專利名稱：一種高濃度有機(jī)廢水的深度處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高濃度有機(jī)廢水的深度處理方法，具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種浙 青質(zhì)重質(zhì)原油在儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中所產(chǎn)生的含有多種難降解有機(jī)物質(zhì)的高濃度難降解有機(jī)廢水 的處理方法。
背景技術(shù)：
浙青質(zhì)重質(zhì)原油在儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中需要加入一些乳化劑，降低原油的粘度，便于儲(chǔ)運(yùn)。 但在原油煉制前要進(jìn)行脫水，所脫出的含有乳化劑和乳化油的大量廢水，稱為重質(zhì)原油乳 化廢水。此種廢水含有許多難降解的有機(jī)物，化學(xué)需氧量(C0D&鉻法COD值)值在3000 5000mg/L的范圍內(nèi)，氨氮(NH3-N)值在150 350mg/L的范圍內(nèi)，廢水的溫度在20°C 35°C 之間。由于重質(zhì)原油脫水后產(chǎn)生的廢水顯著不同于其它石油化工廢水，由于其C0D 、 NH3-N更高、水質(zhì)更復(fù)雜、處理難度更大。常規(guī)的生物處理工藝或簡(jiǎn)單的常規(guī)廢水處理工藝 的組合處理該種廢水很難達(dá)到理想效果。目前的高濃度難降解有機(jī)廢水去除工藝中，主要以物化處理和生物處理結(jié)合的工 藝為主。張敏等在“厭氧降解和生物接觸氧化法處理奧里油廢水的實(shí)驗(yàn)研究”(《中國(guó)沼氣》 2003年21卷第3期第15 21頁(yè))用“厭氧降解一二級(jí)接觸氧化一物化處理一沉淀”工藝 處理奧里油乳化廢水，使CODct濃度由^00mg/L降至150mg/L以下。CN02159346. 9公開了 一種高濃度乳化油廢水處理方法，它依次包括在隔油池中隔除上層浮油并氣浮分離上層廢 油和絮凝物，將上述步驟處理的廢水進(jìn)電解池電解，再氣浮分離上層廢油和絮凝物，生化處 理電解和氣浮后的廢水，從該方法的實(shí)施例可以看出該方法處理的廢水中的油類基本為懸 浮性石油類，在進(jìn)入生化處理前廢水中的油基本被氣浮出去，進(jìn)入生化階段的廢水的CODct 也很低(< 700mg/L)，沒(méi)有提及NH3-N的處理效果。CN1262231公開了一種乳化油廢水處 理方法及裝置，該方法沒(méi)有提及CODra和NH3-N的處理效果，沒(méi)有生化處理步驟和最終廢水 處理效果。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種含有較高CODra和NH3-N濃度難降解有機(jī)廢 水的處理方法，該方法處理后的廢水中CODra和NH3-N均可以達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，該方法可以處 理重質(zhì)原油脫水過(guò)程產(chǎn)生的高濃度有機(jī)廢水的處理。本發(fā)明高濃度有機(jī)廢水的深度處理方法依次包括以下步驟(1)首先將高CODra和NH3-N濃度廢水進(jìn)行絮凝處理；(2)將絮凝處理后的廢水加入投有NaY分子篩粉末的厭氧水解酸化反應(yīng)器中進(jìn)行 處理；(3)步驟O)的排放水加入投有活性炭顆粒的高負(fù)荷泥法好氧生物處理反應(yīng)器中 進(jìn)行處理；3
