專利名稱：一種處理難降解高濃度有機(jī)廢水的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域，具體地說，本發(fā)明涉及一種處理難 降解高濃度有機(jī)廢水的方法。
背景技術(shù)：
高濃度難降解有機(jī)廢水具有污染物濃度高、成分復(fù)雜、毒性大、 鹽份高等特性，廢水可生化性差，難以被微生物分解作用，因此采用 常規(guī)的廢水處理方法難以凈化或無法滿足這類廢水凈化處理的技術(shù) 和經(jīng)濟(jì)要求。 -
高濃度有機(jī)廢水的治理是現(xiàn)階段國內(nèi)外環(huán)境保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域亟待 解決的一個難題，如何有效、經(jīng)濟(jì)地解決高濃度難降解有機(jī)廢水，是 當(dāng)今環(huán)境工程領(lǐng)域最迫切、最需要研究課題。
目前處理這類廢水的主要方法有生化法、氧化法、溶劑萃取法、 吸附法、焚燒法、膜分離技術(shù)等，但從實際運行情況來看，只有生化 法工藝成熟，設(shè)備簡單，處理能力大，運行成本低，不造成二次污染， 也是目前這類廢水處理中應(yīng)用最廣的方法。而生化法又分為好氧法和 厭氧法，厭氧生物處理工藝與好氧生物處理工藝相比具有以下有點 (l)更適用于高濃度有機(jī)廢水的處理，且厭氧菌經(jīng)過馴化對毒性物質(zhì)有 更大的耐受力；(2)有機(jī)負(fù)荷率高，容積負(fù)荷可達(dá)10 60 kgCOD/m3.d;
(3)厭氧處理一般不需耗能，同時可以產(chǎn)生大量的能源；(4)產(chǎn)生剩余污 泥量少，且污泥沉淀性能與脫水性能好；(5)經(jīng)濟(jì)高效，占地面積小， 成本低。
綜上所述，厭氧生物處理技術(shù)是一種低成本的、是廢水處理和 能源的回收與利用相結(jié)合的處理技術(shù)，是處理高濃度有機(jī)廢水有效手 段。隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展和分離鑒定技術(shù)水平的提高，原來限制該技術(shù) 發(fā)展的瓶頸已被打破、該技術(shù)的優(yōu)越性更加突現(xiàn)出來。特別是伴著UASB、 EGSB、 SMPA、 ABR、 ASBR、 LARAN等新技術(shù)、新工藝的 出現(xiàn)，使厭氧污水處理技術(shù)重新受到人們的關(guān)注，特別是隨著能源危 機(jī)，水質(zhì)污染日趨復(fù)雜，節(jié)能、高效的厭氧處理技術(shù)又成為人們的新 一輪的研究熱點。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種處理難降解高濃度有機(jī)廢水的方法。 為了實現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明提供了一種處理難降解高濃度 有機(jī)廢水的方法，包括如下步驟
(1) 將待處理的有機(jī)廢水加入調(diào)節(jié)水箱中，通過進(jìn)料泵打入水 解酸化反應(yīng)器中，連續(xù)攪拌8小時；
(2) 將所述步驟(1)處理后的廢水加入內(nèi)循環(huán)厭氧反應(yīng)器中，
進(jìn)料流速為8 10mL/h，調(diào)節(jié)所述內(nèi)循環(huán)厭氧反應(yīng)器中揮發(fā)性脂肪酸 與堿度的比值為0.3~0.4，連續(xù)攪拌12小時。其中，反應(yīng)器中的產(chǎn)甲 垸菌作用，廢水中的有機(jī)物大部分降解轉(zhuǎn)化為甲烷。產(chǎn)生的甲烷從下 而上的流動，同時甲烷氣體的氣提作用進(jìn)一步帶動了反應(yīng)器內(nèi)循環(huán)作 用，使廢水與污泥更加充分接觸，廢水的有機(jī)物作用更加充分，保證 了出水水質(zhì)，最后甲垸通過三相分離器分離而排出。
