公布日：2023.05.05
申請日：2023.01.10
分類號：C02F9/00(2023.01)I;C02F3/28(2023.01)I;C02F3/00(2023.01)I;C02F1/72(2023.01)I;C02F1/78(2023.01)I;C02F3/02(2023.01)I;C02F101/10(2006.01)N;C02F101/
30(2006.01)N
摘要
本發(fā)明公開了一種有機硅高鹽廢水的生化處理方法，有機硅生產(chǎn)高鹽廢水，采用厭氧水解+接觸氧化+臭氧氧化-生化耦合工藝處理；厭氧水解池投加生物促進劑、還原鐵粉，控制出水ORP＜-400mV；接觸氧化池接觸氧化池末端投加粉末活性炭，控制DO為4.0～6.0mg/L；臭氧氧化采用臭氧/H2O2工藝，所述臭氧-生化出水回流至厭氧水解池或接觸氧化池，且回流比為101％～200％。本發(fā)明工藝能夠提高有機硅生產(chǎn)高鹽廢水生化處理COD降解效率，并縮短有機硅廢水生化處理停留時間，提高有機硅廢水生化段穩(wěn)定性并降低投資。
權(quán)利要求書
1.一種有機硅高鹽廢水的生化處理方法，其特征在于：采用厭氧水解+接觸氧化+臭氧氧化-生化耦合工藝處理，包括以下步驟：步驟(1)、調(diào)節(jié)有機硅高鹽廢水的pH為8.0～10.0，進入?yún)捬跛獬�，水力停留時間為10～30h；厭氧水解池采用生物膜法，在厭氧水解池內(nèi)部采用生物繩填料，所述生物繩填料填充率為50％～75％，填料直徑為20～30mm且安裝間距為60mm×60mm；厭氧水解池投加生物促進劑和還原鐵粉，生物促進劑的投加量為10～50mg/L，還原鐵粉的投加量為20～50mg/L，控制厭氧水解池內(nèi)ORP為-500～-400mV、pH為5.5～6.5；步驟(2)、厭氧水解池出水進入接觸氧化池，接觸氧化池水力停留時間為6～20h，接觸氧化池分隔為3格串聯(lián)，且均采用生物接觸氧化工藝且無污泥回流，接觸氧化池內(nèi)采用生物繩填料；填料填充比為60％～85％，填料直徑為20～30mm且安裝間距為60mm×60mm；接觸氧化池末端溶解氧為4.0～6.0mg/L；接觸氧化池出水進入二沉池沉降；步驟(3)、二沉池出水進入臭氧氧化-生化耦合池；其中，臭氧氧化池與生化池合建，臭氧氧化池水力停留時間為1～2h，生化池水力停留時間為2～6h；臭氧氧化單元采用O3/H2O2工藝，生化池分為2格且均采用生物膜工藝；生化池第1格出水回流至前端厭氧水解池、接觸氧化池或臭氧氧化池進水端，且回流比為101％～200％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種有機硅高鹽廢水的生化處理方法，其特征在于：所述生物促進劑包括以下組分：KH2PO410份、MnCl20.5份、NiCl20.2份、(NH4)6Mo7O240.1份、CoCl20.1份、H3BO30.1份、酵母粉10份、黃腐酸鉀10份、玉米漿干粉15份、糖蜜15份、蔗糖30份。
3.根據(jù)權(quán)利要求1-2任一項所述的一種有機硅高鹽廢水的生化處理方法，其特征在于：所述接觸氧化池最后1格投加液堿控制pH為9.0～10.5，并投加粉末活性炭30～150mg/L。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-2任一項所述的一種有機硅高鹽廢水的生化處理方法，其特征在于：所述臭氧氧化池中，臭氧投加量為60～180mg/L，H2O2與O3投加質(zhì)量比為0.4:1～0.8:1。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-2任一項所述的一種有機硅高鹽廢水的生化處理方法，其特征在于：所述厭氧池停留時間為10h，接觸氧化池停留時間為6h，臭氧氧化池停留時間為1.0h，臭氧后生化池停留時間為2h。