公布日：2022.02.18
申請日：2020.08.04
分類號：C02F9/14(2006.01)I;C02F101/30(2006.01)N
摘要
本發(fā)明公開了一種草甘膦廢水處理耦合工藝。該耦合工藝首先采用濕式氧化反應(yīng)器對草甘膦廢水進行預(yù)處理，以提高廢水的可生化性，為后續(xù)生物降解奠定基礎(chǔ)；接著用活性污泥法作為后續(xù)處理以提高廢水處理效果，保障出水水質(zhì)。本工藝既能克服單獨濕式氧化法副產(chǎn)物多以及為獲得高草甘膦去除率引起的能耗高的問題，又能減少草甘膦廢水的毒性以進行活性污泥的處理達到徹底處理草甘膦廢水的目的。本工藝能夠直接用于有機磷農(nóng)藥廢水的治理，具有去除效果好、較低能耗、污泥產(chǎn)量低、無需添加其他化學(xué)藥劑、作用時間快、無二次污染的優(yōu)點。
權(quán)利要求書
1.一種草甘膦廢水處理耦合工藝，其特征在于，步驟如下：(1)氧化過程：將草甘膦廢水置于濕式氧化反應(yīng)器內(nèi)，充入氮氣使初始壓力達到7.78～2.15MPa，打開升溫裝置并設(shè)置轉(zhuǎn)速為1000rpm，當(dāng)反應(yīng)溫度升高至150℃～250℃時，將空氣通入反應(yīng)器中使反應(yīng)壓強升高至15MPa，此時作為氧化反應(yīng)起點；反應(yīng)一段時間后收集經(jīng)濕式氧化處理后的廢水以待后續(xù)生物處理；(2)生物過程：先將活性污泥進行一段時間的馴化處理，將經(jīng)濕式氧化反應(yīng)器預(yù)處理的草甘膦廢水與經(jīng)過馴化處理過后的活性污泥混合進行生物處理，水力停留時間為24h，以達到處理草甘膦廢水的目的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種草甘膦廢水處理耦合工藝，其特征在于，所述的濕式氧化反應(yīng)器是一個間歇式反應(yīng)器，包括溫氮氣罐、空氣罐、氣體吹掃、爆破片、溫度壓力轉(zhuǎn)速顯示器、進樣系統(tǒng)、高壓釜、攪拌裝置、冷熱溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)、加熱器，氮氣罐和空氣罐分別通過管線與高壓釜頂端相連通，氣體吹掃與爆破片經(jīng)管線與高壓釜頂端連通，溫度壓力轉(zhuǎn)速顯示器和進樣系統(tǒng)經(jīng)管線與高壓釜頂端相連通，攪拌裝置裝于高壓釜內(nèi)部并與高壓釜的頂端相連，冷熱溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)通過管線螺旋式方式圍繞在高壓釜外部，加熱器與高壓釜底部相連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種草甘膦廢水處理耦合工藝，其特征在于，所述氧化過程，充入一定量氮氣使初始壓力達到7.78～6MPa。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種草甘膦廢水處理耦合工藝，其特征在于，所述的濕式氧化反應(yīng)器的反應(yīng)溫度為150～200℃。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種草甘膦廢水處理耦合工藝，其特征在于，所述氧化過程，充入一定量氮氣使初始壓力達到7.78、6和2.15MPa以對應(yīng)反應(yīng)溫度150℃、200℃和250℃。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種草甘膦廢水處理耦合工藝，其特征在于，所述的濕式氧化反應(yīng)器的反應(yīng)時間為30min。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種草甘膦廢水處理耦合工藝，其特征在于，所述的濕式氧化反應(yīng)器使用的氣相為空氣。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種草甘膦廢水處理耦合工藝，其特征在于，所述生物處理過程中使用曝氣系統(tǒng)將溶解氧的濃度保持在3mg/L以上。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種草甘膦廢水處理耦合工藝，其特征在于，所述的活性污泥是來自污水處理廠好氧活性污泥，并經(jīng)過一段時間的馴化過程；所述的馴化過程是在半封閉的反應(yīng)器中進行的：首先往反應(yīng)器中通入原始活性污泥與培養(yǎng)液，每周更新培養(yǎng)液，通過提高培養(yǎng)液中草甘膦的濃度至1000mg/L和降低培養(yǎng)液中葡萄糖的濃度至0mg/L，直至微生物能以草甘膦作為唯一碳源；在整個馴化過程中，使用曝氣系統(tǒng)將溶解氧的濃度保持在3mg/L以上。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種草甘膦廢水處理耦合工藝，其特征在于，所述的培養(yǎng)液除草甘膦和葡萄糖的其他組分為：(NH4)2SO4223mg/L、K2HPO427mg/L、KH2PO421mg/L、MgCl2•2H2O160mg/L、CaCl220mg/L、FeSO4•7H2O1mg/L、NaMoO42mg/L、MnCl21mg/L，培養(yǎng)液pH＝7±0.05。