(4)步驟( 的排放水進(jìn)行低負(fù)荷膜法好氧生化處理，處理出水可以達(dá)標(biāo)排放。步 驟O)、(3)、(4)所述的處理步驟均采用連續(xù)式操作。步驟(1)中所述的高CODct和高NH3-N濃度廢水的CODct濃度一般為3000mg/L 5000mg/L，氨氮濃度一般為150mg/L 350mg/L，可以是各種性質(zhì)類似的廢水，典型的廢水 為重質(zhì)原油脫水后產(chǎn)生的高濃度乳化廢水。所使用的絮凝劑可以采用本領(lǐng)域常規(guī)的絮凝 劑，如可以采用GB-4108型絮凝劑，絮凝劑的添加量為10 30mg/L廢水。絮凝處理可以去 除部分CODct和乳化油，減輕后續(xù)廢水處理負(fù)擔(dān)。所述步驟( 特征在于針對(duì)該種廢水中較高的NH3-N濃度，其厭氧水解酸化生物 處理反應(yīng)器中投加了 NaY分子篩粉末，所加入的NaY分子篩粉末體積占反應(yīng)器體積的5 % 15%。NaY分子篩粉末對(duì)廢水中的NH3-N有很強(qiáng)的吸附作用。廢水進(jìn)入反應(yīng)器時(shí)，NaY分子 篩粉末很快可以將進(jìn)水中的NH3-N吸附，而且在活性污泥顆粒化的進(jìn)程中有加快“晶核”形 成的速度。NaY分子篩粉末起到吸附、粘附核心的作用。反應(yīng)器內(nèi)較佳的活性污泥濃度為 5 12g/L ；較佳的溶解氧濃度0 0. 5mg/L ；較佳的廢水停留時(shí)間為4 8小時(shí)。步驟( 的高負(fù)荷泥法好氧生物處理反應(yīng)器采用填料式。填料采用多孔顆?；钚?炭，顆粒活性炭形狀可以為正方形、長(zhǎng)方形、圓形或不規(guī)則形體中的一種或幾種組合，其加 入體積占反應(yīng)器體積的5% 15%。多孔顆?；钚蕴枯d體表面和孔內(nèi)均聚集了大量菌群， 微生物聚集量大，可提高對(duì)大分子有機(jī)物的吸附效率。吸附在活性炭顆粒上的大分子有機(jī) 物被好氧菌在適當(dāng)溶解氧濃度條件下氧化分解成二氧化碳和水。其反應(yīng)器內(nèi)較佳的活性污 泥濃度為4 7g/L ；較佳的溶解氧濃度2 5mg/L ；較佳的廢水停留時(shí)間為4 8小時(shí)。步驟的膜法好氧生物處理反應(yīng)器中設(shè)置活性炭纖維填料作為微生物掛膜填 料，活性炭纖維填料橫向分層固定于不銹鋼網(wǎng)上或其它耐腐蝕材料結(jié)構(gòu)上?；钚蕴坷w維填 料可以吸附廢水中的有機(jī)物和氨氮，使有機(jī)物和氨氮的實(shí)際反應(yīng)停留時(shí)間增加，提高了微 生物對(duì)有機(jī)物和氨氮的去除效率。反應(yīng)器中較佳的溶解氧濃度為2 5mg/L，廢水停留時(shí)間 為4 8小時(shí)。本方法所處理的廢水進(jìn)水的pH值為8. 0 10. 0，進(jìn)水溫度為20°C 35°C。在高負(fù) 荷好氧泥法生物處理段和低負(fù)荷膜法生物處理段均需要投加一定比例的氮和磷，作為微生 物內(nèi)源呼吸或降解有機(jī)物的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。其COD N P比例按重量計(jì)為100 200 5 10 1 2。所述的微生物所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)氮元素可以來(lái)自廢水自身所含的氨氮提供，不 需額外加入，所述的微生物所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)磷元素通過(guò)投加磷鹽(磷酸二氫鈉)實(shí)現(xiàn)。經(jīng) 過(guò)第(2)步厭氧水解酸化處理后，由于反應(yīng)過(guò)程生成了酸性物質(zhì)，廢水的pH值降低。厭氧 水解酸化處理后可以適當(dāng)調(diào)節(jié)PH值至中性左右，如6.0 7.5，進(jìn)入第C3)步的高負(fù)荷泥法 好氧生物處理。經(jīng)第C3)步的高負(fù)荷泥法好氧生物處理后的廢水可以直接進(jìn)行第(4)步膜 生物處理過(guò)程。