(3) 將所述步驟(2)處理后的廢水加入膜處理系統(tǒng)中進(jìn)行處 理，其中膜孔徑為0.2 pm，膜通量為80 L/(mS.d)，錯流速度為3.5 m/s， 循環(huán)流量為20:1，操作壓力為0.1MPa;
(4) 將所述步驟(3)處理后的純化水質(zhì)取走，將濃縮后的廢 液循環(huán)至所述步驟(1)中的調(diào)節(jié)水箱中。通過膜的過濾作用，對廢 水中的SS、有機(jī)物、病毒和病原菌進(jìn)行了高效的截留作用，極大地 提高了出水水質(zhì)。同時經(jīng)膜過.濾后的濃縮液回流到酸化反應(yīng)器內(nèi)，通 過回流，保證了酸化反應(yīng)器內(nèi)的污泥濃度，而濃縮液中未被降解的有 機(jī)物再次通過新一輪的生物反應(yīng)與降解，使廢水的有機(jī)物去除的更加 徹底。
優(yōu)選的是，所述步驟(l)中的水解酸化反應(yīng)器的溫度為20 35°C， pH為6.0~7.0。優(yōu)選的是，所述步驟(2)中的內(nèi)循環(huán)厭氧反應(yīng)器中的溫度為
20 35°C ， pH為6.5~7.5。
本發(fā)明的原理如下所述
MBR (Membrane BioReactor)膜生物反應(yīng)器在應(yīng)用于廢水處理 時，使得生化反應(yīng)器內(nèi)的活性污泥和大分子有機(jī)物質(zhì)被截留住，實現(xiàn) 了水力停留時間(HRT)和污泥停留時間(SRT)的分別控制，使難 降解的物質(zhì)在反應(yīng)器中不斷反應(yīng)、降解。同時由于膜截留了反應(yīng)器中 的微生物，反應(yīng)器中的活性污泥濃度大大增加，使降解廢水的生化反 應(yīng)進(jìn)行得更迅速更徹底。
兩相厭氧生物處理工藝，它的本質(zhì)特征是實現(xiàn)了生物相的分離， 即通過調(diào)控產(chǎn)酸相和產(chǎn)甲垸相反應(yīng)器的運行控制參數(shù)，使產(chǎn)酸相和產(chǎn) 甲烷相成為兩個獨立的處理單元，各自形成產(chǎn)酸發(fā)酵微生物和產(chǎn)甲烷 發(fā)酵微生物的最佳生態(tài)條件，實現(xiàn)完整的厭氧發(fā)酵過程，從而大幅度 提高廢水處理能力和反應(yīng)器的運行穩(wěn)定性。兩相厭氧消化的特點
(1) 兩相厭氧消化工藝將產(chǎn)酸菌和產(chǎn)甲烷菌分別置于兩個反應(yīng)器 內(nèi)，并為它們提供了最佳的生長和代謝條件,使它們能夠發(fā)揮各自最 大的活性,較單相厭氧消化工藝的處理能力和效率大大提高。
(2) 反應(yīng)器的分工明確，產(chǎn)酸反應(yīng)器對污水進(jìn)行預(yù)處理,不僅為產(chǎn)
甲烷反應(yīng)器提供了更適宜的基質(zhì)，還能夠解除或降低水中的有毒物質(zhì) 如硫酸根、重金屬離子的毒性，改變難降解有機(jī)物的結(jié)構(gòu),減少對產(chǎn)甲 垸菌的毒害作用和影響，增強了系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。
(3) 產(chǎn)酸相的有機(jī)負(fù)荷率高,緩沖能力較強,因而沖擊負(fù)荷造成的 酸積累不會對產(chǎn)酸相有明顯的影響，也不會對后續(xù)的產(chǎn)甲烷相造成危 害，提高了系統(tǒng)的抗沖擊能力。
水解酸化-厭氧工藝是基于兩相厭氧理論的技術(shù)方法，針對處理 廢水的特點。在水解酸化階段，主要起作用的是水解性發(fā)酵細(xì)菌和產(chǎn) 酸發(fā)酵細(xì)菌等，水解過程最典型的特征是生物反應(yīng)場所發(fā)生在細(xì)胞 外，微生物通過釋放胞外自由酶，或連接細(xì)胞外壁上的固定酶來完成 生物催化氧化反應(yīng)，在這一過程中，水解性發(fā)酵細(xì)菌將有機(jī)聚合物(如 多糖類、脂肪、蛋白質(zhì)等)水解成有機(jī)單體(如單糖、脂肪酸、氨基酸等)；酸化則是一個典型的發(fā)酵過程，這一階段的基本特征是微生