發(fā)明內(nèi)容
為解決現(xiàn)有技術(shù)的缺點和不足之處，本發(fā)明的目的在于提供一種快速高效可靠、治污效果高和環(huán)境效益好的草甘膦廢水處理方法。該方法涉及一種“濕式氧化法+活性污泥法”的耦合工藝，適用于草甘膦等有機磷農(nóng)藥廢水的處理。
本發(fā)明目的通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：
一種草甘膦廢水處理耦合工藝，其步驟為：
(1)氧化過程：將草甘膦廢水置于濕式氧化反應(yīng)器內(nèi)，充入一定量氮氣使初始壓力達到7.78～2.15MPa，打開升溫裝置并設(shè)置轉(zhuǎn)速為1000rpm，當(dāng)反應(yīng)溫度升高至150℃～250℃時，將空氣通入反應(yīng)器中使反應(yīng)壓強升高至15MPa，此時作為氧化反應(yīng)起點；反應(yīng)一段時間后收集經(jīng)濕式氧化處理后的廢水以待后續(xù)生物處理；
(2)生物過程：先將活性污泥進行一段時間的馴化處理，培養(yǎng)過程中，活性污泥一直曝氣使溶解氧含量大于3mg/L以維持好氧環(huán)境；將經(jīng)濕式氧化反應(yīng)器預(yù)處理的草甘膦廢水與經(jīng)過馴化處理過后的活性污泥混合進行生物處理，水力停留時間為24h，以達到處理草甘膦廢水的目的。
所述的濕式氧化反應(yīng)器是一個間歇式反應(yīng)器，包括氮氣罐、空氣罐、氣體吹掃、爆破片、溫度壓力轉(zhuǎn)速顯示器、進樣系統(tǒng)、高壓釜、攪拌裝置、冷熱溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)、加熱器和出水口，氮氣罐和空氣罐分別通過管線與高壓釜頂端相連通，氣體吹掃與爆破片經(jīng)管線與高壓釜頂端連通，溫度壓力轉(zhuǎn)速顯示器和進樣系統(tǒng)經(jīng)管線與高壓釜頂端相連通，攪拌裝置裝于高壓釜內(nèi)部并與高壓釜的頂端相連，冷熱溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)通過管線螺旋式方式圍繞在高壓釜外部，加熱器與高壓釜底部相連通；冷熱溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括冷水進口、壓縮空氣進口和冷水出口。
進一步的，所述氧化過程，充入一定量氮氣使初始壓力達到
7.78～6MPa(對應(yīng)反應(yīng)溫度150℃～200℃)。
進一步的，所述氧化過程，所述的濕式氧化反應(yīng)器的反應(yīng)溫度為150～200℃。
進一步的，所述氧化過程，充入一定量氮氣使初始壓力達到
7.78、6和2.15MPa(分別對應(yīng)反應(yīng)溫度150℃、200℃和250℃)。
進一步的，所述的濕式氧化反應(yīng)器的反應(yīng)壓強為15MPa。
進一步的，所述的濕式氧化反應(yīng)器的反應(yīng)時間為30min；所述的濕式氧化反應(yīng)器的反應(yīng)轉(zhuǎn)速為1000rpm；所述的濕式氧化反應(yīng)器使用的氣相為空氣。
進一步的，所述生物處理過程中使用曝氣系統(tǒng)將溶解氧的濃度保持在3mg/L以上。
進一步的，所述的活性污泥是來自污水處理廠好氧活性污泥，并經(jīng)過一段時間的馴化過程；所述的馴化過程是在半封閉的反應(yīng)器中進行的：首先往反應(yīng)器中通入原始活性污泥與培養(yǎng)液，每周更新培養(yǎng)液，通過提高培養(yǎng)液中草甘膦的濃度至1000mg/L和降低培養(yǎng)液中葡萄糖的濃度至0mg/L，直至微生物能以草甘膦作為唯一碳源；在整個馴化過程中，使用曝氣系統(tǒng)將溶解氧的濃度保持在3mg/L以上。
進一步的，所述的培養(yǎng)液除草甘膦和葡萄糖的其他組分為：(NH4)2SO4223mg/L、K2HPO427mg/L、KH2PO421mg/L、MgCl2•2H2O160mg/L、CaCl220mg/L、FeSO4•7H2O1mg/L、NaMoO42mg/L、MnCl21mg/L，培養(yǎng)液pH＝7±0.05。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點及有益效果：
(1)本發(fā)明將濕式氧化反應(yīng)器作為草甘膦廢水的前處理，可以在不添加其他化學(xué)藥劑以及催化劑的情況下將草甘膦廢水快速降解成其他小分子，提高廢水的可生化性和降低廢水的毒性，降低了后續(xù)生物處理負荷。
(2)本發(fā)明的生物處理裝置簡單，經(jīng)濕式氧化反應(yīng)器預(yù)處理的剩余的草甘膦以及降解的小分子可作為營養(yǎng)物質(zhì)供微生物利用，達到后續(xù)處理的目的，降低了化學(xué)氧化和整個工藝的運行成本和能耗。
(4)草甘膦去除率高：廢水經(jīng)該耦合工藝處理后草甘膦的去除率高達100％。
(4)本發(fā)明的裝置操作簡單方便，易于維護，污泥產(chǎn)量低，無二次污染。
（發(fā)明人：馮丹;賀斌;張思毅;曾玉超;白宜斐;孫蒂芳）
