一种强化生物厌氧处理高盐高浓有机废水的方法
【专利摘要】本发明公开了一种强化生物厌氧处理高盐高浓有机废水的方法，通过在厌氧反应器中下部和上部分别填充铁刨花填料层和悬浮介质填料，同时厌氧反应器采用分级回流的组合方式处理高盐废水。本发明的优点在于：本发明的高盐高浓有机废水直接采用生物处理，无需脱盐预处理，投资费用低；本发明的反应器内铁刨花填料层和悬浮填料层的强化作用，加快高盐废水生物处理的启动速度，促进污泥颗粒化，并有效减少污泥流失；反应器内存在铁的还原作用，对废水脱色效果好，且能克服厌氧运行过程中的酸化问题，反应器内铁刨花表面形成的生物膜和以悬浮填料为载体形成的厌氧生物膜移动床，极大的增强了系统的抗冲击负荷和盐度波动能力。
【专利说明】
一种强化生物厌氧处理高盐高浓有机废水的方法
技术领域
[0001]本发明涉及高盐废水处理技术领域，具体涉及一种强化生物厌氧处理高盐高浓有机废水的方法。
【背景技术】
[0002]高盐度废水指总含盐质量分数至少1%的废水，属于难降解废水之一。随着我国工业化进程的加快，诸多生产领域会产生高盐废水，如印染、造纸、化工、农药、采油、海产品加工等，此类高盐废水渗流入土壤系统中，会使土壤生物、植物因脱水而死亡，造成了土壤生态系统的瓦解，而且高盐废水中通常含其他高浓度有机物或营养物，如未经处理直接排放，将给水体环境带来更大的压力，加速江河湖泊的富营养化进程。因此，对高盐度有机废水处理技术的研究迫在眉睫。
[0003]目前针对高盐度废水的处理方法较多，有物理法、化学法、生物法等，由于物理、化学法投资大、运行费用高、处理效果欠佳、容易造成二次污染而难以在实际中推广，生物法因经济、高效、无害而被国内外研究者广泛研究。生物降解不仅能氧化分解一般的有机物并将其转化为稳定的无机物，而且还具有转化有毒有害有机污染物的能力，是有机化合物在自然界中去除和再循环的重要途径和方式。微生物用于降解、转化物质有如下优势:个体小、比表面积大、代谢速率快;种类繁多、分布广泛、代谢类型多样;降解酶专一性强，且很多酶是在污染物的诱导下产生的；微生物繁殖快、易变异、适应性强等，这些特点使得微生物在降解、转化物质方面有着巨大的潜力。但高盐废水中较高的无机盐对微生物有较强的抑制作用，普通生物法大多只能处理盐度lg/L以下的废水，而对于盐度大于lg/L的废水，微生物因受抑制而使处理效果变差，同时高盐分水的密度增加，污泥容易流失，沉降性能也会变差，导致废水处理出水变浑浊;若采用驯化的方式培养耐盐菌处理高盐高浓有机废水，则存在驯化启动周期长、受盐分影响波动较大，长期难以维持稳定的处理效果等问题。因此，在很大程度上限制了生物法应用于高盐高浓有机废水的处理。
[0004]经检索，申请专利号201210560802.9，发明创造名称为:一种高含盐难降解有机污水的处理方法，以及专利申请号201210565300.5，发明创造名称为:一种高盐分碱减量废水的处理方法及设备，均为化学法、物理法和生物法的联合处理，涉及除盐设施。申请专利号201110324206.6，发明创造名称为:一种A/0生物滤池处理高盐废水的方法，该申请案采用改性耐Cl—多孔介质填料滤池处理高盐废水，处理出水COD、TN国家一级A排放标准，但该案处理对象COD为350?750mg/L，盐度为1.7g/L?2.3g/L，处理难度相对简单。但关于如何采用生物法实现稳定、高效的处理高盐高有机废水的处理，目前尚没有理想的解决方案。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于针对现有技术的不足，现提供了一种强化生物厌氧处理高盐高浓有机废水的方法。
[0006]为实现上述目的，本发明的技术方案是:一种强化生物厌氧处理高盐高浓有机废水的方法，其创新点在于:通过在厌氧反应器中下部和上部分别填充铁刨花填料层和悬浮介质填料，同时厌氧反应器采用分级回流的组合方式处理高盐废水。
[0007]进一步的，所述厌氧反应器的内部从下向上依次设有布水器、污泥膨胀区、铁刨花填料层、污泥悬浮层、悬浮介质填料层、三相分离区和三相分离器。
