一種工業廢水處理工藝的製作方法
2023-09-18 02:16:15 1
本發明屬於汙水處理工藝，具體涉及一種採用生物處理劑的工業廢水處理工藝。
背景技術：
工業廢水一般包括印染、造紙、電子、塑膠、電鍍、五金、印刷、食品等行業工廠運營所產生的廢水，具有水量水質變化大、可生化性差、難以降解等特徵，不同行業的汙水中存在各種複雜的汙染物質，處理難度大且往往需要投入大量處理成本。以往的工藝一般根據實際廢水的水質採取適當的預處理方法，如絮凝、微電解、吸附、光催化等工藝，破壞廢水中難降解有機物、改善廢水的可生化性，再聯合生物降解工藝，如厭氧、好氧等，對工業廢水進行處理。
從現有的工藝來看，有的工藝在一定程度上會提高裝置的成本，如光催化等，有的需要投加大量的藥劑，且容易產生二次汙染並產生大量的汙泥，如投加PAM絮凝藥劑，微電解、吸附等工藝需要定期更換、清洗填料，增加運行難度和成本，傳統的生物降解工藝，也存在處理效率不高，難以控制運行參數和運行效果等缺點，而一些改良的生物降解工藝投入成本較高，工藝較複雜。
總之，現有的工業廢水處理工藝存在處理成本高、難降解有機汙染物去除效率不高、工藝運行不穩定、處理效果不理想等問題，需要開發一種更加經濟、有效、方便、安全的處理工藝。
技術實現要素：
本發明所要解決的技術問題是針對上述技術現狀，提供一種廢水處理工藝，配合相應的水處理劑，降低複雜成分汙水處理難度，提高處理時效，實現汙泥減量，且減少二次汙染。
本發明解決上述問題所採用的技術方案為：一種工業廢水處理工藝，包括以下操作步驟：
（1）廢水經管道收集後通過篩網過濾後進入加藥預處理反應池；
（2）加藥預處理反應池內投加鹼液中和廢水至pH為6-7，並投加LS納米生物循環水處理劑，投加量為1.2～2.4kg/d；
（3）加藥預處理反應池上清液依次進入厭氧反應池、好氧反應池進行生化處理；
（4）加藥預處理反應池沉澱汙泥進入汙泥濃縮池濃縮後，再通過汙泥壓濾機壓成泥餅；
（5）好氧反應池出水經管道投加LS納米生物循環水處理劑，投加量為0.24～0.72kg/d；
（6）廢水進入沉澱池，沉澱池汙泥回流至厭氧反應池、好氧反應池，回流比分別為0.2-2%、50%，沉澱池出水接入汙水處理廠管網。
上述工業廢水處理工藝的流程說明：工業廢水首先通過格柵去除大顆粒懸浮物、泥沙等雜質，然後進入加藥預處理反應池，投加LS納米生物循環水處理劑並攪拌反應，投加量為0.5-1 t/萬m3汙水，反應後上清液進入厭氧反應池，沉澱汙泥進入汙泥濃縮池，然後通過汙泥壓濾機壓成泥餅，滲濾液回流至加藥預處理反應池。進入厭氧反應池的汙泥通過微生物的厭氧降解作用可去除一部分汙染物質，並可通過水解酸化作用將一些難降解的物質轉化為易降解的物質，將大分子有機物轉化為小分子有機物，可降低後續處理單元的負荷，提高汙水的可生化性；然後廢水進入好樣反應池進行微生物降解，好氧池出水管道中泵入少量LS納米生物循環水處理劑，投加量為1-3 t/10萬m3汙水，通過生物反應和藥劑結合，可進一步淨化水質，提高出水效果；然後廢水進入沉澱池，上清液可達標排放，若出水要求較高可進一步物化處理，同時沉澱池設置汙泥回流分別回流至好氧反應池（回流比50%）、厭氧反應池（回流比0.2-2%）。
