專利名稱：一種高cod、高濃度硫酸根酸性有機(jī)化工廢水處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于環(huán)境工程和微生物技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種采用化學(xué)和生物相結(jié)合對高COD、高濃度硫酸根酸性有機(jī)化工廢水進(jìn)行處理的方法。
背景技術(shù)：
高濃度硫酸鹽廢水大量存在于礦山、冶金、食品及醫(yī)藥等行業(yè)中，這些廢水不經(jīng)處理直接排入水體，將會產(chǎn)生一系列危害，如①腐蝕管道。在各類輸水管中，它將直接減小水的電阻而增加腐蝕，間接的影響到硫酸鹽還原菌的循環(huán)和生物腐蝕的傳播；②過量的硫酸根可使水體產(chǎn)生惡臭，影響水的感官性狀及其使用；③過量的硫酸根不利于作物生長，使土地鹽漬化；④含有硫酸鹽的飲用水有苦澀味，并有致瀉作用，將引起腹瀉和消化不良等癥狀。因此，水中硫酸根含量的高低對其使用性能的影響越來越引起人們的關(guān)注。高硫酸根濃度廢水的治理，一直是水污染治理領(lǐng)域的難點(diǎn)，需要同時去除廢水中的硫酸鹽和有機(jī)污染物。含高硫酸根廢水因硫酸根非常高，要有效地處理這樣的廢水一般要采用厭氧技術(shù)，但在厭氧處理高硫酸根的高有機(jī)物濃度廢水時，硫酸根還原生成硫化氫， 不利于廢水中的有機(jī)污染物的去除。目前現(xiàn)有技術(shù)中通常采用生物法和物理化學(xué)處理技術(shù)，最為典型的工藝有以下幾種①傳統(tǒng)單相厭氧工藝，厭氧情況下將硫酸根還原為硫化氫，實(shí)現(xiàn)將硫酸根從廢水中去除；有機(jī)污染物通過水解酸化和產(chǎn)沼氣，實(shí)現(xiàn)高濃度有機(jī)物的去除，但硫酸根的還原作用和生成的硫化氫對有機(jī)污染物的去除有抑制作用，從而影響了有機(jī)污染物的去除。②單相吹脫工藝，在傳統(tǒng)單相厭氧工藝中，增加惰性氣體吹脫裝置，將硫酸根還原形成的硫化氫吹脫出，減輕對有機(jī)污染物去除的抑制作用。③兩相厭氧工藝， 將厭氧處理高濃度有機(jī)廢水的產(chǎn)酸階段和產(chǎn)氣階段分別在兩個反應(yīng)器中進(jìn)行，在產(chǎn)酸階段實(shí)現(xiàn)了硫酸根的還原和高濃度有機(jī)污染物的酸化，產(chǎn)氣階段進(jìn)一步去除被酸化的有機(jī)污染物。④傳統(tǒng)厭氧工藝，如上流式厭氧污泥床(UASB)，通過在反應(yīng)器內(nèi)添加沉淀劑或其他技術(shù)去除硫酸根和硫化氫，消除對去除有機(jī)污染物的抑制作用。以上這些技術(shù)雖然對處理含高硫酸根的高有機(jī)濃度廢水的方法進(jìn)行了寶貴的探索，但是仍然因其自身技術(shù)局限性而無法實(shí)現(xiàn)推廣并廣泛應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供了一種高COD、高濃度硫酸根酸性有機(jī)化工廢水處理方法
一種高COD、高濃度硫酸根酸性有機(jī)化工廢水處理方法，其特征在于包括以下步驟
a)往化工廢水中加入Ca(OH)2,攪拌反應(yīng)，調(diào)pH值至6. 7-7. 5，除去大部分硫酸根和 H+，靜止一小時后去沉淀，上清液輸送至厭氧反應(yīng)器；
b)控制液體溫度為10-301，按0)0:1 =450:5:1的比例添加氮磷源，調(diào)節(jié)？!1為7-8， 加入硫酸鹽還原菌群進(jìn)行厭氧處理，水力停留24小時；
c)厭氧處理結(jié)束后，將液體輸送至曝氣池，控制液體溫度為20-30°C，按COD:N:P=250 5 1的比例添加氮磷源，調(diào)節(jié)pH為6-7. 5，加入嗜鹽微生物菌群和耐鹽微生物菌群進(jìn)行一段好氧處理，曝氣攪拌，水力停留24小時后進(jìn)入二段好氧處理，曝氣攪拌，水力停留24小時；