[0008]进一步的，所述厌氧反应器进行高盐高浓有机废水处理方法的具体步骤如下: 第一步:选用的铁刨花先经0.1%Na0H浸泡，再经5%HC1酸洗，然后用水冲洗以去除表面油污和锈蚀，将获得的铁刨花烘干备用；
第二步:将所述铁刨花按300?500kg/m3的密度压实，压实后的铁刨花填充至铁刨花填料层中，当填满铁刨花填料层高度的3/4时，扣上丝网；
第三步:先将制备好的铁刨花填料层放置于已经投加好厌氧污泥反应器的中下部固定位置处，再放入悬浮介质填料，盖上丝网，然后装入三相分离器，最后盖上厌氧反应器的上盖；
第四步:打开进水栗向厌氧反应器进尚盐尚浓有机废水，根据处理尚盐尚浓有机废水的浓度，在营养调节槽内调节碳、氮、磷营养比，设置进水流量和回流比，并逐步提高污水负荷。
[0009]进一步的，所述厌氧反应器进水pH为7?9，碳、氮、磷比控制300?500:5:1，所述厌氧反应器内的温度控制在30?35°C，中部内回流比控制在1:1?4:1，出水外回流比控制在10:1?15:1。
[0010]进一步的，所述处理高盐高浓有机废水在厌氧反应器内停留时间为24?48小时，出水从出水管排放接收，沼气从集气管排放接受，污泥从排泥管排放接收。
[0011]本发明的有益效果如下:
(1)本发明的高盐高浓有机废水直接采用生物处理，无需脱盐预处理，投资费用低；
(2)本发明的反应器内铁刨花填料层和悬浮填料层的强化作用，加快高盐废水生物处理的启动速度，促进污泥颗粒化，并有效减少污泥流失；
(3)本发明的反应器内由于存在铁的还原作用，对废水脱色效果好，且能克服厌氧运行过程中的酸化问题；
(4)本发明的反应器内铁刨花表面形成的生物膜和以悬浮填料为载体形成的厌氧生物膜移动床，极大的增强了系统的抗冲击负荷和盐度波动能力；
(5)本发明的反应器启动运行稳定后，微生物在3?6g/L的高盐度下仍具有良好的生物活性及絮凝性，高效、稳定的去除高盐废水中的污染物，且运行费用低。
【附图说明】
[0012]图1是一种强化厌氧生物反应器处理高盐高浓有机废水工作原理图。
【具体实施方式】
[0013]图中:I一反应器壳体，2—三相分离器，3—悬浮介质填料层，4一铁刨花填料层，5—布水器，6—营养调节槽，7—进水栗，8—中部内回流栗，9 一出水外回流栗，10—扩散器，11 一排泥管，A—二相分尚区，B—污泥悬浮区，C 一污泥膨胀区，a —尚盐废水，b —出水，c 一沼气，d—出水外回流，e—中部内回流。
[0014]以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
[0015]如图1所示为一种强化厌氧生物反应器处理高盐高浓有机废水工作原理图，该强化厌氧反应器主要包括一个圆柱形的反应器外壳I，在反应器壳体内从下往上依次布置一个布水器5、铁刨花填料层4、一个悬浮介质填料层3和一个三相分离器2，把反应器壳体I内腔从下往上依次分为污泥膨胀区C、污泥悬浮区B和三相分离区A三个区；反应器壳体I采用有机玻璃制成，反应器内径为60cm，高为180cm，铁刨花填料层4和一个悬浮填料层3的高度为40cm;高盐高浓有机废水a通过进水栗7进入布水器5，同时悬浮污泥区B中的泥水通过内回流栗8进行回流，布水器5对高盐废水a和内回流泥水进行混合后在底部均匀布水;部分出水b通过外回流栗进行大回流，经过扩散器进入悬浮污泥区B，增强污泥流化效果，并通过悬浮填料层3对上升的污泥进行截留。
[0016]本发明的工作原理为:高盐高浓有机废水a通过进水栗7进入反应器的污泥膨胀区C，同时在底部与中部内回流e泥水充分混合，在废水上升过程中与颗粒污泥中的微生物充分接触并降解污染物，当经过铁刨花填料层4时，利用铁刨花的还原作用加强厌氧的还原氛围，平衡PH，腐蚀产生的亚铁离子可以通过生物酶促提高微生物活性和增强厌氧污泥的絮凝性，促进污泥颗粒化，提升厌氧降解效率。同时，部分微生物会附着在铁刨花表面，形成生物膜，进一步提升对高盐废水中污染物的降解。悬浮污泥层B通过出水外回流栗8的大回流获得良好的污泥流化效果，使废水与污泥充分接触降解，上升过程中的悬浮污泥在悬浮介质填料层3被截留，并形成厌氧生物膜移动床，强化了反应器的整体处理效果，同时有效避免了污泥的流失。最后通过三相分离器将悬浮微生物、水和气分离；
