处理皮革消毒废水的GAC/蛭石填料-厌氧流化床工艺的制作方法

本发明涉及皮革消毒废水领域，尤其涉及处理皮革消毒废水的gac/蛭石填料-厌氧流化床工艺。

背景技术：

皮革消毒废水是皮革在使用拟除虫菊酯除虫和季铵盐类消毒剂消毒后产生的废水，大量的动物油脂、胶原蛋白、动植物纤维随着消毒过程进入废水中，废水的色度、硫化物和有机物浓度等均较高，且对生物有一定的毒性，处理难度较大。

拟除虫菊酯(pyrethroids)是一类具有高效、广谱、低毒和能生物降解等特性重要的合成杀虫剂。因用量小、使用浓度低，故对人畜较安全，对环境的污染很小。溴氰菊酯(分子式c22h19br2no3，式量505.24)是菊酯类杀虫剂中毒力最高的一种，具有触杀和胃毒作用，触杀作用迅速，击倒力强等特点，是白色斜方针状晶体，熔点101～102℃，沸点300℃，常温下几乎不溶于水，溶于多种有机溶剂，对光及空气较稳定。

季铵盐类消毒剂特指以氯型季铵盐为主要杀菌有效成分的消毒剂，由c5～c18的脂肪链(单链或双链)、甲基(或苄基、乙基苄基)等组成的多种季铵盐复合的消毒剂。季铵盐类消毒剂为阳离子表面活性剂，可改变细菌胞浆膜的通透性，使菌体物质外渗，阻碍其代谢而使细菌死亡，系广谱杀菌剂，对革兰氏阴性、阳性菌，某些真菌、滴虫和原虫有效，且具有化学性质稳定、耐热、耐光、挥发性低、易溶于水等特点。

技术实现要素：

本发明的目的在于解决现有技术中皮革消毒废水中有机物浓度等均较高，且对生物有一定的毒性，处理难度较大的问题，提供处理皮革消毒废水的gac/蛭石填料-厌氧流化床工艺。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

处理皮革消毒废水的gac/蛭石填料-厌氧流化床工艺，包括反应器本体、进水泵和回流循环泵；所述反应器本体从上到下设有分离区、沉淀区和反应区；所述分离区设有出水口、排气管和三相分离器，三相分离器用于分离固液气三相物质；所述沉淀区位于三相分离器的下方；所述反应区内装填有膨胀蛭石填料层和颗粒活性炭(gac)层，且膨胀蛭石填料层位于gac层的上方，所述gac/膨胀蛭石组合填料层上附着有厌氧菌生物膜；所述进水泵位于反应器本体的底部，用于将皮革消毒废水通过进水泵进入到反应器本体内；所述回流循环泵连接沉淀区和反应器本体的底部，用于保持反应器本体内的流化状态。

本发明还包括进水分布板，所述进水分布板安装于反应器本体的反应区下方。

所述膨胀蛭石填料层的填充比为20％～35％。

所述膨胀蛭石的粒径为1～2mm。

所述gac层的填充比为10％～20％。gac的粒径为2～3mm。

所述沉淀区和反应区呈圆柱形设置；所述沉淀区的直径为220mm，高为130mm，沉淀区的有效容积为5l；所述反应区的有效容积为15l。

所述反应器本体的材质为有机玻璃。

本发明中，通过控制回流循环泵，将上升流速调至为5～7m/h，水力停留时间保持在4～6h范围内。

相对于现有技术，本发明技术方案取得的有益效果是：

1、与传统厌氧流化床相比，本发明具有如下优点：①负荷高、启动快、能耗低、抗冲击负荷能力强；②可在高水力负荷下运行；③膨胀蛭石填料上的生物量高，容积负荷高，有机物分解效率快。

2、本发明中，反应器本体中的gac/蛭石组合填料可快速形成稳定的厌氧菌生物膜，对皮革消毒废水中的有机物具有良好的高效降解去除效果，cod去除率达90％以上，为废水中有机物的去除做出重要贡献。

3、颗粒活性炭采用先进工艺精制加工而成，外观呈黑色不定型颗粒，具有发达的孔隙结构、良好的吸附性能、机械强度高、易反复再生、造价低等特点；颗粒活性炭易于微生物附着生长，并且可作为导电介质介导厌氧微生物间的胞外电子传递(diet)，促进厌氧微生物对复杂有机分子污染物的生物降解。

