申請日2014.04.25

　　公開(公告)日2014.07.30

　　IPC分類號C02F9/14

　　摘要

　　本發(fā)明公開了一種低濃度廢水處理工藝，它包括以下步驟：在厭氧反應器中內(nèi)設零價鐵填充層，進水水質(zhì)為低濃度廢水，并調(diào)節(jié)進水pH值在6-6.5之間，然后將低濃度廢水經(jīng)泵注入該反應器。廢水經(jīng)反應器內(nèi)零價鐵強化處理，只需停留2-4小時，即可初步達到約55%-70%的有機物去除效果。再將上述出水通入人工濕地，利用濕地內(nèi)的填料、動植物和微生物等共同作用對廢水中有機物進一步去除，廢水經(jīng)凈化后作為再生水資源予以回收利用。本發(fā)明將廉價的零價鐵加入到常規(guī)厭氧反應器中，并耦合人工濕地自凈能力完成對低濃度廢水中有機物的高效地去除，實現(xiàn)污水凈化后回收利用。人工濕地處理系統(tǒng)投資及運轉成本低，運行時系統(tǒng)維護管理簡便，無需特殊技術，在天然條件下運行，能耗少。

　　權利要求書

　　1.一種厭氧內(nèi)置零價鐵反應器耦合人工濕地工藝，包括厭氧內(nèi) 置零價鐵反應器(9)和人工濕地(10)，在所述厭氧內(nèi)置零價鐵反應 器(9)內(nèi)從下向上依次設有污泥層(3)、零價鐵填充層(4)和三相 分離器(8)，其特征在于：

　　(1)采用已經(jīng)厭氧反應器培養(yǎng)且具有穩(wěn)定處理能力的厭氧顆粒污 泥裝進厭氧內(nèi)置零價鐵反應器(9)的污泥層(3)，所述污泥層(3) 占厭氧內(nèi)置零價鐵反應器(9)有效高度h的下部1/3區(qū)域;

　　(2)將經(jīng)預處理的零價鐵(5)加入所述零價鐵填充層(4)中，零 價鐵填充層(4)厚度為厭氧內(nèi)置零價鐵反應器(9)有效高度h的 15%;將該零價鐵填充層(4)放置于厭氧內(nèi)置零價鐵反應器(9)有 效高度h的中部1/3區(qū)域內(nèi)，蓋上反應器上蓋，密封;

　　(3)低濃度廢水經(jīng)進水管(2)與進水泵(1)進入?yún)捬鮾?nèi)置零價鐵 反應器(9)，再分別流經(jīng)污泥層(3)、零價鐵填充層(4)與三相分 離器(8);

　　(4)將出水利用出水泵(7)經(jīng)出水管(6)排入人工濕地(10)， 利用所述人工濕地(10)內(nèi)的填料、動植物和微生物等共同作用對出 水中有機物、氮、磷進行進一步去除。

　　2.根據(jù)權利要求1所述的厭氧內(nèi)置零價鐵反應器耦合人工濕地 工藝，其特征在于：所述零價鐵(5)選用寬5-8mm，長25-40mm的 卷狀鐵屑。

　　3.根據(jù)權利要求2所述的厭氧內(nèi)置零價鐵反應器耦合人工濕地 工藝，其特征在于：所述的零價鐵(5)—卷狀鐵屑需先經(jīng)0.1mol/L 的NaOH浸泡24小時，再經(jīng)10%鹽酸洗滌3次，后用水沖洗去除表面 油污、鐵銹，烘干。

　　4.根據(jù)權利要求1所述的厭氧內(nèi)置零價鐵反應器耦合人工濕地 工藝，其特征在于：所述的低濃度廢水水質(zhì)COD濃度為200-500mg/L。

　　5.根據(jù)權利要求1所述的厭氧內(nèi)置零價鐵反應器耦合人工濕地 工藝，其特征在于：所述低濃度廢水需調(diào)節(jié)pH值在6-6.5之間。

　　6.根據(jù)權利要求1所述的厭氧內(nèi)置零價鐵反應器耦合人工濕地 工藝，其特征在于：所述低濃度廢水在厭氧內(nèi)置零價鐵反應器(9) 內(nèi)停留時間控制在2—4小時。

　　說明書

　　一種厭氧內(nèi)置零價鐵反應器耦合人工濕地的低濃度廢水處理工藝

　　技術領域

　　本發(fā)明涉及一種廢水處理工藝，屬于環(huán)保領域。

　　背景技術

　　低濃度廢水主要包括生活污水和各種稀釋的工業(yè)廢水。我國生活污水的排放量逐年增加、占到我國年污水排放總量的70%，而其中只有10%得到了有效處理。生活污水COD濃度一般在200-500mg/L，是我國一些江河湖泊富營養(yǎng)化的主要原因。工業(yè)廢水排放量也是逐年增加，一些地區(qū)或工廠試圖將工業(yè)廢水稀釋后經(jīng)過簡單處理后直接排放。傳統(tǒng)的好氧二級生物處理工藝，占地面積大，基建費用高，且需要曝氣，運轉費用高，致使該技術不能廣泛應用。

　　厭氧工藝由于較好氧工藝而言無需曝氣，因此能源需求少、處理設備占地面積小，基建和運行成本低，且其產(chǎn)生剩余污泥量少、又可回收沼氣，已被逐漸應用于低濃度廢水處理。然而厭氧工藝也存在一些問題，當進水有機物濃度較低、產(chǎn)氣量小時，有機污染物與厭氧菌之間的傳質(zhì)效果不佳，厭氧微生物生長緩慢;且產(chǎn)甲烷菌極易受環(huán)境條件影響，進水條件如溫度、pH、COD濃度等改變都會對產(chǎn)甲烷過程產(chǎn)生影響，從而導致厭氧反應器運行失敗。