物的代謝產(chǎn)物主要為各種有機(jī)酸。水解酸化是一個相互關(guān)聯(lián)和統(tǒng)一的 一個過程，很難截然分開。當(dāng)廢水中同時存在不溶性和溶解性有機(jī)物 時，水解和酸化更是不可分割地同時進(jìn)行。水解酸化過程可改變廢水
的可生化性和去除部分COD物質(zhì)的功能。本工藝的選擇，是通過水 解酸化作用，更加有效地消除了各種毒性抑制物質(zhì)的影響，有效保證 了后續(xù)厭氧工藝的安全，為厭氧反應(yīng)器提供了很好的生化反應(yīng)條件。
綜上所述MBR與兩相厭氧工藝特點，結(jié)合廢水的特性，故本工 藝采用MBR與兩相厭氧工藝相結(jié)合，組成兩相厭氧膜生物反應(yīng)器 (AMBR-Anecrobic Membrane BioReactor)工藝，通過水解酸化作用， 有效地消除了各種毒性抑制物質(zhì)的影響，改變了難降解有機(jī)物的結(jié)構(gòu), 減少對產(chǎn)甲烷菌的毒害作用和影響，改善了廢水的可生化性并去除部 分COD物質(zhì)，為產(chǎn)甲烷反應(yīng)器提供了更適宜的基質(zhì)，增強了系統(tǒng)運 行的穩(wěn)定性，提高了 CODcr的去除率。并通過膜的截留作用大大增 加了反應(yīng)器中的活性污泥濃度，強化酸化階段的酸化效率，使降解廢 水的生化反應(yīng)進(jìn)行得更迅速更徹底，保證了出水水質(zhì)的穩(wěn)定。
本發(fā)明所述的處理難降解高濃度有機(jī)廢水的方法高效、經(jīng)濟(jì)地 處理了高濃度難降解有機(jī)廢水。它利用兩相厭氧消化特點與膜技術(shù)的 高效分離作用的有機(jī)結(jié)合，以較低的運行費用達(dá)到了難降解高濃度廢 水的有效處理。
具體實施例方式
以下通過具體實施方式
的描述對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但這并非 是對本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的基本思想，可以做
出各種修改或改進(jìn)，但是只要不脫離本發(fā)明的基本思想，均在本發(fā)明 的范圍之內(nèi)。
實施例1
將糞便廢水加入調(diào)節(jié)水箱中，通過進(jìn)料泵打入100 L水解酸化反 應(yīng)器中，在溫度為30。C、 pH為7.0的條件下連續(xù)攪拌8小時。然后
6加入100 L的內(nèi)循環(huán)厭氧反應(yīng)器中，進(jìn)料流速為9 mL/h，調(diào)節(jié)所述 內(nèi)循環(huán)厭氧反應(yīng)器中揮發(fā)性脂肪酸與堿度的比值為0.3 0.4，在溫度 為30°C、 pH為7.0的條件下連續(xù)攪拌12小時。隨后，將處理液加入 膜處理系統(tǒng)中進(jìn)行處理，其中膜孔徑為0.2 pm，膜通量為80 L/(m3.d)， 錯流速度為3.5m/s，循環(huán)流量為20:1，操作壓力為0.1MPa，流出純 化水質(zhì)，其它濃縮液循環(huán)回到調(diào)節(jié)水箱中。該方法對COD平均去除 率為97.5%。水解酸化反應(yīng)器與內(nèi)循環(huán)厭氧反應(yīng)器的容積負(fù)荷分別達(dá) 到了 21.5 kgCOD/m3.d和17.5 kgCOD/m3d。
實施例2
