专利名称：一种采用曝气生物滤池处理对苯二甲酸废水的方法
技术领域：
本发明属于环境工程技术领域，具体涉及一种采用曝气生物滤池对苯二甲酸废水进行生物治理的方法。
背景技术：
对苯二甲酸(terephthalicacid，简称TA)，是一种石油化工产品，广泛用于合成化纤、塑料、染料的生产，是一种常见的、对生物具有一定毒害性的有机污染物。随着现代化工业的发展，我国TA的生产量及使用量猛增，同时也产生了大量的TA废水，有效地处理废水中的TA，一直是令人关注的问题。
对于高浓度TA废水处理，一般采用酸析法处理，回收TA、降低废水CODcr(化学需氧量，简称CODcr)。其对TA的回收率可达到70％~90％，CODcr去除率约70-80％。但酸析后的废水不能达标排放，一般只能作为高浓度TA废水的预处理。
对于中低浓度TA废水处理，采用酸析法经济上不合算，目前主要采用厌氧或好氧生物处理。应用得较多的厌氧处理工艺有UASB(上流式厌氧污泥床，简称UASB)，还有生物滤床、复合厌氧反应器等。厌氧滤床和UASB处理TA生产废水过程中，TA进水浓度为40~1800mg/L，去除率为40％-50％左右。由于TA在厌氧条件下较难分解，系统的操作弹性小，启动期较长，承受负荷冲击的能力弱等使得厌氧处理难以稳定运行。美国AMOCO公司及原上海涤纶二厂等采用好氧活性污泥法处理TA废水。虽然处理效果较好，但在运行过程中存在TA废水水质、水量波动大，有机物浓度高、pH变化范围大，生物不易降解的有机物较多，常常因此发生致污泥膨胀、抗冲击的能力弱、处置剩余污泥的工作量大种种问题。
发明内容
本发明的目的是解决现有技术处理对苯二甲酸(TA)废水不足而提供的一种新的生物净化方法，使其达标排放并可回收用于生产。
本发明的技术方案包括以下步骤1)首先将对苯二甲酸废水注入调节沉淀池进行沉淀；
2)上述沉淀后的废水注入曝气生物滤池底部，经过滤池内部滤头进入滤料层，滤料层中装有污水处理滤料，其上长有经人工驯化的能适应对苯二甲酸毒性的好氧生物膜；3)步骤2)的出水进入过滤器过滤；4)过滤后出水达到了一般工业用水水质要求，可直接排放或回用。
为了对废水进行回收利用，可以在进行步骤2)同时对滤料层进行气-水联合反冲洗，所述气-水联合反冲洗的步骤是a.先用压缩空气进行5min反冲洗，b.再启动反冲洗水泵，气水同时反冲洗5min，c.最后再用水反冲洗5-8min，其气水比5～10，反冲洗周期为2d～3d，反冲洗强度均为5L/(m2·s)～8L/(m2·s)，温度15℃～30℃，pH值7.0～8.5，污泥负荷1.6kgCODcr/(kgMLSS·d)～3.6kgCODcr/(kgMLSS·d)，滤速0.5m3/(h·m2)～2.0m3/(h·m2)。
上述步骤中反冲洗脱落的生物膜、污泥等杂质随反冲洗排水回流至调节沉淀池沉淀，沉淀后的污泥经浓缩池、板框压滤机压成肥泥饼外运焚烧，而浓缩池浓缩液和板框压滤机压滤液回调节沉淀。
为了提供反冲洗水流，可以使步骤2)的出水先进入一个反冲洗水池，其中部分出水做为反冲洗用水被重新泵入曝气生物滤池，其余出水则排入过滤器过滤。
所述步骤2)中的曝气生物滤池中滤料层充填的是粉煤灰陶粒滤料，其规格为粒径3mm-5mm，堆积密度0.70-0.90/cm3，破碎率＜0.07％，比表面积4.8m2/g-6.8m2/g，孔隙率30％-40％，磨损率＜5.3％，盐酸可溶率＜0.5％。
