一種基于兩級AO裝置的高電導率廢水處理方法與流程

本發明涉及一種基于兩級AO裝置的高電導率廢水處理方法，屬于難降解廢水處理領域。

背景技術：

重金屬主要指標指汞(Hg)、鎘(Cd)、鉛(Pb)、鉻(Cr)、砷(As)、銅(Cu)、鋅(Zn)、鈷(Co)、鎳(Ni)等，他們以不同的形態存在于環境之中，并在環境中遷移、積累。隨著我國工業的快速發展，重金屬廢水污染問題日漸突出，江河湖庫底質的污染率高達80.1％。其來源廣，采礦、冶金、化工等行業是水體中主要的人為污染源。根本解決電鍍廢水污染的途徑是對電鍍廢水進行深度處理，并加強資源的回收利用。一方面形成具有適度規模和環境達標的電鍍園區；另一方面，便于落實使電鍍廢水達標排放的有效處理方法。目前電鍍行業重金屬離子處理和回收方面已取得了突破，但是經過處理后的電鍍廢水中有機物和氮的含量往往不能達標排放。解決的方法是將經過工廠處理后的電鍍廢水收集到統一的地方進行深度處理。

目前，對于重金屬廢水的深度處理，主要有化學沉淀法、氧化還原法、吸附法、離子交換法、膜分離技術、電化學及生物處理法等。其中生物法處理具有成本低、效益高、易管理、無二次污染的特點，有利于生態環境的改善。此外，通過基于工程、分子生物學等技術應用。可使得生物具有更強的吸附、絮凝、整治修復能力。單一的方法往往很難取得較好的效果，同時使用兩種或者多種方法，發揮各技術之長，更好更快地實現達到治理重金屬廢水的目的。

對于電鍍廢水的處理普遍采用預處理---生化處理---深度處理的處理流程。其中，預處理主要是去除廢水中的鎳、銅、鎘等重金屬離子及氰化物。生化處理主要是廢水中的COD、氨氮和總氮。深度處理主要是去除廢水中生物難降解的有機物，使出水COD滿足達標排放要求。傳統的A/O工藝也就是內循環前置反硝化工藝，廢水中的氨氮在O池內經亞硝化作用和硝化作用被硝化菌氧化成硝氮，O池出水中含大量的硝氮，通過內回流進入A池，在缺氧條件下，反硝化菌以廢水中的有機物作為電子供體，硝氮作為電子受體，將硝氮還原為氮氣進入大氣，完成生物脫氮過程，同時降解廢水中的有機物。但是電鍍廢水的總氮濃度在50-60mg/L，COD在300-500mg/L，如果采用一級A/O，出水總氮在20-30，COD在80-90mg/L，并不能滿足新標準GB16171-2012。

此外，電鍍廢水尾水的電導率很高，達到13000us/cm，氯離子含量達到3000到4000mg/L。常見的一級AO或A²O工藝中的活性污泥受高電導率的影響較大，好氧池中的活性污泥不易形成絮凝體，容易流失。氯離子在低濃度時可作為微生物的營養素，起到促進酶反應、維持細胞膜平衡和調節細胞滲透壓的作用；若是濃度過高，也會對微生物產生抑制和毒害作用，而這些毒害作用表現在微生物細胞脫水，引起細胞原生質分離；鹽析作用使脫氫酶活性降低；高鹽廢水鹽濃度高，導致廢水密度增加，活性污泥容易上浮流失，從而影響生物處理系統的凈化效果。

技術實現要素：

為了解決上述問題，本發明提供了一種上流式沉淀水解及兩級A/O(缺氧/好氧)生化處理系統強化生物脫氮工藝，該工藝能夠實現氨氮和總氮的達標排放，滿足國家新標準GB16171-2012的相關要求，出水COD低于傳統工藝，可有效降低后續深度處理的負荷。本發明采用兩級AO處理這種高電導率的電鍍尾水，一方面，活性污泥所受到的沖擊力相比而言較小，另一方面，有利于出水的達標排放。

需要說明的是，本發明所述的A/O工藝是指缺氧/好氧工藝，A池指缺氧池，O池指好氧池。

本發明的高電導率廢水處理方法，是利用上流式沉淀水解及兩級A/O(缺氧/好氧)生化處理裝置進行污水處理；將高電導率廢水預處理后進入上流式沉淀水解，再進入一級A/O，O池投加組合填料，填充率為30％～50％，通過曝氣作用使得組合填料在池內實現全池流化，上流式沉淀水解池的水力停留時間為12～18h，第一、第二缺氧池的水力停留時間為4～6h，第一、第二好氧池的水力停留時間為8～12h。

