鐵路洗滌汙水回用方法
2023-04-30 08:48:46
專利名稱：鐵路洗滌汙水回用方法
技術領域：
本發明涉及的是一種環保技術領域的方法，具體地說，是一種鐵路洗滌汙水回用方法。
背景技術：
在鐵路行業的洗衣房中應用的洗滌劑是由表面活性劑和一些助劑組成的，含陰離子表面活性劑的洗滌劑使用最為廣泛。陰離子表面活性劑的主要成分是直鏈烷基苯磺酸鈉(LAS)，它不是單一的化合物，可能包括具有不同鏈長和異構體的幾個或全部有關的26個化合物。助劑主要由增淨劑、漂白劑、螢光增白劑、抗腐蝕劑、泡沫調節劑、酶等輔助成分構成。陰離子表面活性劑是一種廣泛的水體汙染物，有持久慢性毒性作用，對人體、動植物，特別是水生生物的毒害作用已不容忽視。此外，它能使進入水體的石油產品、PCB、PAH等疏水有機物乳化而分散，增加了廢水處理的難度，從而給處理廠運轉帶來困難。除上述物質外，鐵路洗滌汙水中還存在其它有機物和固體懸浮物等汙染物。針對此類汙水人們開發了許多有效的處理工藝以達到淨化的目的，目前主要有微電解法、A/O接觸氧化法、A2/O系統工藝、SBR活性汙泥法、混凝-生化法、超聲波輻照法等。這些工藝各具特色，可以有效地去除汙水中的有機物、陰離子表面活性劑和各種助劑，並能夠實現達標排放的目的。但是，上述處理工藝僅能達標排放，均難以達到回用的目的，並且，工藝較複雜，可操作性不高，固定投資較大，運行和管理成本較高。
經對現有技術文獻的檢索發現，李炩在「鐵路洗滌廢水處理及回用工程設計」(《中國給水排水》，2000，16(4)34-36)一文中，提到採用物化組合工藝處理鐵路洗滌廢水並實現回用的目的，流程如下1.原水，2.格柵，3.調節沉澱池，4.混凝沉澱或氣浮，5.砂濾，6.消毒，7.回用。
該工藝流程較繁，涉及操作單元較多，因此，所需固定投資較大，運行和管理成本也較大。砂濾空隙較大，主要用來截取較大的膠體顆粒，經過濾後仍存在較小的膠體顆粒(包括單細胞微生物)、有機物、表面活性劑及助劑。消毒後仍不能有效去除這些物質，回用後微生物屍體和其它有機物會產生異味，並為布料中的微生物提供養料。
發明內容
本發明的目的在於克服現有技術中的不足，提供一種鐵路洗滌汙水回用方法，使其在鐵路洗滌廢水達標排放的基礎上，以膜生物反應器(MBR)為主體，高效低耗，回用鐵路洗滌汙水。
本發明是通過以下技術方案實現的，本發明採用如下生化工藝步驟1.洗衣房洗滌汙水，2.格柵，3.厭氧水解酸化池，4.膜生物反應器，5回用。
本發明包括以下步驟(1)洗衣房洗滌汙水先經過格柵，柵條間距小於等於30mm，去除汙水中的懸浮物後進入厭氧水解池；(2)通過格柵的出水進入厭氧水解酸化池。在厭氧水解酸化池中，厭氧活性汙泥濃度在2.5g/L～35.0g/L之間，水力停留時間大於5hr。在這個過程中，厭氧活性汙泥將汙水中大分子LAS和有機物水解酸化成小分子有機物，出水進入膜生物反應器；(3)厭氧水解酸化池的出水進入膜生物反應器。在膜生物反應器中，好氧活性汙泥濃度在0.5g/L～8.0g/L之間，溶解氧大於0.8mg/L，水力停留時間在2hr～10hr之間，微濾膜的截留直徑小於等於10μm，操作壓力在0.3～4.0bar之間。在這個過程中，好氧活性汙泥將水解酸化階段形成的小分子有機物徹底氧化成二氧化碳和水，小於膜截留直徑的物質透過膜形成清水，清水回用。