所述步骤3)的过滤器内充填的是焦炭颗粒，其粒径是2-4mm。
本工艺方法利用了曝气生物滤池内部充填的滤料及其附着生长的生物膜为处理介质，充分发挥生物代谢作用、物理过滤作用、膜及膜和填料的物理吸咐作用以及反应器内食物多级捕食作用，实现污染物和细菌在同一单元反应器内去除。具有生物活性高、低能耗、剩余污泥量少、有机负荷承受能力强、运行稳定、管理简便等特点，可以有效的控制活性污泥法处理TA废水发生的丝状菌膨胀、系统抗冲击能力弱等不足。
本发明具有工程投资省，占地少，运行费用低，处理水能达标排放或回用。克服了厌氧和好氧活性污泥法的不足。以日处理1000m3含TA废水处理规模为例，若按传统的酸析→中和→一段厌氧→二段好氧工艺处理，为使处理水质达标，其工程总投资约100万元人民币，占地约5000m2，直接运行费用约2.8元/m3。若采用本发明，采用一级曝气生物滤池生物净化处理与二级过滤相结合的工艺技术，可使工程投资降为65万元人民币，占地仅需约2800m2，运行费用约1.65元/m3。
四
图1曝气生物滤池工艺处理对苯二甲酸废水流程中数字1-调节沉淀池；2-水泵；3-曝气生物滤池；4-罗茨风机；5-反冲洗水池；6-反冲洗水泵；7-过滤器；8-污泥浓缩池；9-板框压滤机五具体实施例方式本发明的对苯二甲酸(TA)废水生物净化工艺，先采用一级曝气生物滤池生物净化后二级过滤的工艺，其工艺流程如附图1所示。该工艺如下TA废水经调节沉淀池1由水泵2注入曝气生物滤池3的底部，经过池内部长柄滤头进入滤料层，同时由罗茨风机4向滤料层进行曝气充氧，出水经反冲洗水池5进入过滤器7；过滤器7出水达到了一般工业用水水质要求，可直接排放或回用。曝气生物滤池3的反冲洗采用气-水联合反冲洗，方法是先用罗茨风机4提供的压缩空气进行5min反冲洗，再启动反冲洗水泵6，气水同时反冲洗5min，最后用水反水冲洗5min-8min，反冲洗用水采用曝气生物滤池3的处理出水；反冲洗脱落的生物膜、污泥等杂质随反冲洗排水回流至调节沉淀池1，沉淀之污泥经浓缩池8、板框压滤机9成肥泥饼外运焚烧，浓缩池浓缩液、板框压滤机压滤液回调节沉淀1。气水比5～10，反冲洗周期为2d～3d，气-水联合反冲洗，反冲洗强度均为5L/(m2·s)～8L/(m2·s)，反冲洗时间为10min～15min，温度15℃～30℃，pH值7.0～8.5，污泥负荷1.6kgCODcr/(kgMLSS·d)～3.6kgCODcr/(kgMLSS·d)，滤速0.5m3/(h·m2)～2.0m3/(h·m2)。在此工艺参数下，其对TA废水中的TA、CODcr平均去除率分别达到90％和85％以上，出水水质达到了污水综合排放标准(GB8978-1996)中的I级排放标准，可直接排放或回用。曝气生物滤池滤料层充填高孔隙率、高比表面积、粒径为3mm-5mm粉煤灰陶粒滤料，其规格为粒径3mm-5mm，堆积密度0.70-0.90/cm3，破碎率＜0.07％，比表面积4.8m2/g-6.8m2/g，孔隙率30％-40％，磨损率＜5.3％，盐酸可溶率＜0.5％。
在试验中采用的是平面尺寸为R＝3000mm，高度H0＝3700mm的圆形曝气生物滤池中，充填有高度为H＝2000mm的陶粒滤料，配水室高度h1＝600mm，承托层高度h2＝300mm，清水区高度h3＝500mm，超高h4＝300mm，当污泥负荷3.3kgCODcr/(kgMLSS·d)，滤速1.5m3/(h·m2)，气水比4∶1时，可将1000m3/d废水中的TA、CODcr从205.2mg/L、395.7mg/L降至2.81mg/L、38.31mg/L。
