一种强化化工废水水解酸化的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于环境保护技术领域，尤其涉及强化水解酸化改善高浓度难生物降解化工废水可生化性的方法。
【背景技术】
[0002]随着我国工业的快速发展，排放的废水越来越多，对水环境的污染越来越严重；特别是农药、冶金、电镀及印染行业的废水，废水具有难生物降解、可生化性低、毒性大、含盐量高等特点，该废水直接排放对水环境会造成极大的破坏。工业废水生化处理过程中水解酸化是重要的解毒预处理阶段，决定了后续生化反应的效率。如果水解酸化前效果不好，将会增加后续的处理的难度，增加废水处理费用，导致出水水质不达标等问题。因此有必要强化高浓度难生物降解化工废水的水解酸化效率。
[0003]目前针对难生物降解的化工废水前处理采用单独的水解酸化方法对废水可生化性提高有限，特别是毒性大的废水，微生物不易生存，挂膜时间长，水解酸化效率低、停留时间长等缺点。例如厌氧(水解酸化阶段)处理印染废水，停留时间长达24h时，COD去除效率达到29%，B/C最高才达到0.26 (刘伟京.印染废水深度降解工艺及工程应用研宄.南京理工大学[D]，2013.6);目前，对强化水解酸化的研宄已有很多；例如用微电场-零价铁强化化工废水水解酸化，但其B/C提高到0.42需要停留时间长达7天且工程应用条件苛刻(王婧馨.微电场-零价铁强化化工废水水解酸化.合肥工业大学[D]，2014.4);本发明利用一种多金属催化接触填料，一方面增强水解酸化菌的附着挂膜，提供菌群对微量元素的需求；另一方面，实现多金属催化还原反应，改善废水毒性物质结构，提高其水解酸化效率。该技术改善了传统水解酸化的缺点，使停留时间、挂膜时间缩短，出水B/C值提高到0.3-0.6，COD 去除率> 35%o
【发明内容】
[0004]针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种强化水解酸化改善高浓度难生物降解化工废水可生化性的方法，能有效改善化工废水的可生化性，缩短停留时间，有利于后续的生物处理。
[0005]为了达到上述目的，本发明提供了一种强化化工废水水解酸化的方法，其特征在于，包括以下步骤:
[0006]第一步:检测化工废水的pH值，若pH值为4.5-9.5，直接进入下一步，否则，将pH值调到4.5-9.5 ；
[0007]第二步:将化工废水注入含有水解酸化菌及多金属催化接触填料的强化水解酸化反应器中，在曝气和搅拌的条件下进行强化水解酸化反应；
[0008]第三步:反应结束后，投加絮凝剂进行絮凝沉淀，获得上清液，检测B/C值，若B/C值不达标，返回第二步，若B/C值达标后进入后续好氧生化反应。
[0009]优选地，所述的第一步中的化工废水为农药废水、冶金废水、电镀废水或印染废水，可生化性指标 B/C < 0.2，COD > 5000mg/L。
[0010]优选地，所述的pH调节剂为NaOH或H2S04。
[0011 ] 优选地，所述的多金属催化接触填料含有Fe、C、Cu、Au、Mn、Ni和Zn，其中，Fe、C质量比为 2: 1-6: 1，Fe、Cu 质量比为 6: 1-12: 1，Fe、Mn 质量比为 5: 1-10: 1，Au、Mn、N1、Zn质量比为2:1:1:1-6:1:1: 1，其制备方法为将各元素按比例混合，在200-500°C，压力为2.5Mpa-5Mpa的条件下，真空压制0.5_2h。
[0012]优选地，所述的每升废水需要多金属催化接触填料200_500g。
[0013]优选地，所述的第二步中的曝气量为0.1-lmg/Lo
[0014]优选地，所述的强化水解酸化反应的反应温度为10_55°C，其中35°C最佳。
[0015]优选地，所述的第二步中的搅拌速度为lOOrpm。
[0016]优选地，所述的第二步中，在进行强化水解酸化反应之前，在强化水解酸化反应器加入H2O2溶液和过硫酸盐。
[0017]更优选地，所述的H2O2溶液的浓度为30%，每升废水加入0-2.2g。
[0018]更优选地，所述的过硫酸盐为Na2S208、K2S2O8Bg (NH 4) 2S208，每升废水加入过硫酸盐的量为0-20g。
[0019]优选地，所述的第二步的强化水解酸化反应的时间为4_24h。
[0020]优选地，所述的投加絮凝剂进行絮凝沉淀的具体步骤包括:首先添加NaOH溶液或Ca (0!1)2溶液调节PH为7-9，以250rpm速度搅拌2_5min，再加入PAM，以200rpm速度搅拌10s，再以50rpm速度搅拌20s，絮凝沉淀后pH为8.6。
