CN112777874A - 一种酸性含重金属废水处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种酸性含重金属废水处理方法，属于水处理技术领域。该方法将酸性废水泵入前处理池进行前处理，前处理池内装填铁、铝或锌；当废水pH值上升至5以上时，酸性废水进入厌氧生物池配水至厌氧微生物承受能力范围内后，进行厌氧微生物降解；当废水pH值上升至6以上时，废水进入好氧生物池进行配水至厌氧微生物承受能力范围内后，进行厌氧微生物降解；当废水pH值上升至7以上时，废水进入沉淀过滤池；经沉淀过滤后的清水若达标，则进入清水池待回用或排放；若不达标则进入深度膜过滤至达标；浓水返回厌氧生物池进行再次处理。本发明无需使用药剂和碱进行处理，成本低，污泥产生量极少，易于推广应用。
Description
技术领域
本发明属于水处理技术领域，具体涉及一种酸性含重金属废水处理方法。
背景技术
目前酸性含重金属工业废水在处理技术上一直困扰着人们，无论国内外都没有很好的成功经验报道，所采用的方法都是通过投加大量的碱、石灰、石灰石、电石渣等碱性物质。工艺复杂能耗高工作量大需大量劳动力，且产生大量污泥，处置污泥需很高的费用，占用很大的土地且造成严重的二次污染，就钛白粉生产厂来说每天的污水处理费用最少都得好几万元甚至更高，严重地制约着企业发展。因此如何克服现有技术的不足是目前水处理技术领域亟需解决的问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种酸性含重金属废水处理方法，该方法无需使用药剂和碱进行处理，成本低，污泥产生量极少，易于推广应用。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种酸性含重金属废水处理方法，包括如下步骤：
步骤（1），前处理：将酸性废水泵入前处理池进行前处理，前处理池内装填铁、铝或锌，装填量为池容积的三分之二以上；当废水pH值上升至5以上时，进入下一步；前处理时，会析出废水里的大部分重金属；
步骤（2），厌氧微生物降解：经前处理后的酸性废水进入厌氧生物池配水至厌氧微生物承受能力范围内后，进行厌氧微生物降解；当废水pH值上升至6以上时，进入下一步；配水采用的水源为厌氧微生物降解后的出水；
步骤（3），好氧微生物降解：经厌氧微生物降解后的废水进入好氧生物池进行配水至厌氧微生物承受能力范围内后，进行厌氧微生物降解；当废水pH值上升至7以上时，进入下一步；配水采用的水源为好氧微生物降解后的出水；
步骤（4），沉淀过滤：经好氧微生物降解后的废水进入沉淀过滤池，沉淀、过滤去除细小悬浮物；经沉淀过滤后的清水若达标，则进入清水池待回用或排放；若不达标则进入下一步；
步骤（5），经沉淀过滤后的清水进入深度膜过滤至达标，过滤得到的达标水进入清水池待回用或排放；浓水返回厌氧生物池进行再次顺序处理。深度膜过滤是为了去除水中剩余重金属和其它有害物质。
进一步，优选的是，步骤（1）中，酸性废水的pH≤1。
进一步，优选的是，步骤（1）中，用防腐泵将酸性废水泵入前处理池，前处理池进水管中安装控制流量计，进水管与设在池底的布水管相连；池底设还设有穿孔曝气管和滤泥网格，滤泥网格正下方设有集泥斗，集泥斗的底部设有排泥口。即前处理池从底部布水管进水，出水口设在上部。
