專利名稱：一種用于工業(yè)園區(qū)混合工業(yè)污水處理的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種污水處理工藝，特別是公開一種應(yīng)用于工業(yè)園區(qū)混合工業(yè)廢水的工藝，旨在解決難降解混合工業(yè)污水難處理、難達(dá)標(biāo)排放的問題，以確保工業(yè)園區(qū)水環(huán)境安全。
背景技術(shù)：
隨著國家經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，目前許多城市將功能相似、具有產(chǎn)業(yè)鏈上下游合作關(guān)系、排污特征相似或相近的企業(yè)納入同一個工業(yè)園區(qū)。并且，我國已將“集中控制”列入“八項(xiàng)環(huán)境管理制度”中，因此，區(qū)域水污染集中控制規(guī)劃成為必然趨勢。常見的工業(yè)園區(qū)混合污水，較大部分均為高濃度的難降解有機(jī)廢水。高濃度難降解有機(jī)廢水的處理，是目前國內(nèi)外污水處理界公認(rèn)的難題。這類廢水常見的有焦化廢水、制藥廢水、石化/油類廢水、紡織/印染廢水、化工廢水、油漆廢水等等。目前處理高濃度難降解有機(jī)廢水的主要方法有化學(xué)氧化法、溶劑萃取法、吸附法、 光催化法、生化處理等。相較于其他幾種方法，生化處理工藝成熟，運(yùn)行成本低，是廢水處理中應(yīng)用最廣的方法。以生化處理為主體的高濃度難降解有機(jī)廢水綜合處理具有應(yīng)用范圍廣、設(shè)備簡單、處理能力高、比較經(jīng)濟(jì)等特點(diǎn)。水解酸化+好氧生物處理工藝中水解酸化的目的主要是將原有廢水中的非溶解性有機(jī)物轉(zhuǎn)變?yōu)槿芙庑杂袡C(jī)物，特別是工業(yè)廢水，主要將其中難生物降解的有機(jī)物轉(zhuǎn)變?yōu)橐咨锝到獾挠袡C(jī)物，提高廢水的可生化性，以利于后續(xù)的好氧處理?？紤]到后續(xù)好氧處理的能耗問題，水解主要用于高濃度難降解廢水的預(yù)處理。接觸氧化法是介于活性污泥法和生物膜法之間的一種方法。接觸氧化法中的氧氣通過鼓風(fēng)機(jī)供給，在填料上的生物膜生長至一定厚度后，接近填料壁的微生物由于缺氧而進(jìn)行厭氧代謝，產(chǎn)生的氣體及曝氣形成的沖刷作用使得生物膜脫落，并促進(jìn)新膜的生長，形成生物膜的新陳代謝，脫落的生物膜隨出水流出池外。水解酸化+生物接觸氧化處理工藝，將厭氧處理和好氧處理有機(jī)結(jié)合起來，從而使廢水的厭氧和好氧生物處理進(jìn)入一個嶄新的階段。該工藝在厭氧段摒棄了厭氧過程中對環(huán)境要求嚴(yán)格、降解速率較慢的甲烷化階段，使厭氧段(水解、酸化)反應(yīng)器容積大大減少。 生物接觸氧化兼有活性污泥法與生物膜法的優(yōu)點(diǎn)，池內(nèi)既有活性污泥又有生物膜，形成密集的生物群體增強(qiáng)池內(nèi)總的生物活性。生物濾池是在好氧條件下利用附著在載體上的生物膜隨水中微生物降解物質(zhì)進(jìn)行去除的一種方法。目前常用的生物濾池有普通生物濾池、高負(fù)荷生物濾池、塔式生物濾池、曝氣生物濾池等。曝氣生物濾池(BAF)作為一種全新的污水處理系統(tǒng)，其處理污水的原理是反應(yīng)器內(nèi)填料上所附生物膜中微生物氧化分解作用、填料及微生物膜的吸附阻留作用和沿水流方向形成的食物鏈分級捕食作用以及生物膜內(nèi)部微環(huán)境和厭氧段得反硝化作用。 該工藝具有去除SS、COD、BOD、硝化、脫氮、除磷、去除AOX (有害物質(zhì))的作用，其特點(diǎn)是集生物氧化和截留懸浮固體于一體，節(jié)省了后續(xù)沉淀池(二沉池)，與其他二級生化處理技術(shù)
