CN102910780B - 一种用于处理高含盐量难降解废水的装置及处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于处理高含盐量难降解废水的装置，包括盐度均质池和厌氧装置，厌氧装置内由下至上设置多个悬浮填料层和多段折流板，并在悬浮填料层上附着嗜盐微生物，本发明还涉及一种高含盐量难降解废水的处理方法，包括嗜盐微生物群落驯化、预处理和生物处理步骤。本发明通过盐度均质池控制进水盐度的范围，在厌氧装置中设置多个悬浮填料层和多段折流板，令不同等级的嗜盐微生物群落附着在填料上，使得厌氧装置和本处理方法能够适应含盐量呈梯度变化的废水，降低了含盐量变化对于废水处理效果的影响，同时也提高了厌氧装置内的污泥浓度，从而提高有机物的降解率。本发明的盐度适应性强，适应范围广。
Description
技术领域
本发明涉及水处理领域，特别是一种用于处理高含盐量难降解废水的装置及处理方法。
背景技术
随着工业发展，产生了越来越多的高含盐量难降解废水，如医药废水、石油开采废水、化工及印染废水等，这些废水中既含大量的盐分(Cl-、Ca2+、Na+等离子)，又含高浓度有机污染物，是废水处理领域中的技术难题。
此类废水通常采用物化法、生物法处理，由于采用物化法处理，投资大，运行费用高，且难以达到预期的净化效果，因此，生物法仍是此类废水处理技术研究的重点。高含盐量有机废水所含盐类物质多为Cl-、SO4 2-、Na+、Ca2+等物质，若这些离子浓度过高，会对微生物产生抑制和毒害作用，并且高浓度的盐会导致污水密度增加，活性污泥易上浮流失，从而严重影响生物处理***的净化效果。因此，常规的生物法很难有效地处理该类废水。
对于高盐难降解有机物废水的生物处理技术研究，目前多集中于厌氧生物技术方面，主要包括ABR技术、ASBBR技术、UASB技术等。但是，上述的几种技术存在以下缺点：
盐度适应性差。将污泥驯化后可提高高盐难降解有机物废水的处理效率，但当高盐环境变化为淡水环境时，污泥的适应性很快消失，处理效率明显降低，严重影响废水的处理效果。并且盐度在0.5-2%之间的变化通常会对处理***产生严重的干扰。
降解速率慢。随着盐度的升高，有机物的降解速率逐渐下降。
污泥流失严重。盐度改变了污泥中微生物的组成，改变了污泥的沉淀性和出水SS，导致污泥流失严重，影响生化效果，并造成出水水质恶化。
这些研究结果表明，高含盐量难降解废水利用经驯化后的污泥进行生化处理是可行的，要提高其处理效率，必须进一步提高厌氧生物处理工艺的抗盐度冲击能力，提高反应器的容积负荷。
发明内容
为了克服上述技术问题，本发明的目的在于提供一种用于处理高含盐量难降解废水的装置和一种高含盐量难降解废水的处理方法。
本发明所采用的技术方案是：
一种用于处理高含盐量难降解废水的装置，包括盐度均质池和由盐度均质池进水的厌氧装置，所述厌氧装置包括底部的进水区、中部的反应区和顶部的出水区，所述进水区设有与盐度均质池连通的进水总管，所述反应区由下至上设有多个悬浮填料层，每个悬浮填料层均对应设有一段折流板，所述折流板交错的定位于厌氧装置内壁，所述悬浮填料层附着有嗜盐微生物群落，所述出水区设有出水堰、与出水堰连通的出水管和三相分离器。
所述盐度均质池设有测量池内废水的盐度检测仪，盐度均质池池内设有废水提升装置，所述废水提升装置与进水总管连接，所述盐度均质池内一相对的角上设有搅拌装置。
