一种处理难降解高浓度有机废水的方法

专利名称：一种处理难降解高浓度有机废水的方法
技术领域：
本发明涉及环境保护领域，具体地说，本发明涉及一种处理难 降解高浓度有机废水的方法。
背景技术：
高浓度难降解有机废水具有污染物浓度高、成分复杂、毒性大、 盐份高等特性，废水可生化性差，难以被微生物分解作用，因此采用 常规的废水处理方法难以净化或无法满足这类废水净化处理的技术 和经济要求。 -
高浓度有机废水的治理是现阶段国内外环境保护技术领域亟待 解决的一个难题，如何有效、经济地解决高浓度难降解有机废水，是 当今环境工程领域最迫切、最需要研究课题。
目前处理这类废水的主要方法有生化法、氧化法、溶剂萃取法、 吸附法、焚烧法、膜分离技术等，但从实际运行情况来看，只有生化 法工艺成熟，设备简单，处理能力大，运行成本低，不造成二次污染， 也是目前这类废水处理中应用最广的方法。而生化法又分为好氧法和 厌氧法，厌氧生物处理工艺与好氧生物处理工艺相比具有以下有点 (l)更适用于高浓度有机废水的处理，且厌氧菌经过驯化对毒性物质有 更大的耐受力；(2)有机负荷率高，容积负荷可达10 60 kgCOD/m3.d;
(3)厌氧处理一般不需耗能，同时可以产生大量的能源；(4)产生剩余污 泥量少，且污泥沉淀性能与脱水性能好；(5)经济高效，占地面积小， 成本低。
综上所述，厌氧生物处理技术是一种低成本的、是废水处理和 能源的回收与利用相结合的处理技术，是处理高浓度有机废水有效手 段。随着科学技术发展和分离鉴定技术水平的提高，原来限制该技术 发展的瓶颈已被打破、该技术的优越性更加突现出来。特别是伴着UASB、 EGSB、 SMPA、 ABR、 ASBR、 LARAN等新技术、新工艺的 出现，使厌氧污水处理技术重新受到人们的关注，特别是随着能源危 机，水质污染日趋复杂，节能、高效的厌氧处理技术又成为人们的新 一轮的研究热点。

发明内容
本发明的目的是提供一种处理难降解高浓度有机废水的方法。 为了实现本发明的目的，本发明提供了一种处理难降解高浓度 有机废水的方法，包括如下步骤
(1) 将待处理的有机废水加入调节水箱中，通过进料泵打入水 解酸化反应器中，连续搅拌8小时；
(2) 将所述步骤(1)处理后的废水加入内循环厌氧反应器中，
进料流速为8 10mL/h，调节所述内循环厌氧反应器中挥发性脂肪酸 与碱度的比值为0.3~0.4，连续搅拌12小时。其中，反应器中的产甲 垸菌作用，废水中的有机物大部分降解转化为甲烷。产生的甲烷从下 而上的流动，同时甲烷气体的气提作用进一步带动了反应器内循环作 用，使废水与污泥更加充分接触，废水的有机物作用更加充分，保证 了出水水质，最后甲垸通过三相分离器分离而排出。
(3) 将所述步骤(2)处理后的废水加入膜处理系统中进行处 理，其中膜孔径为0.2 pm，膜通量为80 L/(mS.d)，错流速度为3.5 m/s， 循环流量为20:1，操作压力为0.1MPa;
(4) 将所述步骤(3)处理后的纯化水质取走，将浓縮后的废 液循环至所述步骤(1)中的调节水箱中。通过膜的过滤作用，对废 水中的SS、有机物、病毒和病原菌进行了高效的截留作用，极大地 提高了出水水质。同时经膜过.滤后的浓縮液回流到酸化反应器内，通 过回流，保证了酸化反应器内的污泥浓度，而浓縮液中未被降解的有 机物再次通过新一轮的生物反应与降解，使废水的有机物去除的更加 彻底。
优选的是，所述步骤(l)中的水解酸化反应器的温度为20 35°C， pH为6.0~7.0。优选的是，所述步骤(2)中的内循环厌氧反应器中的温度为
20 35°C ， pH为6.5~7.5。
本发明的原理如下所述