表1为采用本工艺处理TA废水的几个实施例。
表1 采用生物净化法处理TA废水效果实施例
权利要求
1.一种采用曝气生物滤池处理对苯二甲酸废水的方法，其特征是它包括以下步骤1)首先将对苯二甲酸废水注入调节沉淀池进行沉淀；2)上述沉淀后的废水注入曝气生物滤池底部，经过滤池内部滤头进入滤料层，滤料层中装有污水处理滤料，其上长有经人工驯化的能适应对苯二甲酸毒性的好氧生物膜；3)步骤2)的出水进入过滤器过滤；4)过滤后出水达到了一般工业用水水质要求，可直接排放或回用。
2.根据权利要求1所述的采用曝气生物滤池处理对苯二甲酸废水的方法，其特征是在进行步骤2)同时对滤料层进行气-水联合反冲洗，所述气-水联合反冲洗的步骤是a.先用压缩空气进行5min反冲洗，b.再启动反冲洗水泵，气水同时反冲洗5min，c.最后再用水反冲洗5-8min，其气水比5～10，反冲洗周期为2d～3d，反冲洗强度均为5L/(m2·s)～8L/(m2·s)，温度15℃～30℃，pH值7.0～8.5，污泥负荷1.6kgCODcr/(kgMLSS·d)～3.6kgCODcr/(kgMLSS·d)，滤速0.5m3/(h·m2)～2.0m3/(h·m2)。
3.根据权利要求2所述的采用曝气生物滤池处理对苯二甲酸废水的方法，其特征是反冲洗脱落的生物膜、污泥等杂质随反冲洗排水回流至调节沉淀池沉淀，沉淀后的污泥经浓缩池、板框压滤机压成肥泥饼外运焚烧，而浓缩池浓缩液和板框压滤机压滤液回调节沉淀。
4.根据权利要求2或3所述的采用曝气生物滤池处理对苯二甲酸废水的方法，其特征是步骤2)的出水先进入反冲洗水池，其中部分出水做为反冲洗用水被重新泵入曝气生物滤池，其余出水则排入过滤器过滤。
5.根据权利要求1所述的采用曝气生物滤池处理对苯二甲酸废水的方法，其特征是所述步骤2)中的曝气生物滤池中滤料层充填的是粉煤灰陶粒滤料，其规格为粒径3mm-5mm，堆积密度0.70-0.90/cm3，破碎率＜0.07％，比表面积4.8m2/g-6.8m2/g，孔隙率30％-40％，磨损率＜5.3％，盐酸可溶率＜0.5％。
6.根据权利要求1或2所述的采用曝气生物滤池处理对苯二甲酸废水的方法，其特征是所述步骤3)的过滤器内充填焦炭颗粒，其粒径是2-4mm。
全文摘要
本发明公开了一种采用曝气生物滤池处理对苯二甲酸废水的方法，首先将对苯二甲酸废水注入调节沉淀池进行沉淀；将沉淀后的废水注入曝气生物滤池底部，经过滤池内部滤头进入滤料层，滤料层中装有污水处理滤料，其上长有经人工驯化的能适应对苯二甲酸毒性的好氧生物膜；出水再进入过滤器过滤；过滤后出水达到了一般工业用水水质要求，可直接排放或回用。本方法利用了滤池充填的滤料及其附着的生物膜为处理介质，发挥生物代谢、物理过滤、膜及膜和填料的物理吸咐以及反应器内食物多级捕食等作用，实现污染物和细菌在同一单元反应器内去除。具有生物活性高、低能耗、剩余污泥量少、有机负荷承受能力强、运行稳定、管理简便等特点。
文档编号C02F1/52GK1958484SQ20061009790
公开日2007年5月9日 申请日期2006年11月21日 优先权日2006年11月21日
发明者张文艺, 翟建平, 盛广宏, 王明媚, 陈晨 申请人:南京大学