进一步，优选的是，步骤（2）中，厌氧配水池为全封闭式，池顶设有排气口，池中上三分之一至二分之一处设有筛孔板，板上装填填料使其形成生物滤床，筛孔板下部为生物反应区，筛孔板上部为生物滤床。
进一步，优选的是，步骤（3）中，好氧生物池为接触氧化生物膜池，池内挂填料作为微生物载体，形成好氧生物膜；池底部设空气管和微孔曝气器，空气管和微孔曝气器相连，气水比不低于25:1。
进一步，优选的是，填料为塑料弹性填料、组合填料或悬浮填料。
进一步，优选的是，步骤（4）中，沉淀过滤池中上三分之一至二分之一处设有筛孔板，板上装填滤料；筛孔板下部为沉淀区，筛孔板上部为过滤区。
进一步，优选的是，采用砂石陶粒或活性炭作为滤料。
进一步，优选的是，步骤（5）中，深度膜采用超滤膜和/或RO膜。超滤膜可以为一组，也可以为多组。RO膜可以为一组，也可以为多组，根据水质要求及实际情况进行增加即可。
进一步，优选的是，厌氧微生物降解设置一级~三级，好氧微生物降解设置一级~三级。也可以按照实际情况来进行设置，例如四级、五级等。
在厌氧生物池和好氧生物池内各投入菌胶团细菌种类为：无色杆菌、气杆菌属、产碱杆菌属、亚硝化单胞菌属、芽孢杆菌属、棒状杆菌属、丛毛单胞菌属、黄杆菌属、微杆菌属、诺卡氏菌属、假单胞菌属、八叠球菌属、螺菌属、动胶菌属、球衣菌属、蛭弧菌属、类大肠菌属、贝氏硫菌属、不动细菌属、短杆菌属、柄细菌属和噬纤维菌属中的一种或几种。按池液总量以重量百分比计投入0.4～0.6%的菌胶团细菌。
本发明提出一种酸性含重金属废水处理方法，该方法通过以下步骤实现对废水的处理，经前处理池提高pH至5以上同时析出大量重金属、厌氧生物池通过厌氧微生物降解去除重金属和其它有害物质同时使pH值上升至6以上，好氧生物池通过好氧微生物降解去除重金属和其他有害物质、沉淀过滤池沉淀过滤去除细小悬浮物，膜过滤去除剩余重金属和有害物质。
本发明中经前处理后的酸性废水进入厌氧生物池降低废水浓度，配水水源用厌氧出水作为配水水源，让厌氧微生物在其承受能力范围内充分发挥潜能，降解去除重金属有害物质同时pH值升至至6以上。
经厌氧微生物降解处理后的废水进入好氧生物池降低其废水浓度，配水水源用出水作为配水水源，让好氧微生物在其承受能力范围内充分发挥其潜能，进行好氧微生物对废水降解，去除重金属和其它有害物质。
经好氧微生物降解处理后的废水进入沉淀过滤池沉淀过滤去除细小悬浮物。
经好氧微生物降解处理后的废水进入深度膜过滤去除剩余重金属和有害物质。此时的废水经过上述各处理工段已达到或优于国家排放标准。
本发明在前处理池、厌氧生物池、好氧生物池、沉淀过滤池中的停留时间根据被处理废水的物质含量和达标要求设计池容积。
本发明中，前处理池内装填铁可以为废铁、废铸铁、废铁屑；铝可以为废铝、废铸铝、废铝屑；锌可以为废锌、废锌屑。
本发明处理硫酸质量含量为15%~20%的酸性废水。本发明的酸性废水包括钛白粉生产时产生的酸性废水、硫酸生产厂生产时产生的酸性废水、电解铅生产时产生的酸性废水等。
本发明对于各个池的进水量不做限制，只要能保持24h平稳运行即可。
本发明的处理方法适用于冶金、硫酸、钛白粉生产等行业的生产废水处理。不需投加碱、石灰、石灰石、电石渣等碱性物质，不投加化学药剂，只有少量污泥产生没有二次污染。大大地减少了机械设备、人力物力、财力改善了处理站内工作环境、大大减少了运行成本。
本发明与现有技术相比，其有益效果为：