MBR (Membrane BioReactor)膜生物反应器在应用于废水处理 时，使得生化反应器内的活性污泥和大分子有机物质被截留住，实现 了水力停留时间(HRT)和污泥停留时间(SRT)的分别控制，使难 降解的物质在反应器中不断反应、降解。同时由于膜截留了反应器中 的微生物，反应器中的活性污泥浓度大大增加，使降解废水的生化反 应进行得更迅速更彻底。
两相厌氧生物处理工艺，它的本质特征是实现了生物相的分离， 即通过调控产酸相和产甲垸相反应器的运行控制参数，使产酸相和产 甲烷相成为两个独立的处理单元，各自形成产酸发酵微生物和产甲烷 发酵微生物的最佳生态条件，实现完整的厌氧发酵过程，从而大幅度 提高废水处理能力和反应器的运行稳定性。两相厌氧消化的特点
(1) 两相厌氧消化工艺将产酸菌和产甲烷菌分别置于两个反应器 内，并为它们提供了最佳的生长和代谢条件,使它们能够发挥各自最 大的活性,较单相厌氧消化工艺的处理能力和效率大大提高。
(2) 反应器的分工明确，产酸反应器对污水进行预处理,不仅为产
甲烷反应器提供了更适宜的基质，还能够解除或降低水中的有毒物质 如硫酸根、重金属离子的毒性，改变难降解有机物的结构,减少对产甲 垸菌的毒害作用和影响，增强了系统运行的稳定性。
(3) 产酸相的有机负荷率高,缓冲能力较强,因而冲击负荷造成的 酸积累不会对产酸相有明显的影响，也不会对后续的产甲烷相造成危 害，提高了系统的抗冲击能力。
水解酸化-厌氧工艺是基于两相厌氧理论的技术方法，针对处理 废水的特点。在水解酸化阶段，主要起作用的是水解性发酵细菌和产 酸发酵细菌等，水解过程最典型的特征是生物反应场所发生在细胞 外，微生物通过释放胞外自由酶，或连接细胞外壁上的固定酶来完成 生物催化氧化反应，在这一过程中，水解性发酵细菌将有机聚合物(如 多糖类、脂肪、蛋白质等)水解成有机单体(如单糖、脂肪酸、氨基酸等)；酸化则是一个典型的发酵过程，这一阶段的基本特征是微生
物的代谢产物主要为各种有机酸。水解酸化是一个相互关联和统一的 一个过程，很难截然分开。当废水中同时存在不溶性和溶解性有机物 时，水解和酸化更是不可分割地同时进行。水解酸化过程可改变废水
的可生化性和去除部分COD物质的功能。本工艺的选择，是通过水 解酸化作用，更加有效地消除了各种毒性抑制物质的影响，有效保证 了后续厌氧工艺的安全，为厌氧反应器提供了很好的生化反应条件。
综上所述MBR与两相厌氧工艺特点，结合废水的特性，故本工 艺采用MBR与两相厌氧工艺相结合，组成两相厌氧膜生物反应器 (AMBR-Anecrobic Membrane BioReactor)工艺，通过水解酸化作用， 有效地消除了各种毒性抑制物质的影响，改变了难降解有机物的结构, 减少对产甲烷菌的毒害作用和影响，改善了废水的可生化性并去除部 分COD物质，为产甲烷反应器提供了更适宜的基质，增强了系统运 行的稳定性，提高了 CODcr的去除率。并通过膜的截留作用大大增 加了反应器中的活性污泥浓度，强化酸化阶段的酸化效率，使降解废 水的生化反应进行得更迅速更彻底，保证了出水水质的稳定。
本发明所述的处理难降解高浓度有机废水的方法高效、经济地 处理了高浓度难降解有机废水。它利用两相厌氧消化特点与膜技术的 高效分离作用的有机结合，以较低的运行费用达到了难降解高浓度废 水的有效处理。
具体实施例方式
以下通过具体实施方式
的描述对本发明作进一步说明，但这并非 是对本发明的限制，本领域技术人员根据本发明的基本思想，可以做
出各种修改或改进，但是只要不脱离本发明的基本思想，均在本发明 的范围之内。
实施例1
将粪便废水加入调节水箱中，通过进料泵打入100 L水解酸化反 应器中，在温度为30。C、 pH为7.0的条件下连续搅拌8小时。然后