3相比，具有容積負(fù)荷高，抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)、處理效果好，對碳源污染物和氮源污染物都有良好的去除作用、占地面積小，處理流程簡單、基建費(fèi)用、運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用節(jié)省及管理簡單，自動化程度高等優(yōu)點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是開發(fā)出一種針對工業(yè)園區(qū)混合工業(yè)污水的處理能力高、抗沖擊能力強(qiáng)、又經(jīng)濟(jì)的生物處理工藝。一種用于工業(yè)園區(qū)混合工業(yè)污水處理的方法，其特征是在“水解酸化+接觸氧化” 生物處理工藝的基礎(chǔ)上，加上深度處理二級水解酸化和曝氣生物濾池(BAF)，取名為“Α0ΑΒ
工藝”。本發(fā)明所提供的工藝，包括以下步驟(如圖I)
(I)預(yù)處理根據(jù)化工污水的不同類型，進(jìn)行相應(yīng)的生化前預(yù)處理。具有不同污染特征的污水單獨(dú)進(jìn)行相應(yīng)預(yù)處理，之后多種污水均勻混合，混合后進(jìn)水COD小于2000mg/L即可。(2)將步驟(I)出水首先引入一級水解酸化池，水解酸化池表面負(fù)荷O. 3^0. Sm3/ (m2*h)，水力停留時(shí)間一般控制在l(T20h。在一級水解酸化池中，在產(chǎn)酸菌的作用下降解部分有機(jī)物，同時(shí)將難降解的高分子有機(jī)物分解成可溶性的小分子有機(jī)物，提高污水的可生化性，保證后續(xù)好氧生物處理效果。水解酸化池內(nèi)設(shè)潛水?dāng)嚢铏C(jī)，防止污泥沉降。水解酸化池出水進(jìn)入斜管沉淀池，使因攪拌而揚(yáng)起的污泥沉淀，污泥通過污泥泵回流至水解酸化進(jìn)水端，保證生物量。(3)將步驟(2)出水引入生物接觸氧化池，對污水進(jìn)行好氧生化處理。該工藝單元采用兩級生物接觸氧化，設(shè)置中間沉淀池。接觸氧化池內(nèi)設(shè)有立體生物彈性填料，部分微生物以生物膜的形式固著生長于填料表面，部分則是絮狀懸浮生長于水中，因此它兼有活性污泥法與生物膜法二者的特點(diǎn)。此階段溶解氧含量一般應(yīng)維持在2. 5^3. 5mg/l之間，氣水比為(15-20) :1。對于可生化性較高的有機(jī)污水，如食品工業(yè)廢水，有機(jī)負(fù)荷宜取
I.(Tl. 8kgB0D/m3_d ;對于生化性較差的廢水，如印染廢水，有機(jī)負(fù)荷取O. 8 I. 2kgB0D/m3 d 即可；對于生化性較好但有機(jī)濃度較高的工業(yè)廢水，如石化工業(yè)廢水、農(nóng)藥廢水等，有機(jī)負(fù)荷宜取I. (Γ2. 0kgB0D/m3 do水力停留時(shí)間也視水質(zhì)而確定，進(jìn)水CODcr > 1500mg/L時(shí)，HRT 為 10 18h ；CODcr 為 1000 1500mg/L，HRT 為 8 12h ；CODcr 低于 1000mg/L, HRT 為 6 10h。(4)經(jīng)步驟(3)出水引入二級水解酸化池，將經(jīng)過前段“水解酸化+接觸氧化”后依然難降解的有機(jī)物進(jìn)一步水解酸化，提高污水的可生化性。此階段水解酸化池表面負(fù)荷