现有方法通常需要投入大量碱性物质或药剂来处理酸性废水，例如，采用石灰来处理，需要将石灰运至水处理场，然后利用球磨机磨成粉末状，之后进出处理时，会产生大量的污泥；如钛白粉生产厂日处理3000立方酸性废水，则需要超过200吨的石灰干料，则会产生400~500吨左右的污泥，处理后的污泥还需经压滤后，再进一步运输出去掩埋，掩埋的时候还存在可能会二次污染的危险。同时，石灰和污泥都需要大量的场地来堆放，不仅对工作环境产生影响，而且也需要大量的财力。
本发明无需任何药剂，也不需要加碱，处理产生的污泥量极少，如钛白粉生产厂日处理3000立方酸性废水，采用本发明方法，仅产生10~20吨左右的污泥，大大缩减了堆放及运输成本。且无需球磨机、压滤机及配置的工人，减少了设备及人工成本。采用现有技术和本发明同样是钛白粉生产厂日处理3000立方酸性废水，现有技术的成本为100元/m3左右，而本发明只需要5~10元/m3左右。同时，采用本发明方法能有效的去除重金属，减少了对环境的污染，也因为污泥量大大降低，进一步减少了对环境的污染，易于推广应用。
附图说明
图1为酸性含重金属废水处理方法的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的详细描述。
本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用材料或设备未注明生产厂商者，均为可以通过购买获得的常规产品。
实施例1
如图1所示，一种酸性含重金属废水处理方法，包括如下步骤：
步骤（1），前处理：将酸性废水泵入前处理池进行前处理，前处理池内装填铁，装填量为池容积的三分之二以上；当废水pH值上升至5以上时，进入下一步；
步骤（2），厌氧微生物降解：经前处理后的酸性废水进入厌氧生物池配水至厌氧微生物承受能力范围内后，进行厌氧微生物降解；当废水pH值上升至6以上时，进入下一步；配水采用的水源为厌氧微生物降解后的出水；
步骤（3），好氧微生物降解：经厌氧微生物降解后的废水进入好氧生物池进行配水至厌氧微生物承受能力范围内后，进行厌氧微生物降解；当废水pH值上升至7以上时，进入下一步；配水采用的水源为好氧微生物降解后的出水；
步骤（4），沉淀过滤：经好氧微生物降解后的废水进入沉淀过滤池，沉淀、过滤去除细小悬浮物；经沉淀过滤后的清水若达标，则进入清水池待回用或排放；若不达标则进入下一步；
步骤（5），经沉淀过滤后的清水进入深度膜过滤至达标，过滤得到的达标水进入清水池待回用或排放；浓水返回厌氧生物池进行再次处理。
实施例2
如图1所示，一种酸性含重金属废水处理方法，包括如下步骤：
步骤（1），前处理：将酸性废水泵入前处理池进行前处理，前处理池内装填铝，装填量为池容积的三分之二以上；当废水pH值上升至5以上时，进入下一步；
步骤（2），厌氧微生物降解：经前处理后的酸性废水进入厌氧生物池配水至厌氧微生物承受能力范围内后，进行厌氧微生物降解；当废水pH值上升至6以上时，进入下一步；配水采用的水源为厌氧微生物降解后的出水；
步骤（3），好氧微生物降解：经厌氧微生物降解后的废水进入好氧生物池进行配水至厌氧微生物承受能力范围内后，进行厌氧微生物降解；当废水pH值上升至7以上时，进入下一步；配水采用的水源为好氧微生物降解后的出水；
步骤（4），沉淀过滤：经好氧微生物降解后的废水进入沉淀过滤池，沉淀、过滤去除细小悬浮物；经沉淀过滤后的清水若达标，则进入清水池待回用或排放；若不达标则进入下一步；
步骤（5），经沉淀过滤后的清水进入深度膜过滤至达标，过滤得到的达标水进入清水池待回用或排放；浓水返回厌氧生物池进行再次处理。
