一种工业废水处理工艺的制作方法

本发明属于污水处理工艺，具体涉及一种采用生物处理剂的工业废水处理工艺。

背景技术：

工业废水一般包括印染、造纸、电子、塑胶、电镀、五金、印刷、食品等行业工厂运营所产生的废水，具有水量水质变化大、可生化性差、难以降解等特征，不同行业的污水中存在各种复杂的污染物质，处理难度大且往往需要投入大量处理成本。以往的工艺一般根据实际废水的水质采取适当的预处理方法，如絮凝、微电解、吸附、光催化等工艺，破坏废水中难降解有机物、改善废水的可生化性，再联合生物降解工艺，如厌氧、好氧等，对工业废水进行处理。

从现有的工艺来看，有的工艺在一定程度上会提高装置的成本，如光催化等，有的需要投加大量的药剂，且容易产生二次污染并产生大量的污泥，如投加PAM絮凝药剂，微电解、吸附等工艺需要定期更换、清洗填料，增加运行难度和成本，传统的生物降解工艺，也存在处理效率不高，难以控制运行参数和运行效果等缺点，而一些改良的生物降解工艺投入成本较高，工艺较复杂。

总之，现有的工业废水处理工艺存在处理成本高、难降解有机污染物去除效率不高、工艺运行不稳定、处理效果不理想等问题，需要开发一种更加经济、有效、方便、安全的处理工艺。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是针对上述技术现状，提供一种废水处理工艺，配合相应的水处理剂，降低复杂成分污水处理难度，提高处理时效，实现污泥减量，且减少二次污染。

本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种工业废水处理工艺，包括以下操作步骤：

（1）废水经管道收集后通过筛网过滤后进入加药预处理反应池；

（2）加药预处理反应池内投加碱液中和废水至pH为6-7，并投加LS纳米生物循环水处理剂，投加量为1.2～2.4kg/d；

（3）加药预处理反应池上清液依次进入厌氧反应池、好氧反应池进行生化处理；

（4）加药预处理反应池沉淀污泥进入污泥浓缩池浓缩后，再通过污泥压滤机压成泥饼；

（5）好氧反应池出水经管道投加LS纳米生物循环水处理剂，投加量为0.24～0.72kg/d；

（6）废水进入沉淀池，沉淀池污泥回流至厌氧反应池、好氧反应池，回流比分别为0.2-2%、50%，沉淀池出水接入污水处理厂管网。

上述工业废水处理工艺的流程说明：工业废水首先通过格栅去除大颗粒悬浮物、泥沙等杂质，然后进入加药预处理反应池，投加LS纳米生物循环水处理剂并搅拌反应，投加量为0.5-1 t/万m³污水，反应后上清液进入厌氧反应池，沉淀污泥进入污泥浓缩池，然后通过污泥压滤机压成泥饼，渗滤液回流至加药预处理反应池。进入厌氧反应池的污泥通过微生物的厌氧降解作用可去除一部分污染物质，并可通过水解酸化作用将一些难降解的物质转化为易降解的物质，将大分子有机物转化为小分子有机物，可降低后续处理单元的负荷，提高污水的可生化性；然后废水进入好样反应池进行微生物降解，好氧池出水管道中泵入少量LS纳米生物循环水处理剂，投加量为1-3 t/10万m³污水，通过生物反应和药剂结合，可进一步净化水质，提高出水效果；然后废水进入沉淀池，上清液可达标排放，若出水要求较高可进一步物化处理，同时沉淀池设置污泥回流分别回流至好氧反应池（回流比50%）、厌氧反应池（回流比0.2-2%）。

进一步地，本发明的工业废水处理工艺与所使用的水处理剂密不可分，水处理剂主要用于工艺流程中的两个部分：一是预处理部分，通过加药搅拌起到去除一部分污染物质，降低后续生化工艺处理负荷；二是好氧反应池出水部分，将药剂打入出水管道，可进一步净化水质、提高出水水质标准。另外，本工艺还有一个特别之处，即沉淀池设置两道回流分别回流至好氧反应池（回流比50%）、厌氧反应池（回流比0.2-2%），一方面是剩余污泥回流，即污泥中微生物回流至生化反应池继续参与降解反应，一方面是起到水处理剂循环利用的目的，通过回流后，沉淀池只排放上清液，不存在剩余污泥的排放，达到了污泥减量的效果。

