CN101486523B

CN101486523B - 一种生态绿地及其应用以及冷轧乳化液废水深度处理方法

Info

Publication number: CN101486523B
Application number: CN2009100607916A
Authority: CN
Inventors: 吴高明; 胡智泉; 章北平; 肖波; 舒纯; 吴晓晖
Original assignee: Wuhan Iron and Steel Group Corp
Current assignee: Wuhan Iron and Steel Group Corp
Priority date: 2009-02-19
Filing date: 2009-02-19
Publication date: 2012-07-11
Anticipated expiration: 2029-02-19
Also published as: CN101486523A

Abstract

本发明公开了一种生态绿地及其应用，以及冷轧乳化液废水深度处理方法，解决了现有冷轧乳化液废水深度处理投资、运行成本高、工艺复杂、管理不便、处理效果不理想、排水水质不稳定的问题。技术方案包括进水管、出水管及四周的隔墙，所述隔墙内从上往下依次为种植有耐污植物的土壤层、酶促生物填料层、粗煤渣层和黏土压实层，总深度为800-1500mm。将乳化液废水经预处理后进行水量调节送入生态绿地，使排水稳定达到《污水综合排放标准》GB8978-1996的一级排放要求，工艺简单、投资运行成本低，极为适用于冷轧乳化液废水的深度处理。

Description

一种生态绿地及其应用以及冷轧乳化液废水深度处理方法

技术领域

本发明涉及一种深度处理工业废水的生态绿地及其应用及处理方法，具体的说是用于处理来自冷轧钢厂的冷轧乳化液废水的生态绿地及其应用以及深度处理方法。

背景技术

冷轧乳化液废水(又称冷轧含油废水)是钢铁行业最难处理的废水之一。该废水主要来自轧机机组、磨辊间和带钢脱脂机组、平整机组以及各机组的油库排水等。乳化液废水根据油的形态及分离特性，可分为浮油、分散油、乳化油、溶解油和油一固体物。冷轧乳化液废水中油的形态主要为乳化态。乳化油在污水中呈乳浊状，油滴粒径一般为0.1～25μm。油滴外表包裹一层带负电荷的水化膜，在水中表面活性剂作用下乳化液呈稳定状态，油粒长期保持稳定，难以用机械的方法分离。

近年随着国家对环境保护法制力度的不断加大，我国几乎所有的钢铁企业都面临着含油废水处理达标排放的压力。目前国内外的钢铁厂冷轧乳化液废水处理采用的二级工艺(又称为深处处理工艺)主要有超滤法、化学破乳+气浮法、电解气浮法、生化法等。这些方法均存在着投资成本高、能耗高、维护成本高、二次污染严重、处理的废水不能达标排放等各种缺点，未达标的乳化液废水再通过管道进入污水厂进行处理，极大增加了污水厂的负担以及运行成本。

如超滤法的缺点就是一次性投资较大，运行成本高(约为30元/吨)，膜易污染，难清洗，水通量小，对溶解性COD无法去除，渗透出水中COD必须进行进一步的降解，处理后的出水水质不稳定，经常不能达到排放标准。而且并不是所有的乳化液废水都可处理特别是皂化度较高、分子链较长的乳化液废水，皂化油或乳化液油将会堵塞超滤膜表面，使超滤无法进行下去。

目前，生态绿地主要用于处理各类城市污水或普通的工业废水，其原理是利用种植的植物根茎周围的微生物对污水进行降解。由于城市污水与冷轧乳化液废水成份有很大的不同，冷轧乳化液废水中含油高，且油分主要以乳化液形式存在，经预处理后COD和油的含量仍然较高(COD_Cr最多接近2000mg/L，油含量接近20mg/L)，普通的生态绿地处理能力有限，当进入的废水成份复杂特别是含油高、COD高时，易发生种植的植物发生死亡、微生物活力降低、繁殖生长缓慢等问题，另外，结构上的问题也会导致废水停留时间短，存在反应死角等问题。使得研究人员必须尝试延长作为滤床的生态绿地的调试和运行启动时间，通过增加生态绿地的体积和占地面积来改善上述问题，但即使如此，若企图采用现有的生态绿地处理成分特殊的冷轧乳化液废水效果仍然不近人意，水质难以达标。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述技术问题，针对冷轧乳化液废水，提供一种处理工艺简单、投资和运行成本低、操作维护简便，景观性好、可使废水稳定达标排放的冷轧乳化液废水深度处理方法。