在處理高濃度難降解有機(jī)廢水時(shí)，需要在加有高濃度難降解有機(jī)廢水的生物處理 反應(yīng)器中接種活性污泥，對(duì)微生物進(jìn)行馴化，控制進(jìn)水的PH值及反應(yīng)溫度。上述的生物處 理反應(yīng)器包括所提及的厭氧水解酸化生物反應(yīng)器、高負(fù)荷泥法生物反應(yīng)器、低負(fù)荷膜法生 物反應(yīng)器。由于高濃度難降解有機(jī)廢水含有大量對(duì)微生物有毒害作用的有機(jī)廢物，沒(méi)有經(jīng) 過(guò)馴化的微生物難以存活，更無(wú)法達(dá)到去除污染物的作用。微生物的馴化采用本領(lǐng)域技術(shù) 人員熟知的方法和條件。正式運(yùn)行階段，厭氧水解酸化生物反應(yīng)器進(jìn)水容積負(fù)荷控制在3. 0 6. OKgCOD/m3. d，最佳為4. OKgCOD/m3. d左右；高負(fù)荷泥法生物反應(yīng)器進(jìn)水容積負(fù)荷控 制在2. 0 4. OKgCOD/m3. d，最佳為3. OKgCOD/m3. d左右；低負(fù)荷好氧生物膜法反應(yīng)器進(jìn)水 容積負(fù)荷控制在0. 4 0. 8KgC0D/m3. d，最佳為0. 6KgC0D/m3. d左右。該組合工藝耐沖擊，適應(yīng)水質(zhì)、水量波動(dòng)的能力強(qiáng)，運(yùn)行比較穩(wěn)定。步驟(4)低負(fù) 荷好氧生物反應(yīng)器中曝氣時(shí)氣泡在填料中曲折穿過(guò)，產(chǎn)生氣泡切割，縮小氣泡體積，增加氧 的利用率，節(jié)約能耗。本發(fā)明所述步驟( 、(3)和(4)特征在于運(yùn)行時(shí)，采用連續(xù)操作方式，且生化二級(jí) 處理采用低負(fù)荷生物膜法處理，微生物附在填料上，不需要沉淀池，降低了投資費(fèi)用和占地 面積。步驟O)、(3)和生化反應(yīng)器內(nèi)使用適宜的具有吸附作用的介質(zhì)或填料，大大 提高了處理效果。如在步驟( 所述的厭氧水解酸化生物處理過(guò)程，其中使用NaY分子篩 可以有效吸附其中的氨氮，附著在分子篩粉末上的活性微生物有充分的時(shí)間將吸附在分子 篩上的氨氮進(jìn)行分解轉(zhuǎn)化，解決了連續(xù)式操作時(shí)由于返混作用使部分污水反應(yīng)時(shí)間短的問(wèn) 題。步驟C3)所述高負(fù)荷泥法生物處理過(guò)程，使用活性炭對(duì)有機(jī)物有較強(qiáng)的吸附作用，吸附 后的難降解有機(jī)物可以在微生物較長(zhǎng)時(shí)間作用下有效降解為二氧化碳和水。步驟(4)所述 低負(fù)荷膜法處理過(guò)程中也采用具有對(duì)有機(jī)物和氨氮有吸附作用的活性炭纖維，使得生物膜 對(duì)捕獲廢水中的污染物能力大大增強(qiáng)，凈化處理效果明顯提高。由于采用以上技術(shù)方案，可使CODra和NH3-N濃度高、水質(zhì)更復(fù)雜，處理難度更大的 高濃度難降解有機(jī)廢水達(dá)到理想的處理效果，通過(guò)綜合的處理過(guò)程，處理出水的各種污染 物質(zhì)濃度更低，獲得了更突出的處理效果。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明方法的過(guò)程及效果。各反應(yīng)器的操作條件可以根 據(jù)廢水的水質(zhì)及凈化處理要求，按本領(lǐng)域一般知識(shí)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。實(shí)施例1本發(fā)明依次包括以下步驟(1)對(duì)高濃度難降解有機(jī)廢水進(jìn)行物化處理高濃度難降解有機(jī)廢水首先經(jīng)過(guò)管線進(jìn)入絮凝反應(yīng)器中，進(jìn)行初步的絮凝處理， 去除部分懸浮性的CODra和乳化油，絮凝時(shí)間可控制在3 6小時(shí)，絮凝劑投加量控制在 10 30mg/L。