具体地，LS纳米生物循环水处理剂的原料质量配比为：海泡石纤维，10-20份；纯硅藻，100-150份；火山岩炭，10-20份；凹凸棒，60-100份；沸石，6-10份；促生酶剂，10-20份；氢氧化镁，0.02-0.07份；氧化铁，0.02-0.07份；葡萄糖，30-50份；好氧菌剂50-80份；厌氧菌剂，20-30份；硝化菌剂，10-20份；反硝化菌剂，10-20份；聚磷菌剂，10-20份；水解酸化菌剂，10-20份。

本发明水处理剂中好氧菌剂的制备方法，步骤如下，

（1）将好氧菌菌种分别在培养基中进行活化、扩大培养：培养基的质量配比为：酵母膏1%、蛋白胨1.5%、葡萄糖0.5%、NH₄Cl₂0.5%、K₂HPO₄0.5%、余量为水，培养基经过121℃20分钟高温灭菌，培养温度25-30℃，培养时间24-48小时；

好氧菌菌种包括地衣芽孢杆菌、铜绿假单胞菌、亚硝化单胞菌、贝式硫菌，每个菌种单独培养，得到相应的菌液；

（2）分别量取各菌液接种到混合菌种培养基中，各菌液的接种量按体积百分比为：地衣芽孢杆菌 2% 份、铜绿假单胞菌 3%份、亚硝化单胞菌2%份、贝式硫菌 4%份；混合培养温度25～30℃，培养时间24～48小时，得到好氧菌混合菌液；

混合菌种培养基的质量配比为：酵母膏1%、蛋白胨1.5%、葡萄糖0.5%、NH₄Cl₂0.5%、余量为水，培养基经过121℃20分钟高温灭菌；

（3）所得好氧菌菌液通过干燥得到好氧菌剂。

本发明水处理剂中厌氧菌剂的制备方法，步骤如下，

（1）将厌氧菌菌种分别在培养基中进行活化、扩大培养：培养基的质量配比为：酵母膏1%、蛋白胨1.5%、葡萄糖0.5%、NH₄Cl₂0.5%、K₂HPO₄0.5%、余量为水，培养基经过121℃20分钟高温灭菌，培养温度25-30℃，培养时间24-48小时；

厌氧菌菌种包括产甲烷杆菌、产甲烷球菌、脱硫弧菌，每个菌种单独培养，得到相应的菌液；

（2）分别量取各菌液接种到混合菌种培养基中，各菌液的接种量按体积百分比为：产甲烷杆菌 2% 份、产甲烷球菌 3% 份、脱硫弧菌 2% 份；混合培养温度25～30℃，培养时间24～48小时，得到厌氧菌混合菌液；

混合菌种培养基的质量配比为：酵母膏1%、蛋白胨1.5%、葡萄糖0.5%、NH₄Cl₂0.5%、余量为水，培养基经过121℃20分钟高温灭菌；

（3）所得厌氧菌菌液通过干燥得到厌氧菌剂。

本发明水处理剂中硝化菌剂的制备方法，步骤如下，

（1）将硝化菌菌种分别在培养基中进行活化、扩大培养：培养基的质量配比为：酵母膏1%、蛋白胨1.5%、葡萄糖0.5%、NH₄Cl₂0.5%、K₂HPO₄0.5%、余量为水，培养基经过121℃20分钟高温灭菌，培养温度25-30℃，培养时间24-48小时；

（2）量取上述菌液接种到菌种培养基中，菌液的接种量按体积百分比为5% 份；培养温度25～30℃，培养时间24～48小时，得到硝化菌菌液；

菌种培养基的质量配比为：酵母膏1%、蛋白胨1.5%、葡萄糖0.5%、NH₄Cl₂0.5%、余量为水，培养基经过121℃20分钟高温灭菌；

（3）所得硝化菌菌液通过干燥得到硝化菌剂。

本发明水处理剂中反硝化菌剂的制备方法，步骤如下，

（1）将反硝化菌菌种分别在培养基中进行活化、扩大培养：培养基的质量配比为：酵母膏1%、蛋白胨1.5%、葡萄糖0.5%、NH₄Cl₂0.5%、K₂HPO₄0.5%、余量为水，培养基经过121℃20分钟高温灭菌，培养温度25-30℃，培养时间24-48小时；

（2）量取上述菌液接种到菌种培养基中，菌液的接种量按体积百分比为5% 份；培养温度25～30℃，培养时间24～48小时，得到反硝化菌菌液；

菌种培养基的质量配比为：酵母膏1%、蛋白胨1.5%、葡萄糖0.5%、NH₄Cl₂0.5%、余量为水，培养基经过121℃20分钟高温灭菌；

（3）所得反硝化菌菌液通过干燥得到反硝化菌剂。

本发明水处理剂中聚磷菌剂的制备方法，步骤如下，

（1）将聚磷菌菌种分别在培养基中进行活化、扩大培养：培养基的质量配比为：酵母膏1%、蛋白胨1.5%、葡萄糖0.5%、NH₄Cl₂0.5%、K₂HPO₄0.5%、余量为水，培养基经过121℃20分钟高温灭菌，培养温度25-30℃，培养时间24-48小时；

