CN112759067A - 一种有机废水电磁强化生物处理的方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种有机废水电磁强化生物处理的方法，取污水处理厂二沉池污泥并在污泥中添加碳氮磷营养物混匀制得混合物；将待处理有机废水按10倍稀释法梯度稀释为不同浓度的10份，按体积质量比g:mL50‑100:1的比例将稀释废水按低浓度到高浓度依次添加到混合物中，每天添加一份，同时在循环曝气、电压1~36V的电磁场作用下培养驯化10‑15天后，将待处理废水通入装有驯化后污泥的反应器中，在循环曝气、电压1~36V的电磁场作用下进行处理，出水做沉降处理后外排，实现有机废水电磁强化生物处理；本发明方法简单易操作，能防止挥发性物质挥发到大气中，引发恶臭，造成大气污染，适于工业化生产和市场推广应用。
Description
技术领域
本发明属于废水处理技术领域，具体涉及一种有机废水电磁强化生物处理的方法和装置。
背景技术
随着污水处理技术的发展，高浓度有机废水的处理成为当今污水处理的重要话题，污水中有机物的处理成为污水处理工艺中的重要步骤，有机物包括挥发性有机物和大分子难挥发性有机物质，根据世界卫生组织（WHO）的定义，挥发性有机物VOCs（volatileorganic compounds）是在常温下，沸点50℃至260℃的各种有机化合物。在我国，VOCs是指常温下饱和蒸汽压大于70Pa、常压下沸点在260℃以下的有机化合物，或在20℃条件下，蒸汽压大于或者等于10Pa且具有挥发性的全部有机化合物，由于挥发性物质具有热力学不稳定性，容易挥发到空气中造成大气污染，大多数VOCs具有令人不适的特殊气味，并具有毒性、刺激性、致畸性和致癌作用，危害人体健康。水中的挥发性有机物的处理成为水处理技术中的一大难题；同时大部分废水中存在难挥发性有机物质，如抗生素、多环芳烃、DDT等，属于难降解的有机物，能够长期在环境中循环和累积，对环境中的动植物以及人体健康有较大的潜在威胁，也是污水处理工程中有待解决的技术难题。
在大部分的生物法污水处理中，产生的有害气体大部分是直接排放到空气中，有的应用吸附法进行收集，目前未见用产生的气体回流爆气，许多处理工艺关注的是废水中有机物的降解情况，很少有关注其产生的气体；大部分挥发性有机气体的处理方法均停留在烟气中的挥发性有机气体的处理，很少有污水中挥发性有机气体的处理报告，由于污水中的挥发性有机气体会转化为气态，显得污水的挥发性气体处理没有必要，但在实际过程中，废水产生的挥发性有机气体，一部分溶于水，一部分溢出，溢出部分的挥发性气体常见的有吸附法、吸收法、生物法、催化氧化还原法等，但是存于水中的部分挥发性气体会缓慢溢出污水，由于污水中的生物作用和化学作用也不断产生不断产生分子量较小的有机气体，造成环境污染。CN201810198300.3发明了一种VOCS处理用冷凝器，通过控制物理温度分离挥发性有机物，由于某些挥发性有机物和污水中某些物质有较强的结合力，所以不能完全去除； CN201611067486.6 发明了一种多级联合、循环处理有机挥发性气体的治理技术，主要通过吸附脱附法进行处理，是市场上常见的挥发性气体处理方法，存在吸附剂的成本高，后处理困难等问题。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种有机废水电磁强化生物处理的方法，本方法主要是循环爆气电磁协同强化微生物降解有机物，即在施加电场的条件下，运用电磁场的作用力，弱化挥发性物质和分子内部、分子间的结合力，通过微生物作用降解有机物，电磁场的作用力还能刺激微生物的活性以及其生长繁殖能力，在微生物活动过程中，产生的挥发性气体会通过鼓风机循环进入废水中，对废水进行持续爆气的同时促使挥发性气体在微生物的作用下进一步处理，爆气和电磁作用为微生物的驯化、筛选、生长繁殖提供一个适宜的环境，该方法为含有大量挥发性物质和抗生素的有机废水处理提供了一种新思路，防止挥发性物质挥发到大气中，引发恶臭，造成大气污染，该方法成本运行较低，操作简便易行，是一种有机废水的绿色环保无害化处理方法，该装置为一体式可移动设备，可以作为废水处理过程中的良好组件，可以协同其他废水处理设施共同作用。
本发明在微生物处理的基础上循环爆气电磁协同强化微生物降解有机物双重强化和双重净化技术。
