一種含鹽廢水的活性污泥處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種含鹽廢水的活性污泥處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)有較成熟的含鹽廢水處理技術(shù)一般采用單級(jí)或兩級(jí)氣浮與活性污泥的組合處 理工藝。A/0(缺氧/好氧）工藝以其運(yùn)行穩(wěn)定、操作維護(hù)簡(jiǎn)單、可有效脫氮等優(yōu)勢(shì)一直作為 含鹽廢水生物處理的首選工藝。
[0003] 以煉油廠含鹽廢水為例，石油類物質(zhì)含量高達(dá)500mg/L或以上，其經(jīng)多單元除油 預(yù)處理后，進(jìn)入A/0工藝的原水仍含有一定量的膠體類分散油和乳化油，從而會(huì)出現(xiàn)這些 微小油滴在活性污泥絮體上吸附、包覆的狀況。這一方面造成污泥傳質(zhì)受阻、活性較低，另 一方面會(huì)產(chǎn)生大量含油剩余污泥。由于煉油廠含鹽廢水中毒性、難降解有機(jī)污染物的存在， 勢(shì)必造成剩余污泥的限制有機(jī)毒性。針對(duì)煉油廠含鹽廢水生物處理剩余生物污泥產(chǎn)量大、 有機(jī)毒性高，難以資源化利用的問(wèn)題，目前常進(jìn)行危廢處理，或焚燒處理。這兩種處理方式 都存在能耗浪費(fèi)且對(duì)環(huán)境帶來(lái)顯著風(fēng)險(xiǎn)的問(wèn)題。
[0004] 因此，通過(guò)A/Ο過(guò)程的優(yōu)化改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)污泥源頭減量和毒性源頭消減，是解決煉油 含鹽廢水剩余污泥問(wèn)題的首要選擇。目前，常用的污泥源頭減量方法是通過(guò)在系統(tǒng)中投加 解偶聯(lián)劑或臭氧進(jìn)行氧化、采用超聲波法等手段將剩余污泥破解后回流到曝氣池內(nèi)被微生 物降解，從而達(dá)到源頭上減少剩余污泥產(chǎn)量的目的，但這些方法存在二次污染、難以控制、 運(yùn)行成本高等問(wèn)題。
[0005] 煉油廠含鹽廢水中殘留的微小油滴在活性污泥絮體上吸附、包覆，進(jìn)而引起底物 (有機(jī)底物或氨氮等）到污泥絮體活性區(qū)傳質(zhì)困難，好氧池（〇池）的溶解氧（D0)向污泥絮 體內(nèi)部傳質(zhì)受阻，造成污泥活性低，并且厭氧池（A池）中的反硝化碳源不足，使得含鹽廢水 處理效果降低。針對(duì)這一問(wèn)題，在現(xiàn)有工程應(yīng)用中，常通過(guò)強(qiáng)化〇池的空氣曝氣強(qiáng)度以解決 該問(wèn)題。這樣勢(shì)必造成空氣曝氣的能耗浪費(fèi)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的是為了克服上述前缺陷，提供一種能夠提高活性污泥活性、缺氧處 理的碳源，且不會(huì)造成二次污染、成本較低的含鹽廢水的活性污泥處理方法。
[0007] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種含鹽廢水的活性污泥處理方法，該方法包 括以下步驟：（1)在缺氧處理?xiàng)l件下，使含鹽廢水與含活性污泥的物料接觸，進(jìn)行含鹽廢水 的缺氧處理；（2)將接觸后所得的混合物進(jìn)行好氧處理；（3)將部分好氧處理后的混合物料 返回步驟（1)作為部分所述含活性污泥的物料，其中，所述含活性污泥的物料中至少60重 量％的活性污泥的粒徑不大于1mm，優(yōu)選為0. 5-lmm。
[0008] 優(yōu)選地，通過(guò)在所述部分好氧處理后的混合物料返回至步驟（1)的過(guò)程中，對(duì)所 述部分好氧處理后的混合物料進(jìn)行旋流處理，來(lái)使返回至步驟（1)中的所述部分好氧處理 后的混合物料中的至少60重量％的活性污泥的粒徑不大于1_，所述旋流處理在旋流器中 進(jìn)行。更優(yōu)選地，所述旋流處理的條件使得所述部分好氧處理后的混合物料在旋流器中的 速度梯度不低于1100S \優(yōu)選為2800-5600S、
[0009] 優(yōu)選地，該方法還包括，在進(jìn)行好氧處理的過(guò)程中通入二氧化碳，二氧化碳的通入 量使得通入的二氧化碳與氧氣的體積比為〇. 25-1:1。
[0010] 根據(jù)本發(fā)明的上述技術(shù)方案，通過(guò)將返回至步驟（1)中的部分好氧處理后的混合 物料中的至少60重量％的活性污泥的粒徑控制在不大于1_，優(yōu)選為0. 5-lmm的范圍內(nèi)，能 夠使污泥中的多糖和蛋白質(zhì)等有機(jī)質(zhì)暴露釋放，隨所述混合物料補(bǔ)充缺氧處理中的有機(jī)碳 源，提高缺氧處理過(guò)程中的反硝化脫氮效能；并且在優(yōu)選通過(guò)旋流處理的情況下，進(jìn)行流體 剪切，使污泥表面的小油滴進(jìn)一步釋放出來(lái)，污泥的活性得到了有效地提高，強(qiáng)化了污泥界 面的傳質(zhì)性能，促進(jìn)了含鹽廢水中難降解有機(jī)物降解和硝化的效能。因此，本發(fā)明不需要投 加藥劑和強(qiáng)化0池的曝氣，具有運(yùn)行成本低，無(wú)副產(chǎn)物的優(yōu)點(diǎn)。