所述进水总管连接有若干进水支管，所述各进水支管呈“米”形均匀布置在厌氧装置底部。
所述悬浮填料层包括大量悬浮填料，所述悬浮填料呈六边形，具有多孔结构，孔隙率为80%-90%。
所述悬浮填料层有四个。
所述三相分离器包括等间距布置的多层斜板，每层斜板上连接有与斜板垂直的支板，所述支板与斜板形成气室，所述支板上装有气体导出支管，所述气体导出支管连接有与外界连通的气体导出管，所述斜板包括下方的反射面和上方的沉淀面。
所述厌氧装置底部设有连通厌氧装置内部的污泥回流管。
一种处理高含盐量难降解废水的方法，通过以下步骤实现：
a． 用多份嗜盐微生物在盐度不同的含盐环境中驯化出不同等级的嗜盐微生物群落，并使每组嗜盐微生物群落附着在一个悬浮填料层中，把悬浮填料层装入到厌氧装置中，并按驯化期间含盐环境的盐度由高至低的顺序从下至上布置；
b． 废水进入盐度均质池，把含盐度控制在3%-5%，通过进水总管提升至厌氧装置；
c． 废水从厌氧装置底部进入后与厌氧装置中的污泥接触、混合，由厌氧污泥去除部分难降解有机物，废水由下向上流动并通过多个悬浮填料层和多段折流板，由附着在悬浮填料层上的嗜盐微生物群落大量去除难降解有机物，将其转化为沼气，由折流板增加水力停留时间；沼气与经过处理的泥水混合物进入三相分离器后进行三相分离，絮凝后的污泥重新进入厌氧装置中，处理后的水从出水管排出，沼气排出厌氧装置。
所述嗜盐微生物群落驯化中，取多份含有耐盐菌的上清液接种到盐度分别为3%、6%、9%、12%的固定培养基上，直到长出耐盐菌落；然后取耐盐菌落接种移入装有相同盐度的对应液体培养基中，于30℃下进行富集；富集完成后将液体培养基中的菌液加入到自配盐度为3%、6%、9%、12%的对应废水中进行驯化培养，形成嗜盐微生物群落，并在所配废水中加入悬浮泡沫填料作为载体，使嗜盐微生物群落附着其上。
所述废水在盐度均质池中由盐度检测仪检测盐度，由搅拌装置进行搅拌混合。
本发明的有益效果是：本发明通过盐度均质池控制进水盐度的范围，在厌氧装置中设置多个悬浮填料层和多段折流板，令不同等级的嗜盐微生物群落附着在填料上，使得厌氧装置和本处理方法能够适应含盐量呈梯度变化的废水，降低了含盐量变化对于废水处理效果的影响，同时也提高了厌氧装置内的污泥浓度，从而提高有机物的降解率。本发明的盐度适应性强，适应范围广。
附图说明
下面结合附图和实施方式对本发明进一步说明。
图1是本发明装置的结构示意图；
图2是本发明盐度均质池内搅拌装置的安装示意图；
图3是本发明悬浮填料的示意图；
图4是本发明三相分离器的示意图；
图5是本发明装置内的工艺流向示意图。
具体实施方式
如图1所示，一种用于处理高含盐量难降解废水的装置，包括盐度均质池1和由盐度均质池1进水的厌氧装置2，厌氧装置2包括底部的进水区、中部的反应区和顶部的出水区，进水区设有与盐度均质池1连通的进水总管3，反应区由下至上设有多个悬浮填料层4，每个悬浮填料4均对应设有一段折流板5，悬浮填料层4附着有嗜盐微生物群落，出水区设有出水堰6、与出水堰6连通的出水管7和三相分离器8。
每段折流板5都向上翘起交错的定位于厌氧装置2内壁，与厌氧装置2的内壁成45度，折流板5水平方向的长度为厌氧装置2水平方向长的1/4。通过上述交错设置的折流板5，废水从下至上通过悬浮填料层4期间的停留时间得到了增强。