本发明方法是取污水处理厂二沉池污泥并在污泥中按C:N:P质量比为200~300:5~10:1的比例添加碳氮磷营养物混匀制得混合物；将待处理有机废水按10倍稀释法梯度稀释为不同浓度的10份，按体积质量比g:mL50~100:1的比例将稀释废水按低浓度到高浓度依次添加到混合物中，每天添加一份，同时在循环曝气、电压1~36V的电磁场作用下培养驯化10~15天后，将待处理废水通入装有驯化后污泥的反应器中，在循环曝气、电压1~36V的电磁场作用下进行处理，出水做沉降处理后外排，实现有机废水电磁强化生物处理。
所述循环曝气是指将反应中产生的气体收集并以曝气气体循环通入反应中，采用排列式多孔曝气管，曝气管促使整个反应体系爆气均匀，含氧量分布均匀，能够承载较大的冲击负荷。
所述循环爆气为在微生物的作用下会产生大量的气体，这些气体会随导气管循环用作爆气的气体，促使微生物对其多次分解和作用。
所述电磁强化微生物作用的同时，产生的气体重复利用，反应整个过程传质守恒，无有害物质和气体排出。
所述出水的后续处理，由于微生物的作用废水中的有机物成分被降解，只需做沉降处理。
完成上述方法的装置包括反应器、电极板、曝气管、循环鼓风机，反应器上部开有进水口，下部开有出水口，导气管一端与循环鼓风机连接，另一端与反应器连通，循环鼓风机与设置在反应器底部的多个平行排列的曝气管连通，2个电极板分别设置在反应器内两端处，并与电源连接。
所述电极板为石墨板或金属电极板。
所述循环鼓风机为空气补偿鼓风机，首先是把体系产生的气体充进反应器中，气体不足时会把环境空气鼓入。
所述导气管是把产生的气体循环导入循环鼓风机，在鼓风机的作用下鼓入反应器。
所述反应器为全密封式反应器。
待处理废水温度为20~55℃，流速为0.5~2m/s，pH=2~11。
本发明方法和装置的优点和技术效果：
1、该方法为含有大量挥发性有机物质的有机废水处理提供了一种新思路，防止挥发性物质挥发到大气中，引发恶臭，造成大气污染；
2、该方法成本运行较低，操作简便易行，是一种有机废水的绿色环保无害化处理方法；
3、该装置为一体式可移动设备，可以作为废水处理过程中的良好组件，可以协同其他废水处理设施共同作用。
附图说明
图1为本发明装置结构示意图；
图中：1-进水口；2-电极板；3-电源；4-爆气管；5-循环鼓风机；6-出水口；7-导气管；8-反应器。
具体实施方式
下面结合具体实施例进一步说明本发明的技术解决方案，但本发明保护范围不局限于所述内容。
实施例1：采用如图1所示的装置对某造纸行业有机废水（COD浓度为98000mg/L、BOD5为61000mg/L）进行处理
该装置包括反应器8、电极板2、曝气管4、循环鼓风机5，反应器为密封式反应器，反应器上部开有进水口1，下部开有出水口6，导气管7一端与循环鼓风机5连接，另一端与反应器连通，循环鼓风机与设置在反应器底部的多个平行排列的曝气管连通，2个电极板2分别设置在反应器内两端处，并与电源3连接；电极板为石墨电极板，循环鼓风机为空气补偿鼓风机，进水口、出水口上设置有阀门；
基于上述装置，方法具体操作步骤如下：
（1）微生物的驯化；选用一般污水处理厂没加过药的二沉池污泥，按C:N:P质量比200:5:1的比例在污泥中投加葡萄糖、尿素、磷酸钙并混匀放入反应器8中，把造纸有机废水按10倍稀释法梯度稀释为不同浓度的10份，按体积质量比g:mL50:1的比例将稀释废水按低浓度到高浓度依次添加到混合物中，每天添加一份，同时利用循环鼓风机5循环曝气，在电压10V的电磁场作用下培养驯化10天后；
（2）将待处理废水控以1.5m/s的流速通入反应器中，利用循环鼓风机5循环曝气，在电压为10V的电磁场下进行污水处理；出水进行沉降处理；经处理后出水水质COD为98mg/L；BOD为120mg/L。
实施例2：采用如图1所示的装置对某制糖行业有机废水（COD浓度为78060mg/L、BOD5为46000mg/L）进行处理，装置结构同实施例1，不同在于电极板为铂电极板；
本实施例方法如下：
（1）微生物的驯化；选用一般污水处理厂没加过药的二沉池污泥，按C:N:P质量比220:8:1的比例在污泥中投加蛋白胨、氨基酸、亚磷酸钠并混匀放入反应器8中，把造纸有机废水按10倍稀释法梯度稀释为不同浓度的10份，按体积质量比g:mL80:1的比例将稀释废水按低浓度到高浓度依次添加到混合物中，每天添加一份，同时利用循环鼓风机5循环曝气，在电压36V的电磁场作用下培养驯化12天后；
（2）将待处理废水控以0.5m/s的流速通入反应器中，利用循环鼓风机5循环曝气，在电压为36V的电磁场下进行污水处理；出水进行沉降处理；经处理后出水水质COD为78mg/L；BOD为104mg/L。