[0011] 本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的【具體實(shí)施方式】部分予以詳細(xì)說(shuō)明。
【具體實(shí)施方式】
[0012] 以下對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體 實(shí)施方式僅用于說(shuō)明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
[0013] 本發(fā)明的以下描述中，使用的術(shù)語(yǔ)"水力停留時(shí)間"是指待處理含鹽廢水在反應(yīng)器 內(nèi)的平均停留時(shí)間，也就是含鹽廢水與反應(yīng)器內(nèi)微生物作用的平均反應(yīng)時(shí)間，因此，如果反 應(yīng)器的有效容積為V (m3)，水流速度為Q (m3/h)，則：水力停留時(shí)間（HRT) = V/Q，即水力停留 時(shí)間等于反應(yīng)器有效容積與水流速度之比。
[0014] 缺氧處理是主要發(fā)生反硝化反應(yīng)的階段，反硝化反應(yīng)是指在缺氧狀態(tài)下，反硝化 菌將廢水中的亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮還原成氣態(tài)氮（N 2)的過(guò)程。反硝化菌為異養(yǎng)型微生 物，多屬于兼性細(xì)菌，在缺氧狀態(tài)時(shí)，利用硝酸鹽中的氧作為電子受體，以有機(jī)物（污水中 的B0D成分）作為電子供體，提供能量并被氧化穩(wěn)定。
[0015] 好氧處理是主要發(fā)生硝化反應(yīng)的階段，硝化反應(yīng)是指在有氧狀態(tài)下，亞硝化菌 利用無(wú)機(jī)碳為碳源將NH 4+轉(zhuǎn)化成亞硝酸鹽（N0 2 )，然后硝化菌將亞硝酸鹽氧化為硝酸鹽 (N03)的過(guò)程。
[0016] 反硝化菌、亞硝化菌和硝化菌均為用于水質(zhì)凈化的活性污泥中常規(guī)存在的微生 物，在此不再贅述。
[0017] "C0D"即化學(xué)需氧量，是表示水中還原性物質(zhì)多少的一個(gè)指標(biāo)，C0D值越大， 說(shuō)明水體受有機(jī)物的污染越嚴(yán)重，本發(fā)明中涉及的所有的C0D值均為重鉻酸鉀氧化法 (GB11914-89)測(cè)得的數(shù)值。
[0018] "氨氮含量"是指每升水中以游離氨和銨離子形式存在的氮的量，縮寫(xiě)為NH/-N。
[0019] "總氮水平"以每升水含氮毫克數(shù)計(jì)，縮寫(xiě)為T(mén)N。
[0020] "速度梯度"是指流體在兩界面之間流動(dòng)時(shí)，由于材料之間摩擦力的存在，使速度 梯度流體內(nèi)部與流體和速度梯度界面接觸處的流動(dòng)速度發(fā)生差別，產(chǎn)生一個(gè)漸變的速度 場(chǎng)，稱為速度梯度，或稱切速率、剪切速率。
[0021] -方面，本發(fā)明提供了一種含鹽廢水的活性污泥處理方法，該方法包括以下步驟： (1)在缺氧處理?xiàng)l件下，使含鹽廢水與含活性污泥的物料接觸，進(jìn)行含鹽廢水的缺氧處理； (2)將接觸后所得的混合物進(jìn)行好氧處理；（3)將部分好氧處理后的混合物料返回步驟（1) 作為部分所述含活性污泥的物料，其中，返回至步驟（1)中的所述部分好氧處理后的混合 物料中的至少60重量％的活性污泥的粒徑不大于1_，優(yōu)選為0. 5-1_。
[0022] 下文中，將"返回至步驟（1)中的所述部分好氧處理后的混合物料"統(tǒng)一簡(jiǎn)稱為 "回流液"。
[0023] 本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，對(duì)所述回流液中的活性污泥進(jìn)行破碎，并且使其中至少60 重量％的活性污泥的粒徑不大于1mm，優(yōu)選為〇. 5-lmm，能夠有效釋放污泥內(nèi)的胞外分泌多 糖和蛋白質(zhì)等有機(jī)質(zhì)，并作為有機(jī)碳源在A池中再利用。另外，污泥的破碎還伴隨著污泥所 包裹的油相的脫除，脫油后的活性游離菌群可在A池到0池的生物處理過(guò)程中再次形成高 活性污泥，以強(qiáng)化系統(tǒng)的生化效能，能夠有效地在污泥源頭減量，并促進(jìn)系統(tǒng)生化效能，從 而完成了本發(fā)明。