6加入100 L的内循环厌氧反应器中，进料流速为9 mL/h，调节所述 内循环厌氧反应器中挥发性脂肪酸与碱度的比值为0.3 0.4，在温度 为30°C、 pH为7.0的条件下连续搅拌12小时。随后，将处理液加入 膜处理系统中进行处理，其中膜孔径为0.2 pm，膜通量为80 L/(m3.d)， 错流速度为3.5m/s，循环流量为20:1，操作压力为0.1MPa，流出纯 化水质，其它浓缩液循环回到调节水箱中。该方法对COD平均去除 率为97.5%。水解酸化反应器与内循环厌氧反应器的容积负荷分别达 到了 21.5 kgCOD/m3.d和17.5 kgCOD/m3d。
实施例2
将生活垃圾填埋场的垃圾渗虑液加入调节水箱中，通过进料泵打 入100 L水解酸化反应器中，在温度为3(TC、 pH为7.0的条件下连 续搅拌8小时。然后加入100L的内循环厌氧反应器中，进料流速为 9mL/h，调节所述内循环厌氧反应器中挥发性脂肪酸与碱度的比值为 0.3-0.4，在温度为3(TC、 pH为7.0的条件下连续搅拌12小时。随 后，将处理液加入膜处理系统中进行处理，其中膜孔径为0.2 pm， 膜通量为80 L/(m3.d)，错流速度为3.5 m/s，循环流量为20:1，操作 压力为O.lMPa，流出纯化水质，其它浓縮液循环回到调节水箱中。 该方法对COD平均去除率为92.5%。水解酸化反应器与内循环厌氧反 应器的容积负荷分别达到了 15.5 kgCOD/m3-d禾卩11.5 kgCOD/m3.d。
权利要求
1.一种处理难降解高浓度有机废水的方法，包括如下步骤(1)将待处理的有机废水加入调节水箱中，通过进料泵打入水解酸化反应器中，连续搅拌8小时；(2)将所述步骤(1)处理后的废水加入内循环厌氧反应器中，进料流速为8～10mL/h，调节所述内循环厌氧反应器中挥发性脂肪酸与碱度的比值为0.3～0.4，连续搅拌12小时；(3)将所述步骤(2)处理后的废水加入膜处理系统中进行处理，其中膜孔径为0.2μm，膜通量为80L/(m3·d)，错流速度为3.5m/s，循环流量为20∶1，操作压力为0.1MPa；(4)将所述步骤(3)处理后的纯化水质取走，将浓缩后的废液循环至所述步骤(1)中的调节水箱中。
2. 根据权利要求1所述的处理难降解高浓度有机废水的方法， 其特征在于所述步骤(1)中的水解酸化反应器的温度为20 35°C， pH为6.0 7.0.
3. 根据权利要求1所述的处理难降解高浓度有机废水的方法， 其特征在于所述步骤(2 )'中的内循环厌氧反应器中的温度为 20 35°C ， pH为6.5 7.5。
全文摘要
本发明涉及一种处理难降解高浓度有机废水的方法，包括(1)将待处理的有机废水加入调节水箱中，通过进料泵打入水解酸化反应器中，连续搅拌8小时；(2)将所述步骤(1)处理后的废水加入内循环厌氧反应器中，进料流速为8～10ml/h，调节所述内循环厌氧反应器中挥发性脂肪酸与碱度的比值为0.3～0.4，连续搅拌12小时；(3)将所述步骤(2)处理后的废水加入膜处理系统中进行处理，其中膜孔径为0.2μm，膜通量为80l/(m³·d)，错流速度为3.5m/s，循环流量为20∶1，操作压力为0.1MPa；(4)将所述步骤(3)处理后的纯化水质取走，将浓缩后的废液循环至所述步骤(1)中的调节水箱中。
文档编号C02F9/14GK101265003SQ20081009367
公开日2008年9月17日 申请日期2008年4月21日 优先权日2008年4月21日
发明者施军营, 飞 王, 费成志 申请人:北京水气蓝德环保科技有限公司