙内酯、烷基多苷、鼠李糖脂、槐糖脂中的一种或多种。
6.根据权利要求1～4任一所述的预处理方法，其特征在于，所述添加有表面活性剂的工业废水的pH为6～8。
7.根据权利要求1～4任一所述的预处理方法，其特征在于，所述连续式反应器为厌氧颗粒污泥膨胀床反应器、上流式厌氧污泥床反应器、内循环厌氧反应器中的任意一种。
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