進一步地，本發明的工業廢水處理工藝與所使用的水處理劑密不可分，水處理劑主要用於工藝流程中的兩個部分：一是預處理部分，通過加藥攪拌起到去除一部分汙染物質，降低後續生化工藝處理負荷；二是好氧反應池出水部分，將藥劑打入出水管道，可進一步淨化水質、提高出水水質標準。另外，本工藝還有一個特別之處，即沉澱池設置兩道回流分別回流至好氧反應池（回流比50%）、厭氧反應池（回流比0.2-2%），一方面是剩餘汙泥回流，即汙泥中微生物回流至生化反應池繼續參與降解反應，一方面是起到水處理劑循環利用的目的，通過回流後，沉澱池只排放上清液，不存在剩餘汙泥的排放，達到了汙泥減量的效果。
具體地，LS納米生物循環水處理劑的原料質量配比為：海泡石纖維，10-20份；純硅藻，100-150份；火山巖炭，10-20份；凹凸棒，60-100份；沸石，6-10份；促生酶劑，10-20份；氫氧化鎂，0.02-0.07份；氧化鐵，0.02-0.07份；葡萄糖，30-50份；好氧菌劑50-80份；厭氧菌劑，20-30份；硝化菌劑，10-20份；反硝化菌劑，10-20份；聚磷菌劑，10-20份；水解酸化菌劑，10-20份。
本發明水處理劑中好氧菌劑的製備方法，步驟如下，
（1）將好氧菌菌種分別在培養基中進行活化、擴大培養：培養基的質量配比為：酵母膏1%、蛋白腖1.5%、葡萄糖0.5%、NH4Cl20.5%、K2HPO40.5%、餘量為水，培養基經過121℃20分鐘高溫滅菌，培養溫度25-30℃，培養時間24-48小時；
好氧菌菌種包括地衣芽孢桿菌、銅綠假單胞菌、亞硝化單胞菌、貝式硫菌，每個菌種單獨培養，得到相應的菌液；
（2）分別量取各菌液接種到混合菌種培養基中，各菌液的接種量按體積百分比為：地衣芽孢桿菌 2% 份、銅綠假單胞菌 3%份、亞硝化單胞菌2%份、貝式硫菌 4%份；混合培養溫度25～30℃，培養時間24～48小時，得到好氧菌混合菌液；
混合菌種培養基的質量配比為：酵母膏1%、蛋白腖1.5%、葡萄糖0.5%、NH4Cl20.5%、餘量為水，培養基經過121℃20分鐘高溫滅菌；
（3）所得好氧菌菌液通過乾燥得到好氧菌劑。
本發明水處理劑中厭氧菌劑的製備方法，步驟如下，
（1）將厭氧菌菌種分別在培養基中進行活化、擴大培養：培養基的質量配比為：酵母膏1%、蛋白腖1.5%、葡萄糖0.5%、NH4Cl20.5%、K2HPO40.5%、餘量為水，培養基經過121℃20分鐘高溫滅菌，培養溫度25-30℃，培養時間24-48小時；
厭氧菌菌種包括產甲烷桿菌、產甲烷球菌、脫硫弧菌，每個菌種單獨培養，得到相應的菌液；
（2）分別量取各菌液接種到混合菌種培養基中，各菌液的接種量按體積百分比為：產甲烷桿菌 2% 份、產甲烷球菌 3% 份、脫硫弧菌 2% 份；混合培養溫度25～30℃，培養時間24～48小時，得到厭氧菌混合菌液；
混合菌種培養基的質量配比為：酵母膏1%、蛋白腖1.5%、葡萄糖0.5%、NH4Cl20.5%、餘量為水，培養基經過121℃20分鐘高溫滅菌；
（3）所得厭氧菌菌液通過乾燥得到厭氧菌劑。
本發明水處理劑中硝化菌劑的製備方法，步驟如下，