本發明的工作原理是格柵的作用主要用來阻止洗衣房洗滌汙水中較大的懸浮物進入後續工藝，保證後續工藝的順利進行；厭氧水解酸化是膜生物反應的預處理，直接關係到膜生物反應器的運行效果。厭氧活性汙泥外觀呈黑色絮狀體，主要由產酸細菌群落組成，在無氧條件下進行代謝活動，能夠分泌胞外酶催化大分子有機物分解成小分子有機物，汙水pH值隨之降低，相應過程稱之為水解酸化。鐵路洗滌汙水的主要汙染物是LAS和有機物，較高濃度的LAS還會阻礙微生物的活性和增殖，從而增加了汙水的生物降解難度，因此採取先對汙水進行厭氧水解酸化處理。產酸細菌通過釋放細胞外自由酶或連接在細胞外壁上的固定酶進行生物催化反應，把LAS和有機物降解為適合好氧微生物處理的易溶性小分子物質，提高汙水的可生化性，使得汙水能在後續的好氧生物過程中以較少的能耗和較短的停留時間得到處理；膜生物反應器運行效果的好壞直接關係著本工藝的成敗與否，是本發明的關鍵所在。膜生物反應器是將活性汙泥法和膜法相結合的生物處理系統，本發明採用好氧活性汙泥和微濾膜，組合方式可為一體式或分置式。好氧活性汙泥外觀呈土黃色絮狀體，主要由異養細菌和原生生物組成，在有氧條件下進行代謝活動，其作用是將水解酸化階段形成的小分子有機物吸入體內，在胞內酶催化下徹底氧化成二氧化碳和水。微濾膜的作用是截留汙水中的有機物、表面活性劑、助劑和好氧微生物，增大底物和微生物的濃度，從而大大提高微生物對汙染物的降解能力。小於膜截留直徑的物質透過膜形成清水，水質可達《鐵路回用水水質標準》(TB/T3007-2000)，能夠實現回用的目的。
本發明採取先對汙水進行厭氧水解酸化處理，把LAS和有機物降解為適合好氧微生物處理的易溶性小分子物質，提高汙水的可生化性，使得汙水能在後續的膜生物反應器中以較少的能耗和較短的停留時間得到處理，大大提高了整個系統的運行效率。由於膜生物反應器中微濾膜的截留作用，系統出水水質較穩定，並達到《鐵路回用水水質標準》(TB/T3007-2000)，從而實現回用的目的。由於微濾膜的截留作用，膜生物反應器內的微生物濃度較高，從而生化效率快，裝置處理容積負荷大，設備佔地少。在膜生物反應器中，水力停留時間和汙泥停留時間完全分離，因此工藝運行靈活穩定，易於實現自動控制，操作管理方便。在膜生物反應器中剩餘汙泥產量較低。
具體實施例方式
實施例1本發明包括以下步驟(1)洗衣房洗滌汙水先經過格柵，柵條間距小於等於30mm，去除汙水中較大的懸浮物後進入厭氧水解池；(2)通過格棚的出水進入厭氧水解酸化池。在厭氧水解酸化池中，汙泥濃度為12.5g/L，水力停留時間為15hr。在這個過程中，厭氧活性汙泥將汙水中大分子LAS和有機物水解酸化成小分子有機物，出水進入膜生物反應器；所述的厭氧活性汙泥由產酸細菌群落組成，在無氧條件下進行代謝活動，能夠分泌胞外酶催化大分子有機物分解成小分子有機物。
(3)厭氧水解酸化池的出水進入膜生物反應器。在膜生物反應器中，汙泥濃度為4.5g/L，溶解氧為1.2mg/L，水力停留時間為6hr，微濾膜的截留直徑為5μm，操作壓力為0.8bar。在這個過程中，好氧活性汙泥將水解酸化階段形成的小分子有機物徹底氧化成二氧化碳和水，小於膜截留直徑的物質透過膜形成清水，清水回用。