（2）量取上述菌液接种到菌种培养基中，菌液的接种量按体积百分比为5% 份；培养温度25～30℃，培养时间24～48小时，得到聚磷菌菌液；

菌种培养基的质量配比为：酵母膏1%、蛋白胨1.5%、葡萄糖0.5%、NH₄Cl₂0.5%、余量为水，培养基经过121℃20分钟高温灭菌；

（3）所得聚磷菌菌液通过干燥得到聚磷菌剂。

本发明水处理剂中水解酸化菌剂的制备方法，步骤如下，

（1）将水解酸化菌菌种分别在培养基中进行活化、扩大培养：培养基的质量配比为：酵母膏1%、蛋白胨1.5%、葡萄糖0.5%、NH₄Cl₂0.5%、K₂HPO₄0.5%、余量为水，培养基经过121℃20分钟高温灭菌，培养温度25-30℃，培养时间24-48小时；

水解酸化菌菌种包括产黄纤维单胞菌、淀粉芽孢梭菌、蜡状芽孢杆菌、琥珀酸拟杆菌，每个菌种单独培养，得到相应的菌液；

（2）分别量取各菌液接种到混合菌种培养基中，各菌液的接种量按体积百分比为：产黄纤维单胞菌 2% 份、淀粉芽孢梭菌3% 份、蜡状芽孢杆菌 2% 份、琥珀酸拟杆菌4% 份；混合培养温度25～30℃，培养时间24～48小时，得到水解酸化菌混合菌液；

混合菌种培养基的质量配比为：酵母膏1%、蛋白胨1.5%、葡萄糖0.5%、NH₄Cl₂0.5%、余量为水，培养基经过121℃20分钟高温灭菌；

（3）所得水解酸化菌菌液通过干燥得到水解酸化菌剂。

进一步地，每10份促生酶剂中包括有机碳源 1～2份、有机氮源1～2份、复合维生素0.5～1份、有机酸1～2份剩余为生物酶，所述有机酸选自柠檬酸、乳酸、醋酸、葡萄糖酸、苹果酸、曲酸、丙酸、琥珀酸、抗坏血酸、水杨酸中的一种或两种以上；所述生物酶为蛋白酶、脂肪酶或纤维素酶。

本发明水处理剂中海泡石纤维：海泡石成分＞85%，粒度：250～300目，密度2～2.5g/cm³，CaO＜1.5%，Fe₂O₃＜0.03%；

纯硅藻：SiO2≥88，真密度2.3g/cm³，松密度0.20～0.30 g/cm³，细度：100～500目；

火山岩炭；粒径：1-2mm，密度0.75g/cm³；

凹凸棒：有效物质含量≥90%，粒度：100～200目，堆密度0.5±1g/cm³，含水量≤8%；

沸石：斜发沸石，粒度：180～200目，密度1.92g/cm³，吸氨值＞100mg当量/100g，水分≤1.8%。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

（1）预处理采用投加特定的水处理剂产品，而目前常用于污水处理预处理的水处理剂有聚丙烯酰胺、聚合氯化铝等，与这些传统的水处理剂相比较，本发明的水处理剂具有以下优点：

① 处理效果好，应用范围广。本产品基于微生物降解、化学反应、吸附、絮凝等多种机理对污水进行降解，处理效果远大于其它水处理剂，并适用于各类难降解工业废水处理，对多种污染物质均有降解及去除效果。

② 绿色水处理剂，无二次污染。目前市场上大多数水处理剂在生产及使用过程中含有重金属元素、余氯、有毒有机溶液以及各种有害衍生物。本产品所有配方都安全可靠，性能稳定，生产和使用过程中都不会产生二次污染，属于绿色水处理剂的技术范畴。

③ 可实现污泥减量化。城市污水厂剩余污泥的大量产生是目前环保领域的又一难题，一般水处理工艺过程中产生的污泥脱水十分困难，污泥处理需要添加药剂，且可能存在二次污染问题。若在处理过程中投加LS纳米生物循环水处理剂，可加快絮凝沉淀速度，使污泥凝聚，提高脱水性能，实现污泥减量5%-10%，且污泥中不存在因添加水处理剂而产生的二次有害物质，污泥处理过程中不再添加任何化学药剂。