实施例3：采用如图1所示的装置对某制药行业有机废水（COD浓度为54300mg/L、BOD5为35600mg/L）进行处理，装置结构同实施例1，不同在于电极板为铂电极板和石墨电极板；
本实施例方法如下：
（1）微生物的驯化；选用一般污水处理厂没加过药的二沉池污泥，按C:N:P质量比250:10:1的比例在污泥中投加葡萄糖、氨基酸、磷酸钙并混匀放入反应器8中，把造纸有机废水按10倍稀释法梯度稀释为不同浓度的10份，按体积质量比g:mL60:1的比例将稀释废水按低浓度到高浓度依次添加到混合物中，每天添加一份，同时利用循环鼓风机5循环曝气，在电压20V的电磁场作用下培养驯化12天后；
（2）将待处理废水控以1.5m/s的流速通入反应器中，利用循环鼓风机5循环曝气，在电压为20V的电磁场下进行污水处理；出水进行沉降处理；经处理后出水水质COD为50mg/L、BOD为89mg/L。
实施例4：采用如图1所示的装置对某焦化行业有机废水（COD浓度为25300mg /L、BOD5为12305mg /L）进行处理，装置结构同实施例1，不同在于电极板为铂电极板和石墨电极板；
本实施例方法如下：
（1）微生物的驯化；选用一般污水处理厂没加过药的二沉池污泥，按C:N:P质量比200:5:1的比例在污泥中投加蛋白胨、尿素、磷酸钙并混匀放入反应器8中，把造纸有机废水按10倍稀释法梯度稀释为不同浓度的10份，按体积质量比g:mL60:1的比例将稀释废水按低浓度到高浓度依次添加到混合物中，每天添加一份，同时利用循环鼓风机5循环曝气，在电压15V的电磁场作用下培养驯化12天后；
（2）将待处理废水控以1.0m/s的流速通入反应器中，利用循环鼓风机5循环曝气，在电压为15V的电磁场下进行污水处理；出水进行沉降处理；经处理后出水水质COD为62mg/L、BOD为96mg/L。
实施例5：采用如图1所示的装置对某石油化工行业有机废水（COD浓度为68500mg/L、BOD5为58060mg/L）进行处理，装置结构同实施例1，不同在于电极板为铂电极板和石墨电极板；
本实施例方法如下：
（1）微生物的驯化；选用一般污水处理厂没加过药的二沉池污泥，按C:N:P质量比200:5:1的比例在污泥中投加脂肪酸、尿素、磷酸钙并混匀放入反应器8中，把造纸有机废水按10倍稀释法梯度稀释为不同浓度的10份，按体积质量比g:mL50:1的比例将稀释废水按低浓度到高浓度依次添加到混合物中，每天添加一份，同时利用循环鼓风机5循环曝气，在电压30V的电磁场作用下培养驯化10天后；
（2）将待处理废水控以1.0m/s的流速通入反应器中，利用循环鼓风机5循环曝气，在电压为30V的电磁场下进行污水处理；出水进行沉降处理；经处理后出水水质COD为102mg/L、BOD为149mg/L。
Claims (6)
1.一种有机废水电磁强化生物处理的方法，其特征在于：取污水处理厂二沉池污泥并在污泥中按C:N:P=200~300:5~10:1的比例添加碳氮磷营养物混匀制得混合物；将待处理有机废水按10倍稀释法梯度稀释为不同浓度的10份，按体积质量比g:mL50~100:1的比例将稀释废水按低浓度到高浓度依次添加到混合物中，每天添加一份，同时在循环曝气、电压1~36V的电磁场作用下培养驯化10~15天后，将待处理废水通入装有驯化后污泥的反应器中，在循环曝气、电压1~36V的电磁场作用下进行处理，出水做沉降处理后外排，实现有机废水电磁强化生物处理。
2.根据权利要求1所述的有机废水电磁强化生物处理的方法，其特征在于：循环曝气是指将反应中产生的气体收集并以曝气气体循环通入反应器中。
3.根据权利要求1所述的有机废水电磁强化生物处理的方法，其特征在于：爆气采用排列式多孔爆气管。
4.完成权利要求1-3任一项所述的有机废水电磁强化生物处理的方法的装置，其特征在于：
包括反应器（8）、电极板（2）、曝气管（4）、循环鼓风机（5），反应器上部开有进水口（1），下部开有出水口（6），导气管（7）一端与循环鼓风机（5）连接，另一端与反应器连通，循环鼓风机与设置在反应器底部的多个平行排列的曝气管连通，2个电极板（2）分别设置在反应器内两端处，并与电源（3）连接。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于：电极板为石墨板或金属电极板。
6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于：反应器为密封式反应器。
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