[0021]更优选地，所述的PAM的加入量为每升水加入0.5-lmgPAM。
[0022]与现有技术相比，本发明的有益效果是:
[0023]①本发明方法中，向传统水解酸化系统加入强化水解酸化填料包，强化水解酸化填料包在酸性条件下可以进行微电解，有利于难降解物质的去除，且有利于水解酸化的进行，使出水B/C达到0.3-0.6之间，COD去除率达到35%以上。
[0024]②本发明方法中，所用的强化水解酸化填料包含有Fe、C、Cu、Au、Mn、N1、Zn等金属，水解酸化填料包中物质作为水解酸化细菌的必须的营养物质，且填料包微电解消耗氢离子，为水解酸化产生足够的碱度有利于水解酸化。
[0025]③本发明方法中，水解酸化反应器中采用微曝气和搅拌，促进微生物之间的传质作用，更有利于兼性水解酸化和多金属催化反应之间的协同作用。
[0026]④本发明方法出水pH稳定，出水:pH6-7，有利于后续的好氧生物处理，加碱回调量小。
[0027]⑤本发明方法水力停留时间4_24h，缩短了化工难降解废水水解酸化的停留时间。
[0028]⑥本发明方法采用多级强化水解酸化处理，更有利于水解酸化的彻底。
【附图说明】
[0029]图1为本发明方法强化水解酸化的工艺流程图。
【具体实施方式】
[0030]下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
[0031]对废水检测指标包括废水COD、BOD、滤液总体积。具体测定方法见[水与废水检测分析方法(第四版)中国环境科学出版社，北京，2002]。
[0032]PAM是阳离子聚丙烯酰胺，白色颗粒状物质，从国药集团购买。
[0033]NaOH为白色片状，从国药集团购买。
[0034]本发明各实施例中的多金属催化接触填料，由Fe、C、Cu、Au、Mn、Ni和Zn组成，其中，其中Fe、C质量比为2: l，Fe、Cu质量比为5: 1，Fe、Mn质量比为10: I, Au, Mn, Ni,Zn质量比为2: I: I: 1其制备方法为将各元素按比例混合，在300°C，压力为4Mpa的条件下，真空压制lh，采用尼龙材料包装。
[0035]本发明各实施例中的水解酸化菌取自城镇污水处理厂二沉池污泥。
[0036]实施例一
[0037]如图1所示，一种强化化工废水水解酸化的方法，具体步骤为:
[0038]①取离子交换树脂废水30L(C0D为8067mg/L，B/C为0.15，pH = 8.78)到调节池中，废水PH = 8.78在4.5-9.5范围内，不用调pH，直接注入含有水解酸化菌(取自城镇污水处理厂二沉池)及多金属催化接触填料的强化水解酸化反应器中，反应器内强化水解酸化填料包15kg，反应器内水解酸化菌10g (干重)，加入30mL H2O2 (30% )溶液，加入过硫酸钠5g，在微曝气(0.5mg/L)和搅拌(250rpm)的条件下进行强化水解酸化反应，反应在25°C进行。
[0039]②一级强化水解酸化反应6h后，取500mL水进行絮凝沉淀，出水pH为6.7，首先添加 I ImLNaOH 溶液(0.5moL/L)调节 pH 为 8.2，快速搅拌 2min (250rpm)，再加入 0.5mLPAM(lg/L)，快速搅拌1s (200rpm)再慢速搅拌20s (50rpm)，絮凝沉淀后pH为8.2。经检测，絮凝后上清液 B/C = 0.26 < 0.3。
[0040]③絮凝沉淀后的出水回流到强化水解酸化反应器进行二级强化水解酸化反应，二级强化水解酸化停留时间(即反应时间)4h。
[0041]④对二级强化水解酸化后的废水絮凝后，取上清液进行检测。
[0042]经检测，絮凝沉淀后的废水COD为2950mg/L，B/C = 0.42，COD去除率达到63.4%，B/C由原先的0.15提高到0.42。
[0043]实施例二
[0044]如图1所示，一种强化化工废水水解酸化的方法，具体步骤为:
[0045]①取某农药厂废水30L(C0D为15670mg/L，B/C为0.15，pH为8.9)到调节池中，废水pH = 8.9在4.5-9.5范围内，不用调pH，，直接注入含有水解酸化菌(取自城镇污水处理厂二沉池)及多金属催化接触填料的强化水解酸化反应器中，反应器内水解酸化菌10g (干重)，反应器内强化微电解填料包15kg，加入30mL H2O2 (30% )溶液，加入过硫酸钠8g，在微曝气(0.8mg/L)和搅拌(250rpm)的条件下进行强化水解酸化反应，反应在25°C进行。
[0046]②一级强化水解酸化反应1h取500mL水进行