一种提高含三氯卡班污染物废水的生物处理效率的方法
【专利摘要】本发明属于环保技术领域，涉及一种提高含三氯卡班污染物废水的生物处理效率的方法。具体为：含有三氯卡班污染物的污水先进入调节池中，在调节池中加入0.1?0.3ml/L二甲基甲酰胺(DMF)促进三氯卡班后续的生物处理，之后进入序批式反应器，先后经历厌氧搅拌?好氧曝气?缺氧搅拌?好氧曝气?缺氧搅拌?好氧曝气过程；反应结束后，沉淀，排水，排泥以控制污泥浓度；排水结束后，静置。本发明在传统生物处理三氯卡班污水的基础上，在加入二甲基甲酰胺调节剂，经过系统反应，降低了三氯卡班在污泥中富集的含量，提高三氯卡班的生物处理效率，对日化废水生物的处理，具有重要的环境生态意义。
【专利说明】
一种提高含三氯卡班污染物废水的生物处理效率的方法
技术领域
[0001]本发明主要涉及到环保技术领域，主要讲述的在提高废水中新兴污染物三氯卡班的去除效率。
技术背景
[0002]近些年来随着经济增长，化工与医疗事业的快速发展，生活水平的提高，各种化学品包括人或动物使用的处方药和生物制剂、诊断试剂、芳香刻、日光遮蔽剂、洗化消毒剂、驱虫剂、人工合成麝香等被广泛使用。这些日常使用的非常规污染物，统称为药物与个人护理品(PPCP)。其中三氯卡班作为一种重要的抗菌剂，由于它具有杀菌效率高、无毒、不刺激皮肤、不会引起过敏、具有良好的皮肤相容性，被广泛应用在生活中各个领域包括洗涤用品、化妆品、医用消毒剂、空气清新剂、除臭剂等产品中，TCC的大量使用，因此排放到环境中的TCC也日益增多。随着研究的不断深入，TCC呈现出越来越多的负面影响。
[0003]研究表明，TCC能够在生物体内大量富集，污染土壤、水体，使得水环境质量恶化，严重威胁人体的身体健康。特别是水体中的TCC的含量在微量元素中占的比例比其他污染物要高很多。目前国内外主要研究三氯卡班对生物的毒性影响。TCC对哺乳动物有慢性毒性，可能干扰哺乳动物繁殖和引起人类高特血红蛋白质。并且TCC对水生生物如鱼类，刚毛藻，蜗牛等也有慢性毒性作用，并存在潜在的生物富集性。由于生物处理法具有投资少、成本低、工艺设备较简单、运行条件平和，特别是能彻底降解污染物而不产生二次污染等特点，自19世纪末出现以来，即成为污水处理工艺的主流技术。世界各国污水处理厂90%以上采用生物处理技术，生物处理方法主要是利用微生物的代谢作用转化污水中的胶体性或溶解性的污染物。而TCC对污水生化处理系统中厌氧菌和需氧菌的代谢有一定的抑制作用。
[0004]近些年来，对于三氯卡班的降解主要电芬顿降解法和生物降解。早期试验表明污水中只有20 %左右的三氯卡班被降解，其余大部分吸附在污泥上。近些年来对于污水处理中TCC去除率的不稳定性在文献中一直有报道，但是对于如何处理能够有效降低TCC在污泥中的大量富集，提高三氯卡班的生化处理目前研究的一个空缺。
[0005]由于三氯卡班的水溶性很差，几乎不溶解在水体中。在高含量的三氯卡班废水利用活性污泥处理过程中，加入一定量的二甲基甲酰胺(DMF)有机溶剂，DMF在微生物作用条件下能够释放大量的N03—，三氯卡班在微生物好氧作用条件下可以与NO3-反应，从而降低了处理过程中TCC在污泥中的富集效率，提高TCC的生物处理效率，提高三氯卡班在废水中生物处理效率。
[0006]二甲基甲酰胺既是一种用途极广的化工原料，也是一种用途很广的优良的溶剂。二甲基甲酰胺对多种高聚物如聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯腈、聚酰胺等均为良好的溶剂，可用于聚丙烯腈纤维等合成纤维的湿纺丝、聚氨酯的合成;用于塑料制膜;也可作去除油漆的脱漆剂;它还能溶解某些低溶解度的颜料，使颜料带有染料的特点。二甲基甲酰胺在我国地面水质标准中允许的最高浓度为25mg/L，对于本发明中加入的浓度远远小于标准浓度，因此不会造成二次污染的。
[0007]本发明在普通序批式多级厌氧-好氧-缺氧工艺基础上，通过加入一种常见的有机溶解二甲基甲酰胺，二甲基甲酰胺在微生物条件下能过分解出大量的N03—，在接下来的好氧阶段中N03—能够与TCC发生反应，生成一种新的物质，从而降低了三氯卡班在水中含量，提高三氯卡班生物降解效率，对于日化废水的处理具有重要的环境生态意义。
【发明内容】
[0008]本发明的目的是在传统多级缺氧-好氧-厌氧的生物废水处理工艺的基础上，加入一种有机溶解二甲基甲酰胺以提高废水三氯卡班的生物处理效率。