本发明的另一目的是提供一种用于冷轧乳化液废水深度处理方法的生态绿地。

本发明的进一步目的是提供上述生态绿地在深度处理冷轧乳化液废水中应用。

本发明生态绿地的技术方案包括进水管、出水管及四周的隔墙，所述隔墙内从上往下依次为种植有耐污植物的土壤层、酶促生物填料层、粗煤渣层和黏土压实层，总深度为800-1500mm，所述土壤层占总深度的8％～12％，酶促生物填料层占总深度的76％～82％，粗煤渣层占总深度的6％～8％，黏土压实层占总深度的4％～6％。

所述土壤层由土壤、草木灰、锯末三种填料组合而成，其粒径分别为2～5mm、1～2m、1～2mm，所占体积百分比分别为60～80％、15～25％、5～15％。

所述酶促填料层由粘土和/或工业废料混合加工成颗粒，并按质量比30000-100000∶1添加微生物生长促进剂，颗粒粒度0.5-20mm。

所述工业废料为泥煤、煤矸石、粉煤灰中的至少一种，所述微生物生长促进剂由普罗BE、VB591、BiNutrix-ww混合而成。

所述粗煤渣层粒度为10～20mm，所述黏土粒度小于20μm。

所述生态绿地中还垂直设有多个穿过土壤层、酶促生物填料层至粗煤渣层的过水挡墙。

所述过水挡墙下端还设有过水管。

述过水挡墙每间隔3～8m设置一个。

本发明的冷轧乳化液废水深度处理方法为：将经预处理后的冷轧乳化液废水进行水量调节、布水后送入权利要求1～8中任一项所述的生态绿地进行生物/生态处理，经由生态绿地处理后的冷轧乳化液废水经检测合格后出水，通过水量调节控制每平方米生态绿地进水0.2～1吨/d，冷轧乳化液废水的停留时间为10-12小时。

所述耐污植物为发明人特别从污水排放地周围筛选的植物，优选美人蕉、菖蒲、芦苇，它们可以单一种植或混种，该三种植物对冷轧乳化液废水(以下简称“乳化液废水”)适应性强、生长良好，且具有一定的景观效果；生态绿地中土壤层作为耐污植物的生长基质，为其保持水分，土壤中植物根系附近的共生微生物能够促进废水中的油和COD分解为植物提供营养。

酶促生物填料层由酶促填料组成，它与普通生态绿地填料层不同，除采用常用的填料如粘土外，还可以充分利用钢厂产生的工业废料，如泥煤、煤矸石、粉煤灰等中的至少一种，可以单用也可以任意混合，达到环保再利用的目的，作为本发明的一个重要发明点，发明人在上述材料中还加入了少量微生物生长促进剂(粘土和/或工业废料：微生物生长促进剂，质量比为30000-100000∶1)混合加工制成粒度为0.5-20mm的颗粒，该颗粒比表面积大，质量轻、强度高、表面粗糙，微孔发达，微孔分布及结构理想，微孔孔径足以让酶分子进入，对微生物的捕捉能力强，既能激化促进微生物生长繁殖，又有大量适合微生物生长栖息的微孔，有利于微生物形成空间网状结构，处理乳化液废水效果好。所述微生物生长促进剂优选普罗BE、VB591、BiNutrix-ww任意混合制成，经反复研究实验证明，该三种微生物生长促进剂能相互携同，共同作用，特别有利于以球菌、杆菌等优势菌种的菌胶团附着生长，从而可形成对乳化液废水中有机物具有良好絮凝、吸附和氧化性能且结构致密的生物膜，可促进微生物生长和激活生物活性、可缩短滤床运行启动时间、可减小滤池体积和减少占地面积。从而达到对冷轧乳化液废水中油类物质、COD和其他有机物降解转化的目的。

粗煤渣层具有较大的空隙率，能够保证布水均匀、过水通畅，主要起到均匀布水的目的；黏土压实层由黏土组成，减小水力渗透，避免废水未经处理进入地下，为防渗层。从投资成本及处理效果上考虑，总深度控制在800-1500mm为适，其中土壤层占总深度的8％～12％，酶促生物填料层占总深度的76％～82％，粗煤渣层占总深度的6％～8％，黏土压实层占总深度的4％～6％。