[0024] 根據(jù)本發(fā)明，在優(yōu)選的情況下，所述含活性污泥的物料中全部的活性污泥的粒徑 不大于2mm。
[0025] 盡管將所述回流液中至少60重量％的活性污泥的粒徑控制在不大于1_，優(yōu)選為 0. 5-1_即可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的。但本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，通過(guò)旋流處理使得所述回流液 中至少60重量％的活性污泥的粒徑不大于1_，優(yōu)選為0. 5-1_，也即，在所述部分好氧處 理后的混合物料返回至步驟（1)的過(guò)程中，對(duì)所述部分好氧處理后的混合物料進(jìn)行旋流處 理，來(lái)使返回至步驟（1)中的所述部分好氧處理后的混合物料中的至少60重量％的活性污 泥的粒徑不大于1_，能夠使污泥的性能得到進(jìn)一步提高。所述旋流處理優(yōu)選在旋流器中進(jìn) 行，為了實(shí)現(xiàn)上述要求，所述旋流處理的條件使得所述混合物料在旋流器中的速度梯度優(yōu) 選不低于1100S \更優(yōu)選為2800-5600S、
[0026] 盡管將旋流器中的所述混合物料的速度梯度控制在本發(fā)明的范圍內(nèi)即可有效地 實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的發(fā)明目的。但本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，通過(guò)將旋流處理的條件進(jìn)行如下的控制， 經(jīng)處理的混合物料中的污泥中的胞外分泌能夠更有效地釋放，并且更有助于活性污泥釋放 出的菌體再次形成高活性的污泥絮體。所述旋流處理的條件優(yōu)選包括：以所述旋流器的進(jìn) 料口直徑為0. 02-0. 04m為基準(zhǔn)，旋流器的進(jìn)料流速為l-8m/s，進(jìn)料口壓力不低于0. 03MPa ; 所述旋流器的進(jìn)料口壓力大于出料口壓力，壓力差為0.03-0. 15MPa。本發(fā)明需要指明的是， 所述旋流器的進(jìn)料口直徑增大，所述回流液的進(jìn)料速度將減小、壓力將減小。
[0027] 根據(jù)本發(fā)明，所述回流液在旋流器中進(jìn)行處理的過(guò)程中，還包括對(duì)所述回流液進(jìn) 行溢流，所述溢流的流量為所述回流液進(jìn)料流量的2-5體積％。通過(guò)控制所述溢流的流 量，能夠有效地保證所述回流液在旋流器中的速度梯度，從而使得所述回流液中至少60重 量％的活性污泥的粒徑不大于1mm，優(yōu)選為0. 5-lmm。
[0028] 根據(jù)本發(fā)明，所述方法還包括除去旋流處理后脫落的微小油滴，以實(shí)現(xiàn)油水的分 離，從而降低出水的油含量。根據(jù)本發(fā)明的方法，脫落的微小油滴可在旋流器內(nèi)強(qiáng)剪切應(yīng)力 作用下與水相分離，從而可從旋流器的溢流口排出。此處需要說(shuō)明的是，當(dāng)所述回流液含油 較多時(shí)，需要單獨(dú)收集從溢流口排出的溢流液，除油后再返回至步驟（1)中；當(dāng)所述回流液 含油較少時(shí)，從溢流口排出的溢流液可以直接返回至步驟（1)中。
[0029] 本發(fā)明的發(fā)明人還發(fā)現(xiàn)，通過(guò)在好氧處理的過(guò)程中通入二氧化碳，并且控制二氧 化碳的通入量使得通入的二氧化碳與氧氣的體積比為0. 25-1: 1，優(yōu)選0. 5-1: 1，能夠進(jìn)一 步降低處理后的含鹽廢水的氨基氮、硝基氮以及總氮的含量。其中，所述氧氣與二氧化碳的 體積比中的二氧化碳僅指額外通入的二氧化碳的量。其中，氧氣和二氧化碳的通入可以采 用本領(lǐng)域公知的方法進(jìn)行，本發(fā)明在此不再贅述。
[0030] 盡管本發(fā)明的方法能夠適用于各種含鹽廢水，但本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明的 方法特別適用于對(duì)煉油廠排放的含鹽廢水進(jìn)行處理。
[0031] 所述含鹽廢水的 C0D 值為 500-800mg/L，NH/-N 為 50-100mg/L，N03 -N 為 0-10mg/ L，優(yōu)選為8-12mg/L，總氮的含量為50-150mg/L，石油類物質(zhì)的含量為800-1500mg/L，SS的 含量為300-600mg/L，硫化物的含量為15-25mg/L，堿度（以碳酸鈣計(jì)）為200-300mg/L，pH 值為 7. 5-9. 5。
[0032] 其中，術(shù)語(yǔ)"石油類物質(zhì)"是指烷烴、芳烴、瀝青質(zhì)、膠質(zhì)等碳?xì)浠衔铩?br>[0033] 根據(jù)本發(fā)明，在缺氧/厭氧工藝中，當(dāng)返回步驟（1)中的所述回流