[0009]本发明提出的提高三氯卡班生物降解的多级废水处理工艺的污水处理装置，主要由前期的调节装置15和SBR反应器10、搅拌装置11，14、进水管2，12、进水阀I，13、排水管4、排水阀3、排泥管9、排泥阀8、曝气头5、流量计7和空气压缩机6组成。
[0010]本发明的技术方案之一是，在高含量TCC废水中加入一定比例的二甲基甲酰胺:其具体添加比例为4-6mgTCC/0.1-0.3mlDMF。
[0011]本发明的技术方案之二是，采用的多级缺氧-好氧-厌氧SBR工艺，具体工艺流程包括9个阶段组成:
[0012](I)、TCC废水与DMF调节剂反应，时间为30_50min ；
[0013]⑵、厌氧释磷阶段，时间为110-130min;
[0014](3)、好氧储能及部分硝化阶段，时间为90-110min;
[0015](4)、缺氧反硝化阶段，时间为60-80min;
[0016](5)、好氧硝化及摄磷阶段，时间为20-40min;
[0017](6)、缺氧反硝化及摄磷阶段，时间为30_50min;
[0018](7)、好氧硝化及摄磷阶段，时间为20-40min;
[0019](8)、沉淀排水排泥阶段，时间为60-80min;
[0020](9)、厌氧闲置阶段，时间为240-260min。
[0021 ]系统中pH控制在7.8-8.0，温度维持在25_27°C，反应器中水力停留时间为12h，污泥停留时间为16d。
[0022]本发明的技术方案之三是，每个周期的运行方法具体步骤如下:
[0023](I)、打开进水阀12，污水从进水管13进入调节池15，进水完毕后关闭进水阀12，在调节池中加入0.1-0.31111/1的01^，打开搅拌装置14，转速在1000-120(^.1^11—1，废水和调节剂混合均匀，混合时间为30-50min ；
[0024I (2)、打开进水阀2，污水从进水管I进入SBR反应器主体1，待进水完毕后，关闭进水阀2;
[0025](3)进水完成后，打开搅拌装置11使反应器中泥水充分混合，搅拌转速为1000-1200r.min—工，缺氧搅拌时间为110_130min;
[0026](4)、进水完毕后，打开空气压缩机6好氧曝气，调节流量计使反应器单位体积(m3)的空气流量为1.0m3.min—S好氧曝气时间为90-110min;
[0027](5)、好氧结束后，关闭空气压缩机6结束曝气，打开搅拌装置11使反应器中泥水充分混合，搅拌转速为1000-1200r.min—I缺氧搅拌时间为80_90min;
[0028](6)、缺氧搅拌结束后，打开空气压缩机6，反应器单位体积(m3)的空气流量为1.0m3.min—S好氧曝气时间为40_50min;
[0029](7)、好氧结束后，关闭空气压缩机6结束曝气，打开搅拌装置11使反应器中泥水充分混合，搅拌转速为1000-1200r.min—I缺氧搅拌时间为50_60min;
[0030](8)、缺氧搅拌结束后，打开空气压缩机6，反应器单位体积(m3)的空气流量为1.0m3.min—S好氧曝气时间为20_40min;
[0031 ] (9)、好氧结束后，沉淀60-80min，以实现泥水分离；
[0032](10)、沉淀结束后，打开排水阀3，排水结束后，关闭排水阀3，打开排泥阀8进行排泥，以便稳定污泥浓度、控制泥龄，使反应器内活性污泥浓度为3000-3500mg.L一S[0033 ] (11)、排泥结束后，SBR反应器静置240-260min。
【附图说明】
[0034]附图是本发明采用的生活污水处理装置的一种实施例结构示意图。
[0035]图中标号:I，13进水阀，2，12进水管，3出水阀，4出水管，5曝气头，6空气压缩机，7流量计，8排泥阀，9排泥管，1SBR反应器，11，14搅拌装置，15调节装置。
具体实施例
[0036]下面以模拟含有三氯卡班城市生活污水和实际日化废水的处理为例对本发明加以说明。
[0037]实施例1:
[0038]分别用只加入DMF模拟废水和加入用DMF溶解TCC的模拟废水在上述运行装置中处理模拟城市生活污水。碳源主要采用乙酸钠，以氯化铵模拟污水中氨氮，以磷酸二氢钾模拟污水中溶解性磷酸盐，进水COD为300-350mg.L—1，TN为32?38mg.L—STPSlO'Wmg.L—1，TCC浓度5mg.L—1，01^浓度为0.211^.L—1。稳定运行后，在只加入DMF的反应器中在第一厌氧阶段末期N03-含量有120.08±1.45mg.L—S在加入用DMF溶解的TCC废水中第一阶厌氧阶段末期N03-含量50.89±2.45mg.L—1。可见，采用本发明在污水中加入DMF利用多级SBR工艺，TCC在厌氧末期能过结合大约60-70mg.L—1的N03—，减少TCC在活性污泥中的富集。