（2）生化池出水通过投加少量LS纳米生物循环水处理剂，可进一步净化水质，大幅度提高出水效果。

（3）沉淀池设置两道污泥回流，分别回流至好氧沉淀池、厌氧沉淀池，起到剩余污泥及水处理剂循环利用的作用，同时，二沉池中的污泥全部回流至前端设施，不存在排泥，可减少污泥的产生。通过循环利用和污泥减量，可实现节能降耗，减少投资及运行成本。

附图说明

图1为本发明实施例中工业废水处理工艺流程图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

某化工企业产生的废水需要进行处理，处理量为24吨/天，处理前的进水浓度COD≤1500mg/L，PH≤4，氨氮≤35mg/L，TP≤1.2mg/L，特征污染物：总镍≤9.98mg/L。根据客户需要，出水水质要求：COD＜500mg/L，PH：6-9，氨氮＜20mg/L，TP＜1mg/L，特征污染物：总镍＜0.1mg/L。

结合上述组合工艺，根据废水水质情况，该废水不存在大量大颗粒悬浮物，因此可采用筛网代替格栅，另外在加药预处理工序中增加碱液的投加以中和废水的酸度。工艺流程如图1所示。

工艺包括以下操作步骤：

（1）废水经管道收集后通过筛网过滤后进入加药预处理反应池；

（2）加药预处理反应池内投加碱液中和废水至pH为6-7，并投加LS纳米生物循环水处理剂，投加量为1.2～2.4kg/d；

（3）加药预处理反应池上清液依次进入厌氧反应池、好氧反应池进行生化处理；

（4）加药预处理反应池沉淀污泥进入污泥浓缩池浓缩后，再通过污泥压滤机压成泥饼；

（5）好氧反应池出水经管道投加LS纳米生物循环水处理剂，投加量为0.24~0.72kg/d；

（6）废水进入沉淀池，沉淀池污泥回流至厌氧反应池、好样反应池，回流比分别为0.2-2%、50%，沉淀池出水接入污水处理厂管网。

涉及的生物循环水处理剂，主要成分包括海泡石纤维，纯硅藻，火山岩炭，凹凸棒，沸石，促生酶剂，氢氧化镁，氧化铁，葡萄糖，好氧菌剂，厌氧菌剂，硝化菌剂，反硝化菌剂，聚磷菌剂，水解酸化菌剂。

本申请纳米生物循环水处理剂的制备方法，是将配好的各原料充分混合均匀，包装即可，使用时直接投入污水中。

实施例中的好氧菌剂，厌氧菌剂，硝化菌剂，反硝化菌剂，聚磷菌剂，水解酸化菌剂的具体培养方法如下

一、好氧菌剂的制备方法，步骤如下，

（1）将好氧菌菌种分别在培养基中进行活化、扩大培养：培养基的质量配比为：酵母膏1%、蛋白胨1.5%、葡萄糖0.5%、NH₄Cl₂0.5%、K₂HPO₄0.5%、余量为水，培养基经过121℃20分钟高温灭菌，培养温度28℃，培养时间36小时；

好氧菌菌种包括地衣芽孢杆菌、铜绿假单胞菌、亚硝化单胞菌、贝式硫菌，每个菌种单独培养，得到相应的菌液；

（2）分别量取各菌液接种到混合菌种培养基中，各菌液的接种量按体积百分比为：地衣芽孢杆菌 2% 份、铜绿假单胞菌 3%份、亚硝化单胞菌2%份、贝式硫菌 4%份；混合培养温度25～30℃，培养时间24～48小时，得到好氧菌混合菌液；

混合菌种培养基的质量配比为：酵母膏1%、蛋白胨1.5%、葡萄糖0.5%、NH₄Cl₂0.5%、余量为水，培养基经过121℃20分钟高温灭菌；

（3）所得好氧菌菌液通过干燥得到好氧菌剂，干燥采用离心分离干燥或冷冻干燥。

二、厌氧菌剂的制备方法，步骤如下，

（1）将厌氧菌菌种分别在培养基中进行活化、扩大培养：培养基的质量配比为：酵母膏1%、蛋白胨1.5%、葡萄糖0.5%、NH₄Cl₂0.5%、K₂HPO₄0.5%、余量为水，培养基经过121℃20分钟高温灭菌，培养温度28℃，培养时间36小时；