O.5^1. O m3/(m2*h)，水力停留時(shí)間控制在8 12h。出水經(jīng)斜管沉淀池沉淀，污泥返回水解酸化進(jìn)水。(5)經(jīng)步驟(4)出水進(jìn)入曝氣生物濾池(BAF)，進(jìn)一步去除污水中的有機(jī)污染物及氨氮。在BAF中硝化菌和反硝化菌的協(xié)同作用，將污水中的氨氮轉(zhuǎn)化為氮?dú)馀懦鱿到y(tǒng)，同時(shí)在反硝化的過程中，將污水中的剩余有機(jī)污染物以碳源的形式深度去除，同時(shí)可以去除水中的懸浮污染物。曝氣生物濾池填料選用本發(fā)明特有的海南火山巖，該生物濾料抗腐蝕，具有惰性，在環(huán)境中不參與生物膜的生物化學(xué)反應(yīng)；同時(shí)火山巖生物濾料表面帶有正電荷，有利于帶負(fù)電的微生物固著生長，親水性強(qiáng)，附著的生物膜量多且速度快。由于火山巖生物濾料是無尖粒狀，且孔徑大多數(shù)比陶粒要大，所以在使用時(shí)對水流的阻力小，節(jié)省能耗。此海南火山巖內(nèi)外平均孔隙率在40%左右，對水的阻力小，同時(shí)與同類濾料相比，所需濾料量少。本階段要求，氣水比(3 5):I,BOD5負(fù)荷2. 0 5· 5kg/(m3. d)，NH3-N負(fù)荷O. 35 O. 7kg/(m3· d)，水力停留時(shí)間2 2· 5h，反沖洗周期2 10d。(6)由于實(shí)際運(yùn)行時(shí)可能會受到進(jìn)水負(fù)荷、水質(zhì)變化等的沖擊，為了保證出水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，設(shè)計(jì)采用BAF出水再經(jīng)活性炭吸附罐處理，使得最終達(dá)一級A標(biāo)準(zhǔn)排放或回用。其中，(2)步驟中生物接觸氧化池選用兩段生物接觸氧化，兩段水力停留時(shí)間比為3:2。兩段生物接觸法將傳統(tǒng)的生物接觸氧化池分為兩段第一段充分利用微生物處于對數(shù)增長期的吸附特性，以低能耗、高負(fù)荷、快速的生物吸附和合成為主，能夠去除污水中 709Γ80%有機(jī)物；第二段在低負(fù)荷下利用微生物的氧化分解作用，對污水中殘留的有機(jī)物進(jìn)行氧化分解，進(jìn)一步改善出水水質(zhì)。生物接觸氧化池填料采用立體彈性生物填料或組合填料。污水經(jīng)過兩座氧化池，增加了與填料的接觸次數(shù)，同時(shí)每座氧化池的流態(tài)基本屬于完全混合型，可以提高生化效率，縮短生物氧化時(shí)間，適應(yīng)進(jìn)水水質(zhì)的變化。


圖I為AOAB工藝流程圖。圖2為實(shí)例I中AOAB工藝流程構(gòu)筑物形象示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)例進(jìn)一步說明本發(fā)明。實(shí)施例I
某工業(yè)園區(qū)混合廢水(主要污水類型環(huán)氧氯丙烷生產(chǎn)廢水、苯胺生產(chǎn)廢水、熱電廠脫硫廢水、離子膜燒堿廢水、雙氧水生產(chǎn)廢水等)經(jīng)預(yù)處理后進(jìn)入生化處理前水質(zhì)如下 ⑶Dcr=149(Tl780mg/L，B0D5=350^540mg/L, SS=100^300mg/L, NH4+_N < 65mg/L, NOf-N
<5. 5mg/L, pH=7. 0 9. 0。經(jīng)本發(fā)明工藝處理后的出水水質(zhì)如下C0cr ( 60mg/L,去除率90%以上； BOD5 ( 20mg/L，去除率90%以上；SS彡30mg/L,去除率80%以上；NH4+-N ( 5mg/L，去除率 85% 以上；NO3^-N < O. 5mg/L,去除率 90% 以上；ρΗ=7. 0 9· O。具體處理如下
