一种高盐高钙高硅工业废水低碳减排的处理方法

摘要

一种高盐高钙高硅工业废水低碳减排的处理方法，它属于高盐高钙高硅工业废水生物处理技术领域。它要解决现有高盐高钙高硅工业废水的处理方法，存在成本高、效率低、处理量小且操作复杂的问题。方法：一、废水进行粗、精过滤后入沉降池，吹入烟道废气并絮凝；二、入酸碱调节池后入除硅池，再强化絮凝，入BESI生物强化池；三、入二沉池后入HIT臭氧氧化池，入BAF曝气生物滤池，达标排放或回收利用。本发明既能有效除去高盐高钙高硅工业废水中的氯化钙、硫酸钙、硅酸钠等无机盐，降低排放水的盐含量和硬度，减少水中有机物、二氧化硅等杂质，经济、高效、处理量大，操作简单、成本低，处理效果好。本发明适用于处理高盐高钙高硅工业废水。

说明书

技术领域

本发明属于高盐高钙高硅工业废水生物处理技术领域，具体涉及一种高盐高钙高硅工业废水低碳减排的处理方法。

背景技术

近年来，随着我国工业的快速发展，一些化工、印染、食品加工、海水工业生产等行业排放了大量的高盐废水。这些废水中除了含有有机污染物外，还含有大量的无机盐，例如Cl

根据高盐度废水的种类和浓度，盐水分离的方法有很多，常见的高盐度废水处理方法有、纳滤、反渗透、多效蒸发、耐盐菌生物处理等。

膜法处理高盐废水，对于高盐度废水处理方法，膜处理法可以达到较高的脱盐率，一般都可以在95％以上。其中纳滤膜的脱盐率为二价以上盐脱除95％～98％，一价盐 90％～95％。但由于盐度太高也大大降低了膜的寿命。所以需要做好前处理，尽量降低盐度，膜技术处理高盐度废水，设备昂贵、易堵、易污染，且浓液无法处理。

蒸发法处理高盐度废水，高盐度废水处理方法中，多效蒸发法是处理高盐度废水比较传统的方法，但运行成本较高，一般采用多效蒸发器，优点是结构简单、操作容易、所得淡水水质好。在其中，低温多效蒸发浓缩结晶系统，不仅可以应用于化工生产的浓缩过程和结晶过程，还可以应用于工业高盐废水的蒸发浓缩结晶过程中。

耐盐菌生物处理，高盐废水通常包含Na

高盐废水中硅主要以呈分子、离子状态的硅酸化合物和二氧化硅的形式存在(分成有机硅和无机硅)，当体系中存在着各种形态的硅以及Ca

在污水深度处理装置和含盐废水处理装置反渗透及蒸发器运行时，如果高盐废水中含有硅酸盐或二氧化硅等污染物，所形成硅垢容易堵塞反渗透膜与蒸发器换热器、降膜管等，导致处理水量不断降低。长周期运行，使得反渗透膜受到硅垢影响，增加化学清洗频次，反渗透膜脱盐率降低，使用周期下降，膜更换频次增加。蒸发器换热器、降膜管受到硅垢影响，平均每半年需进行高压清洗和化学清洗以解决处理水量不足问题。因此，对工业高盐污水处理过程中硅的去除至关重要。

伴随着化工科技创新与进步，二氧化碳化学资源化利用已经显示出越来越重要的科技与经济价值，如何通过资源化利用和固定废烟气中的CO

发明内容

本发明目的是为了解决现有高盐高钙高硅工业废水的处理方法，存在成本高、效率低、处理量小且操作复杂的问题，而提供的一种高盐高钙高硅工业废水低碳减排的处理方法。

一种高盐高钙高硅工业废水低碳减排的处理方法，按以下步骤进行：

一、将高盐高钙高硅工业废水流经栅隙逐渐减小的多重格栅进行粗过滤和精过滤，然后排入沉降池，再吹入烟道废气持续60min，并加入助凝剂进行絮凝，进行沉降处理60～120min，得到工业废水的上清液；

二、上述工业废水的上清液排入酸碱调节池，将pH调节至8～9，然后排入除硅池中，加入去除剂并搅拌60min，进行硅酸盐及二氧化硅的去除，再加入絮凝剂和助凝剂进行强化絮凝30～45min，所得上清液排入BESI生物强化池中；

三、上述排入BESI生物强化池中的上清液依次通过厌氧反应池、兼性厌氧反应池和好氧反应池后进入二沉池，然后排入HIT臭氧氧化池中处理1h，再进入BAF曝气生物滤池进行深度脱氮处理和过滤，达标排放或回收利用，即完成高盐高钙高硅工业废水低碳减排的处理；

