一種癸二酸廢水不脫鹽直接生化處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種含高硫酸鈉工業(yè)廢水的處理方法，具體而言是一種使癸二酸生產(chǎn)廢水在不稀釋不脫鹽條件下直接生化處理的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]癸二酸是一種重要的有價(jià)化工原料，廣泛用于生產(chǎn)工程塑料、耐高溫潤滑劑、環(huán)氧樹脂固化劑、癸二酸酐、合成潤滑油、醇酚樹脂、聚酯樹脂、玻璃纖維增強(qiáng)劑、化妝品等。我國是世界上癸二酸產(chǎn)量最大的國家，目前主要采用以蓖麻油為原料的裂解法生產(chǎn)工藝，每噸產(chǎn)品需消耗150?250kg苯酚，產(chǎn)生25?40噸廢水，其中苯酚含量為2000?5000mg/L、pH為2?3、硫酸鈉含量為6?10%、C0D含量為10000?20000mg/L。癸二酸廢水屬高鹽、高酚、高COD廢水；據(jù)估計(jì)，一個(gè)40000t/a的癸二酸企業(yè)產(chǎn)生廢水150萬噸/a，此廢水若不進(jìn)行完善處理，會(huì)對環(huán)境造成嚴(yán)重污染。
[0003]目前工業(yè)上主要采用萃取或吸附的方法對癸二酸廢水進(jìn)行處理，可以除去廢水中大部分酚類，甚至使酚達(dá)標(biāo)，但仍不足以使廢水水質(zhì)完全達(dá)標(biāo)。例如:利用蓖麻油酸對癸二酸廢水進(jìn)行萃取，萃取級數(shù)8級以上，雖不用進(jìn)行反萃，但萃后水平均COD > 4000mg/L、->50mg/L ;利用仲辛醇作為萃取劑，萃后水COD > 2000mg/L,酚濃度大于50mg/L ;利用QH-1型絡(luò)合萃取可使廢水中酹含量降至10mg/L以下,但萃余液COD > 1000mg/L。因此,要使癸二酸廢水處理達(dá)標(biāo)，必須對萃取后的廢水進(jìn)一步處理，主要方法包括高級氧化和生化處理，相比較而言，若能生化處理，將具有成本優(yōu)勢。
[0004]但是，癸二酸廢水中硫酸鈉含量高達(dá)5?15%，對普通微生物細(xì)胞具有毒害和抑制作用，而且含硫酸鈉廢水在厭氧生化處理過程中還容易發(fā)生硫酸鹽還原反應(yīng)產(chǎn)生H2S,因此普通活性污泥法不能用于癸二酸廢水的直接生化處理。因此，現(xiàn)有技術(shù)中癸二酸生產(chǎn)廢水經(jīng)除酚預(yù)處理后，先進(jìn)行蒸發(fā)脫鹽，然后對蒸發(fā)冷凝水進(jìn)行生化處理后達(dá)標(biāo)排放，或進(jìn)一步深度處理后回用。若能不經(jīng)蒸發(fā)脫鹽直接進(jìn)行生化處理并達(dá)標(biāo)排放，將大大降低癸二酸廢水治理成本，改善目前癸二酸生產(chǎn)行業(yè)污染治理成本居高不下的局面。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有癸二酸廢水處理技術(shù)的不足，提出一種可以使癸二酸廢水不脫鹽直接生化處理的方法，使用該方法可使癸二酸廢水處理后COD < 100mg/L。
[0006]本發(fā)明的原理是:
癸二酸廢水中含硫酸鈉5?15%，主要有機(jī)污染物為苯酚、脂肪酸和小分子有機(jī)酸，廢水生化性總體上良好。然而，癸二酸生產(chǎn)車間排出的新鮮廢水中苯酚濃度達(dá)2000?5000mg/L，水溫超過50°C，其中難以有微生物存活。但是，經(jīng)過除酚預(yù)處理過的癸二酸廢水，其中酚濃度一般降至50?150mg/L，生物毒性已經(jīng)大大降低。如果此廢水在常溫下放置較長時(shí)間，與外界環(huán)境進(jìn)行較長時(shí)間的接觸，周圍土壤、灰塵、空氣和水中的微生物會(huì)發(fā)生互相接觸，并將這些環(huán)境中的微生物引入癸二酸廢水中，其中部分微生物在廢水的長期陳化過程中能夠逐漸適應(yīng)癸_廢水水質(zhì)環(huán)境，并并最終能夠以廢水中的有機(jī)物作為碳源和能源進(jìn)行生長。另外一方面，癸二酸生產(chǎn)過程產(chǎn)生的高硫酸鈉廢水，在開放的生產(chǎn)條件下會(huì)與廠區(qū)內(nèi)的土壤、空氣和雨水等環(huán)境發(fā)生相互作用，因此，具有一定生產(chǎn)時(shí)間的癸二酸企業(yè)周圍環(huán)境中存在通過自然選擇作用獲得癸二酸廢水水質(zhì)適應(yīng)性的耐鹽微生物。
[0007]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是通過以下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的。本發(fā)明是一種癸二酸廢水不脫鹽直接生化處理方法，其特點(diǎn)是:該方法是在廢水不稀釋不脫鹽的情況下通過生化方法使癸二酸廢水處理后COD < 100mg/L，其主要步驟包括:
(O耐鹽好氧活性污泥的培養(yǎng):以癸二酸陳化廢水直接培養(yǎng)耐鹽好氧菌群；初始癸二酸陳化廢水進(jìn)水COD < 500mg/L、總鹽為5?15% ;培養(yǎng)過程中HRT > 12h，溶解氧DO >
0.5mg/L ;當(dāng)COD或苯酚的去除率> 80%，提高進(jìn)水C0D，繼續(xù)培養(yǎng)2?1d ;當(dāng)培養(yǎng)液渾濁度增加且靜置后有可沉降絮體出現(xiàn)，繼續(xù)提高進(jìn)水C0D，維持F/M <1.0并繼續(xù)培養(yǎng)5?30d，得到在有氧條件下對癸二酸廢水具有好氧降解能力的耐鹽好氧活性污泥；
所述癸二酸陳化廢水是指常溫下敞開存放至少I個(gè)月的癸二酸廢水；
(2)耐鹽水解酸化活性污泥的培養(yǎng):接種耐鹽好氧活性污泥到水解酸化池，以癸二酸廢水直接培養(yǎng)耐鹽水解酸化菌群；初始進(jìn)水COD < 500mg/L、總鹽為5?15%，培養(yǎng)過程中HRT> 12h、溶解氧DO < 0.5mg/L ;當(dāng)COD去除率> 20%，提高進(jìn)水COD，維持F/M=0.1?0.4并繼續(xù)培養(yǎng)30?90d，得到在缺氧條件下對癸二酸廢水具有水解酸化功能的耐鹽水解酸化活性污泥；
(3)癸二酸廢水的生化處理:將步驟(2)和步驟(I)得到的污泥分別接種到水解酸化池和好氧池，采用“水解酸化+好氧”工藝對癸二酸廢水進(jìn)行處理；水解酸化段工藝參數(shù)為:進(jìn)水 COD < 5000mg/L，HRT 為 8 ?48h，MLSS 為 4000 ?20000mg/L, F/M=0.1 ?0.4 ;好氧段工藝參數(shù)為:HRT 為 12 ?48h, MLSS 為 2000 ?5000mg/L,溶解氧 2.0 ?4.0mg/L, F/M=0.2 ?