步骤（1）中，酸性废水的pH≤1。
步骤（1）中，用防腐泵将酸性废水泵入前处理池，前处理池进水管中安装控制流量计，进水管与设在池底的布水管相连；池底设还设有穿孔曝气管和滤泥网格，滤泥网格正下方设有集泥斗，集泥斗的底部设有排泥口。
步骤（2）中，厌氧配水池为全封闭式，池顶设有排气口，池中上45%处设有筛孔板，板上装填填料使其形成生物滤床，筛孔板下部为生物反应区，筛孔板上部为生物滤床。
步骤（3）中，好氧生物池为接触氧化生物膜池，池内挂填料作为微生物载体，形成好氧生物膜；池底部设空气管和微孔曝气器，气水比不低于25:1。
填料为悬浮填料。
步骤（4）中，沉淀过滤池中上五分之二处设有筛孔板，板上装填滤料；筛孔板下部为沉淀区，筛孔板上部为过滤区。
采用活性炭作为滤料。
步骤（5）中，深度膜采用一组超滤膜和一组RO膜。
厌氧微生物降解设置二级，好氧微生物降解设置二级。
实施例3
如图1所示，一种酸性含重金属废水处理方法，包括如下步骤：
步骤（1），前处理：将酸性废水泵入前处理池进行前处理，前处理池内装填锌，装填量为池容积的三分之二以上；当废水pH值上升至5以上时，进入下一步；
步骤（2），厌氧微生物降解：经前处理后的酸性废水进入厌氧生物池配水至厌氧微生物承受能力范围内后，进行厌氧微生物降解；当废水pH值上升至6以上时，进入下一步；配水采用的水源为厌氧微生物降解后的出水；
步骤（3），好氧微生物降解：经厌氧微生物降解后的废水进入好氧生物池进行配水至厌氧微生物承受能力范围内后，进行厌氧微生物降解；当废水pH值上升至7以上时，进入下一步；配水采用的水源为好氧微生物降解后的出水；
步骤（4），沉淀过滤：经好氧微生物降解后的废水进入沉淀过滤池，沉淀、过滤去除细小悬浮物；经沉淀过滤后的清水若达标，则进入清水池待回用或排放；若不达标则进入下一步；
步骤（5），经沉淀过滤后的清水进入深度膜过滤至达标，过滤得到的达标水进入清水池待回用或排放；浓水返回厌氧生物池进行再次处理。
步骤（1）中，酸性废水的pH≤1。
步骤（1）中，用防腐泵将酸性废水泵入前处理池，前处理池进水管中安装控制流量计，进水管与设在池底的布水管相连；池底设还设有穿孔曝气管和滤泥网格，滤泥网格正下方设有集泥斗，集泥斗的底部设有排泥口。
步骤（2）中，厌氧配水池为全封闭式，池顶设有排气口，池中上三分之一处设有筛孔板，板上装填填料使其形成生物滤床，筛孔板下部为生物反应区，筛孔板上部为生物滤床。
步骤（3）中，好氧生物池为接触氧化生物膜池，池内挂填料作为微生物载体，形成好氧生物膜；池底部设空气管和微孔曝气器，气水比不低于25:1。
填料为塑料弹性填料。
步骤（4）中，沉淀过滤池中上三分之一处设有筛孔板，板上装填滤料；筛孔板下部为沉淀区，筛孔板上部为过滤区。
采用砂石陶粒作为滤料。
步骤（5）中，深度膜采用超滤膜。
厌氧微生物降解设置一级，好氧微生物降解设置一级。
实施例4
如图1所示，一种酸性含重金属废水处理方法，包括如下步骤：
步骤（1），前处理：将酸性废水泵入前处理池进行前处理，前处理池内装填铁，装填量为池容积的三分之二以上；当废水pH值上升至5以上时，进入下一步；
步骤（2），厌氧微生物降解：经前处理后的酸性废水进入厌氧生物池配水至厌氧微生物承受能力范围内后，进行厌氧微生物降解；当废水pH值上升至6以上时，进入下一步；配水采用的水源为厌氧微生物降解后的出水；
