一种高浓度有机废水的物化-生化处理方法技术

本发明专利技术涉及有机废水处理技术领域，公开了一种高浓度有机废水的物化

【技术实现步骤摘要】
一种高浓度有机废水的物化
‑
生化处理方法


[0001]本专利技术涉及有机废水处理
，尤其涉及一种高浓度有机废水的物化
‑
生化处理方法。

技术介绍

[0002]高浓度有机废水的来源包括制药、印染、造纸、食品加工、现代煤化工等行业，其有机污染物浓度高，化学需氧量(COD)在2000mg/L以上，直接排放到水体中会引发富营养化，降低水体的自净能力，对其中的生物造成严重损害，此外还会对人体健康造成危害。如何对高浓度有机废水进行有效处理，使其水质达到排放标准，避免其危害生态环境和人体健康，是目前环保领域的热点议题之一。
[0003]在高浓度有机废水的处理中，存在成分复杂、污染物含量高、不易生物降解、处理难度大的问题，单一的生化法、物化法等传统处理方法无法奏效，物化
‑
生化法将物化处理和生化处理相耦合，能够结合两种方法的优势，是解决高浓度有机废水难处理问题的一个重要突破方向。
[0004]物化
‑
生化法的处理效果取决于选取的工艺段及组合、各工艺段的处理效果以及各工艺段之间的顺序。专利CN202010378292.8公开了一种厌氧
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好氧深度耦合处理高浓度有机废水的方法，包括以下步骤：有机废水进入厌氧反应单元内，与预先加入厌氧反应单元内的厌氧颗粒污泥充分混合，发生厌氧反应；厌氧反应后的厌氧出水进入好氧反应单元，经过同步硝化反硝化过程，除氮；好氧反应单元的出水部分回流至厌氧反应单元，另一部分出水进入下一处理工艺或达标排放。该专利将厌氧生物处理和好氧生物处理循环耦合，能够利用厌氧处理提高后续好氧生化效率，并利用好氧处理使厌氧出水进一步得到环保处理。但常规的厌氧生物处理中，种间电子传递效率低，因而厌氧处理效率较低，进而影响整体处理效果，并且，单独采用厌氧
‑
好氧耦合方法处理高浓度有机废水，存在废水可生化性差而影响厌氧生物处理效率，以及有机污染物去除不彻底的问题，同样会造成废水整体处理效果较差。

