一种基于两级AO装置的高电导率废水处理方法

摘要

本发明公开了一种基于两级AO装置的高电导率废水处理方法，属于难降解废水处理领域。本发明是利用上流式沉淀水解及两级A/O(缺氧/好氧)生化处理装置进行污水处理；将高电导率废水预处理后进入上流式沉淀水解，再进入一级O和二级O池投加组合填料，通过曝气作用使得组合填料在池内实现全池流化。本发明将上流式沉淀水解池与两级AO的结合处理高电导率废水，能有效提高难以降解有机物去除效果与系统抵抗毒物冲击，并且充分利用污水碳源，无需额外添加有机碳源。本发明方法能够实现COD、氨氮和总氮的达标排放，满足国家新标准GB16171‑2012的相关要求，出水COD低于传统工艺，可有效降低后续深度处理的负荷。

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于两级AO装置的高电导率废水处理方法，属于难降解废水处理领域。

背景技术

重金属主要指标指汞(Hg)、镉(Cd)、铅(Pb)、铬(Cr)、砷(As)、铜(Cu)、锌(Zn)、钴(Co)、镍(Ni)等，他们以不同的形态存在于环境之中，并在环境中迁移、积累。随着我国工业的快速发展，重金属废水污染问题日渐突出，江河湖库底质的污染率高达80.1％。其来源广，采矿、冶金、化工等行业是水体中主要的人为污染源。根本解决电镀废水污染的途径是对电镀废水进行深度处理，并加强资源的回收利用。一方面形成具有适度规模和环境达标的电镀园区；另一方面，便于落实使电镀废水达标排放的有效处理方法。目前电镀行业重金属离子处理和回收方面已取得了突破，但是经过处理后的电镀废水中有机物和氮的含量往往不能达标排放。解决的方法是将经过工厂处理后的电镀废水收集到统一的地方进行深度处理。

目前，对于重金属废水的深度处理，主要有化学沉淀法、氧化还原法、吸附法、离子交换法、膜分离技术、电化学及生物处理法等。其中生物法处理具有成本低、效益高、易管理、无二次污染的特点，有利于生态环境的改善。此外，通过基于工程、分子生物学等技术应用。可使得生物具有更强的吸附、絮凝、整治修复能力。单一的方法往往很难取得较好的效果，同时使用两种或者多种方法，发挥各技术之长，更好更快地实现达到治理重金属废水的目的。

对于电镀废水的处理普遍采用预处理---生化处理---深度处理的处理流程。其中，预处理主要是去除废水中的镍、铜、镉等重金属离子及氰化物。生化处理主要是废水中的COD、氨氮和总氮。深度处理主要是去除废水中生物难降解的有机物，使出水COD满足达标排放要求。传统的A/O工艺也就是内循环前置反硝化工艺，废水中的氨氮在O池内经亚硝化作用和硝化作用被硝化菌氧化成硝氮，O池出水中含大量的硝氮，通过内回流进入A池，在缺氧条件下，反硝化菌以废水中的有机物作为电子供体，硝氮作为电子受体，将硝氮还原为氮气进入大气，完成生物脱氮过程，同时降解废水中的有机物。但是电镀废水的总氮浓度在50-60mg/L，COD在300-500mg/L，如果采用一级A/O，出水总氮在20-30，COD在80-90mg/L，并不能满足新标准GB16171-2012。

此外，电镀废水尾水的电导率很高，达到13000us/cm，氯离子含量达到3000到4000mg/L。常见的一级AO或A²O工艺中的活性污泥受高电导率的影响较大，好氧池中的活性污泥不易形成絮凝体，容易流失。氯离子在低浓度时可作为微生物的营养素，起到促进酶反应、维持细胞膜平衡和调节细胞渗透压的作用；若是浓度过高，也会对微生物产生抑制和毒害作用，而这些毒害作用表现在微生物细胞脱水，引起细胞原生质分离；盐析作用使脱氢酶活性降低；高盐废水盐浓度高，导致废水密度增加，活性污泥容易上浮流失，从而影响生物处理系统的净化效果。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种上流式沉淀水解及两级A/O(缺氧/好氧)生化处理系统强化生物脱氮工艺，该工艺能够实现氨氮和总氮的达标排放，满足国家新标准GB16171-2012的相关要求，出水COD低于传统工艺，可有效降低后续深度处理的负荷。本发明采用两级AO处理这种高电导率的电镀尾水，一方面，活性污泥所受到的冲击力相比而言较小，另一方面，有利于出水的达标排放。

