一种处理难生物降解废水的方法技术

本发明专利技术公开一种处理难生物降解废水的方法，包括以下步骤：（1）向生化池内投加活性炭，形成活性炭-微生物菌胶团生化系统，活性炭添加量为0.5~50g活性炭/gCOD，所述活性炭按重量含量计含有0.05~10%的过渡金属氧化物；（2）步骤（1）中形成的含活性炭污泥在二沉池中沉淀分离后进入臭氧反应器进行臭氧化处理；（3）将步骤（3）处理后的含活性炭污泥回流至生化池中进行循环使用。该方法既循环利用了粉末活性炭，又减少了污泥的产量，提高了难生物降解废水处理效果，大大降低了PACT工艺的运行成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于废水处理领域，涉及一种处理难生物降解废水的组合工艺，具体地说涉及一种采用PACT工艺处理难生物降解废水的方法。该方法可以广泛应用于难生物降解废水的处理。
技术介绍
随着国内原油资源的日益短缺，原油性质的日趋恶劣，越来越多的炼化企业开始加工高硫、高酸原油。由于原油性质发生了显著的变化，使全厂污水的排放量和污水中的主要污染物浓度均得到一定幅度的增加。炼油污水经传统的隔油、浮选处理后，水中仍含有大量多环、杂环及苯酚类化合物，这些有机物难于生物降解，因此，常规的生化处理效果普遍较差。向传统的活性污泥系统投加粉末活性炭是美国杜邦公司开发的PACT技术，PACT技术是将活性污泥和粉末活性炭结合起来，两者共同作用加大对污染物的去除。由于粉末活性炭的比表面积大，可吸附水中难生物降解有机物，这样宏观环境中的难降解物质和有毒物质的浓度减少，对微生物的抑制作用也相对减弱。另一方面，微生物可附着在粉末活性炭上生长，同时可降解吸附在粉末活性炭上的有机污染物。这种协同作用为微生物的生长代谢活动营造了良好的环境，增强对难生物降解废水的处理。PACT工艺在运行过程中，含有粉末活性炭的生物活性污泥进入二沉池，会产生大量的含活性炭的污泥，造成二次污染，并且粉末活性炭没有进行回收利用，运行成本较高。CN102616922A提出一种可再生循环利用粉末活性炭处理难生物降解废水的PACT新工艺。二沉池中产生的带有活性炭的污泥脱水后经干燥、干馏和活化处理，使粉末活性炭吸附的有机物分解挥发，同时活性污泥热解为活性炭进行回用。这种方法虽然可回收粉末活性炭，但干馏温度在500~600℃，活化温度在800~950℃，应用过程能耗巨大，且高温再生活性炭对其结构亦有破坏，造成活性炭强度和性能降低，长期循环会造成废水处理效果下降。
技术实现思路
为解决现有技术的不足，本专利技术提出一种处理难生物降解废水的PACT方法。该方法既循环利用了粉末活性炭，又减少了污泥的产量，提高了难生物降解废水处理效果，大大降低了PACT工艺的运行成本。一种处理难生物降解废水的方法，包括以下步骤：（1）向生化池内投加活性炭，形成活性炭-微生物菌胶团生化系统，活性炭添加量为0.5~50g活性炭/gCOD，优选1.5~10g活性炭/gCOD，进一步优选3.5~6g活性炭/gCOD，所述活性炭按重量含量计含有0.05~10%的过渡金属氧化物，优选0.1~1.5%，进一步优选0.4~0.8%；（2）步骤（1）中形成的含活性炭污泥在二沉池中沉淀分离后进入臭氧反应器进行臭氧化处理；（3）将步骤（3）处理后的含活性炭污泥回流至生化池中进行循环使用。本专利技术方法步骤（1）中，生化池的操作条件为：容积负荷0.1~3.0kgCOD/(m3·d)，水力停留时间4~12h，优选容积负荷1.0~1.2kgCOD/(m3·d)，水力停留时间6~8h。本专利技术方法步骤（1）中，所述的过渡金属氧化物包括Fe、Mn、Co、Ni、Cu、La、Ce中的一种或几种，优选Ni或Cu。本专利技术方法步骤（1）中，所述的含有过渡金属氧化物的活性炭可以采用市售商品，如北京碧水源科技股份有限公司生产的活性炭催化剂，或者采用现有技术进行制备，例如采用常规的浸渍法将过渡金属氧化物负载到活性炭上，过体积浸渍或者等体积浸渍均可。本专利技术方法步骤（1）中，所述的含有过渡金属氧化物的活性炭采用如下方法制备：a）向去离子水中加入可溶性过渡金属盐，然后用碱液调解使其形成胶体溶液；b）将活性炭加入到步骤a）的胶体溶液中打浆成活性炭浆液，搅拌1~6小时；c）然后用碱液调节活性炭浆液pH值至11~12，继续搅拌0.5~3小时，经过滤、洗涤、惰性气氛保护下焙烧后制得负载过渡金属氧化物的活性炭。上述方法中，所述的可溶性过渡金属盐包括过渡金属硝酸盐、碳酸盐、硫酸盐或氯化盐中的一种或几种混合。上述方法中，所述的活性炭浆液中活性炭与水的质量比为1：5~20，优选为1:5~15。上述方法中，所述的碱液为NaOH、NaCO3、NaHCO3、KOH、KCO3、KHCO3、(NH2)2CO的一种或任意几种的混合，碱液的质量百分比浓度为0.1~30%。本专利技术方法步骤（2）中，臭氧化处理条件为2~20mg/gSS，优选5~10mg/gSS，停留时间10~30min。本专利技术方法步骤（3）中，可以补充10~20wt%的含有过渡金属氧化物的活性炭。本专利技术的有益效果如下：通过向处理难生物降解废水的生化系统投加含有过渡金属的活性炭，特别是自制的含有过渡金属氧化物的活性炭，可快速吸附污水中的难生物降解有机物，从而降低这类有机物对微生物的抑制作用。