在一種實施方式中，所述高電導率廢水為重金屬廢水，比如電鍍廢水。

在一種實施方式中，所述高電導率廢水水質參數：COD 200～400mg/L，氨氮19～20mg/L，總氮50～100mg/L，pH 7～9，電導率12000～15000us/cm。

在一種實施方式中，所述上流式沉淀水解池的水力停留時間為15h。

在一種實施方式中，所述第一、第二缺氧池的水力停留時間為5h。

在一種實施方式中，所述第一、第二好氧池的水力停留時間為10h。

在一種實施方式中，上流式沉淀水解池中溶解氧小于0.1mg/L，ORP接近-300mv；第一缺氧池的溶解氧小于5mg/L；第一好氧池的溶解氧控制在2～5mg/L。

在一種實施方式中，二級A/O出水進入沉淀池，通過重力沉降進行固液分離。

在一種實施方式中，污泥回流至一級A池，回流比控制在50～100％；第二好氧池中的硝化液通過計量泵也回流到一級缺氧池，回流比控制在100％～400％。

在一種實施方式中，所述的組合填料為組合式多孔環填料。

在一種實施方式中，所述的組合式多孔環填料是在軟性填料和半軟性填料的基礎上發展而成的。它能使水氣生物膜得到充分交換，使得水中的有機物得到高效處理。該填料購買于無錫泗陽緣泉環保科技有限公司。

在一種實施方式中，所述上流式沉淀水解及兩級A/O(缺氧/好氧)生化處理裝置，包括上流式沉淀水解池、第一缺氧池、第一好氧池、過渡格、第二缺氧池、第二好氧池，所述上流式沉淀水解池通過出水管連接缺氧格，所述第一缺氧池、第一好氧池、過渡格、第二缺氧池、第二好氧池順次設置，互相以隔墻隔開。

在一種實施方式中，所述上流式沉淀水解池底部設置有傾向池中心的斜坡，形成泥斗，斜坡與水平面的夾角為50°～60°。

在一種實施方式中，所述第一、第二缺氧池內設有攪拌器；所述第一好氧格、第二好氧格內設置有曝氣頭。

在一種實施方式中，所述沉淀池的進水管以喇叭口形式進入中心導流筒內，之后向下流，中心導流筒下口為漸闊口，并設有反射板，水流經反射板反射，向池上部流，由上方集水槽收集清水，再流出沉淀水解池，而大顆粒污泥則進入反射板下部的污泥斗，污泥斗的坡度為45°～60°，可保證沉泥劃入泥斗中，有利于污泥混合液的沉降。

在一種實施方式中，上流式沉淀水解池水流在池內由下向上流動，可與底部發酵液產生的，VFA充分接觸，促進釋磷。

本發明的有益效果在于：

1、在好氧池投加組合填料，反硝化菌和硝化菌附著生長在填料表明，增加硝化菌生物量的同時避免了活性污泥法中硝化菌流失導致的脫氮功能的下降，反應池生物量濃度可提高1000～3000mg/L。懸浮填料表明的生物膜具有同步硝化和反硝化的功能，因此該系統對于高電導率重金屬廢水具有更強的脫氮功能和抗沖擊負荷能力。

2、上流式沉淀水解池與兩級AO的結合，能有效提高難以降解有機物去除效果與系統抵抗毒物沖擊，并且充分利用污水碳源，無需額外添加有機碳源。

3、通過控制處理條件，最終出水水質：CODcr<50mg/L；TN<10mg/L；硝態氮<8mg/L；氨氮<0.5mg/L。

附圖說明

圖1：基于兩級AO的高電導率重金屬廢水處理系統流程圖；

圖2：基于兩級AO的高電導率重金屬廢水處理工藝運行示意圖；圖中標記如下：1厭氧池、2一級缺氧池、3一級好氧池、4二級缺氧池、5二級好氧池、6二沉池；

圖3：基于兩級AO的高電導率重金屬廢水處理過程中氨氮進出水變化趨勢；

圖4：基于兩級AO的高電導率重金屬廢水處理過程中總氮進出水變化趨勢；

圖5：基于兩級AO的高電導率重金屬廢水處理過程中COD進出水變化趨勢。

:具體實施方式

以下實施例用于說明本發明，但不用來限制本發明的范圍。

下述實施例中所用的實驗方法如無特殊說明，均為常規方法。

下述實施例中所用的材料和試劑等，如無特殊說明。均可從商業途徑中獲得。

實施例1：

如圖1所示，本發明提供上流式沉淀水解池與兩級AO相結合對高電導率電鍍廢水的處理系統流程圖。在靖江市電鍍園區進行，電鍍廢水預處理后水質為：COD 200～400mg/L，氨氮19～20mg/L，總氮50～100mg/L，pH 7～9，電導率12000～15000us/cm。進水流量為4L/h。