將生活垃圾填埋場的垃圾滲慮液加入調(diào)節(jié)水箱中，通過進(jìn)料泵打 入100 L水解酸化反應(yīng)器中，在溫度為3(TC、 pH為7.0的條件下連 續(xù)攪拌8小時。然后加入100L的內(nèi)循環(huán)厭氧反應(yīng)器中，進(jìn)料流速為 9mL/h，調(diào)節(jié)所述內(nèi)循環(huán)厭氧反應(yīng)器中揮發(fā)性脂肪酸與堿度的比值為 0.3-0.4，在溫度為3(TC、 pH為7.0的條件下連續(xù)攪拌12小時。隨 后，將處理液加入膜處理系統(tǒng)中進(jìn)行處理，其中膜孔徑為0.2 pm， 膜通量為80 L/(m3.d)，錯流速度為3.5 m/s，循環(huán)流量為20:1，操作 壓力為O.lMPa，流出純化水質(zhì)，其它濃縮液循環(huán)回到調(diào)節(jié)水箱中。 該方法對COD平均去除率為92.5%。水解酸化反應(yīng)器與內(nèi)循環(huán)厭氧反 應(yīng)器的容積負(fù)荷分別達(dá)到了 15.5 kgCOD/m3-d禾卩11.5 kgCOD/m3.d。
權(quán)利要求
1.一種處理難降解高濃度有機(jī)廢水的方法，包括如下步驟(1)將待處理的有機(jī)廢水加入調(diào)節(jié)水箱中，通過進(jìn)料泵打入水解酸化反應(yīng)器中，連續(xù)攪拌8小時；(2)將所述步驟(1)處理后的廢水加入內(nèi)循環(huán)厭氧反應(yīng)器中，進(jìn)料流速為8～10mL/h，調(diào)節(jié)所述內(nèi)循環(huán)厭氧反應(yīng)器中揮發(fā)性脂肪酸與堿度的比值為0.3～0.4，連續(xù)攪拌12小時；(3)將所述步驟(2)處理后的廢水加入膜處理系統(tǒng)中進(jìn)行處理，其中膜孔徑為0.2μm，膜通量為80L/(m3·d)，錯流速度為3.5m/s，循環(huán)流量為20∶1，操作壓力為0.1MPa；(4)將所述步驟(3)處理后的純化水質(zhì)取走，將濃縮后的廢液循環(huán)至所述步驟(1)中的調(diào)節(jié)水箱中。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理難降解高濃度有機(jī)廢水的方法， 其特征在于所述步驟(1)中的水解酸化反應(yīng)器的溫度為20 35°C， pH為6.0 7.0.
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理難降解高濃度有機(jī)廢水的方法， 其特征在于所述步驟(2 )'中的內(nèi)循環(huán)厭氧反應(yīng)器中的溫度為 20 35°C ， pH為6.5 7.5。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種處理難降解高濃度有機(jī)廢水的方法，包括(1)將待處理的有機(jī)廢水加入調(diào)節(jié)水箱中，通過進(jìn)料泵打入水解酸化反應(yīng)器中，連續(xù)攪拌8小時；(2)將所述步驟(1)處理后的廢水加入內(nèi)循環(huán)厭氧反應(yīng)器中，進(jìn)料流速為8～10ml/h，調(diào)節(jié)所述內(nèi)循環(huán)厭氧反應(yīng)器中揮發(fā)性脂肪酸與堿度的比值為0.3～0.4，連續(xù)攪拌12小時；(3)將所述步驟(2)處理后的廢水加入膜處理系統(tǒng)中進(jìn)行處理，其中膜孔徑為0.2μm，膜通量為80l/(m³·d)，錯流速度為3.5m/s，循環(huán)流量為20∶1，操作壓力為0.1MPa；(4)將所述步驟(3)處理后的純化水質(zhì)取走，將濃縮后的廢液循環(huán)至所述步驟(1)中的調(diào)節(jié)水箱中。
文檔編號C02F9/14GK101265003SQ20081009367
公開日2008年9月17日 申請日期2008年4月21日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月21日
發(fā)明者施軍營, 飛 王, 費成志 申請人:北京水氣藍(lán)德環(huán)?？萍加邢薰?br>