1.0。
[0008]本發(fā)明所述的一種癸二酸廢水不脫鹽直接生化處理方法中，進(jìn)一步優(yōu)選的技術(shù)方案或者技術(shù)特征是:
1.先采用萃取或大孔樹脂方法對癸二酸生產(chǎn)廢水進(jìn)行除酚預(yù)處理，處理后廢水COD< 5000mg/L、揮發(fā)酚< 200mg/L，然后進(jìn)行陳化得到癸二酸陳化廢水。
[0009]2.在步驟(I)、(2)和(3)中，按需要補(bǔ)充N、P、K作為營養(yǎng)元素。
[0010]3.用5?15%的硫酸鈉水溶液稀釋癸二酸陳化廢水或者癸二酸廢水以降低初期進(jìn)水C0D。
[0011]4.步驟(2)中耐鹽好氧活性污泥接種量彡500mg/L。
[0012]5.步驟(3)中耐鹽好氧活性污泥和耐鹽水解酸化活性污泥接種量分別為1000?20000mg/L、500 ?5000mg/L。
[0013]6.步驟(I)癸二酸陳化廢水進(jìn)水pH為5.0?6.0。
[0014]以下對本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)行進(jìn)一步的闡述:
1.本發(fā)明所述癸二酸廢水，是指對癸二酸生產(chǎn)廢水進(jìn)行除酚預(yù)處理后的廢水，其中揮發(fā)酚< 200mg/L、COD < 5000mg/L ;除酚方法包括蓖麻油酸萃取、仲辛醇萃取、絡(luò)合萃取、大孔樹脂吸附等現(xiàn)有技術(shù)方法。
[0015]2.本發(fā)明所述癸二酸陳化廢水是指經(jīng)過除酚預(yù)處理的癸二酸廢水在常溫下存放一段時(shí)間后的廢水。廢水在陳化過程中通過自然選擇作用篩選和富集周圍環(huán)境中的耐鹽微生物。因此，廢水陳化時(shí)間應(yīng)當(dāng)盡可能長一些，增加自然選擇作用的時(shí)間，從而提高陳化過程對耐鹽微生物的選擇富集作用；還可以通過加入癸二酸生產(chǎn)車間附近土壤、水樣等環(huán)境樣品到廢水中進(jìn)行陳化。
[0016]3.步驟(2)中耐鹽好氧活性污泥既可以作為培養(yǎng)水解酸化菌群的菌源，也同時(shí)作為水解酸化菌群的附著物，因而初始接種量應(yīng)當(dāng)高一些，最好不低于500mg/L。
[0017]4.步驟(3)好氧池中耐鹽好氧活性污泥初始接種量最好為500?5000mg/L，水解酸化池中耐鹽水解酸化活性污泥接種量最好為1000?20000mg/L。由于好氧污泥增殖速度較快，初始接種濃度可稍微低；但水解酸化污泥增殖速度相對慢，初始接種濃度最好較高。
[0018]5.若需要對癸二酸廢水進(jìn)行稀釋，降低本發(fā)明實(shí)施初始階段的進(jìn)水C0D，應(yīng)當(dāng)以5?15%硫酸鈉水溶液進(jìn)行稀釋。
[0019]6.癸二酸廢水中含有較多脂肪酸，水解酸化過程中pH會(huì)升高，與一般的水解酸化特點(diǎn)不同；因此，進(jìn)水pH可維持在弱酸性，即pH為5.0?6.0，從而減少酸堿用量。
[0020]7.癸二酸廢水中氮磷等與耐鹽微生物生長的營養(yǎng)元素相對缺乏，因此至少應(yīng)當(dāng)補(bǔ)充營養(yǎng)元素中的N、P、K。
[0021 ] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
(1)癸二酸廢水直接經(jīng)生化處理后COD< 200mg/L、揮發(fā)酚< 0.5mg/L，解決了傳統(tǒng)生化方法不能直接對癸二酸廢水進(jìn)行處理的難題。
[0022](2)利用癸二酸廢水自身培養(yǎng)耐鹽好氧直接在高鹽環(huán)境下培養(yǎng)出適應(yīng)癸二酸廢水水質(zhì)的耐鹽微生物菌群，無需對嗜鹽菌進(jìn)行分離或純培養(yǎng)，降低了實(shí)施難度。
[0023](3)采用生化方法直接處理含硫酸鈉5?15%的高鹽廢水，相對于蒸發(fā)等工藝大幅度降低廢水處理成本。
【具體實(shí)施方式】
[0024]以下結(jié)合具體實(shí)施例對本
【發(fā)明內(nèi)容】
進(jìn)行說明，以便于本領(lǐng)域技術(shù)人員對本發(fā)明進(jìn)
一步理解。
[0025]實(shí)施例1，一種癸二酸廢水不脫鹽直接生化處理方法，該方法是在廢水不稀釋不脫鹽的情況下通過生化方法使癸二酸廢