（1）將硝化菌菌種分別在培養基中進行活化、擴大培養：培養基的質量配比為：酵母膏1%、蛋白腖1.5%、葡萄糖0.5%、NH4Cl20.5%、K2HPO40.5%、餘量為水，培養基經過121℃20分鐘高溫滅菌，培養溫度25-30℃，培養時間24-48小時；
（2）量取上述菌液接種到菌種培養基中，菌液的接種量按體積百分比為5% 份；培養溫度25～30℃，培養時間24～48小時，得到硝化菌菌液；
菌種培養基的質量配比為：酵母膏1%、蛋白腖1.5%、葡萄糖0.5%、NH4Cl20.5%、餘量為水，培養基經過121℃20分鐘高溫滅菌；
（3）所得硝化菌菌液通過乾燥得到硝化菌劑。
本發明水處理劑中反硝化菌劑的製備方法，步驟如下，
（1）將反硝化菌菌種分別在培養基中進行活化、擴大培養：培養基的質量配比為：酵母膏1%、蛋白腖1.5%、葡萄糖0.5%、NH4Cl20.5%、K2HPO40.5%、餘量為水，培養基經過121℃20分鐘高溫滅菌，培養溫度25-30℃，培養時間24-48小時；
（2）量取上述菌液接種到菌種培養基中，菌液的接種量按體積百分比為5% 份；培養溫度25～30℃，培養時間24～48小時，得到反硝化菌菌液；
菌種培養基的質量配比為：酵母膏1%、蛋白腖1.5%、葡萄糖0.5%、NH4Cl20.5%、餘量為水，培養基經過121℃20分鐘高溫滅菌；
（3）所得反硝化菌菌液通過乾燥得到反硝化菌劑。
本發明水處理劑中聚磷菌劑的製備方法，步驟如下，
（1）將聚磷菌菌種分別在培養基中進行活化、擴大培養：培養基的質量配比為：酵母膏1%、蛋白腖1.5%、葡萄糖0.5%、NH4Cl20.5%、K2HPO40.5%、餘量為水，培養基經過121℃20分鐘高溫滅菌，培養溫度25-30℃，培養時間24-48小時；
（2）量取上述菌液接種到菌種培養基中，菌液的接種量按體積百分比為5% 份；培養溫度25～30℃，培養時間24～48小時，得到聚磷菌菌液；
菌種培養基的質量配比為：酵母膏1%、蛋白腖1.5%、葡萄糖0.5%、NH4Cl20.5%、餘量為水，培養基經過121℃20分鐘高溫滅菌；
（3）所得聚磷菌菌液通過乾燥得到聚磷菌劑。
本發明水處理劑中水解酸化菌劑的製備方法，步驟如下，
（1）將水解酸化菌菌種分別在培養基中進行活化、擴大培養：培養基的質量配比為：酵母膏1%、蛋白腖1.5%、葡萄糖0.5%、NH4Cl20.5%、K2HPO40.5%、餘量為水，培養基經過121℃20分鐘高溫滅菌，培養溫度25-30℃，培養時間24-48小時；
水解酸化菌菌種包括產黃纖維單胞菌、澱粉芽孢梭菌、蠟狀芽孢桿菌、琥珀酸擬桿菌，每個菌種單獨培養，得到相應的菌液；
（2）分別量取各菌液接種到混合菌種培養基中，各菌液的接種量按體積百分比為：產黃纖維單胞菌 2% 份、澱粉芽孢梭菌3% 份、蠟狀芽孢桿菌 2% 份、琥珀酸擬桿菌4% 份；混合培養溫度25～30℃，培養時間24～48小時，得到水解酸化菌混合菌液；
混合菌種培養基的質量配比為：酵母膏1%、蛋白腖1.5%、葡萄糖0.5%、NH4Cl20.5%、餘量為水，培養基經過121℃20分鐘高溫滅菌；
（3）所得水解酸化菌菌液通過乾燥得到水解酸化菌劑。