活性污泥中的微生物以含有过渡金属氧化物的活性炭为中心，包裹含有过渡金属氧化物的活性炭形成菌胶团絮体，强化了微生物代谢能力，形成的含有过渡金属氧化物的活性炭污泥经臭氧化再生处理后回流至原生化系统，达到了低温常压含有过渡金属氧化物的活性炭污泥再生及污泥源头减量化的双重目的，大大降低了PACT工艺的运行成本，具有良好的经济效益。具体实施方式以下通过实施例及比较例来进一步说明本专利技术方法的过程和效果，实施例及比较例中如无特殊说明wt%均为质量分数，自制的负载过渡金属氧化物的活性炭，活性炭采购于上海吉宝活性炭有限公司，活性炭的性质如下：大于90%的活性炭粒径范围在0.63~2.0mm，装填密度450~550g/L，强度为94。实施例1处理国内某炼油厂的气浮出水（即生化池的总进水），主要水质指标为：COD为275mg/L，BOD5为58.3mg/L，pH值6.79，挥发酚19.1mg/L，负载氧化镍的活性炭采购于北京碧水源科技股份有限公司生产的活性炭催化剂，氧化镍的重量含量为0.1%。气浮出水经PACT生化处理、回流污泥经臭氧催化氧化处理，其具体操作条件和处理效果见表1所示。表1实施例2处理某酒精废水的厌氧出水，主要水质指标为：COD为2460mg/L，BOD5为320mg/L，pH值7.56，氨氮56mg/L，COD为2460mg/L，BOD5为320mg/L，pH值7.56，氨氮56mg/L，负载氧化铜的活性炭采用常规的等体积浸渍法制备，氧化铜的重量含量为1.5%。厌氧出水经PACT生化处理、回流污泥经臭氧催化氧化处理，其具体操作条件和处理效果见表2所示。表2处理单元名称处理装置规模及主要组成主要运行条件与控制参数处理效果生化系统PACT反应器，有机玻璃材质，反应器容积20L容积负荷1.2kgCOD/(m3·d)；水力停留时间16h；氧化铜活性炭催化剂投加量5g/gCOD；污泥浓度8000mg/L出水COD280mg/L；BOD516mg/L；氨氮3.1mg/L；污泥臭氧催化氧化系统不锈钢材质，处理量2L臭氧投加量20mg/gSS；反应时间30min污泥减量42%实施例3同实施例1，只是负载氧化镍的活性炭（负载量同实施例1）采用如下方本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种处理难生物降解废水的方法，其特征在于：包括以下步骤：（1）向生化池内投加活性炭，形成活性炭‑微生物菌胶团生化系统，活性炭添加量为0.5~50 g活性炭/g COD，所述活性炭按重量含量计含有0.05~10%的过渡金属氧化物；（2）步骤（1）中形成的含活性炭污泥在二沉池中沉淀分离后进入臭氧反应器进行臭氧化处理；（3）将步骤（3）处理后的含活性炭污泥回流至生化池中进行循环使用。

【技术特征摘要】
1.一种处理难生物降解废水的方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）向生化池内投加活性炭，形成活性炭-微生物菌胶团生化系统，活性炭添加量为0.5~50g活性炭/gCOD，所述活性炭按重量含量计含有0.05~10%的过渡金属氧化物；
（2）步骤（1）中形成的含活性炭污泥在二沉池中沉淀分离后进入臭氧反应器进行臭氧化处理；
（3）将步骤（3）处理后的含活性炭污泥回流至生化池中进行循环使用。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（1）活性炭添加量为1.5~10g活性炭/gCOD，所述活性炭按重量含量计含有0.1~1.5%过渡金属氧化物。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（1）活性炭添加量为3.5~6g活性炭/gCOD，所述活性炭按重量含量计含有0.4~0.8%过渡金属氧化物。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（1）生化池的操作条件为：容积负荷0.1~3.0kgCOD/(m3·d)，水力停留时间4~12h。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：生化池的操作条件为：容积负荷1.0~1.2kgCOD/(m3·d)，水力停留时间6~8h。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（1）中所述的过渡金属氧化物包括Fe、Mn、Co、Ni、Cu、La、Ce中的一种或几种。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述的过渡金属氧化物为Ni或Cu。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：张蕾，马和旭，郭宏山，李宝忠，朱卫，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司抚顺石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11