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-2任一項所述的一種有機硅高鹽廢水的生化處理方法，其特征在于：所述臭氧氧化-生化耦合池中生化池第1格出水回流至所述厭氧水解池，且二沉池表面負荷為0.3～0.6m3/(m2·h)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種穩(wěn)定、高效且具有技術(shù)經(jīng)濟性的有機硅高鹽廢水的生化處理方法。
所述有機硅高鹽廢水是指化工有機硅廢水經(jīng)酸堿中和、隔油、氣浮、混凝沉淀或其它工藝預處理去除硅粉、硅油、懸浮物后的廢水，典型水質(zhì)COD為300～1200mg/L，CaCl2含量為20000～30000mg/L。有機硅高鹽廢水主要來自氯甲烷合成工段、有機氯硅烷合成工段、聚硅氧烷合成工段，主要污染物包括甲醇、氯化氫、氯化鋅、一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳、硅粉、銅、鋅離子、硅醇、聚硅氧烷、甲基氯硅烷、高聚物硅油。
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題通過以下方案實現(xiàn)：
一種有機硅高鹽廢水的生化處理方法，所述有機硅高鹽廢水是經(jīng)酸堿中和、隔油、氣浮、混凝沉淀或其它工藝預處理去除硅粉、硅油、懸浮物后的有機硅生產(chǎn)高鹽廢水，采用生化方法處理，包括以下步驟：
步驟(1)、調(diào)節(jié)有機硅高鹽廢水的pH為8.0～10.0，進入?yún)捬跛獬兀νＡ魰r間為10～30h；厭氧水解池采用生物膜法，在厭氧水解池內(nèi)部采用生物繩填料，所述生物繩填料填充率為50％～75％，填料直徑為20～30mm且安裝間距為60mm×60mm；厭氧水解池投加生物促進劑和還原鐵粉，生物促進劑的投加量為10～50mg/L，還原鐵粉的投加量為20～50mg/L，控制厭氧水解池內(nèi)ORP為-500～-400mV、pH為5.5～6.5；
步驟(2)、厭氧水解池出水進入接觸氧化池，接觸氧化池水力停留時間為6～20h，接觸氧化池分隔為3格串聯(lián)，且均采用生物接觸氧化工藝且無污泥回流，接觸氧化池內(nèi)采用生物繩填料；填料填充比為60％～85％，填料直徑為20～30mm且安裝間距為60mm×60mm；接觸氧化池末端溶解氧為4.0～6.0mg/L；接觸氧化池出水進入二沉池沉降；
步驟(3)、二沉池出水進入臭氧氧化-生化耦合池；其中，臭氧氧化池與生化池合建，臭氧氧化池水力停留時間為1～2h，生化池水力停留時間為2～6h；臭氧氧化單元采用O3/H2O2工藝，生化池分為2格且均采用生物膜工藝；生化池第1格出水回流至前端厭氧水解池、接觸氧化池或臭氧氧化池進水端，且回流比為101％～200％。
優(yōu)選的，所述生物促進劑包括以下組分：KH2PO410份、MnCl20.5份、NiCl20.2份、(NH4)6Mo7O240.1份、CoCl20.1份、H3BO30.1份、酵母粉10份、黃腐酸鉀10份、玉米漿干粉15份、糖蜜15份、蔗糖30份。
優(yōu)選的，所述接觸氧化池最后1格投加液堿控制pH為9.0～10.5，并投加粉末活性炭，粉末活性炭的投加量為30～150mg/L。
優(yōu)選的，所述臭氧氧化池中，臭氧投加量為60～180mg/L，H2O2與O3投加質(zhì)量比為0.4:1～0.8:1。
優(yōu)選的，所述厭氧池停留時間為10h，接觸氧化池停留時間為6h，臭氧氧化池停留時間為1h，臭氧后生化池停留時間為2h。