进一步的，通过修建过水挡墙，避免反应死角产生，提高乳化液废水在生态绿地处理***中的水力停留时间，保证出水水质。在过水挡墙下端及黏土压实层之间设置过水管，以强化过水效果，由进水管至出水管之间最好每间隔3～8m设置一个过水挡墙。

所述经预处理(或称为一级处理)后的乳化液废水指标为COD_Cr小于2000mg/L，油含量小于20mg/L。

本发明的有益效果为：

1、本发明生态绿地与现有的冷轧乳化液废水二级处理设备完全不同，是将经预处理后的乳化液废水以一定的水力负荷投配到以土壤为生态填料的生态绿地中，针对乳化液废水的特点，通过土壤-微生物-植物***的综合生态作用来达到深度处理乳化液废水的目的。利用生态绿地对冷轧乳化液废水进行综合治理，投资少，运行成本低，处理成本约为10元/吨，耐冲击负荷大。可以使COD_Cr的去除率达到95％以上，BOD₅的去除率达80％以上。处理后外排COD_Cr能够降低到100mg/L以下，SS含量降到75mg/L以下，油含量降到8mg/L，完全达到《污水综合排放标准》GB8978-1996的一级排放要求，极大的改善了生态环境，为轧钢企业的可持续发展铺平了道路。

2、通过对生态绿地的结构及各层填料成份的设计，过水效果好、无反应死角，大大缩短滤床运行启动时间，减小了生态绿地的体积和占地面积，实现污水资源化。

3、充分利用工业废料作为填料成份之一，资源回收、合理利用。

4、本发明处理方法维护管理方便，整个工程运行期间不需复杂的人员日常管理，投资少、运行成本低，约为10元/吨。

附图说明

图1为本发明生态绿地结构示意图。

图2为本发明发明方法工艺示意图。

其中，1-耐污植物、2-土壤层、3-酶促填料层、4-隔墙、5-粗煤渣层、6-黏土压实层、7-进水管、8-出水管、9-过水挡墙、10-过水管。

具体实施方式

处理方法实施例1

参照图1，本发明生态绿地结构为包括进水管7、出水管8和四面隔墙4，隔墙4内由上自下依次为混种有耐污植物1美人蕉、苍蒲和芦苇的土壤层2，酶促生物填料层3、粗煤渣层5和黏土压实层6，总深度为1000mm，其中，土壤层2深度为100mm、酶促生物填料层3深度为800mm、粗煤渣层5深度为60mm、黏土压实层6深度为60mm。土壤层2由土壤、草木灰、锯末三种填料混合而成，其颗粒粒径分别为2～5mm、1～2m、1～2mm，各占土壤层2体积百分比分别为60～80％、15～25％、5～15％；所述酶促填料层3由微生物生长促进剂普罗BE(美国普罗生物技术公司)、VB591(上海英普环保技术有限公司)、BiNutrix-ww(合肥美华环保技术有限公司)和工业废料泥煤按质量比30000∶1混合加工成颗粒状，颗粒粒径0.5～20mm；所述粗煤渣层5颗粒粒径为10～20mm；所述黏土压实层6的黏土颗粒粒径小于20μm。过水挡墙9穿过土壤层2、酶促生物填料层3至粗煤渣层5，由进水管7至出水管8每隔5m设置一个过水挡墙9，在所述过水挡墙9下端和黏土压实层6之间还设有过水管10。

参照图2，将乳化液废水经预处理后进行水量调节，控制每平方米生态绿地进水0.6吨/d，乳化液废水通过进水管7送入上述生态绿地进行生物/生态处理，利用土壤中植物根系附近的共生微生物促进废水中的油和COD分解为并植物提供营养，利用酶促填料层3具有的过滤、吸附、沉淀、离子交换的功能，作为微生物生长、富集的载体，通过物理，化学和生物的三重协同作用去除废水中的油、COD、BOD和SS，实现对乳化液废水的深度净化，利用工业的废料粗煤渣铺设的粗煤渣层5具有较大的空隙率，能够保证布水均匀、过水通畅；利用黏土压实层6以减小水力渗透，避免废水未经处理进入地下，带来环境污染问题。乳化液废水经过水挡墙9下端的过水管10缓慢渗透上述各层，避免反应死角，提高水力停留时间，保证出水水质，最后，乳化液废水停留12小时后经由出水管8外排。