厌氧菌菌种包括产甲烷杆菌、产甲烷球菌、脱硫弧菌，每个菌种单独培养，得到相应的菌液；

（2）分别量取各菌液接种到混合菌种培养基中，各菌液的接种量按体积百分比为：产甲烷杆菌 2% 份、产甲烷球菌 3% 份、脱硫弧菌 2% 份；混合培养温度25～30℃，培养时间24～48小时，得到厌氧菌混合菌液。混合菌种培养基的质量配比为：酵母膏1%、蛋白胨1.5%、葡萄糖0.5%、NH₄Cl₂0.5%、余量为水，培养基经过121℃20分钟高温灭菌；

（3）所得厌氧菌菌液通过干燥得到厌氧菌剂。

三、硝化菌剂的制备方法，步骤如下，

（1）将硝化菌菌种分别在培养基中进行活化、扩大培养：培养基的质量配比为：酵母膏1%、蛋白胨1.5%、葡萄糖0.5%、NH₄Cl₂0.5%、K₂HPO₄0.5%、余量为水，培养基经过121℃20分钟高温灭菌，培养温度28℃，培养时间36小时；

（2）量取上述菌液接种到菌种培养基中，菌液的接种量按体积百分比为5% 份；培养温度25～30℃，培养时间24～48小时，得到硝化菌菌液；

菌种培养基的质量配比为：酵母膏1%、蛋白胨1.5%、葡萄糖0.5%、NH₄Cl₂0.5%、余量为水，培养基经过121℃，20分钟高温灭菌；

（3）所得硝化菌菌液通过干燥得到硝化菌剂。

四、反硝化菌剂的制备方法，步骤如下，

（1）将反硝化菌菌种分别在培养基中进行活化、扩大培养：培养基的质量配比为：酵母膏1%、蛋白胨1.5%、葡萄糖0.5%、NH₄Cl₂0.5%、K₂HPO₄0.5%、余量为水，培养基经过121℃20分钟高温灭菌，培养温度28℃，培养时间36小时；

（2）量取上述菌液接种到菌种培养基中，菌液的接种量按体积百分比为5% 份；培养温度25～30℃，培养时间24～48小时，得到反硝化菌菌液；

菌种培养基的质量配比为：酵母膏1%、蛋白胨1.5%、葡萄糖0.5%、NH₄Cl₂0.5%、余量为水，培养基经过121℃20分钟高温灭菌；

（3）所得反硝化菌菌液通过干燥得到反硝化菌剂。

五、聚磷菌剂的制备方法，步骤如下，

（1）将聚磷菌菌种分别在培养基中进行活化、扩大培养：培养基的质量配比为：酵母膏1%、蛋白胨1.5%、葡萄糖0.5%、NH₄Cl₂0.5%、K₂HPO₄0.5%、余量为水，培养基经过121℃20分钟高温灭菌，培养温度28℃，培养时间36小时；

（2）量取上述菌液接种到菌种培养基中，菌液的接种量按体积百分比为5% 份；培养温度25～30℃，培养时间24～48小时，得到聚磷菌菌液；

菌种培养基的质量配比为：酵母膏1%、蛋白胨1.5%、葡萄糖0.5%、NH₄Cl₂0.5%、余量为水，培养基经过121℃20分钟高温灭菌；

（3）所得聚磷菌菌液通过干燥得到聚磷菌剂。

六、水解酸化菌剂的制备方法，步骤如下，

（1）将水解酸化菌菌种分别在培养基中进行活化、扩大培养：培养基的质量配比为：酵母膏1%、蛋白胨1.5%、葡萄糖0.5%、NH₄Cl₂0.5%、K₂HPO₄0.5%、余量为水，培养基经过121℃20分钟高温灭菌，培养温度28℃，培养时间36小时；

水解酸化菌菌种包括产黄纤维单胞菌、淀粉芽孢梭菌、蜡状芽孢杆菌、琥珀酸拟杆菌，每个菌种单独培养，得到相应的菌液；

（2）分别量取各菌液接种到混合菌种培养基中，各菌液的接种量按体积百分比为：产黄纤维单胞菌 2% 份、淀粉芽孢梭菌3% 份、蜡状芽孢杆菌 2% 份、琥珀酸拟杆菌4% 份；混合培养温度25～30℃，培养时间24～48小时，得到水解酸化菌混合菌液；

混合菌种培养基的质量配比为：酵母膏1%、蛋白胨1.5%、葡萄糖0.5%、NH₄Cl₂0.5%、余量为水，培养基经过121℃20分钟高温灭菌；

（3）所得水解酸化菌菌液通过干燥得到水解酸化菌剂。

上述废水处理工艺的主要指标各单元处理效果见表1。

表1 主要指标各单元处理效果表 单位：mg/L

除上述实施例外，本发明还包括有其他实施方式，凡采用等同变换或者等效替换方式形成的技术方案，均应落入本发明权利要求的保护范围之内。