優(yōu)選的，所述臭氧氧化-生化耦合池中，生化池第1格出水回流至所述接觸氧化池第1格，且二沉池表面負荷為0.3～0.6m3/(m2·h)。
本發(fā)明原理：
本發(fā)明人研究發(fā)現(xiàn)：有機硅廢水COD主要在厭氧水解環(huán)境下降解，且ORP越低，同樣進水條件下COD去除率越高；厭氧水解池中添加適量生物促進劑、葡萄糖可以提高厭氧微生物活性，厭氧水解池添加還原鐵粉對大分子有機物具有還原分解作用，能夠起到降低厭氧水解池ORP、提高厭氧水解池COD去除率的作用。
例如：厭氧水解池投加生物促進劑50ppm，厭氧水解池ORP可從-350mV降低值-400mV～-520mV，且與不加生物促進劑的對照組相比，厭氧水解池COD去除率相較于污水站厭氧段葡萄糖投加量200ppm，藥劑投加量和藥劑成本顯著降低，長期運行費用明顯下降。與污水站采用厭氧ABR工藝相比，本發(fā)明方案厭氧池COD去除率提升20％以上；當厭氧水解池進水COD為300～1200mg/L，厭氧水解池出水COD可降至180～320mg/L。
本發(fā)明厭氧水解池與接觸氧化池均采用生物繩工藝，且所述生物繩直徑為20～30mm，安裝密度為60mm×60mm；相比現(xiàn)有技術(shù)采用的一般生物繩直徑為40～80mm、組合填料和彈性填料直徑為60～100mm，單位體積的20～30mm的生物繩填料比表面積可增加2～3倍，能夠附著生長更多生物膜；對于有機硅高鹽廢水且CaCl2含量為2～3％，采用本發(fā)明的生物繩填料及安裝密度，可以使出水SS降至5mg/L以下。
本發(fā)明二沉池出水深度處理采用臭氧氧化-生化耦合工藝，臭氧氧化采用O3/H2O2工藝且采用射流投加方式，無結(jié)垢問題，處理效率能夠維持穩(wěn)定；且臭氧-生化耦合池生化第一格回流至前端厭氧水解池或接觸氧化池，在不增加投資、不改變構(gòu)筑物的前提下，在相同的出水COD目標條件下，臭氧投加量可減少20％。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明有益的技術(shù)效果包括：
(1)本發(fā)明作為一個整體，實現(xiàn)了有機硅高鹽廢水高鹽生化段進水COD300～1200mg/L、CaCl2為20000～30000mg/L條件下，出水COD可降至50mg/L以下。
(2)本發(fā)明作為一個整體，在廢水生化處理段確定了ORP作為有機硅廢水厭氧水解池的重要控制參數(shù)，并以ORP為參數(shù)控制選擇生物促進劑、還原鐵粉投加量，促進厭氧水解池ORP值降低至-400mV以下，使有機硅廢水經(jīng)厭氧水解池后COD降至180～240mg/L；相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明厭氧水解池COD去除率提高10％以上。
(3)本發(fā)明“厭氧水解+接觸氧化”均采用采用20～30mm生物繩填料且安裝密度為60×60mm，生物膜數(shù)量及表面積增加100～300％；與現(xiàn)有技術(shù)相比，在同樣出水水質(zhì)目標情況下，水力停留時間HRT可縮短20％以上，且HRT可縮短至16h，顯著減少土建成本和占地面積。
(4)本發(fā)明深度處理段采用臭氧氧化-生化耦合工藝，臭氧氧化采用O3/H2O2工藝且采用射流投加方式，無結(jié)垢導致的檢修困難問題；且臭氧-生化耦合池生化第一格回流至前端厭氧水解池或接觸氧化池，在不增加投資、不改變構(gòu)筑物的前提下，在相同的出水COD目標條件下，臭氧投加量可減少20％。
（發(fā)明人：徐軍;劉冠;王開春;孫文妮;田鳳蓉;王強;曲昂;洪磊）