　　零價鐵作為一種廉價及環(huán)境友好的還原劑，近年來在水污染控制領域受到較多關注。零價鐵技術是污水處理中常用的提高可生化性的預處理方法，許多研究將零價鐵內(nèi)電解作為生物處理的前端工藝，處理后污水的生化性提高，而且產(chǎn)生的鐵離子也有利于后續(xù)水解酸化微生物處理性能的改善。同時，零價鐵技術也已經(jīng)成功應用于強化高濃度有機廢水的處理中，并取得了很好的處理效率，例如在我們的前期研究中，我們在專利申請?zhí)枮?00910012293.4的《一種零價鐵的污水處理方法》，申請?zhí)枮?01110026692.3的《一種零價鐵強化的厭氧 水解酸化的污水處理方法》中，將零價鐵至于產(chǎn)甲烷厭氧反應器/水解酸化反應器中，零價鐵緩慢釋放的亞鐵例子可加速污泥顆�；�的進程，并且零價鐵可顯著降低厭氧反應器內(nèi)的氧化還原電位，有助于促進產(chǎn)甲烷菌/水解酸化菌的生長。然而，目前國內(nèi)外關于零價鐵促進低濃度廢水厭氧處理的方法報道較少。

　　人工濕地是由人工建造和控制運行的一個綜合的生態(tài)系統(tǒng)，它應用生態(tài)系統(tǒng)中物種共生、物質(zhì)循環(huán)再生原理，結構與功能協(xié)調(diào)原則，在促進廢水中污染物良性循環(huán)的前體下，充分發(fā)揮資源的生產(chǎn)潛力，防止環(huán)境的在污染，獲得污水處理與資源化的最佳效益。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　為克服現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提出一種厭氧內(nèi)置零價鐵反應器耦合人工濕地的技術，通過零價鐵促進厭氧發(fā)酵對有機物的初步去除，然后將其出水直接排入人工濕地，從而達到對低濃度廢水高效處理的目的，本發(fā)明采取了以下技術方案：一種厭氧內(nèi)置零價鐵反應器耦合人工濕地工藝，包括厭氧內(nèi)置零價鐵反應器和人工濕地，在厭氧內(nèi)置零價鐵反應器內(nèi)從下向上依次設有污泥層、零價鐵填充層和三相分離器，它具有如下特點：采用已經(jīng)厭氧反應器培養(yǎng)且具有穩(wěn)定處理能力的厭氧顆粒污泥裝進厭氧內(nèi)置零價鐵反應器的污泥層，該污泥層占厭氧內(nèi)置零價鐵反應器有效高度h的下部1/3區(qū)域;將經(jīng)預處理的零價鐵加入所述零價鐵填充層中，零價鐵填充層厚度為厭氧內(nèi)置零價鐵反應器有效高度h的15%;將該零價鐵填充層放置于厭氧內(nèi)置零價鐵反應器(9)有效高度h的中部1/3區(qū)域內(nèi)，蓋上反應器上蓋，密封;將低濃度廢水經(jīng)進水管與進水泵排入?yún)捬鮾?nèi)置零價鐵反應器，再分別流經(jīng)污泥層和零價鐵填充層與三相分離器;將出水利用出水泵經(jīng)出水管通入人工濕地，利用人工濕地內(nèi)的填料、動植物和微生物等共同作用對出水中有機物、氮、磷進行進一步去除。零價鐵選用寬5-8mm，長25-40mm的卷狀鐵屑，先經(jīng)0.1mol/L的NaOH浸泡24小時，再經(jīng)10%鹽酸洗滌3次，后用水沖洗去除表面油污、鐵銹，烘 干。低濃度廢水水質(zhì)COD濃度為200-500mg/L，并調(diào)節(jié)pH值在6-6.5之間，低濃度廢水在厭氧內(nèi)置零價鐵反應器內(nèi)停留時間控制在2-4小時。

　　與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下顯著的有益效果：

　　1、本發(fā)明將零價鐵投加到厭氧反應器中，通入pH調(diào)節(jié)為6-6.5的低濃度廢水，厭氧反應器的有機物處理能力以及穩(wěn)定性能都得到明顯強化：1)pH值為6-6.5，溶液呈偏酸性狀態(tài)，有效加速零價鐵的溶出;2)溶出的二價鐵量與厭氧反應器對有機物的處理能力直接相關，二價鐵的溶出對厭氧反應器內(nèi)微生物的生長起到了積極地作用;3)零價鐵的加入及二價鐵的析出加速了厭氧反應器內(nèi)污泥的顆�；�程度，提高了反應器的處理能力，及反應器應對環(huán)境條件變化的能力，即反應器的穩(wěn)定性能;4)反應器水力停留時間只需2-4小時，便可達到55-70%的去除效果，明顯降低工程實際應用的造價及運轉費用。

　　2、在本發(fā)明中，低濃度廢水經(jīng)過厭氧內(nèi)置零價鐵反應器初步處理后，廢水中的有機物約70-150mg/L，直接排入人工濕地，通過濕地內(nèi)的填料、動植物和微生物等的共同作用來進一步有效處理污水。污水經(jīng)凈化后作為再生水資源予以回收利用。人工濕地處理系統(tǒng)投資及運轉成本低，運行時系統(tǒng)維護管理簡便，無需特殊技術，在天然條件下運行，能耗少，能夠適應負荷變化的影響，對污水中的有機物、氮磷等物質(zhì)能夠高效地去除，生態(tài)效益顯著，并實現(xiàn)了廢水的資源化。