[0039]实施例2:
[0040]按实施例1所述装置与所述方法分别处理含量约为50mg/LTCC日化废水。进水COD为800?100mg.1^31^326.8-41.211^.L—1，TP为4.3?7.2mg.L—S 加入5ml/L的DMF，采用多级缺氧-好氧-厌氧SBR工艺。稳定运行后，在没有加入DMF的日化废水中最后出水中TCC含量在5.08±1.2mg.L—S污泥中TCC含量35.27 ± 1.2mg.L—1，生物处理约为20.65 土2.09%，而应用本发明的处理最后结果为:最后出水中TCC含量在3.08±0.78mg.L—1，污泥中TCC含量25.27 ± 1.2mg.L—1，生物处理约为46.46 ± 1.79 %。说明应用本发明生物处理TCC效率提高25.81 ±0.76 %。
【主权项】
1.含有三氯卡班污染物的废水在进入生物处理反应器之前，先经过一个调节池，在调节池中加入0.1-0.3ml/L调节剂二甲基甲酰胺。2.—种在普通多级序批式工艺的基础上，加入二甲基甲酰胺，在不影响脱氮除磷基础上显著降低废水中三氯卡班含量的方式，采用装有进水阀2、进水管1、出水阀3、出水管4、曝气头5、空气压缩机6、流量计7、排泥阀8、排泥管9、搅拌装置11和序批式反应器10，其特征是，该技术工艺流程从前到后有如下9个阶段组成: (1)、TCC废水与DMF调节剂反应，时间为30-50min； (2)、厌氧释磷阶段，时间为110-130min; (3)、好氧储能及部分硝化阶段，时间为90-11min; (4)、缺氧反硝化阶段，时间为60-80min; (5)、好氧硝化及摄磷阶段，时间为20-40min; (6)、缺氧反硝化及摄磷阶段，时间为30-50min; (7)、好氧硝化及摄磷阶段，时间为20-40min; (8)、沉淀排水排泥阶段，时间为60-80min; (9)、厌氧闲置阶段，时间为240-260min。3.在上述的反应过程中，系统中pH控制在7.8-8.0，温度维持在25-27°C，反应器中水力停留时间为12h，污泥停留时间为16d。4.涉及一种提高含三氯卡班污染物废水的生物处理效率的工艺，工艺运行的具体步骤为: (1)、打开进水阀12，污水从进水管13进入调节池15，进水完毕后关闭进水阀12，在调节池中加入0.l-0.3ml/L的DMF，打开搅拌装置14，转速在1000-1200r.min—、废水和调节剂混合均匀，混合时间为30-50min ； (2)、打开进水阀2，污水从进水管I进入SBR反应器主体1，待进水完毕后，关闭进水阀2； (3)进水完成后，打开搅拌装置11使反应器中泥水充分混合，搅拌转速为1000-1200r.min—1，缺氧搅拌时间为110-130min ； (4)、进水完毕后，打开空气压缩机6好氧曝气，调节流量计使反应器单位体积(m3)的空气流量为1.0m3.min—S好氧曝气时间为90_110min; (5)、好氧结束后，关闭空气压缩机6结束曝气，打开搅拌装置11使反应器中泥水充分混合，搅拌转速为1000-1200r.min—I缺氧搅拌时间为80_90min; (6)、缺氧搅拌结束后，打开空气压缩机6，反应器单位体积(m3)的空气流量为1.0m3.min—1，好氧曝气时间为40_50min ； (7)、好氧结束后，关闭空气压缩机6结束曝气，打开搅拌装置11使反应器中泥水充分混合，搅拌转速为1000-1200r.min—I缺氧搅拌时间为50_60min; (8)、缺氧搅拌结束后，打开空气压缩机6，反应器单位体积(m3)的空气流量为1.0m3.min—1，好氧曝气时间为20_40min ； (9)、好氧结束后，沉淀60-80min，以实现泥水分离； (10)、沉淀结束后，打开排水阀3，排水结束后，关闭排水阀3，打开排泥阀8进行排泥，以便稳定污泥浓度、控制泥龄，使反应器内活性污泥浓度为3000-3500mg.L—1; (11)、排泥结束后，SBR反应器静置240-260min。
【文档编号】C02F101/36GK106045199SQ201610455411
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年6月22日
【发明人】王亚利, 王冬波, 徐秋翔, 刘旭冉, 伍艳馨
【申请人】湖南大学