一种降解氯代有机废水的方法_2

文档序号:9659243阅读:来源:国知局
流和内流而流失,因此,常规的活性污泥驯化过程难以有效地富集和培养以硝化菌为主体的优势混合菌群。本发明中应用微滤或超滤膜对硝化菌的高效截留作用,实现对硝化菌的有效富集,由于使用萃取/分离的反应方式,根据氯代有机物的油水分配系数计算,接触硝化菌的氯代有机物浓度较低,其对硝化菌生化活性的影响较小,可以实现氯代有机物的稳定降解。油相作为氯代有机物的储存库和释放源,将油水体系中绝大部分的氯代有机物都浓缩富集在油相中,油水两相中的有机物浓度的分配取决于氯代有机物的油水分配系数,氯代有机物由油相向水相的迀移速率取决于其在水相中的生化降解速率,在低于抑制浓度的条件下,氯代有机物可以被硝化菌等非特性硝化菌进行稳定的共代谢。
[0028]综上所述,本发明的一种降解氯代有机废水的方法,是通过萃取/反萃取/微生物反应和膜分离的途径实现对氯代有机废水的有效降解,解决油水分离、硝化菌活性抑制问题,实现对氯代有机物的萃取分离和缓释,微生物对水相中的氯代有机物的进行有效降解。
[0029]3、有益效果
[0030]相比于现有技术,本发明的有益效果为:
[0031](1)本发明可以利用硝化菌的共代谢来实现对氯代有机物的有效处理,解决了氯代有机物难以分离或使用特性降解菌的困难;也解决了较高浓度氯代有机物对共代谢微生物,如硝化菌活性的抑制和损害,从而使得氯代有机物通过硝化菌共代谢的原理,可以进行实际的工程化的应用;
[0032](2)本发明选择选择硝化菌作为共代谢降解菌,具有环保、高效的特点;在所有可以共代谢氯代有机物的非特性基质中,硝化菌的生长基质之一氯化铵等化学品具有毒性低、价格低廉、操作使用便利等优点;
[0033](3)本发明的萃取反应区、反萃取生物反应区和生物反应膜分离区,是一个集成的一体化反应器,对氯代有机物废水处理过程包括:萃取、反萃取、微生物降解、曝气和膜分离出水等全部功能;
[0034](4)本发明通过反萃取生物反应区和生物反应膜分离区来降低接触微生物的氯代有机物的浓度,消除由于高浓度氯代有机废水对微生物活性的抑制作用;
[0035](5)本发明通过反萃取生物反应区下部的微生物反应区和生物反应膜分离区中的硝化菌对氯代有机物的共代谢作用来实现对其有效降解,由于氯代有机物没有特性降解菌,所以对氯代有机物的生物降解一直是领域内的研究难题,本发明经过长期的实验摸索实现了对氯代有机物的共代谢降解;
[0036](6)本发明将萃取反应区、反萃取生物反应区、生物反应膜分离区等主要反应单元集成为一个反应装置,便于自动化控制、结构紧凑体现出占地面积小、便于制造安装和工程应用;
[0037](7)本发明的专用萃取剂特指:二氯甲烷、DMF和二氯甲烷-DMF混合溶液,这些萃取对氯代有机物的萃取体现出回收率高,对硝化菌的活性抑制程度低等优点。
【附图说明】
[0038]图1为本发明中降解氯代有机物的反应装置的结构示意图;
[0039]图2为实施例1中不同PCP浓度下氨氮去除率的变化;
[0040]图3为实施例1中不同PCP浓度下T0C去除率的变化;
[0041]图4为实施例1中不同浓度的氯代有机物的降解。
[0042]图中:1、萃取反应区;2、反萃取生物反应区;3、生物反应膜分离区;4、膜组件;5、曝气管;601、第一循环栗;602、第二循环栗;603、第三循环栗;7、储液池;8、出水口。
【具体实施方式】
[0043]实施例1
[0044]对国内某公司的含五氯酚有机废水采用本发明的一种降解氯代有机物的反应装置进行处理,包括储液池7、萃取反应区1、反萃取生物反应区2、生物反应膜分离区3和膜组件4,所述的储液池7与萃取反应区1的下部连通,萃取反应区1的上部与反萃取生物反应区2的上部连通,反萃取生物反应区2的下部与生物反应膜分离区3的下部连通,所述的膜组件4位于生物反应膜分离区3中;生物反应膜分离区3的下部设有曝气管5,储液池7与萃取反应区1之间设有第一循环栗601;萃取反应区1的上部与反萃取生物反应区2的上部之间设有第二循环栗602;反萃取生物反应区2的下部与生物反应膜分离区3的下部之间设有第三循环栗603。