经检测，经生态绿地深度处理后可以使乳化液废水中COD_Cr的去除率达到95％以上，BOD₅的去除率达80％以上，处理后外排COD_Cr能够降低到100mg/L以下，SS含量降到75mg/L以下，油含量降到8mg/L，完全达到《污水综合排放标准》GB8978-1996的一级排放要求。

处理方法实施例2

生态绿地中种植的耐污植物1为菖蒲和芦苇，总深度为1000mm，其中，土壤层2深度为120mm、酶促生物填料层3深度为760mm、粗煤渣层5深度为80mm、黏土压实层6深度为40mm。所述酶促填料层3由工业废料煤矸石、粉煤灰和微生物生长促进剂普罗BE、VB591、BiNutrix-ww按质量比100000∶1混合加工成颗粒，由进水管7至出水管8每隔8m设置一个过水挡墙9。将乳化液废水经预处理后进行水量调节，控制每平方米生态绿地进水1吨/d，停留时间为11小时。

其余同实施例1。

处理方法实施例3

生态绿地中种植的耐污植物1为美人蕉，总深度为1500mm，其中，土壤层2深度为120mm、酶促生物填料层3深度为1230mm、粗煤渣层5深度为90mm、黏土压实层6深度为60mm。所述酶促填料层3由工业废料煤矸石、粉煤灰和微生物生长促进剂普罗BE、VB591、BiNutrix-ww按质量比50000∶1混合加工成颗粒，由进水管7至出水管8每隔3m设置一个过水挡墙9。将乳化液废水经预处理后进行水量调节，控制每平方米生态绿地进水0.2吨/d，停留时间为10小时。

其余同实施例1。

处理方法实施例4

生态绿地总深度为800mm，其中，土壤层2深度为80mm、酶促生物填料层3深度为624mm、粗煤渣层5深度为56mm、黏土压实层6深度为40mm。所述酶促填料层3由天然粘土、工业废料粉煤灰和微生物生长促进剂普罗BE、VB591、BiNutrix-ww按质量比80000∶1混合加工成颗粒。将乳化液废水经预处理后进行水量调节，控制每平方米生态绿地进水0.8吨/d，停留时间为10小时。

其余同实施例1。

Claims

1.一种深度处理冷轧乳化液废水的生态绿地，包括进水管、出水管及四周的隔墙，其特征在于，所述隔墙内从上往下依次为种植有耐污植物的土壤层、酶促生物填料层、粗煤渣层和黏土压实层，总深度为800-1500mm，所述土壤层占总深度的8％～12％，酶促生物填料层占总深度的76％～82％，粗煤渣层占总深度的6％～8％，黏土压实层占总深度的4％～6％，所述酶促填料层由粘土和/或工业废料混合加工成颗粒，并按质量比30000-100000∶1添加微生物生长促进剂，颗粒粒度0.5-20mm，所述工业废料为泥煤、煤矸石、粉煤灰中的至少一种，所述微生物生长促进剂由普罗BE、VB591、BiNutrix-ww混合而成。

2.如权利要求1所述的冷轧乳化液废水的生态绿地，其特征在于，所述土壤层由土壤、草木灰、锯末三种填料组合而成，其粒径分别为2～5mm、1～2mm、1～2mm，所占体积百分比分别为60～80％、15～25％、5～15％。

3.如权利要求1所述的冷轧乳化液的生态绿地，其特征在于，所述粗煤渣层粒度为10～20mm，所述黏土粒度小于20μm。

4.如权利要求1所述的深度处理冷轧乳化液废水的生态绿地，其特征在于，所述生态绿地中还垂直设有多个穿过土壤层、酶促生物填料层至粗煤渣层的过水挡墙。

5.如权利要求4所述的深度处理冷轧乳化液废水的生态绿地，其特征在于，所述过水挡墙下端还设有过水管。

6.如权利要求4所述的深度处理冷轧乳化液废水的生态绿地，其特征在于，所述过水挡墙每间隔3～8m设置一个。

7.一种冷轧乳化液废水深度处理方法，其特征在于，采用下述方法：将经预处理后的冷轧乳化液废水进行水量调节、布水后送入权利要求1～6中任一项所述的生态绿地进行生物/生态处理，经由生态绿地处理后的冷轧乳化液废水经检测合格后出水，通过水量调节控制每平方米生态绿地进水0.2～1吨/d，冷轧乳化液废水的停留时间为10-12小时。

8.如权利要求1～6中任一项所述的生态绿地在深度处理冷轧乳化液废水中应用。