本實(shí)施例絮凝時(shí)間為4小時(shí)，絮凝劑投加量為25mg/L。(2)對(duì)初步物化處理后的高濃度難降解有機(jī)廢水進(jìn)行水厭氧水解酸化處理絮凝后的高濃度難降解有機(jī)廢水經(jīng)泵進(jìn)入?yún)捬跛馑峄幚矸磻?yīng)器，在厭氧水解 酸化處理反應(yīng)器中，加入體積占反應(yīng)器有效容積8%的NaY分子篩粉末(天然NaY產(chǎn)品)， 用NaY分子篩粉末對(duì)NH3-N的強(qiáng)吸附作用和反應(yīng)器內(nèi)的高濃度微生物，達(dá)到吸附-降解的 有效結(jié)合，利用水解酸化過(guò)程的兼氧條件對(duì)好氧生化難以降解的大分子有機(jī)物進(jìn)行酸化分 解成易于生化的小分子有機(jī)物，提高廢水的B0D5/C0D 。去除大部分CODct和NH3-N。厭氧水 解酸化處理反應(yīng)器進(jìn)水容積負(fù)荷控制在3. 0 6. OKgCOD/m3. d，本實(shí)施例為4. OKgCOD/m3. d。 較佳的廢水停留時(shí)間為4 10小時(shí)，本實(shí)施例為6小時(shí)。不需通空氣，廢水中溶解氧濃度 為0. 2mg/L左右。
(3)對(duì)厭氧水解酸化后的高濃度難降解有機(jī)廢水進(jìn)行高負(fù)荷好氧生化處理厭氧水解酸化后的廢水自流至高負(fù)荷好氧生化處理反應(yīng)器，所投加的多孔顆?；?性炭(普通市售活性炭產(chǎn)品)體積占反應(yīng)器有效體積的15%。好氧生化處理反應(yīng)器進(jìn)水 容積負(fù)荷控制在2. 0 4. OKgCOD/m3. d，本實(shí)施例為3. OKgCOD/m3. d ；較佳的廢水停留時(shí)間為 4 12小時(shí)，本實(shí)施例為6小時(shí)。通過(guò)曝氣的方式使溶解氧濃度控制在％ig/L左右。(4)將好氧處理的廢水進(jìn)行低負(fù)荷好氧生物膜法處理高負(fù)荷好氧生化處理后的廢水自流入低負(fù)荷好氧生物膜法處理反應(yīng)器中。在低負(fù) 荷好氧生物反應(yīng)器中，微生物附著在活性炭纖維填料上，活性炭纖維迅速將廢水中的有機(jī) 物和氨氮吸附，微生物再進(jìn)一步慢慢降解，增加了微生物降解時(shí)間。曝氣時(shí)氣泡在填料中曲 折穿過(guò)，產(chǎn)生氣泡切割，縮小氣泡體積，增加了氧的利用率。經(jīng)過(guò)低負(fù)荷好氧生物膜法處理 后的廢水中主要污染物cod *NH3-N可達(dá)到污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)的一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。低負(fù)荷好 氧生物膜法生物反應(yīng)器進(jìn)水容積負(fù)荷控制在0. 4 0. 8KgC0D/m3. d，本實(shí)施例為0. 6KgC0D/ m3. d ；較佳的廢水停留時(shí)間為4 8小時(shí)，本實(shí)施例為5小時(shí)。通過(guò)曝氣的方式使溶解氧濃 度控制在％ig/L左右。下表為實(shí)施例1廢水處理的結(jié)果表
權(quán)利要求
1.一種高濃度有機(jī)廢水的深度處理方法，包括以下步驟(1)首先將廢水進(jìn)行絮凝處理；(2)將絮凝處理后的廢水加入投有NaY分子篩粉末的厭氧水解酸化處理反應(yīng)器中進(jìn)行 處理；(3)步驟O)的排放水加入投有活性炭顆粒的高負(fù)荷泥法好氧生物處理反應(yīng)器中進(jìn)行 處理；(4)步驟(3)的排放水進(jìn)行低負(fù)荷膜法好氧生化處理，處理出水可以達(dá)標(biāo)排放。