其中步骤二中工业废水的上清液排入酸碱调节池，若工业废水的上清液中的污染物突增，则向酸碱调节池中添加强化药剂；所述强化药剂为60mg/L的COD强化去除剂、20mg/L 的总氮去除剂和40mg/L的高盐废水脱胶剂；

步骤三中所述BAF曝气生物滤池的水力停留时间为5～7h，水中溶解氧含量为 2.0～7.0mg/L；所述BAF曝气生物滤池中采用火山岩、鹅卵石和陶粒作为填料，填料填充率为40％～50％；

步骤一中所述助凝剂为聚丙烯酰胺(PAM)，添加量为20～40ppm，絮凝的时间为30min；

步骤二中所述去除剂为偏铝酸钠；偏铝酸钠的投加量：偏铝酸钠与硅酸盐及二氧化硅中无机硅的质量比为2:1；

步骤二中所述搅拌60min：先以150r/min的速率搅拌30min，再以100r/min的速率搅拌30min；

步骤二中所述絮凝剂为聚合硫酸铁，添加量为35～80ppm；所述助凝剂为聚丙烯酰胺，添加量为10～20ppm；

步骤三中所述BESI生物强化池由厌氧反应池、兼性厌氧反应池、好氧反应池和二沉池组成；其中厌氧反应池、兼性厌氧反应池和好氧反应池中均装有阶梯驯化3-5周的污泥；所述污泥均采用污水处理厂的新鲜污泥作为接种污泥；

步骤三中所述阶梯驯化3-5周的污泥：阶梯驯化的过程中逐渐提升驯化药剂中的盐度的浓度来驯化耐盐微生物；所述的驯化药剂配方如下：每1L驯化药剂中含2g的葡萄糖、2g的硫酸钠、梯度依次为1g、3g、5g、7g和9g的氯化钠、0.5g的磷酸二氢钾、0.5g的硫酸镁和余量的蒸馏水；

步骤三中厌氧反应池、兼性厌氧反应池和好氧反应池的水力停留时间分别为18h，18h 和24h；所述兼性厌氧反应池与好氧反应池的回流比为1.5:1；所述二沉池与厌氧反应池的污泥回流比为1:(40～70)，回流时间为3d；

步骤三中所述HIT臭氧氧化池中臭氧投加量为130mg/L；所述HIT臭氧氧化池中有HC臭氧催化氧化填料，其粒径为3～5mm，比表面积为250～320m

步骤三中所述BAF生物曝气滤池包括反冲洗，反冲洗分为气冲洗、水冲洗以及气水联合冲洗；其中气冲洗的强度为12L/(s·m

本发明中通过持续向沉降池中通入烟道废气，烟道废气中的CO

本技术通过固定烟道废气中的CO

在针对水中难处理的无机硅污染物方面，本发明采用偏铝酸钠作为无机硅的去除剂，通过絮凝作用不仅能去除高盐废水中的无机硅，还能对其中的其他无机盐离子进行不同程度的去除，实现了盐度的高效去除，使预处理后的水能够降低与生化处理的影响。

本发明中BESI生物强化池利用其阶梯驯化出耐盐高效微生物和其独特的硫循环生物处理机制，改变生化池中的生物电子转移、传递来综合来吸收和降解废水的盐分和污染物。具有降解效果好，耐盐性高，灵活性强，成本低的特点。

本发明中HIT臭氧氧化池中有HC臭氧催化氧化填料，其表面具有较大的比表面积和高效催化活性材料，不仅能够吸附污染物在表面，还能在通入臭氧后加大臭氧传质与生成羟基自由基的能力，实现吸附污染物与活化臭氧分子的协同作用。

本发明中的处理方法，既能够有效除去高盐高钙高硅工业废水中的氯化钙、硫酸钙、硅酸钠等无机盐，降低排放水的盐含量和硬度，又能够有效减少水中的悬浮物、有机物、二氧化硅等杂质，不但可以经济、高效、大量处理化工业排放的高盐高钙高硅废水，操作简单、运行成本低(企业处理费用要80元/吨)，处理效果好，得到的排放水符合环保排放标准。

本发明适用于处理高盐高钙高硅工业废水。

具体实施方式

本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意组合。

具体实施方式一：本实施方式一种高盐高钙高硅工业废水低碳减排的处理方法，按以下步骤进行：

一、将高盐高钙高硅工业废水流经栅隙逐渐减小的多重格栅进行粗过滤和精过滤，然后排入沉降池，再吹入烟道废气持续60min，并加入助凝剂进行絮凝，进行沉降处理60～120min，得到工业废水的上清液；