需要说明的是，本发明所述的A/O工艺是指缺氧/好氧工艺，A池指缺氧池，O池指好氧池。

本发明的高电导率废水处理方法，是利用上流式沉淀水解及两级A/O(缺氧/好氧)生化处理装置进行污水处理；将高电导率废水预处理后进入上流式沉淀水解，再进入一级A/O，O池投加组合填料，填充率为30％～50％，通过曝气作用使得组合填料在池内实现全池流化，上流式沉淀水解池的水力停留时间为12～18h，第一、第二缺氧池的水力停留时间为4～6h，第一、第二好氧池的水力停留时间为8～12h。

在一种实施方式中，所述高电导率废水为重金属废水，比如电镀废水。

在一种实施方式中，所述高电导率废水水质参数：COD 200～400mg/L，氨氮19～20mg/L，总氮50～100mg/L，pH 7～9，电导率12000～15000us/cm。

在一种实施方式中，所述上流式沉淀水解池的水力停留时间为15h。

在一种实施方式中，所述第一、第二缺氧池的水力停留时间为5h。

在一种实施方式中，所述第一、第二好氧池的水力停留时间为10h。

在一种实施方式中，上流式沉淀水解池中溶解氧小于0.1mg/L，ORP接近-300mv；第一缺氧池的溶解氧小于5mg/L；第一好氧池的溶解氧控制在2～5mg/L。

在一种实施方式中，二级A/O出水进入沉淀池，通过重力沉降进行固液分离。

在一种实施方式中，污泥回流至一级A池，回流比控制在50～100％；第二好氧池中的硝化液通过计量泵也回流到一级缺氧池，回流比控制在100％～400％。

在一种实施方式中，所述的组合填料为组合式多孔环填料。

在一种实施方式中，所述的组合式多孔环填料是在软性填料和半软性填料的基础上发展而成的。它能使水气生物膜得到充分交换，使得水中的有机物得到高效处理。该填料购买于无锡泗阳缘泉环保科技有限公司。

在一种实施方式中，所述上流式沉淀水解及两级A/O(缺氧/好氧)生化处理装置，包括上流式沉淀水解池、第一缺氧池、第一好氧池、过渡格、第二缺氧池、第二好氧池，所述上流式沉淀水解池通过出水管连接缺氧格，所述第一缺氧池、第一好氧池、过渡格、第二缺氧池、第二好氧池顺次设置，互相以隔墙隔开。

在一种实施方式中，所述上流式沉淀水解池底部设置有倾向池中心的斜坡，形成泥斗，斜坡与水平面的夹角为50°～60°。

在一种实施方式中，所述第一、第二缺氧池内设有搅拌器；所述第一好氧格、第二好氧格内设置有曝气头。

在一种实施方式中，所述沉淀池的进水管以喇叭口形式进入中心导流筒内，之后向下流，中心导流筒下口为渐阔口，并设有反射板，水流经反射板反射，向池上部流，由上方集水槽收集清水，再流出沉淀水解池，而大颗粒污泥则进入反射板下部的污泥斗，污泥斗的坡度为45°～60°，可保证沉泥划入泥斗中，有利于污泥混合液的沉降。

在一种实施方式中，上流式沉淀水解池水流在池内由下向上流动，可与底部发酵液产生的，VFA充分接触，促进释磷。

本发明的有益效果在于：

1、在好氧池投加组合填料，反硝化菌和硝化菌附着生长在填料表明，增加硝化菌生物量的同时避免了活性污泥法中硝化菌流失导致的脱氮功能的下降，反应池生物量浓度可提高1000～3000mg/L。悬浮填料表明的生物膜具有同步硝化和反硝化的功能，因此该系统对于高电导率重金属废水具有更强的脱氮功能和抗冲击负荷能力。

2、上流式沉淀水解池与两级AO的结合，能有效提高难以降解有机物去除效果与系统抵抗毒物冲击，并且充分利用污水碳源，无需额外添加有机碳源。

3、通过控制处理条件，最终出水水质：CODcr<50mg/L；TN<10mg/L；硝态氮<8mg/L；氨氮<0.5mg/L。

附图说明

图1：基于两级AO的高电导率重金属废水处理系统流程图；

图2：基于两级AO的高电导率重金属废水处理工艺运行示意图；图中标记如下：1厌氧池、2一级缺氧池、3一级好氧池、4二级缺氧池、5二级好氧池、6二沉池；

图3：基于两级AO的高电导率重金属废水处理过程中氨氮进出水变化趋势；

图4：基于两级AO的高电导率重金属废水处理过程中总氮进出水变化趋势；

图5：基于两级AO的高电导率重金属废水处理过程中COD进出水变化趋势。

:具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

下述实施例中所用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。

下述实施例中所用的材料和试剂等，如无特殊说明。均可从商业途径中获得。

实施例1：

如图1所示，本发明提供上流式沉淀水解池与两级AO相结合对高电导率电镀废水的处理系统流程图。在靖江市电镀园区进行，电镀废水预处理后水质为：COD 200～400mg/L，氨氮19～20mg/L，总氮50～100mg/L，pH 7～9，电导率12000～15000us/cm。进水流量为4L/h。

