一種工業汙染廢水處理方法與流程
2023-12-04 16:16:31 1
本發明屬於環境工程和微生物技術領域，特別涉及一種採用化學和生物相結合對工業汙染廢水進行處理的方法。
背景技術：
高濃度硫酸鹽廢水大量存在於礦山、冶金、食品及醫藥等行業中，這些廢水不經處理直接排入水體，將會產生一系列危害，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和生物腐蝕的傳播；②過量的硫酸根可使水體產生惡臭，影響水的感官性狀及其使用；③過量的硫酸根不利於作物生長，使土地鹽漬化；④含有硫酸鹽的飲用水有苦澀味，並有致瀉作用，將引起腹瀉和消化不良等症狀。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注。高硫酸根濃度廢水的治理，一直是水汙染治理領域的難點，需要同時去除廢水中的硫酸鹽和有機汙染物。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採用厭氧技術，但在厭氧處理高硫酸根的高有機物濃度廢水時，硫酸根還原生成硫化氫，不利於廢水中的有機汙染物的去除。目前現有技術中通常採用生物法和物理化學處理技術，最為典型的工藝有以下幾種：①傳統單相厭氧工藝，厭氧情況下將硫酸根還原為硫化氫，實現將硫酸根從廢水中去除；有機汙染物通過水解酸化和產沼氣，實現高濃度有機物的去除，但硫酸根的還原作用和生成的硫化氫對有機汙染物的去除有抑制作用，從而影響了有機汙染物的去除。②單相吹脫工藝，在傳統單相厭氧工藝中，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，減輕對有機汙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廢水的產酸階段和產氣階段分別在兩個反應器中進行，在產酸階段實現了硫酸根的還原和高濃度有機汙染物的酸化，產氣階段進一步去除被酸化的有機汙染物。④傳統厭氧工藝，如上流式厭氧汙泥床(uasb)，通過在反應器內添加沉澱劑或其他技術去除硫酸根和硫化氫，消除對去除有機汙染物的抑制作用。以上這些技術雖然對處理含高硫酸根的高有機濃度廢水的方法進行了寶貴的探索，但是仍然因其自身技術局限性而無法實現推廣並廣泛應用。
技術實現要素：
本發明的目的在於克服現有技術存在的缺陷，提供了一種工業汙染廢水處理方法：
一種工業汙染廢水處理方法，其特徵在於包括以下步驟：
a)往化工廢水中加入氫氧化鈣，攪拌反應，調ph值至6.7-7.5，除去大部分硫酸根和氫離子，靜止一小時後去沉澱，上清液輸送至厭氧反應器；
b)控制液體溫度為10-30℃，按化學需氧量:氮:磷＝450:5:1的比例添加氮磷源，調節ph為7-8，加入硫酸鹽還原菌群進行厭氧處理，水力停留24小時；
c)厭氧處理結束後，將液體輸送至曝氣池，控制液體溫度為20-30℃，按化學需氧量:氮:磷＝250:5:1的比例添加氮磷源，調節ph為6-7.5，加入嗜鹽微生物菌群和耐鹽微生物菌群進行一段好氧處理，曝氣攪拌，水力停留24小時後進入二段好氧處理，曝氣攪拌，水力停留24小時；
d)沉澱，上清出水。
進一步地，步驟a中，按氫氧化鈣:氫離子的摩爾比為(1-1.2):2的比例往化工廢水中加入氫氧化鈣。
本發明處理廢水的方法主要包括氫氧化鈣預處理、厭氧處理、兩段好氧處理等步驟。在對酸性工業汙染廢水進行氫氧化鈣預處理去除大部分硫酸根和氫離子後，通過對廢水處理微生物主體和操作參數因子控制，形成以厭氧細菌為優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，特別適用於處理高化學需氧量、高硫酸根、低ph的工業汙染廢水。
本發明方法克服了傳統厭氧和好氧處理高硫酸根濃度廢水的弊端。利用氫氧化鈣同時除去大部分硫酸根和氫離子，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行厭氧和好氧處理去除化學需氧量，使處理後的出水化學需氧量降至125mg/l以下，遠低於國家三級排放標準(原水化學需氧量≥20,000mg/l)。
本發明具有以下優點：
①預處理巧妙：本發明利用氫氧化鈣，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氫離子，簡單高效；比起利用片鹼調ph有成本優勢和去除硫酸根的優勢。
②克服硫酸根還原抑制弊端：傳統的對於高硫酸根和高有機汙染物濃度的廢水處理，因為存在厭氧條件下的硫酸鹽還原菌(srb)對硫酸根的還原，並生成硫化氫(h2s),故對厭氧去除化學需氧量產生了雙抑制作用，表現如下：(1)硫酸鹽還原菌(srb)對去除化學需氧量的產酸菌(ab)和產甲烷菌(m磷b)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化學需氧量的產酸菌(ab)和產甲烷菌(m磷b)的有毒抑制作用。故而只有在硫酸根濃度低於2,000mg/l，化學需氧量/so42-≥10時，才能實現厭氧有效地去除廢水中的化學需氧量。
本發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以上時仍然可以進行厭氧處理，化學需氧量穩定去除率50％。
③處理效率高：本發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，一段好氧後化學需氧量穩定去除率80％，經過二段好氧後化學需氧量≤125mg/l，遠低於國家三級排放標準。
④運行工序少：本發明提出的化學生物結和方法，設備要求簡單，僅採取物化後厭氧加好氧處理，工藝簡單，易於根據實際情況進行改造。
⑤節約成本：本發明預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採用生物菌群處理，佔地少，工序少，成本低。
實施例
本發明一種工業汙染廢水處理方法，按氫氧化鈣:氫離子的摩爾比為1:2的比例往化工廢水中加入氫氧化鈣，攪拌反應，調ph值至6.7-7.5，除去大部分硫酸根和氫離子，靜止一小時後去沉澱，上清液輸送至厭氧反應器。控制液體溫度為10-30℃，按化學需氧量:氮:磷＝450:5:1的比例添加氮磷源，調節ph為7-8，加入硫酸鹽還原菌群進行厭氧處理，水力停留24小時；厭氧處理結束後，將液體輸送至曝氣池，控制液體溫度為20-30℃，按化學需氧量:氮:磷＝250:5:1的比例添加氮磷源，調節ph為6-7.5，加入溼菌體重量比為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小時後進入二段好氧處理，不需要添加營養物質，曝氣攪拌，水力停留24小時；出水進入沉澱池，沉澱後上清出水。
本發明方法克服了傳統厭氧和好氧處理高硫酸根濃度廢水的弊端。利用氫氧化鈣同時除去大部分硫酸根和氫離子，同時利用硫酸鹽還原菌菌群、嗜鹽微生物菌群和耐鹽微生物菌群分別進行厭氧和好氧處理去除化學需氧量，使處理後的出水(原水化學需氧量≥20,000mg/l)達到國家汙水三級排放標準(≤125mg/l),特別適用於處理高化學需氧量、高硫酸根、低ph的工業汙染廢水。
以上對本發明實施例進行了詳細介紹，本文中應用了具體個例對本發明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用於幫助理解本發明的方法及其核心思想；同時，對於本領域的一般技術人員，依據本發明的思想，在具體實施方式及應用範圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內容不應理解為對本發明的限制。