二、上述工业废水的上清液排入酸碱调节池，将pH调节至8～9，然后排入除硅池中，加入去除剂并搅拌60min，进行硅酸盐及二氧化硅的去除，再加入絮凝剂和助凝剂进行强化絮凝30～45min，所得上清液排入BESI生物强化池中；

三、上述排入BESI生物强化池中的上清液依次通过厌氧反应池、兼性厌氧反应池和好氧反应池后进入二沉池，然后排入HIT臭氧氧化池中处理1h，再进入BAF曝气生物滤池进行深度脱氮处理和过滤，达标排放或回收利用，即完成高盐高钙高硅工业废水低碳减排的处理；

其中步骤二中工业废水的上清液排入酸碱调节池，若工业废水的上清液中的污染物突增，则向酸碱调节池中添加强化药剂；所述强化药剂为60mg/L的COD强化去除剂、20mg/L 的总氮去除剂和40mg/L的高盐废水脱胶剂；

步骤三中所述BAF曝气生物滤池的水力停留时间为5～7h，水中溶解氧含量为 2.0～7.0mg/L；所述BAF曝气生物滤池中采用火山岩、鹅卵石和陶粒作为填料，填料填充率为40％～50％。

本实施方式步骤二中所述COD强化去除剂为市售商品，购买自华辰环保能源(广州) 有限公司，商品型号:绿水HC-1；

所述总氮去除剂为市售商品，购买自华辰环保能源(广州)有限公司，商品型号:绿水HC-3；

所述高盐废水脱胶剂为市售商品，购买自华辰环保能源(广州)有限公司，商品型号: 青山HC-9。

本实施方式步骤二中工业废水的上清液中的污染物突增，会导致整体的出水水质不佳，向酸碱调节池添加强化药剂进行临时的污染物强化去除，使酸解调节池临时充当中途提升池的作用，临时添加强化药剂进行处理能够有效解决实际现场的水质突发状况。

本实施方式中排入BESI生物强化池中的上清液通过利用废水中的硫酸盐在BESI生物处理中形成“碳-硫-氮”物质循环，不仅强化厌氧池中的有机物的去除与氨氮的氧化，还强化兼性池与好氧池中硝化反应来去除了废水中的硝酸盐和亚硝酸盐等，处理之后的废水通入HIT臭氧氧化池。

本实施方式中HIT臭氧氧化池中有HC臭氧催化氧化填料，该填料比表面积较高，可以大面积的吸附有机物，加大臭氧的传值和氧化反应，使臭氧产生更多的羟基自由基来降解水中污染物。

本实施方式步骤三中BAF曝气生物滤池采用常规曝气生物反应池，它是通过持续的通入空气来向污水中提供大量的氧气，并利用好氧活性污泥进行微生物挂膜，进行生物强化硝化处理。

具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是，步骤一中所述助凝剂为聚丙烯酰胺，添加量为20～40ppm，絮凝的时间为30min。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是，步骤二中所述去除剂为偏铝酸钠；偏铝酸钠的投加量：偏铝酸钠与硅酸盐及二氧化硅中无机硅的质量比为2:1。其它步骤及参数与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是，步骤二中所述搅拌60min：先以150r/min的速率搅拌30min，再以100r/min的速率搅拌30min。其它步骤及参数与具体实施方式一至三之一相同。

具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是，步骤二中所述絮凝剂为聚合硫酸铁，添加量为35～80ppm；所述助凝剂为聚丙烯酰胺，添加量为10～20ppm。其它步骤及参数与具体实施方式一至四之一相同。

具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是，步骤三中所述 BESI生物强化池由厌氧反应池、兼性厌氧反应池、好氧反应池和二沉池组成；其中厌氧反应池、兼性厌氧反应池和好氧反应池中均装有阶梯驯化3-5周的污泥；所述污泥均采用污水处理厂的新鲜污泥作为接种污泥。其它步骤及参数与具体实施方式一至五之一相同。

具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同的是，步骤三中所述阶梯驯化3-5周的污泥：阶梯驯化的过程中逐渐提升驯化药剂中的盐度的浓度来驯化耐盐微生物；所述的驯化药剂配方如下：每1L驯化药剂中含2g的葡萄糖、2g的硫酸钠、梯度依次为1g、3g、5g、7g和9g的氯化钠、0.5g的磷酸二氢钾、0.5g的硫酸镁和余量的蒸馏水。其它步骤及参数与具体实施方式一至六之一相同。