本实施例是在一个内径为60cm，高为180cm有机玻璃反应器中进行;反应器保温，维持温度在30?35°C，其强化生物厌氧处理高盐高浓有机废水的方法的具体步骤如下:
第一步:将厌氧污泥接种到反应器中，接种量为反应器容积的20%?30%;
第二步:将制备好的铁刨花填料层(4)放置于已经投加好厌氧污泥反应器的中下部固定位置处，再放入悬浮介质填料，盖上丝网，然后装入三相分离器(2)，最后盖上厌氧反应器的上盖；
第三步:进水⑶D浓度1000±100mg/L，盐度为lg/L，调节碳、氮、磷的比值为300?500:5:1，pH值为8.0±0.5;中部回流比为2:1，出水外回流比控制在12:1的条件下运行反应器，20天后COD的去除率达到70%?75%，反应器内底部已见明显颗粒污泥；
第四步:维持进水PH不变，进一步分梯度交替提高进水COD和盐度，COD提升梯度为1500mg/L，盐度提升梯度为1.5g/L。经过60天运行后，进行COD和盐度分别达到6000mg/L和5g/L，C0D的去除率稳定在70%以上，系统启动成功。在进水盐度刚开始增加时，反应器性能有所降低，但经过4?5天的缓慢适应后，快速恢复，这表明系统具有良好的抗冲击和适应能力；
第五步:达到待处理废水的浓度和盐度下，经过一年的长期运行，对COD的去除率稳定在70%以上，色度去除率稳定在80%以上，反应器性能表现稳定，污泥浓度为25g/L。这表明系统内的微生物菌群在高盐分下没有受到明显抑制，仍具有良好的生物活性和生物量。同时，运行过程中未出现污泥沉降性能变差和易流失的情况。
[0017]上述实施例只是本发明的较佳实施例，并不是对本发明技术方案的限制，只要是不经过创造性劳动即可在上述实施例的基础上实现的技术方案，均应视为落入本发明专利的权利保护范围内。
【主权项】
1.一种强化生物厌氧处理高盐高浓有机废水的方法，其特征在于:通过在厌氧反应器中下部和上部分别填充铁刨花填料层和悬浮介质填料，同时厌氧反应器采用分级回流的组合方式处理高盐废水。2.根据权利要求1所述的一种强化生物厌氧处理高盐高浓有机废水的方法，其特征在于:所述厌氧反应器的内部从下向上依次设有布水器、污泥膨胀区、铁刨花填料层、污泥悬浮层、悬浮介质填料层、三相分离区和三相分离器。3.根据权利要求1所述的一种强化生物厌氧处理高盐高浓有机废水的方法，其特征在于:所述厌氧反应器进行高盐高浓有机废水处理方法的具体步骤如下: 第一步:选用的铁刨花先经0.1%NaOH浸泡，再经5%HC1酸洗，然后用水冲洗以去除表面油污和锈蚀，将获得的铁刨花烘干备用； 第二步:将所述铁刨花按300?500kg/m3的密度压实，压实后的铁刨花填充至铁刨花填料层中，当填满铁刨花填料层高度的3/4时，扣上丝网； 第三步:先将制备好的铁刨花填料层放置于已经投加好厌氧污泥反应器的中下部固定位置处，再放入悬浮介质填料，盖上丝网，然后装入三相分离器，最后盖上厌氧反应器的上盖； 第四步:打开进水栗向厌氧反应器进尚盐尚浓有机废水，根据处理尚盐尚浓有机废水的浓度，在营养调节槽内调节碳、氮、磷营养比，设置进水流量和回流比，并逐步提高污水负荷。4.根据权利要求3所述的一种强化生物厌氧处理高盐高浓有机废水的方法，其特征在于:所述厌氧反应器进水PH为7?9，碳、氮、磷比控制300?500:5:1，所述厌氧反应器内的温度控制在30?35°C，中部内回流比控制在1:1?4:1，出水外回流比控制在10:1?15:1。5.根据权利要求3所述的一种强化生物厌氧处理高盐高浓有机废水的方法，其特征在于:所述处理高盐高浓有机废水在厌氧反应器内停留时间为24?48小时，出水从出水管排放接收，沼气从集气管排放接受，污泥从排泥管排放接收。
【文档编号】C02F3/28GK105858876SQ201610198750
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年4月1日
【发明人】何锐, 何亮亮, 吴文睿, 郑承兵, 陈辉, 吕路
【申请人】南大环保科技服务南通有限公司