技术实现思路

[0005]为了解决现有的厌氧
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好氧耦合法对高浓度有机废水的处理效果不佳的技术问题，本专利技术提供了一种高浓度有机废水的物化
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生化处理方法。该方法采用物化法预处理
→
厌氧发酵
→
厌氧
‑
好氧处理
→
物化法后处理的工艺段组合和顺序，并在厌氧发酵过程中采用含有由改性活性碳纤维和改性生物炭构成的导电网络的厌氧颗粒污泥，能够提高高浓度有机废水的处理效果。
[0006]本专利技术的具体技术方案为：一种高浓度有机废水的物化
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生化处理方法，包括以下步骤：S1：对高浓度有机废水进行物化法预处理以初步去除悬浮固体和总磷；S2：将步骤S1处理后的废水调节pH至6
‑
8后，通入厌氧反应器中与厌氧颗粒污泥混
合，进行厌氧发酵，而后进行泥水分离，获得上清液和污泥；所述厌氧颗粒污泥中含有由改性活性碳纤维和改性生物炭构成的导电网络，所述改性活性碳纤维与改性生物炭的表面在pH 6
‑
8下带有的电荷相反；S3：将步骤S2中获得的上清液调节pH至7
‑
8后，进行厌氧
‑
好氧处理，而后进行泥水分离，获得上清液和污泥；S4：对步骤S3中获得的上清液进行物化法后处理。
[0007]本专利技术所使用的厌氧颗粒污泥中，在适合厌氧微生物的pH环境(pH 6
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8)下，改性活性碳纤维和改性生物炭表面带有的电荷相反，因而两者之间能通过静电引力结合，在形成的厌氧颗粒污泥中以导电网络的形式存在。在进行废水的厌氧发酵时，厌氧微生物附着在厌氧颗粒污泥及其中的活性碳纤维和生物炭上，导电网络能够促进微生物的种间电子传递，从而提高厌氧处理的效率，有利于实现更好的高浓度有机废水处理效果。
[0008]并且，本专利技术先进行物化法预处理，初步去除悬浮固体和总磷，能够提高高浓度有机废水的可生化性；而后进行厌氧发酵，能够大大降低废水COD；再进行厌氧
‑
好氧处理(A/O工艺)，利用兼氧微生物将废水中的大分子、难降解有机物转化为小分子、易降解有机物，然后利用好氧微生物进一步去除废水COD和氨氮；在上述生化处理后，通过物化法后处理，能够进一步去除废水中的污染物(如悬浮固体、总磷)。采用以上工艺段组合和顺序，能够实现较好的高浓度有机废水处理效果，有效去除其中的COD、氮磷以及悬浮固体。
[0009]作为优选，所述改性活性碳纤维表面带有正电荷，改性生物炭表面带有负电荷；所述改性活性碳纤维中负载有纳米零价铁。
[0010]纳米零价铁能够直接作为电子供体或者通过与水反应产生氢气作为电子供体，促进厌氧微生物对废水中污染物的降解。本专利技术将纳米零价铁负载在改性活性碳纤维中，改性活性碳纤维与改性生物炭形成导电网络，并存在于厌氧颗粒污泥中，纳米零价铁提供的电子能够沿着导电网络，传递给附着在活性碳纤维和生物炭上的厌氧微生物，同时，纳米零价铁产生的氢气能够沿着厌氧污泥颗粒中的孔道，传递给附着在厌氧污泥颗粒中的厌氧微生物。通过上述方式，改性活性碳纤维中的纳米零价铁与厌氧颗粒污泥中的导电网络相互配合，能够使纳米零价铁提供电子的作用得到充分利用，在更大程度上提高厌氧处理效率。
[0011]此外，纳米零价铁表面带有正电荷，若将其负载在改性生物炭中，则会影响改性生物炭与改性活性碳纤维之间的结合，进而影响导电网络的形成，因此，本专利技术将纳米零价铁负载在改性活性碳纤维中。
[0012]作为优选，所述厌氧颗粒污泥的制备方法包括以下步骤：(1)将(2
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氨基乙基)三甲基氯化铵通过羧基与氨基之间的缩合反应接枝到活性碳纤维表面，获得改性活性碳纤维；(2)对生物炭进行酸氧化处理，获得改性生物炭；(3)将改性生物炭和改性活性碳纤维分散到水中，调节pH至6
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8，制成导电分散液后，与絮状污泥一起加入厌氧反应器中，混合后进行厌氧颗粒污泥培养，形成厌氧颗粒污泥。
[0013]活性碳纤维是经过活化的碳纤维，其具有较多的孔隙结构和较大的比表面积，有利于微生物的附着，同时，活性碳纤维表面还带有较多的含氧基团(如羟基、羧基、羰基)。步骤(1)中，利用活性碳纤维表面的羧基与(2
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氨基乙基)三甲基氯化铵中的氨基反应，能够将
季铵基接枝到活性碳纤维上，使其带上正电荷；步骤(2)中，通过酸氧化处理，能够使生物炭在pH 6
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8的环境中表面带有负电荷；步骤(3)中，通过将改性生物炭和改性活性碳纤维制成导电分散液，两者之间能够通过静电引力结合，预先形成导电网络，而后在厌氧颗粒污泥的培养过程中，絮状污泥和导电网络通过生物凝聚作用(如菌体的粘附作用)形成自凝聚体，即厌氧颗粒污泥。
[0014]作为优选，步骤(1)的具体过程包括以下步骤：将活性碳纤维加入到含(2
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氨基乙基)三甲基氯化本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高浓度有机废水的物化
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生化处理方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：对高浓度有机废水进行物化法预处理以初步去除悬浮固体和总磷；S2：将步骤S1处理后的废水调节pH至6
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8后，通入厌氧反应器中与厌氧颗粒污泥混合，进行厌氧发酵，而后进行泥水分离，获得上清液和污泥；所述厌氧颗粒污泥中含有由改性活性碳纤维和改性生物炭构成的导电网络，所述改性活性碳纤维与改性生物炭的表面在pH 6
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8下带有的电荷相反；S3：将步骤S2中获得的上清液调节pH至7
‑
8后，进行厌氧
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好氧处理，而后进行泥水分离，获得上清液和污泥；S4：对步骤S3中获得的上清液进行物化法后处理。2.如权利要求1所述的物化
‑
生化处理方法，其特征在于，所述改性活性碳纤维表面带有正电荷，改性生物炭表面带有负电荷；所述改性活性碳纤维中负载有纳米零价铁。3.如权利要求1或2所述的物化
‑
生化处理方法，其特征在于，所述厌氧颗粒污泥的制备方法包括以下步骤：（1）将(2
‑
氨基乙基)三甲基氯化铵通过羧基与氨基之间的缩合反应接枝到活性碳纤维表面，获得改性活性碳纤维；（2）对生物炭进行酸氧化处理，获得改性生物炭；（3）将改性生物炭和改性活性碳纤维分散到水中，调节pH至6
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8，制成导电分散液后，与絮状污泥一起加入厌氧反应器中，混合后进行厌氧颗粒污泥培养，形成厌氧颗粒污泥。4.如权利要求3所述的物化
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生化处理方法，其特征在于，步骤（3）中，所述絮状污泥、改性活性碳纤维和改性生物炭的质量比为1:0.2
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0.4:0.05
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0.1。5.如权利要求3所述的物化
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生化处理方法，其特征在于，步骤（3）中，所述厌氧颗粒污泥培养的具体过程包括以下步骤：将COD为1500
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2000mg/L、pH为6

【专利技术属性】
技术研发人员：林媛媛，楼铮铮，俞华勇，施佳瑾，周玲，金挺，
申请(专利权)人：杭州珩钧环境工程有限公司，
类型：发明
国别省市：