具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一至七之一不同的是，步骤三中厌氧反应池、兼性厌氧反应池和好氧反应池的水力停留时间分别为18h，18h和24h；所述兼性厌氧反应池与好氧反应池的回流比为1.5:1；所述二沉池与厌氧反应池的污泥回流比为 1:(40～70)，回流时间为3d。其它步骤及参数与具体实施方式一至七之一相同。

具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一至八之一不同的是，步骤三中所述 HIT臭氧氧化池中臭氧投加量为130mg/L；所述HIT臭氧氧化池中有HC臭氧催化氧化填料，其粒径为3～5mm，比表面积为250～320m

本实施方式中HC臭氧催化氧化填料购买自华辰环保能源(广州)有限公司。

具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式一至九之一不同的是，步骤三中所述 BAF生物曝气滤池包括反冲洗，反冲洗分为气冲洗、水冲洗以及气水联合冲洗；其中气冲洗的强度为12L/(s·m

采用以下实施例验证本发明的有益效果：

实施例1：

一种高盐高钙高硅工业废水低碳减排的处理方法，按以下步骤进行：

一、将高盐高钙高硅工业废水流经栅隙逐渐减小的多重格栅进行粗过滤和精过滤，然后排入沉降池，再吹入烟道废气持续60min，并加入助凝剂进行絮凝，进行沉降处理120min，得到工业废水的上清液；

二、上述工业废水的上清液排入酸碱调节池，将pH调节至9，然后排入除硅池中，加入去除剂并搅拌60min，进行硅酸盐及二氧化硅的去除，再加入絮凝剂和助凝剂进行强化絮凝45min，所得上清液排入BESI生物强化池中；

三、上述排入BESI生物强化池中的上清液依次通过厌氧反应池、兼性厌氧反应池和好氧反应池后进入二沉池，然后排入HIT臭氧氧化池中处理1h，再进入BAF曝气生物滤池进行深度脱氮处理和过滤，达标排放或回收利用，即完成高盐高钙高硅工业废水低碳减排的处理；

其中步骤二中工业废水的上清液排入酸碱调节池，若工业废水的上清液中的污染物突增，则向酸碱调节池中添加强化药剂；所述强化药剂为60mg/L的COD强化去除剂、20mg/L 的总氮去除剂和40mg/L的高盐废水脱胶剂；

步骤三中所述BAF曝气生物滤池的水力停留时间为7h，水中溶解氧含量为7.0mg/L；所述BAF曝气生物滤池中采用陶粒作为填料，填料填充率为50％；

步骤一中所述助凝剂为聚丙烯酰胺，添加量为30ppm，絮凝的时间为30min；

步骤二中所述去除剂为偏铝酸钠；偏铝酸钠的投加量：偏铝酸钠与硅酸盐及二氧化硅中无机硅的质量比为2:1；

步骤二中所述搅拌60min：先以150r/min的速率搅拌30min，再以100r/min的速率搅拌30min；

步骤二中所述絮凝剂为聚合硫酸铁，添加量为70ppm；所述助凝剂为聚丙烯酰胺，添加量为20ppm；

步骤三中所述BESI生物强化池由厌氧反应池、兼性厌氧反应池、好氧反应池和二沉池组成；其中厌氧反应池、兼性厌氧反应池和好氧反应池中均装有阶梯驯化5周的污泥；所述污泥均采用污水处理厂的新鲜污泥作为接种污泥；

步骤三中所述阶梯驯化5周的污泥：阶梯驯化的过程中逐渐提升驯化药剂中的盐度的浓度来驯化耐盐微生物；所述的驯化药剂配方如下：每1L驯化药剂中含2g的葡萄糖、2g的硫酸钠、梯度依次为1g、3g、5g、7g和9g的氯化钠、0.5g的磷酸二氢钾、0.5g的硫酸镁和余量的蒸馏水；

步骤三中厌氧反应池、兼性厌氧反应池和好氧反应池的水力停留时间分别为18h，18h 和24h；所述兼性厌氧反应池与好氧反应池的回流比为1.5:1；所述二沉池与厌氧反应池的污泥回流比为1:50，回流时间为3d；