(I)預(yù)處理根據(jù)該混合工業(yè)污水的特征，首先針對單項(xiàng)污水的污染特征進(jìn)行物化預(yù)處理。如熱電廠脫硫廢水及苯胺廢水進(jìn)行格柵過濾和預(yù)氧化處理，環(huán)氧氯丙烷廢水進(jìn)行除鈣處理等。預(yù)處理后廢水均勻混合，然后進(jìn)行中和混凝沉淀，降低后續(xù)生化進(jìn)水COD及SS。(2)預(yù)處理出水首先進(jìn)入一級水解酸化池，此時(shí)進(jìn)水C0D=149(Tl780mg/l，在產(chǎn)酸菌的作用下降解部分有機(jī)物，同時(shí)將難降解的高分子有機(jī)物分解成可溶性的小分子有機(jī)物，提高污水的可生化性，保證后續(xù)好氧生物處理效果。水解酸化池內(nèi)潛水?dāng)嚢铏C(jī)不斷攪拌，防止污泥沉降，保證水解酸化效果。此階段表面負(fù)荷q=0. 31m3/(m2*h)，水力停留時(shí)間 18h。COD去除率為15%，出水C0D=125(Tl513mg/L。水解酸化池出水進(jìn)入斜管沉淀池，使因攪拌而揚(yáng)起的污泥沉淀，污泥通過污泥泵回流至水解酸化進(jìn)水端，保證生物量。( 3 )斜管沉淀池出水進(jìn)入兩段生物接觸氧化池，對污水進(jìn)行好氧生化處理。此階段總水力停留時(shí)間18. 6h，一段氧化池HRT=12. Ih, 二段氧化池HRT=6. 5h，溶解氧含量維持在2.5 3. 5mg/L之間，氣水比15:1，有機(jī)負(fù)荷O. 8 I. 2kgB0D/m3.d。通過兩段接觸氧化反應(yīng)，去除大部分有機(jī)污染物，大大降低廢水C0D，本階段COD去除率達(dá)70%。出水C0D=375 450mg/ L。出水經(jīng)斜管沉淀池達(dá)到泥水分離的目的，污泥部分回流，剩余污泥進(jìn)入污泥處理系統(tǒng)。(4)斜管沉淀池出水再進(jìn)入二級水解酸化池，對于污水中殘留的難降解有機(jī)污染物進(jìn)一步水解酸化，提高污水的可生化性，出水經(jīng)斜管沉淀池沉淀，污泥返回水解酸化進(jìn)水。此階段表面負(fù)荷q=0.37m3/(m2*h)，HRT=12h。COD去除率為15%，出水C0D=320 383mg/ L，出水進(jìn)入BAF工藝單元。(5)沉淀池出水進(jìn)入BAF單元，進(jìn)一步去除水中的有機(jī)污染物。此階段COD有機(jī)負(fù)荷q=5. 57kgC0D/(m3濾料.d)，曝氣生物濾池的水力負(fù)荷q=l. 5 3m3/(m2.h)，汽水比 (3 5) :1，總水力停留時(shí)間為90min，反沖洗周期2 10d，出水COD達(dá)到65mg/L。(6)BAF出水再經(jīng)活性炭吸附罐處理，此單元COD去除率為30%，出水COD為45mg/ L0(7)廢水處理過程中產(chǎn)生的化學(xué)污泥和生物污泥分開處理，化學(xué)污泥進(jìn)入污泥緩沖池，生物污泥進(jìn)行濃縮脫水，最后經(jīng)過壓濾機(jī)壓濾成泥餅外運(yùn)處理。圖2為該工程工藝流程構(gòu)筑物形象示意圖。實(shí)施例2
所處理的工業(yè)污水(焦化廢水為主)水質(zhì)如下C0D=825. 7^2336. 8mg/L, NH3-N=89. 8 308. 8 mg/L, pH=8.26^8. 65。處理后的出水水質(zhì)如下
COD ( 55mg/L, NH3-N ( 15mg/L 具體處理如下
(1)預(yù)處理廢水進(jìn)入調(diào)節(jié)池，在調(diào)節(jié)池中停留較長時(shí)間以保證水質(zhì)、水量、水溫的充分均化；