d)沉淀，上清出水。進(jìn)一步地，步驟a中，按Ca (OH)2 = H+的摩爾比為1_1. 22的比例往化工廢水中加入 Ca (OH)20步驟c中，嗜鹽微生物菌群與耐鹽微生物菌群濕菌體的重量比優(yōu)選為1:1。所述嗜鹽微生物菌群主要包括鹽單胞菌群和海桿菌群。所述耐鹽微生物菌群主要包括芽孢桿菌群、假絲酵母菌群和檸檬球菌群。本發(fā)明處理廢水的方法主要包括Ca(OH)2預(yù)處理、厭氧處理、兩段好氧處理等步驟。在對酸性有機(jī)化工廢水進(jìn)行Ca(OH)2預(yù)處理去除大部分硫酸根和H+后，通過對廢水處理微生物主體和操作參數(shù)因子控制，形成以厭氧細(xì)菌為優(yōu)勢的厭氧廢水處理方法和以嗜鹽及耐鹽好氧微生物處理為主的好氧曝氣處理方法，特別適用于處理高COD、高硫酸根、低pH 的有機(jī)化工廢水。本發(fā)明方法克服了傳統(tǒng)厭氧和好氧處理高硫酸根濃度廢水的弊端。利用Ca (OH)2 同時除去大部分硫酸根和H+，同時利用硫酸鹽還原菌菌群，和嗜鹽微生物菌群和耐鹽微生物菌群分別進(jìn)行厭氧和好氧處理去除C0D，使處理后的出水COD降至125 mg/L以下，遠(yuǎn)低于國家三級排放標(biāo)準(zhǔn)(原水COD ^ 20，000mg/L)。本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)
①預(yù)處理巧妙本發(fā)明利用Ca(OH)2，通過控制添加比例和攪拌方式，同時去除廢水中的硫酸根和H+，簡單高效；比起利用片堿調(diào)ρ H有成本優(yōu)勢和去除硫酸根的優(yōu)勢。② 克服硫酸根還原抑制弊端傳統(tǒng)的對于高硫酸根和高有機(jī)污染物濃度的廢水處理，因?yàn)榇嬖趨捬鯒l件下的硫酸鹽還原菌(SRB)對硫酸根的還原，并生成硫化氫(H2S), 故對厭氧去除COD產(chǎn)生了雙抑制作用，表現(xiàn)如下(1)硫酸鹽還原菌(SRB)對去除COD的產(chǎn)酸菌(AB)和產(chǎn)甲烷菌(MPB)的底物抑制作用；(2)硫酸鹽還原菌(SRB)對硫酸根的還原生成的硫化氫對去除COD的產(chǎn)酸菌(AB)和產(chǎn)甲烷菌(MPB)的有毒抑制作用。故而只有在硫酸根濃度低于2，000mg/L, C0D/S042_彡10時，才能實(shí)現(xiàn)厭氧有效地去除廢水中的C0D。本發(fā)明提出的生物處理方法，厭氧階段，利用特殊硫酸鹽還原菌混合菌種。在硫酸根濃度在10，000mg/L以上時仍然可以進(jìn)行厭氧處理，COD穩(wěn)定去除率50%。③ 處理效率高本發(fā)明提出的生物處理方法，兩段好氧階段，利用特殊嗜鹽微生物菌群和耐鹽微生物菌群，一段好氧后COD穩(wěn)定去除率80%，經(jīng)過二段好氧后COD ^ 125 mg/L，遠(yuǎn)低于國家三級排放標(biāo)準(zhǔn)。④ 運(yùn)行工序少本發(fā)明提出的化學(xué)生物結(jié)和方法，設(shè)備要求簡單，僅采取物化后厭氧加好氧處理，工藝簡單，易于根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行改造。⑤節(jié)約成本本發(fā)明預(yù)處理階段可以回收石膏(CaSO4),降低了成本。厭氧和好氧階段全部采用生物菌群處理，占地少，工序少，成本低。


圖1是使用本發(fā)明方法進(jìn)行廢水處理的流程示意圖；其中，1一進(jìn)水，2—機(jī)械攪拌，3—預(yù)處理池，4一厭氧反應(yīng)器，5—曝氣池，6—一段好氧， 7—二段好氧，8—出水。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1