2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的高濃度難降解有機(jī)廢水中的0 濃 度為 3000mg/L 5000mg/L，NH3-N 濃度為 150mg/L !350mg/L。
3.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟(2)所述的NaY分子篩粉末體積占反 應(yīng)器體積的5% 15%。
4.按照權(quán)利要求1或3所述的方法，其特征在于步驟(2)所述厭氧水解酸化處理反應(yīng) 器內(nèi)活性污泥濃度為5 12g/L，溶解氧濃度0 0. 5mg/L，廢水停留時(shí)間為4 8小時(shí)。
5.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟(3)的高負(fù)荷泥法好氧生物處理反應(yīng) 器內(nèi)投有多孔顆粒活性炭，顆?；钚蕴考尤塍w積占反應(yīng)器體積的5% 15%。
6.按照權(quán)利要求1或5所述的方法，其特征在于步驟(3)高負(fù)荷泥法好氧生物處理反 應(yīng)器內(nèi)活性污泥濃度為4 7g/L，溶解氧濃度2 5mg/L，廢水停留時(shí)間為4 8小時(shí)。
7.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所步驟的膜法好氧生物處理反應(yīng)器中 設(shè)置活性炭纖維填料作為微生物掛膜填料。
8.按照權(quán)利要求1或7所述的方法，其特征在于所述步驟(4)膜法好氧生物處理反應(yīng) 器中溶解氧濃度為2 5mg/L，廢水停留時(shí)間為4 8小時(shí)。
9.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述，步驟O)、(3)、(4)所述的處理過(guò)程 均采用連續(xù)式操作。
10.按照權(quán)利要求1、3、5或7所述的方法，其特征在于所述的步驟(2)的水解酸化生物 反應(yīng)器進(jìn)水容積負(fù)荷控制在3. 0 6. OKgCOD/m3. d ；步驟( 的高負(fù)荷泥法生物反應(yīng)器進(jìn)水 容積負(fù)荷控制在2. 0 4. OKgCOD/m3. d ；步驟(4)的低負(fù)荷好氧生物膜法反應(yīng)器進(jìn)水容積負(fù) 荷控制在 0. 4 0. 8KgC0D/m3. d。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高濃度有機(jī)廢水的深度處理方法。采用絮凝處理-厭氧水解酸化處理-高負(fù)荷好氧生物處理-低負(fù)荷好氧生物處理等過(guò)程將高COD、NH3-N濃度的廢水深度處理，凈化出水可以達(dá)標(biāo)排放或作為中水回用。其中在厭氧水解酸化處理過(guò)程中，添加NaY分子篩，在高負(fù)荷好氧生物處理過(guò)程中添加活性炭顆粒，在低負(fù)荷好氧生物處理過(guò)程使用活性炭纖維。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明方法可以將含有高濃度COD和高濃度NH3-N的難降解有機(jī)廢水中的污染物有效去除，適用于各種類似性質(zhì)廢水的處理，特別是重質(zhì)原油脫水所產(chǎn)生的高濃度難降解有機(jī)廢水的凈化處理過(guò)程。
文檔編號(hào)C02F9/14GK102050542SQ20091018811
公開日2011年5月11日 申請(qǐng)日期2009年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月27日
發(fā)明者王俊英, 許謙 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工股份有限公司, 中國(guó)石油化工股份有限公司撫順石油化工研究院