進一步地，每10份促生酶劑中包括有機碳源 1～2份、有機氮源1～2份、複合維生素0.5～1份、有機酸1～2份剩餘為生物酶，所述有機酸選自檸檬酸、乳酸、醋酸、葡萄糖酸、蘋果酸、曲酸、丙酸、琥珀酸、抗壞血酸、水楊酸中的一種或兩種以上；所述生物酶為蛋白酶、脂肪酶或纖維素酶。
本發明水處理劑中海泡石纖維：海泡石成分＞85%，粒度：250～300目，密度2～2.5g/cm3，CaO＜1.5%，Fe2O3＜0.03%；
純硅藻：SiO2≥88，真密度2.3g/cm3，松密度0.20～0.30 g/cm3，細度：100～500目；
火山巖炭；粒徑：1-2mm，密度0.75g/cm3；
凹凸棒：有效物質含量≥90%，粒度：100～200目，堆密度0.5±1g/cm3，含水量≤8%；
沸石：斜發沸石，粒度：180～200目，密度1.92g/cm3，吸氨值＞100mg當量/100g，水分≤1.8%。
與現有技術相比，本發明的優點在於：
（1）預處理採用投加特定的水處理劑產品，而目前常用於汙水處理預處理的水處理劑有聚丙烯醯胺、聚合氯化鋁等，與這些傳統的水處理劑相比較，本發明的水處理劑具有以下優點：
① 處理效果好，應用範圍廣。本產品基於微生物降解、化學反應、吸附、絮凝等多種機理對汙水進行降解，處理效果遠大於其它水處理劑，並適用於各類難降解工業廢水處理，對多種汙染物質均有降解及去除效果。
② 綠色水處理劑，無二次汙染。目前市場上大多數水處理劑在生產及使用過程中含有重金屬元素、餘氯、有毒有機溶液以及各種有害衍生物。本產品所有配方都安全可靠，性能穩定，生產和使用過程中都不會產生二次汙染，屬於綠色水處理劑的技術範疇。
③ 可實現汙泥減量化。城市汙水廠剩餘汙泥的大量產生是目前環保領域的又一難題，一般水處理工藝過程中產生的汙泥脫水十分困難，汙泥處理需要添加藥劑，且可能存在二次汙染問題。若在處理過程中投加LS納米生物循環水處理劑，可加快絮凝沉澱速度，使汙泥凝聚，提高脫水性能，實現汙泥減量5%-10%，且汙泥中不存在因添加水處理劑而產生的二次有害物質，汙泥處理過程中不再添加任何化學藥劑。
（2）生化池出水通過投加少量LS納米生物循環水處理劑，可進一步淨化水質，大幅度提高出水效果。
（3）沉澱池設置兩道汙泥回流，分別回流至好氧沉澱池、厭氧沉澱池，起到剩餘汙泥及水處理劑循環利用的作用，同時，二沉池中的汙泥全部回流至前端設施，不存在排泥，可減少汙泥的產生。通過循環利用和汙泥減量，可實現節能降耗，減少投資及運行成本。
附圖說明
圖1為本發明實施例中工業廢水處理工藝流程圖。
具體實施方式
以下結合附圖實施例對本發明作進一步詳細描述。
某化工企業產生的廢水需要進行處理，處理量為24噸/天，處理前的進水濃度COD≤1500mg/L，PH≤4，氨氮≤35mg/L，TP≤1.2mg/L，特徵汙染物：總鎳≤9.98mg/L。根據客戶需要，出水水質要求：COD＜500mg/L，PH：6-9，氨氮＜20mg/L，TP＜1mg/L，特徵汙染物：總鎳＜0.1mg/L。
結合上述組合工藝，根據廢水水質情況，該廢水不存在大量大顆粒懸浮物，因此可採用篩網代替格柵，另外在加藥預處理工序中增加鹼液的投加以中和廢水的酸度。工藝流程如圖1所示。
工藝包括以下操作步驟：