所述的好氧活性汙泥主要由異養細菌和原生生物組成，在有氧條件下進行代謝活動，其作用是將水解酸化階段形成的小分子有機物吸入體內，在胞內酶催化下徹底氧化成二氧化碳和水。
本實施例實施效果整個系統出水水質如下COD的平均值為40.84mg/L，其中LAS平均值為0.45mg/L；總磷平均值為0.07mg/L；NH3-N平均值5.37mg/L；SS的去除率為100％；pH平均值為7.3。出水水質完全達到鐵路回用水水質標準(TB/T3007-2000)。
實施例2本發明包括以下步驟(1)洗衣房洗滌汙水先經過格柵，柵條間距小於等於30mm，去除汙水中較大的懸浮物後進入厭氧水解池；(2)通過格棚的出水進入厭氧水解酸化池。在厭氧水解酸化池中，汙泥濃度為2.5g/L，水力停留時間為5hr。在這個過程中，厭氧活性汙泥將汙水中大分子LAS和有機物水解酸化成小分子有機物，出水進入膜生物反應器；所述的厭氧活性汙泥主要由產酸細菌群落組成，在無氧條件下進行代謝活動，能夠分泌胞外酶催化大分子有機物分解成小分子有機物。
(3)厭氧水解酸化池的出水進入膜生物反應器。在膜生物反應器中，汙泥濃度為0.5g/L，溶解氧為0.8mg/L，水力停留時間為2hr，微濾膜的截留直徑為10μm，操作壓力為4.0bar。在這個過程中，好氧活性汙泥將水解酸化階段形成的小分子有機物徹底氧化成二氧化碳和水，小於膜截留直徑的物質透過膜形成清水，清水回用。
所述的好氧活性汙泥主要由異養細菌和原生生物組成，在有氧條件下進行代謝活動，其作用是將水解酸化階段形成的小分子有機物吸入體內，在胞內酶催化下徹底氧化成二氧化碳和水。
本實施例實施效果系統出水水質如下COD的平均值為48.56mg/L，其中LAS平均值為0.93mg/L；總磷平均值為0.15mg/L；NH3-N平均值8.72mg/L；SS的去除率為95％；pH平均值為8.5。出水水質完全達到鐵路回用水水質標準(TB/T3007-2000)。
實施例3本發明包括以下步驟(1)洗衣房洗滌汙水先經過格柵，柵條間距小於等於30mm，去除汙水中較大的懸浮物後進入厭氧水解池；(2)通過格柵的出水進入厭氧水解酸化池。在厭氧水解酸化池中，汙泥濃度為35.0g/L，水力停留時間為48hr。在這個過程中，厭氧活性汙泥將汙水中大分子LAS和有機物水解酸化成小分子有機物，出水進入膜生物反應器；所述的厭氧活性汙泥主要由產酸細菌群落組成，在無氧條件下進行代謝活動，能夠分泌胞外酶催化大分子有機物分解成小分子有機物。
(3)厭氧水解酸化池的出水進入膜生物反應器。在膜生物反應器中，汙泥濃度為8.0g/L，溶解氧為1.8mg/L，水力停留時間為10hr，微濾膜的截留直徑為0.8μm，操作壓力為0.3bar。在這個過程中，好氧活性汙泥將水解酸化階段形成的小分子有機物徹底氧化成二氧化碳和水，小於膜截留直徑的物質透過膜形成清水，清水回用。
所述的好氧活性汙泥主要由異養細菌和原生生物組成，在有氧條件下進行代謝活動，其作用是將水解酸化階段形成的小分子有機物吸入體內，在胞內酶催化下徹底氧化成二氧化碳和水。