(2)調(diào)節(jié)池出入進(jìn)入Al，利用水解發(fā)酵細(xì)菌的作用改善焦化廢水的可生化性。進(jìn)水 C0D=825. 7 2336. 8mg/L，COD去除率25%，水解作用較明顯；進(jìn)水NH3-N均值196. 79mg/L，出水NH3-N均值186. 19mg/L, NH3-N去除不明顯。水解酸化后出水進(jìn)入沉淀池，使因攪拌而浮起的污泥沉淀，污泥通過污泥泵回流至水解酸化進(jìn)水端，保證生物量。該段保持表面負(fù)荷 q=0. 40m3/ (m2*h)，HRT=12h。(3)A1出水進(jìn)入兩段生物接觸氧化池，對廢水進(jìn)行好氧生物處理，也就是0段。此階段溶解氧含量維持在2. 5^3. 5mg/l之間，汽水比10:1，有機(jī)負(fù)荷I. (Tl. 2kgB0D/m3_ d。通過兩段接觸氧化反應(yīng)，去除大部分有機(jī)污染物，大大降低廢水C0D。進(jìn)水C0D=757 1752. 6mg/ L，出水C0D=227. Γ525. 78mg/L,本階段COD去除率達(dá)70%，出水經(jīng)斜管沉淀池達(dá)到泥水分離的目的，污泥部分回流，剩余污泥進(jìn)入污泥處理系統(tǒng)。(4) O段出水進(jìn)入A2段，同時(shí)進(jìn)入的還有BAF回流的硝化液，為A2提供NO3-N及 NO2-N,利用反硝化細(xì)菌的作用，將廢水中的NO3-N轉(zhuǎn)化為N2，通過攪拌將N2散入大氣；同時(shí) A2對于污水中殘留的難降解有機(jī)污染物進(jìn)一步水解酸化，提高污水的可生化性，出水經(jīng)斜管沉淀池沉淀，污泥返回水解酸化進(jìn)水。此階段表面負(fù)荷q=0. 37m3/(m2*h)，HRT=10h。COD 去除率為 10%，出水 C0D=20(T480mg/L。(5) A2池出水經(jīng)斜管沉淀池后進(jìn)入BAF工藝單元，進(jìn)入BAFJfNH4+- N轉(zhuǎn)化為NO3--N及NO2-N,同時(shí)回流至A2。此階段COD有機(jī)負(fù)荷q=3. 8kgC0D/ (m3濾料·(!)，曝氣生物濾池的水力負(fù)荷q=l. 023m3/(m2-h),汽水比(4 6) : I,總水力停留時(shí)間為120min,反沖洗周期 2 10d，出水 COD ( 55mg/L, NH3-N ( 13mg/L。
權(quán)利要求
1.一種用于工業(yè)園區(qū)混合工業(yè)污水處理的方法，其特征在于在“水解酸化+接觸氧化”生物處理工藝的基礎(chǔ)上，加上深度處理二級水解酸化和曝氣生物濾池，取名為“A0AB工藝”，具體步驟為(1)預(yù)處理根據(jù)化工污水的不同類型，進(jìn)行相應(yīng)的生化前預(yù)處理，具有不同污染特征的污水單獨(dú)進(jìn)行相應(yīng)預(yù)處理，之后多種污水均勻混合，混合后進(jìn)水COD小于 2000mg/L ；(2 )將步驟(I)出水首先引入一級水解酸化池，水解酸化池表面負(fù)荷0. 3. 8m3/ (m2*h)，水力停留時(shí)間控制在l(T20h ;在一級水解酸化池中，在產(chǎn)酸菌的作用下降解部分有機(jī)物，同時(shí)將難降解的高分子有機(jī)物分解成可溶性的小分子有機(jī)物，提高污水的可生化性， 保證后續(xù)好氧生物處理效果；水解酸化池內(nèi)設(shè)潛水?dāng)嚢铏C(jī)，防止污泥沉降；水解酸化池出水進(jìn)入斜管沉淀池，使因攪拌而揚(yáng)起的污泥沉淀，污泥通過污泥泵回流至水解酸化進(jìn)水端， 保證生物量；(3)將步驟(2)出水引入生物接觸氧化池，對污水進(jìn)行好氧生化處理；該工藝單元采用兩級生物接觸氧化，設(shè)置中間沉淀池；接觸氧化池內(nèi)設(shè)有立體生物彈性填料，部分微生物以生物膜的形式固著生長于填料表面，部分則是絮狀懸浮生長于水中，兼有活性污泥法與生物膜法二者的特點(diǎn)；此階段溶解氧含量維持在2. 