（1）廢水經管道收集後通過篩網過濾後進入加藥預處理反應池；
（2）加藥預處理反應池內投加鹼液中和廢水至pH為6-7，並投加LS納米生物循環水處理劑，投加量為1.2～2.4kg/d；
（3）加藥預處理反應池上清液依次進入厭氧反應池、好氧反應池進行生化處理；
（4）加藥預處理反應池沉澱汙泥進入汙泥濃縮池濃縮後，再通過汙泥壓濾機壓成泥餅；
（5）好氧反應池出水經管道投加LS納米生物循環水處理劑，投加量為0.24~0.72kg/d；
（6）廢水進入沉澱池，沉澱池汙泥回流至厭氧反應池、好樣反應池，回流比分別為0.2-2%、50%，沉澱池出水接入汙水處理廠管網。
涉及的生物循環水處理劑，主要成分包括海泡石纖維，純硅藻，火山巖炭，凹凸棒，沸石，促生酶劑，氫氧化鎂，氧化鐵，葡萄糖，好氧菌劑，厭氧菌劑，硝化菌劑，反硝化菌劑，聚磷菌劑，水解酸化菌劑。
本申請納米生物循環水處理劑的製備方法，是將配好的各原料充分混合均勻，包裝即可，使用時直接投入汙水中。
實施例中的好氧菌劑，厭氧菌劑，硝化菌劑，反硝化菌劑，聚磷菌劑，水解酸化菌劑的具體培養方法如下
一、好氧菌劑的製備方法，步驟如下，
（1）將好氧菌菌種分別在培養基中進行活化、擴大培養：培養基的質量配比為：酵母膏1%、蛋白腖1.5%、葡萄糖0.5%、NH4Cl20.5%、K2HPO40.5%、餘量為水，培養基經過121℃20分鐘高溫滅菌，培養溫度28℃，培養時間36小時；
好氧菌菌種包括地衣芽孢桿菌、銅綠假單胞菌、亞硝化單胞菌、貝式硫菌，每個菌種單獨培養，得到相應的菌液；
（2）分別量取各菌液接種到混合菌種培養基中，各菌液的接種量按體積百分比為：地衣芽孢桿菌 2% 份、銅綠假單胞菌 3%份、亞硝化單胞菌2%份、貝式硫菌 4%份；混合培養溫度25～30℃，培養時間24～48小時，得到好氧菌混合菌液；
混合菌種培養基的質量配比為：酵母膏1%、蛋白腖1.5%、葡萄糖0.5%、NH4Cl20.5%、餘量為水，培養基經過121℃20分鐘高溫滅菌；
（3）所得好氧菌菌液通過乾燥得到好氧菌劑，乾燥採用離心分離乾燥或冷凍乾燥。
二、厭氧菌劑的製備方法，步驟如下，
（1）將厭氧菌菌種分別在培養基中進行活化、擴大培養：培養基的質量配比為：酵母膏1%、蛋白腖1.5%、葡萄糖0.5%、NH4Cl20.5%、K2HPO40.5%、餘量為水，培養基經過121℃20分鐘高溫滅菌，培養溫度28℃，培養時間36小時；
厭氧菌菌種包括產甲烷桿菌、產甲烷球菌、脫硫弧菌，每個菌種單獨培養，得到相應的菌液；
（2）分別量取各菌液接種到混合菌種培養基中，各菌液的接種量按體積百分比為：產甲烷桿菌 2% 份、產甲烷球菌 3% 份、脫硫弧菌 2% 份；混合培養溫度25～30℃，培養時間24～48小時，得到厭氧菌混合菌液。混合菌種培養基的質量配比為：酵母膏1%、蛋白腖1.5%、葡萄糖0.5%、NH4Cl20.5%、餘量為水，培養基經過121℃20分鐘高溫滅菌；
（3）所得厭氧菌菌液通過乾燥得到厭氧菌劑。
三、硝化菌劑的製備方法，步驟如下，
（1）將硝化菌菌種分別在培養基中進行活化、擴大培養：培養基的質量配比為：酵母膏1%、蛋白腖1.5%、葡萄糖0.5%、NH4Cl20.5%、K2HPO40.5%、餘量為水，培養基經過121℃20分鐘高溫滅菌，培養溫度28℃，培養時間36小時；