本實施例實施效果系統出水水質如下COD的平均值為11.25mg/L，其中LAS平均值為0.21mg/L；總磷平均值為0.05mg/L；NH3-N平均值3.35mg/L；SS的去除率為100％；pH平均值為6.5。出水水質完全達到鐵路回用水水質標準(TB/T3007-2000)。
權利要求
1.一種鐵路洗滌汙水回用方法，其特徵在於，包括以下步驟(1)洗衣房洗滌汙水先經過格柵，去除汙水中的懸浮物後進入厭氧水解池；(2)通過格棚的出水進入厭氧水解酸化池，厭氧活性汙泥將汙水中大分子LAS和有機物水解酸化成小分子有機物，出水進入膜生物反應器；(3)厭氧水解酸化池的出水進入膜生物反應器，好氧活性汙泥將水解酸化階段形成的小分子有機物氧化成二氧化碳和水，小於膜截留直徑的物質透過膜形成清水，清水回用。
2.根據權利要求1所述的鐵路洗滌汙水回用方法，其特徵是，所述的厭氧活性汙泥外觀呈黑色絮狀體，由產酸細菌群落組成，在無氧條件下進行代謝活動，能夠分泌胞外酶催化大分子有機物分解成小分子有機物，汙水pH值隨之降低。
3.根據權利要求1所述的鐵路洗滌汙水回用方法，其特徵是，所述的好氧活性汙泥外觀呈土黃色絮狀體，由異養細菌和原生生物組成，在有氧條件下進行代謝活動，其作用是將水解酸化階段形成的小分子有機物吸入體內，在胞內酶催化下徹底氧化成二氧化碳和水。
4.根據權利要求1所述的鐵路洗滌汙水回用方法，其特徵是，所述的格柵，其柵條間距小於等於30mm。
5.根據權利要求1或2所述的鐵路洗滌汙水回用方法，其特徵是，所述的厭氧活性汙泥，其濃度在2.5g/L～35.0g/L之間。
6.根據權利要求1所述的鐵路洗滌汙水回用方法，其特徵是，所述的步驟(2)，在厭氧水解酸化池中，水力停留時間大於5hr。
7.根據權利要求1或3所述的鐵路洗滌汙水回用方法，其特徵是，所述的好氧活性汙泥，其濃度在0.5g/L～8.0g/L之間。
8.根據權利要求1所述的鐵路洗滌汙水回用方法，其特徵是，所述的步驟(3)，在膜生物反應器中，操作壓力在0.3～4.0bar之間。
9.根據權利要求1所述的鐵路洗滌汙水回用方法，其特徵是，所述的步驟(3)，溶解氧大於0.8mg/L，水力停留時間在2hr～10hr之間。
10.根據權利要求8所述的鐵路洗滌汙水回用方法，其特徵是，所述的膜生物反應器，其微濾膜的截留直徑小於等於10μm。
全文摘要
一種鐵路洗滌汙水回用方法，屬於環保技術領域。本發明包括以下步驟(1)洗衣房洗滌汙水先經過格柵，去除汙水中的懸浮物後進入厭氧水解池；(2)通過格棚的出水進入厭氧水解酸化池，厭氧活性汙泥將汙水中大分子LAS和有機物水解酸化成小分子有機物，出水進入膜生物反應器；(3)厭氧水解酸化池的出水進入膜生物反應器，好氧活性汙泥將水解酸化階段形成的小分子有機物徹底氧化成二氧化碳和水，小於膜截留直徑的物質透過膜形成清水，清水回用。本發明在鐵路洗滌廢水達標排放的基礎上，以膜生物反應器(MBR)為主體，高效低耗，回用鐵路洗滌汙水。
文檔編號C02F3/28GK1765778SQ200510029068
公開日2006年5月3日 申請日期2005年8月25日 優先權日2005年8月25日
發明者何義亮, 靳強, 李春傑, 張文英 申請人:上海交通大學, 上海申蘭環保有限公司