步骤（3），好氧微生物降解：经厌氧微生物降解后的废水进入好氧生物池进行配水至厌氧微生物承受能力范围内后，进行厌氧微生物降解；当废水pH值上升至7以上时，进入下一步；配水采用的水源为好氧微生物降解后的出水；
步骤（4），沉淀过滤：经好氧微生物降解后的废水进入沉淀过滤池，沉淀、过滤去除细小悬浮物；经沉淀过滤后的清水若达标，则进入清水池待回用或排放；若不达标则进入下一步；
步骤（5），经沉淀过滤后的清水进入深度膜过滤至达标，过滤得到的达标水进入清水池待回用或排放；浓水返回厌氧生物池进行再次处理。
步骤（1）中，酸性废水的pH≤1。
步骤（1）中，用防腐泵将酸性废水泵入前处理池，前处理池进水管中安装控制流量计，进水管与设在池底的布水管相连；池底设还设有穿孔曝气管和滤泥网格，滤泥网格正下方设有集泥斗，集泥斗的底部设有排泥口。
步骤（2）中，厌氧配水池为全封闭式，池顶设有排气口，池中上二分之一处设有筛孔板，板上装填填料使其形成生物滤床，筛孔板下部为生物反应区，筛孔板上部为生物滤床。
步骤（3）中，好氧生物池为接触氧化生物膜池，池内挂填料作为微生物载体，形成好氧生物膜；池底部设空气管和微孔曝气器，气水比不低于25:1。
填料为组合填料。
步骤（4）中，沉淀过滤池中上二分之一处设有筛孔板，板上装填滤料；筛孔板下部为沉淀区，筛孔板上部为过滤区。
采用活性炭作为滤料。
步骤（5）中，深度膜采用RO膜。
厌氧微生物降解设置三级，好氧微生物降解设置三级。
实施例5
如图1所示，一种酸性含重金属废水处理方法，包括如下步骤：
步骤（1），前处理：将酸性废水泵入前处理池进行前处理，前处理池内装填铁，装填量为池容积的三分之二以上；当废水pH值上升至5以上时，进入下一步；
步骤（2），厌氧微生物降解：经前处理后的酸性废水进入厌氧生物池配水至厌氧微生物承受能力范围内后，进行厌氧微生物降解；当废水pH值上升至6以上时，进入下一步；配水采用的水源为厌氧微生物降解后的出水；
步骤（3），好氧微生物降解：经厌氧微生物降解后的废水进入好氧生物池进行配水至厌氧微生物承受能力范围内后，进行厌氧微生物降解；当废水pH值上升至7以上时，进入下一步；配水采用的水源为好氧微生物降解后的出水；
步骤（4），沉淀过滤：经好氧微生物降解后的废水进入沉淀过滤池，沉淀、过滤去除细小悬浮物；经沉淀过滤后的清水若达标，则进入清水池待回用或排放；若不达标则进入下一步；
步骤（5），经沉淀过滤后的清水进入深度膜过滤至达标，过滤得到的达标水进入清水池待回用或排放；浓水返回厌氧生物池进行再次处理。
步骤（1）中，酸性废水的pH≤1。
步骤（1）中，用防腐泵将酸性废水泵入前处理池，前处理池进水管中安装控制流量计，进水管与设在池底的布水管相连；池底设还设有穿孔曝气管和滤泥网格，滤泥网格正下方设有集泥斗，集泥斗的底部设有排泥口。
步骤（2）中，厌氧配水池为全封闭式，池顶设有排气口，池中上二分之一处设有筛孔板，板上装填填料使其形成生物滤床，筛孔板下部为生物反应区，筛孔板上部为生物滤床。
步骤（3）中，好氧生物池为接触氧化生物膜池，池内挂填料作为微生物载体，形成好氧生物膜；池底部设空气管和微孔曝气器，气水比不低于25:1。
填料为组合填料。
步骤（4）中，沉淀过滤池中上二分之一处设有筛孔板，板上装填滤料；筛孔板下部为沉淀区，筛孔板上部为过滤区。
采用活性炭作为滤料。
步骤（5）中，深度膜采用RO膜。
厌氧微生物降解设置二级，好氧微生物降解设置二级。
应用实例1