[0045]本实施例的萃取反应区1、反萃取生物反应区2和生物反应膜分离区3为一体化集成反应器,实现了较好的处理效果。
[0046]废水水质:含五氯酚(PCP)废水,浓度为5ppm。
[0047]硝化菌的培养:培养基质为50ppm的氨氮(氯化钱提供),50ppm磷酸二氢钱,200ppm碳酸氢铵等等。
[0048]该工艺的运行过程及运行参数如下:
[0049]将储液池7中的氯代有机物废水通过第一循环栗601抽入萃取反应区1中,与萃取反应区1中的萃取剂发生萃取反应,在萃取反应区1中不设搅拌栗或曝气搅拌装置,废水中的有机物被萃取剂转移进入有机相,其两相中的浓度变化受氯代有机物的油水分配系数和反萃取生物反应区2的有机相中氯代有机物被消耗的速率所影响;萃取反应区1的上部为有机相,下部为水相;在萃取反应区1中使用二氯甲烷作为萃取剂,将废水中的五氯酚(PCP)萃取到二氯甲烷中,二氯甲烷耗量与废水的体积比为20:100;
[0050]第二循环栗602将萃取反应区1中的有机相抽出至反萃取生物反应区2的上部,反萃取生物反应区2的下部为微生物反应区,微生物反应区主要由含硝化菌的水溶液构成,其中硝化菌浓度(以MLSS计量)为1.5g/L,氨氮盐浓度为50mg/L;反萃取生物反应区2上部的有机相,即二氯甲烷溶液中的五氯酚慢慢释放到水相中,微生物反应区,即水溶液中的硝化菌代谢降解水相中的五氯酚,硝化菌代谢时需要一定的溶解氧,溶解氧由生物反应膜分离区3中的循环废水来提供,该生物反应膜分离区3中的溶解氧浓度控制在5mg/L,除了提供硝化菌必要的溶解氧外,还对分离膜的表面进行冲刷,减轻和延缓膜污染;
[0051]第三循环栗603将反萃取生物反应区2的水相连续抽出到生物反应膜分离区3,由于生物反应膜分离区3中的氯代有机物不断地被硝化菌所降解,在混合液中的浓度将不断降低,将推动反萃取生物反应区2中的油水分离平衡不断地向水相中溶解氯代有机物的方向移动,经膜组件(微滤膜或超滤膜组件)过滤后由真空栗出水,浓缩液返回微生物反应区2中,过程中的膜表面冲刷和废水中溶解氧的溶入,由独立的曝气栗5来实现冲氧、搅拌均质和膜污染表面冲刷作用。
[0052]因为氯代有机物主要在生物反应膜分离区3中被有效分离去除,其在水相中的浓度不断降低,因此,可以使得整个反应能从储液池7到生物反应膜分离区3的方向能持续不断地得以进行,从而实现了废水中氯代有机物的有效生物降解。
[0053]因为硝化菌是代谢降解主体,其营养物质之一的氨氮也是污染物,因此,出水指标中除了考虑氯代有机物(PCP、T0C为计量指标)之外,也需要考虑氨氮的去除效果;
[0054]处理后的出水中的PCP、氨氮、T0C的去除率均能高于50% (如图1?3所示)。
[0055]实施例2
[0056]对国内某公司的含五氯酚有机废水采用本发明的含:萃取反应区1、反萃取生物反应区2和生物反应膜分离区3的一体化集成反应器,包括储液池7、萃取反应区1、反萃取生物反应区2、生物反应膜分离区3和膜组件4,所述的储液池7与萃取反应区1的下部连通,萃取反应区1的上部与反萃取生物反应区2的上部连通,反萃取生物反应区2的下部与生物反应膜分离区3的下部连通,所述的膜组件4位于生物反应膜分离区3中;生物反应膜分离区3的下部设有曝气管5,储液池7与萃取反应区1之间设有第一循环栗601;萃取反应区1的上部与反萃取生物反应区2的上部之间设有第二循环栗602;反萃取生物反应区2的下部与生物反应膜分离区3的下部之间设有第三循环栗603。实现了较好的处理效果。
[0057]废水水质:含五氯酚(PCP)废水,浓度lppm。
[0058]硝化菌的培养:培养基质为50pp
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