如图2所示，为基于两级AO的高电导率重金属废水处理工艺运行示意图。采用上流式沉淀水解及两级A/O(缺氧/好氧)生化处理装置，包括上流式沉淀水解池、第一缺氧池、第一好氧池、过渡格、第二缺氧池、第二好氧池，所述上流式沉淀水解池通过出水管连接缺氧格，所述第一缺氧池、第一好氧池、过渡格、第二缺氧池、第二好氧池顺次设置，互相以隔墙隔开。所述上流式沉淀水解池底部设置有倾向池中心的斜坡，形成泥斗，斜坡与水平面的夹角为50°～60°。所述第一、第二缺氧池内设有搅拌器；所述第一好氧格、第二好氧格内设置有曝气头。所述沉淀池的进水管以喇叭口形式进入中心导流筒内，之后向下流，中心导流筒下口为渐阔口，并设有反射板，水流经反射板反射，向池上部流，由上方集水槽收集清水，再流出沉淀水解池，而大颗粒污泥则进入反射板下部的污泥斗，污泥斗的坡度为45°～60°，可保证沉泥划入泥斗中，有利于污泥混合液的沉降。上流式沉淀水解池水流在池内由下向上流动，可与底部发酵液产生的，VFA充分接触，促进释磷。

上流式沉淀水解池中的进水是由下往上，在沉淀水解池中投加组合填料，填充率为30％～50％，溶解氧控制在0.1mg/L及以下；

一级、二级缺氧池添加搅拌器，使得污泥与污水混合均匀，一级缺氧池的水力停留时间为5h，溶解氧控制在0.5mg/L；

一级、二级好氧池采用微孔曝气器，投加组合填料，填充率为30～50％，好氧池的水力停留时间为10h，溶解氧控制在2～5mg/L。其中，所述的组合填料为组合式多孔环填料，是在软性填料和半软性填料的基础上发展而成的，购买于无锡泗阳缘泉环保科技有限公司。

上流式沉淀水解池可以将废水中部分难降解的有机物转化为易降解的有机物，提高废水的生化性，能够降低二级A池的外加碳源投加量，能够节省运行成本；一级A池中活性污泥的微生物在缺氧条件下利用废水中的可生化有机物进行反硝化作用，将二级好氧池硝化液中的硝氮转化为氮气排放，同时降解废水中的COD；一级O池中组合填料表明的生物膜与活性污泥中的微生物通过硝化作用将废水中的氨氮转化为硝态氮，并降解废水中的COD；生物膜内部存在溶解氧梯度，因此它内部能够发生同步硝化反硝化，可强化脱除废水中的总氮。

高电导率废水预处理后进入上流式沉淀水解，再进入一级A/O，O池投加组合填料，填充率为30％～50％，通过曝气作用使得组合填料在池内实现全池流化，上流式沉淀水解池的水力停留时间为15h，第一、第二缺氧池的水力停留时间为5h，第一、第二好氧池的水力停留时间为10h。污泥回流至一级A池，回流比控制在80％；第二好氧池中的硝化液通过计量泵也回流到一级缺氧池，回流比控制在200％。

如图3～5所示，为两级AO对高电导率重金属废水处理过程中每天氨氮、总氮、COD的变化趋势。

从图3中可以看出：在驯化初期，出水氨氮高于进水氨氮，这主要是由于硝化细菌的生长周期较长。在反应器稳定阶段，出水氨氮的平均值为0.88mg/L，远低于国家GB21900-2008排放标准。

从图4中可以看出：总氮的出水稳定在15mg/L，达到国家GB21900-2008排放标准。两级AO对高电导率废水的脱氮效果较好。

从图5中可以看出：由于工业生产的特性，进水COD波动较大，平均进水COD为302mg/L，平均COD去除率为73.12％。在反应器驯化的初期，出水COD波动较大，值较高，处理效率较差。随着反应器的稳定，COD的去除率逐渐升高，COD出水在50mg/L，达到国家GB21900-2008排放标准。

最终出水水质：CODcr<50mg/L；TN<10mg/L；硝态氮<8mg/L；氨氮<0.5mg/L。

此外，发明人也尝试使用了悬浮生物填料。表1分别为用悬浮生物填料和组合式多孔环填料在反应器第30天时出水的各项指标。悬浮生物填料的COD出水为90mg/L，达不到排放标准，而组合填料COD出水50mg/L。

表1悬浮生物填料和组合式多孔环填料在反应器第30天时出水的各项指标

虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，都可做各种的改动与修饰，因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。