步骤三中所述HIT臭氧氧化池中臭氧投加量为130mg/L；所述HIT臭氧氧化池中有HC臭氧催化氧化填料，其粒径为5mm，比表面积为300m

步骤三中所述BAF生物曝气滤池包括反冲洗，反冲洗分为气冲洗、水冲洗以及气水联合冲洗；其中气冲洗的强度为12L/(s·m

本实施例步骤一中高盐高钙高硅工业废水，其水质指标为：COD：6600mg/L，总氮：970mg/L，钙含量2600mg/L，氨氮：670mg/L，总磷：62mg/L，无机硅含量1880mg/L。

经本实施例处理后的出水水质符合环保排放标准，COD：217mg/L，总氮67mg/L，钙含量642mg/L，氨氮20mg/L，总磷3mg/L，二氧化硅370mg/L。

实施例2：

一种高盐高钙高硅工业废水低碳减排的处理方法，按以下步骤进行：

一、将高盐高钙高硅工业废水流经栅隙逐渐减小的多重格栅进行粗过滤和精过滤，然后排入沉降池，再吹入烟道废气持续60min，并加入助凝剂进行絮凝，进行沉降处理120min，得到工业废水的上清液；

二、上述工业废水的上清液排入酸碱调节池，将pH调节至8，然后排入除硅池中，加入去除剂并搅拌60min，进行硅酸盐及二氧化硅的去除，再加入絮凝剂和助凝剂进行强化絮凝45min，所得上清液排入BESI生物强化池中；

三、上述排入BESI生物强化池中的上清液依次通过厌氧反应池、兼性厌氧反应池和好氧反应池后进入二沉池，然后排入HIT臭氧氧化池中处理1h，再进入BAF曝气生物滤池进行深度脱氮处理和过滤，达标排放或回收利用，即完成高盐高钙高硅工业废水低碳减排的处理；

其中步骤二中工业废水的上清液排入酸碱调节池，若工业废水的上清液中的污染物突增，则向酸碱调节池中添加强化药剂；所述强化药剂为60mg/L的COD强化去除剂、20mg/L 的总氮去除剂和40mg/L的高盐废水脱胶剂；

步骤三中所述BAF曝气生物滤池的水力停留时间为6h，水中溶解氧含量为5.7mg/L；所述BAF曝气生物滤池中采用火山岩作为填料，填料填充率为40％；

步骤一中所述助凝剂为聚丙烯酰胺，添加量为40ppm，絮凝的时间为30min；

步骤二中所述去除剂为偏铝酸钠；偏铝酸钠的投加量：偏铝酸钠与硅酸盐及二氧化硅中无机硅的质量比为2:1；

步骤二中所述搅拌60min：先以150r/min的速率搅拌30min，再以100r/min的速率搅拌30min；

步骤二中所述絮凝剂为聚合硫酸铁，添加量为80ppm；所述助凝剂为聚丙烯酰胺，添加量为20ppm；

步骤三中所述BESI生物强化池由厌氧反应池、兼性厌氧反应池、好氧反应池和二沉池组成；其中厌氧反应池、兼性厌氧反应池和好氧反应池中均装有阶梯驯化5周的污泥；所述污泥均采用污水处理厂的新鲜污泥作为接种污泥；

步骤三中所述阶梯驯化5周的污泥：阶梯驯化的过程中逐渐提升驯化药剂中的盐度的浓度来驯化耐盐微生物；所述的驯化药剂配方如下：每1L驯化药剂中含2g的葡萄糖、2g的硫酸钠、梯度依次为1g、3g、5g、7g和9g的氯化钠、0.5g的磷酸二氢钾、0.5g的硫酸镁和余量的蒸馏水；

步骤三中厌氧反应池、兼性厌氧反应池和好氧反应池的水力停留时间分别为18h，18h 和24h；所述兼性厌氧反应池与好氧反应池的回流比为1.5:1；所述二沉池与厌氧反应池的污泥回流比为1:40，回流时间为3d；

步骤三中所述HIT臭氧氧化池中臭氧投加量为130mg/L；所述HIT臭氧氧化池中有HC臭氧催化氧化填料，其粒径为5mm，比表面积为300m

步骤三中所述BAF生物曝气滤池包括反冲洗，反冲洗分为气冲洗、水冲洗以及气水联合冲洗；其中气冲洗的强度为12L/(s·m

本实施例步骤一中高盐高钙高硅工业废水，其水质指标为：COD：8000mg/L，总氮：1988mg/L，钙含量3100mg/L，氨氮：770mg/L，总磷：57mg/L，二氧化硅：2855mg/L。

经本实施例处理后的出水水质符合环保排放标准，COD：332mg/L，总氮：175mg/L，钙含量618mg/L，氨氮：49mg/L，总磷：7mg/L，二氧化硅：396mg/L。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。