如圖1所示為使用本發(fā)明方法進(jìn)行廢水處理的流程示意圖。某化工廠主要從事化妝品原料、潤滑油添加劑等產(chǎn)品的生產(chǎn)，其廢水中的主要污染物是醇類、脂肪酸鈉鹽和脂肪酸酯類等有機(jī)物。生產(chǎn)廢水成分復(fù)雜，污染負(fù)荷高，呈酸性。 原工藝采用片堿調(diào)P H，成本高，且對厭氧階段抑制大，出水不合格。采用本發(fā)明方法，按Ca(OH)2 = H+的摩爾比為1:2的比例往化工廢水中加入 Ca(OH)2,攪拌反應(yīng)，調(diào)pH值至6. 7-7. 5，除去大部分硫酸根和H+，靜止一小時后去沉淀，上清液輸送至厭氧反應(yīng)器?？刂埔后w溫度為10-30°C，按C0D:N:P=450:5:1的比例添加氮磷源， 調(diào)節(jié)PH為7-8，加入硫酸鹽還原菌群進(jìn)行厭氧處理，水力停留24小時；厭氧處理結(jié)束后，將液體輸送至曝氣池，控制液體溫度為20-30°C，按C0D:N:P=250:5:1的比例添加氮磷源，調(diào)節(jié)PH為6-7. 5，加入濕菌體重量比為1:1的嗜鹽微生物菌群和耐鹽微生物菌群進(jìn)行一段好氧處理，其中，嗜鹽微生物菌群主要為鹽單胞菌群和海桿菌群，耐鹽微生物菌群主要為芽孢桿菌群、假絲酵母菌群和檸檬球菌群；曝氣攪拌，水力停留24小時后進(jìn)入二段好氧處理，不需要添加營養(yǎng)物質(zhì)，曝氣攪拌，水力停留24小時；出水進(jìn)入沉淀池，沉淀后上清出水。本實(shí)施例利用原有設(shè)施，經(jīng)過預(yù)處理，厭氧處理，兩段好氧處理，出水合格。各項(xiàng)指標(biāo)如下表所示
表一某化工廠廢水處理前后指標(biāo)值
權(quán)利要求
1.一種高COD、高濃度硫酸根酸性有機(jī)化工廢水處理方法，其特征在于包括以下步驟a)往化工廢水中加入Ca(OH)2,攪拌反應(yīng)，調(diào)pH值至6. 7-7. 5，除去大部分硫酸根和 H+，靜止一小時后去沉淀，上清液輸送至厭氧反應(yīng)器；b)控制液體溫度為10-301，按0)0:1 =450:5:1的比例添加氮磷源，調(diào)節(jié)？!1為7-8， 加入硫酸鹽還原菌群進(jìn)行厭氧處理，水力停留24小時；c)厭氧處理結(jié)束后，將液體輸送至曝氣池，控制液體溫度為20-30°C，按 COD:N:P=2505 1的比例添加氮磷源，調(diào)節(jié)pH為6-7. 5，加入嗜鹽微生物菌群和耐鹽微生物菌群進(jìn)行一段好氧處理，曝氣攪拌，水力停留24小時后進(jìn)入二段好氧處理，曝氣攪拌，水力停留24小時；d)沉淀，上清出水。
2.如權(quán)利要求1所述的高COD、高濃度硫酸根酸性有機(jī)化工廢水處理方法，其特征在于，步驟a中，按Ca (OH)2 = H+的摩爾比為1-1.2:2的比例往化工廢水中加入Ca (OH)20
3.如權(quán)利要求1所述的高COD、高濃度硫酸根酸性有機(jī)化工廢水處理方法，其特征在于，步驟c中，嗜鹽微生物菌群與耐鹽微生物菌群的濕菌體重量比為1:1。
4.如權(quán)利要求3所述的高COD、高濃度硫酸根酸性有機(jī)化工廢水處理方法，其特征在于，所述嗜鹽微生物菌群主要包括鹽單胞菌群和海桿菌群。
5.如權(quán)利要求3所述的高COD、高濃度硫酸根酸性有機(jī)化工廢水處理方法，其特征在于，所述耐鹽微生物菌群主要包括芽孢桿菌群、假絲酵母菌群和檸檬球菌群。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高COD、高濃度硫酸根酸性有機(jī)化工廢水處理方法，主要包括Ca(OH)2預(yù)處理、厭氧處理、兩段好氧處理等步驟。在對酸性有機(jī)化工廢水進(jìn)行Ca(OH)2預(yù)處理去除大部分硫酸根和H+后，通過對廢水處理微生物主體和操作參數(shù)因子控制，形成以厭氧細(xì)菌為優(yōu)勢的厭氧廢水處理方法和以嗜鹽及耐鹽好氧微生物處理為主的好氧曝氣處理方法，特別適用于處理高COD、高硫酸根、低pH的有機(jī)化工廢水。
文檔編號C02F3/30GK102190411SQ20111012186
公開日2011年9月21日 申請日期2011年5月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月17日
發(fā)明者吳敏, 張勇, 朱旭芬, 鄭剛 申請人:浙江大學(xué)