如圖2所示，為基于兩級AO的高電導率重金屬廢水處理工藝運行示意圖。采用上流式沉淀水解及兩級A/O(缺氧/好氧)生化處理裝置，包括上流式沉淀水解池、第一缺氧池、第一好氧池、過渡格、第二缺氧池、第二好氧池，所述上流式沉淀水解池通過出水管連接缺氧格，所述第一缺氧池、第一好氧池、過渡格、第二缺氧池、第二好氧池順次設置，互相以隔墻隔開。所述上流式沉淀水解池底部設置有傾向池中心的斜坡，形成泥斗，斜坡與水平面的夾角為50°～60°。所述第一、第二缺氧池內設有攪拌器；所述第一好氧格、第二好氧格內設置有曝氣頭。所述沉淀池的進水管以喇叭口形式進入中心導流筒內，之后向下流，中心導流筒下口為漸闊口，并設有反射板，水流經反射板反射，向池上部流，由上方集水槽收集清水，再流出沉淀水解池，而大顆粒污泥則進入反射板下部的污泥斗，污泥斗的坡度為45°～60°，可保證沉泥劃入泥斗中，有利于污泥混合液的沉降。上流式沉淀水解池水流在池內由下向上流動，可與底部發酵液產生的，VFA充分接觸，促進釋磷。

上流式沉淀水解池中的進水是由下往上，在沉淀水解池中投加組合填料，填充率為30％～50％，溶解氧控制在0.1mg/L及以下；

一級、二級缺氧池添加攪拌器，使得污泥與污水混合均勻，一級缺氧池的水力停留時間為5h，溶解氧控制在0.5mg/L；

一級、二級好氧池采用微孔曝氣器，投加組合填料，填充率為30～50％，好氧池的水力停留時間為10h，溶解氧控制在2～5mg/L。其中，所述的組合填料為組合式多孔環填料，是在軟性填料和半軟性填料的基礎上發展而成的，購買于無錫泗陽緣泉環保科技有限公司。

上流式沉淀水解池可以將廢水中部分難降解的有機物轉化為易降解的有機物，提高廢水的生化性，能夠降低二級A池的外加碳源投加量，能夠節省運行成本；一級A池中活性污泥的微生物在缺氧條件下利用廢水中的可生化有機物進行反硝化作用，將二級好氧池硝化液中的硝氮轉化為氮氣排放，同時降解廢水中的COD；一級O池中組合填料表明的生物膜與活性污泥中的微生物通過硝化作用將廢水中的氨氮轉化為硝態氮，并降解廢水中的COD；生物膜內部存在溶解氧梯度，因此它內部能夠發生同步硝化反硝化，可強化脫除廢水中的總氮。

高電導率廢水預處理后進入上流式沉淀水解，再進入一級A/O，O池投加組合填料，填充率為30％～50％，通過曝氣作用使得組合填料在池內實現全池流化，上流式沉淀水解池的水力停留時間為15h，第一、第二缺氧池的水力停留時間為5h，第一、第二好氧池的水力停留時間為10h。污泥回流至一級A池，回流比控制在80％；第二好氧池中的硝化液通過計量泵也回流到一級缺氧池，回流比控制在200％。

如圖3～5所示，為兩級AO對高電導率重金屬廢水處理過程中每天氨氮、總氮、COD的變化趨勢。

從圖3中可以看出：在馴化初期，出水氨氮高于進水氨氮，這主要是由于硝化細菌的生長周期較長。在反應器穩定階段，出水氨氮的平均值為0.88mg/L，遠低于國家GB21900-2008排放標準。

從圖4中可以看出：總氮的出水穩定在15mg/L，達到國家GB21900-2008排放標準。兩級AO對高電導率廢水的脫氮效果較好。

從圖5中可以看出：由于工業生產的特性，進水COD波動較大，平均進水COD為302mg/L，平均COD去除率為73.12％。在反應器馴化的初期，出水COD波動較大，值較高，處理效率較差。隨著反應器的穩定，COD的去除率逐漸升高，COD出水在50mg/L，達到國家GB21900-2008排放標準。

最終出水水質：CODcr<50mg/L；TN<10mg/L；硝態氮<8mg/L；氨氮<0.5mg/L。

此外，發明人也嘗試使用了懸浮生物填料。表1分別為用懸浮生物填料和組合式多孔環填料在反應器第30天時出水的各項指標。懸浮生物填料的COD出水為90mg/L，達不到排放標準，而組合填料COD出水50mg/L。

表1懸浮生物填料和組合式多孔環填料在反應器第30天時出水的各項指標

雖然本發明已以較佳實施例公開如上，但其并非用以限定本發明，任何熟悉此技術的人，在不脫離本發明的精神和范圍內，都可做各種的改動與修飾，因此本發明的保護范圍應該以權利要求書所界定的為準。