某钛白粉生产厂日处理3000立方酸性废水，采用实施例5所述方法进行处理，处理前、处理过程中及处理后的水质检测结果如表1。
应用实例2
某硫酸生产厂酸性废水，采用实施例4所述方法进行处理，处理前、处理过程中及处理后的水质检测结果如表2。
应用实例3
某电解铅生产废水，采用实施例2所述方法进行处理，处理前、处理过程中及处理后的水质检测结果如表3。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (10)
1.一种酸性含重金属废水处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤（1），前处理：将酸性废水泵入前处理池进行前处理，前处理池内装填铁、铝或锌，装填量为池容积的三分之二以上；当废水pH值上升至5以上时，进入下一步；
步骤（2），厌氧微生物降解：经前处理后的酸性废水进入厌氧生物池配水至厌氧微生物承受能力范围内后，进行厌氧微生物降解；当废水pH值上升至6以上时，进入下一步；配水采用的水源为厌氧微生物降解后的出水；
步骤（3），好氧微生物降解：经厌氧微生物降解后的废水进入好氧生物池进行配水至厌氧微生物承受能力范围内后，进行厌氧微生物降解；当废水pH值上升至7以上时，进入下一步；配水采用的水源为好氧微生物降解后的出水；
步骤（4），沉淀过滤：经好氧微生物降解后的废水进入沉淀过滤池，沉淀、过滤去除细小悬浮物；经沉淀过滤后的清水若达标，则进入清水池待回用或排放；若不达标则进入下一步；
步骤（5），经沉淀过滤后的清水进入深度膜过滤至达标，过滤得到的达标水进入清水池待回用或排放；浓水返回厌氧生物池进行再次处理。
2.根据权利要求1所述的酸性含重金属废水处理方法，其特征在于，步骤（1）中，酸性废水的pH≤1。
3.根据权利要求1所述的酸性含重金属废水处理方法，其特征在于，步骤（1）中，用防腐泵将酸性废水泵入前处理池，前处理池进水管中安装控制流量计，进水管与设在池底的布水管相连；池底设还设有穿孔曝气管和滤泥网格，滤泥网格正下方设有集泥斗，集泥斗的底部设有排泥口。
4.根据权利要求1所述的酸性含重金属废水处理方法，其特征在于，步骤（2）中，厌氧生物池为全封闭式，池顶设有排气口，池中上三分之一至二分之一处设有筛孔板，板上装填填料使其形成生物滤床，筛孔板下部为生物反应区，筛孔板上部为生物滤床。
5.根据权利要求1所述的酸性含重金属废水处理方法，其特征在于，步骤（3）中，好氧生物池为接触氧化生物膜池，池内挂填料作为微生物载体，形成好氧生物膜；池底部设空气管和微孔曝气器，气水比不低于25:1。
6.根据权利要求5所述的酸性含重金属废水处理方法，其特征在于，填料为塑料弹性填料、组合填料或悬浮填料。
7.根据权利要求1所述的酸性含重金属废水处理方法，其特征在于，步骤（4）中，沉淀过滤池中上三分之一至二分之一处设有筛孔板，板上装填滤料；筛孔板下部为沉淀区，筛孔板上部为过滤区。
8.根据权利要求7所述的酸性含重金属废水处理方法，其特征在于，采用砂石陶粒或活性炭作为滤料。
9.根据权利要求1所述的酸性含重金属废水处理方法，其特征在于，步骤（5）中，深度膜采用超滤膜和/或RO膜。
10.根据权利要求1所述的酸性含重金属废水处理方法，其特征在于，厌氧微生物降解设置一级~三级，好氧微生物降解设置一级~三级。
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