（2）量取上述菌液接種到菌種培養基中，菌液的接種量按體積百分比為5% 份；培養溫度25～30℃，培養時間24～48小時，得到硝化菌菌液；
菌種培養基的質量配比為：酵母膏1%、蛋白腖1.5%、葡萄糖0.5%、NH4Cl20.5%、餘量為水，培養基經過121℃，20分鐘高溫滅菌；
（3）所得硝化菌菌液通過乾燥得到硝化菌劑。
四、反硝化菌劑的製備方法，步驟如下，
（1）將反硝化菌菌種分別在培養基中進行活化、擴大培養：培養基的質量配比為：酵母膏1%、蛋白腖1.5%、葡萄糖0.5%、NH4Cl20.5%、K2HPO40.5%、餘量為水，培養基經過121℃20分鐘高溫滅菌，培養溫度28℃，培養時間36小時；
（2）量取上述菌液接種到菌種培養基中，菌液的接種量按體積百分比為5% 份；培養溫度25～30℃，培養時間24～48小時，得到反硝化菌菌液；
菌種培養基的質量配比為：酵母膏1%、蛋白腖1.5%、葡萄糖0.5%、NH4Cl20.5%、餘量為水，培養基經過121℃20分鐘高溫滅菌；
（3）所得反硝化菌菌液通過乾燥得到反硝化菌劑。
五、聚磷菌劑的製備方法，步驟如下，
（1）將聚磷菌菌種分別在培養基中進行活化、擴大培養：培養基的質量配比為：酵母膏1%、蛋白腖1.5%、葡萄糖0.5%、NH4Cl20.5%、K2HPO40.5%、餘量為水，培養基經過121℃20分鐘高溫滅菌，培養溫度28℃，培養時間36小時；
（2）量取上述菌液接種到菌種培養基中，菌液的接種量按體積百分比為5% 份；培養溫度25～30℃，培養時間24～48小時，得到聚磷菌菌液；
菌種培養基的質量配比為：酵母膏1%、蛋白腖1.5%、葡萄糖0.5%、NH4Cl20.5%、餘量為水，培養基經過121℃20分鐘高溫滅菌；
（3）所得聚磷菌菌液通過乾燥得到聚磷菌劑。
六、水解酸化菌劑的製備方法，步驟如下，
（1）將水解酸化菌菌種分別在培養基中進行活化、擴大培養：培養基的質量配比為：酵母膏1%、蛋白腖1.5%、葡萄糖0.5%、NH4Cl20.5%、K2HPO40.5%、餘量為水，培養基經過121℃20分鐘高溫滅菌，培養溫度28℃，培養時間36小時；
水解酸化菌菌種包括產黃纖維單胞菌、澱粉芽孢梭菌、蠟狀芽孢桿菌、琥珀酸擬桿菌，每個菌種單獨培養，得到相應的菌液；
（2）分別量取各菌液接種到混合菌種培養基中，各菌液的接種量按體積百分比為：產黃纖維單胞菌 2% 份、澱粉芽孢梭菌3% 份、蠟狀芽孢桿菌 2% 份、琥珀酸擬桿菌4% 份；混合培養溫度25～30℃，培養時間24～48小時，得到水解酸化菌混合菌液；
混合菌種培養基的質量配比為：酵母膏1%、蛋白腖1.5%、葡萄糖0.5%、NH4Cl20.5%、餘量為水，培養基經過121℃20分鐘高溫滅菌；
（3）所得水解酸化菌菌液通過乾燥得到水解酸化菌劑。
上述廢水處理工藝的主要指標各單元處理效果見表1。
表1 主要指標各單元處理效果表 單位：mg/L
除上述實施例外，本發明還包括有其他實施方式，凡採用等同變換或者等效替換方式形成的技術方案，均應落入本發明權利要求的保護範圍之內。