5^3. 5mg/l之間，氣水比為(15-20) I ;對于食品工業(yè)廢水，有機(jī)負(fù)荷取l.(Tl.8kgB0D/m3_d;對于印染廢水，有機(jī)負(fù)荷取0.8 I. 2kgB0D/m3_d ;對于石化工業(yè)廢水或農(nóng)藥廢水，有機(jī)負(fù)荷取I. 0 2. 0kgB0D/m3 d ;水力停留時(shí)間視水質(zhì)而確定，進(jìn)水CODcr > 1500mg/L時(shí)，HRT為10 18h ；CODcr為100(Tl500mg/ L, HRT 為 8 12h ；CODcr 低于 1000mg/L, HRT 為 6 IOh ；(4)經(jīng)步驟(3)出水引入二級水解酸化池，將經(jīng)過前段“水解酸化+接觸氧化”后依然難降解的有機(jī)物進(jìn)一步水解酸化，提高污水的可生化性；此階段水解酸化池表面負(fù)荷0. 5^1. 0 m3/(m2*h)，水力停留時(shí)間控制在8 12h，出水經(jīng)斜管沉淀池沉淀，污泥返回水解酸化進(jìn)水；(5)經(jīng)步驟(4)出水進(jìn)入曝氣生物濾池，即BAF，進(jìn)一步去除污水中的有機(jī)污染物及氨氮；在BAF中硝化菌和反硝化菌的協(xié)同作用，將污水中的氨氮轉(zhuǎn)化為氮?dú)馀懦鱿到y(tǒng)，同時(shí)在反硝化的過程中，將污水中的剩余有機(jī)污染物以碳源的形式深度去除，同時(shí)去除水中的懸浮污染物。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種用于工業(yè)園區(qū)混合工業(yè)污水處理的方法，其特征在于選用海南特產(chǎn)火山巖，其具有比表面積大、孔隙率高、易掛膜優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)海南火山巖產(chǎn)量大， 較為經(jīng)濟(jì)。
全文摘要
本發(fā)明屬于環(huán)境保護(hù)——工業(yè)園區(qū)混合工業(yè)污水處理領(lǐng)域，旨在解決難降解工業(yè)污水難處理、難達(dá)標(biāo)排放的問題，涉及到一套能夠高效處理難降解工業(yè)污水的水處理方法。本發(fā)明所提供的工藝，①將預(yù)處理后廢水引入A/O工藝處理，進(jìn)行一級生化處理；②再將一級生化出水送入二段水解酸化A2，進(jìn)一步水解酸化，降解在一級好氧處理難以降解的有機(jī)質(zhì)；③A2出水經(jīng)沉淀池后送入BAF深度處理，進(jìn)行生物脫氮，并進(jìn)一步去除有機(jī)物和懸浮物質(zhì)。④設(shè)計(jì)采用BAF出水再經(jīng)活性炭吸附罐處理，進(jìn)一步提高出水水質(zhì)。本工藝適用于工業(yè)園區(qū)各類難降解有機(jī)污染物的混合工業(yè)污水，該工藝能耗低，凈化效率高，可以達(dá)到一級A排放標(biāo)準(zhǔn)及回用的目的。
文檔編號C02F9/14GK102583884SQ20121003553
公開日2012年7月18日 申請日期2012年2月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月16日
發(fā)明者林海, 董穎博, 薛秋玉, 霍漢鑫 申請人:北京科技大學(xué)