4、通过分布进水板可保证反应器本体内流态稳定；在沉淀区和反应器本体的底部设回流循环泵进行回流，可保持反应器本体的内流化状态，有利于废水中cod的快速降解。

5、反应器本体采用塔式结构，节省占地。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明对皮革消毒废水中cod的去除实验结果；

图3为本发明对皮革消毒废水中挥发性有机酸的浓度变化图。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下结合附图和实施例，对本发明做进一步详细说明。

如图1所示，处理皮革消毒废水的gac/蛭石填料-厌氧流化床工艺，包括反应器本体、进水泵、回流循环泵、进水分布板；

所述反应器本体构成厌氧流化床，反应器本体的材质为有机玻璃，所述反应器本体从上到下设有分离区、沉淀区和反应区；

所述分离区设有出水口、排气管和三相分离器，三相分离器用于分离固液气三相物质，接种污泥可沉淀于下部的反应区，产生的甲烷等气体则通过排气管排出至反应器本体的外部，出水在出水口溢流流出；

所述沉淀区位于三相分离器的下方；

所述反应区内装填有膨胀蛭石填料层和颗粒活性炭(gac)层，且膨胀蛭石填料层位于颗粒活性炭层的上方，所述gac/膨胀蛭石组合填料层上附着有厌氧菌生物膜；所述膨胀蛭石填料层的填充比为20％～35％，膨胀蛭石的粒径为1～2mm；所述gac层的填充比为10％～20％。gac的粒径为2～3mm；

所述进水泵位于反应器本体的底部，用于将皮革消毒废水通过进水泵进入到反应器本体内；所述进水分布板安装于反应器本体的反应区下方。

所述回流循环泵连接沉淀区和反应器本体的底部，用于保持反应器本体内的流化状态；通过控制回流循环泵，将上升流速调至为5～7m/h，水力停留时间保持在4～6h范围内；

本实施例中，所述沉淀区和反应区呈圆柱形设置；所述沉淀区的直径为220mm，高为130mm，沉淀区的有效容积为5l；所述反应区的有效容积为15l。

蛭石其主要化学组成为sio2、al2o3、mgo、fe2o3和cao。天然蛭石在晶层结构上与膨润土类似，都属于2:1型的层状镁(铝)硅酸盐矿物，由两个硅氧四面体和一个镁(铝)氧(氢氧)八面体组成蛭石的结构单元层。膨胀蛭石是天然蛭石原矿经高温焙烧制得，其比表面积和阳离子交换能力都比原矿要大得多，吸附性也相应增强。因此在膨胀蛭石上可以附着大量生物膜，用于厌氧流化床填料，且效率极高。颗粒活性炭选用优质无烟煤为原料，采用先进工艺精制加工而成，外观呈黑色不定型颗粒；具有发达的孔隙结构，良好的吸附性能，机械强度高，易反复再生，造价低等特点，易于微生物附着生长，并且可作为导电介质介导厌氧微生物间的胞外电子传递(diet)，促进厌氧微生物对复杂有机分子污染物的生物降解。

具体地，进水为皮革消毒废水，进水cod在1100～1200mg/l水平，接种污泥为厌氧发酵污泥，皮革消毒废水首先通过进水分布板进入到反应器本体内，进水分布板保证反应器本体内的流态稳定。本发明采用连续流进水，回流循环泵进行回流，保持反应器本体内流化状态，维持水流上升流速为5.0m/h，在反应器本体内，污水中的有机物被gac/蛭石组合填料上附着的生物膜高效快速分解。运行40天后，有机质降解效率开始保持稳定，进水cod的去除效率维持在90％以上(图2)，且挥发性脂肪酸(vfas)积累量保持在较低水平(50mg/l水平以下，图3)，尤已乙酸为主，说明厌氧反应水解、酸化以及产酸阶段进行的很完全。

通过本发明处理皮革消毒废水，结果表明：出水cod、ss、蛋白质、多糖质量浓度分别低于200、220、50、60mg/l，对污染物具有显著去除效果。

与传统厌氧流化床相比，本发明具有如下优点：①负荷高、启动快、能耗低、抗冲击负荷能力强；②可在高水力负荷下运行；③膨胀蛭石填料上生物量高，容积负荷高，有机物分解效率快，反应器本体采用塔式结构，节省占地。