如图1和图2所示，在优选实施例中，盐度均质池1设有盐度检测仪11，该检测仪用于测量池内废水的盐度，当池内盐度过高时，可以加入清水进行稀释，保持废水的盐度在合适的范围。盐度均质池1池底设有废水提升装置12，废水提升装置12与进水总管3连接，将池内的废水输送至厌氧装置2内。盐度均质池1内还装有两台搅拌装置13，这两台搅拌装置13相对设置，并且在池底的两个角上，通过搅拌防止池内盐度的不均衡。
作为优选实施例，进水总管3连接有若干进水支管31，各进水支管31呈“米”形均匀布置在厌氧装置2底部，进水支管31的布水孔散布在厌氧装置2底部的四周，保证了进水的均匀性。
如图3所示，作为优选实施例，悬浮填料层4由大量悬浮填料组成，该悬浮填料是一种高亲和性的悬浮泡沫填料，采用复合聚氨酯材质制成，密度1.2～1.3g/cm3，它具有多孔结构，孔隙率高达80%～90%，规格为1*1*1cm，呈正六边形。由于这种填料具有很大的孔隙率，活性污泥及微生物很好的附在填料的空隙，具有高亲和性，使得反应更加充分。
作为优选实施例，悬浮填料层4有四个，每个悬浮填料层4均附着有嗜盐微生物群落。因此，悬浮填料层4所在的区域为本发明的主反应区。
如图4所示，作为优选实施例，三相分离器8包括等间距布置的多层斜板81，每层斜板81上连接有与斜板81垂直的支板82，该支板82斜向下倾，支板82与斜板81形成气室，支板82上装有气体导出支管83，气体导出支管83连接有与外界连通的气体导出管84，多根气体导出支管83均连接在气体到处管上。支板82与相邻的斜板81形成一过流空间，水和污泥可以从过流空间中流过。斜板81包括下方的反射面811和上方的沉淀面812，水和污泥垂直向上流动的过程中，经过反射面811把流向改变斜向上，水继续上升，最后从出水堰6中流出，污泥絮凝沉淀后，在重力的作用下从沉淀面812上流回厌氧装置2中，循环利用。通过设置了三相分离器8，有效地减少了厌氧装置2内的污泥流失。
作为优选实施例，厌氧装置2底部设有连通厌氧装置2内部的污泥回流管9，进一步防止了污泥的流失。
一种高含盐量难降解废水的处理方法，与上述的处理高含盐量难降解废水的装置配合使用，可以有效地处理含盐量难降解废水，这种方法通过以下步骤实现。
（1）嗜盐微生物群落驯化。
嗜盐微生物是生长的最适盐浓度大于0.2mol/L（氯化物）的微生物，在活性污泥中可以有效降解有机污染物。嗜盐微生物依靠嗜盐细胞的排盐作用和细胞内溶质浓度的调节可以稳定的生长在高含盐浓度的环境中。
用多份嗜盐微生物在盐度不同的含盐环境中可以驯化出不同等级的嗜盐微生物群落，再将每组嗜盐微生物群落附着在一个悬浮填料层4中。整个驯化过程是这样的：取多份含有耐盐菌的上清液接种到盐度分别为3%、6%、9%、12%的固定培养基上，直到长出耐盐菌落；然后取耐盐菌落接种移入装有相同盐度的对应液体培养基中，于30℃下进行富集；富集完成后将液体培养基中的菌液加入到自配盐度为3%、6%、9%、12%的对应废水中进行驯化培养，形成四个等级的嗜盐微生物群落，其中12%盐度废水中驯化的嗜盐微生物群落为最高等级；之后，在所配废水中加入悬浮泡沫填料作为载体，使嗜盐微生物群落附着其上，提供污泥中的嗜盐微生物浓度，同时也大大提高了废水中的有机物降解效率。最后将悬浮泡沫填料装入到厌氧装置2中，并按驯化期间含盐环境的盐度由高至低的顺序从下至上布置，即附着最高等级嗜盐微生物群落的悬浮泡沫填料在最下层，并从下往上依次递减。如此，含盐废水从进水到出水的处理过程中，先由高等级的嗜盐微生物群落处理较高盐度的废水，废水盐度降低后再进入下一等级的嗜盐微生物群落中，这样增强了附着在悬浮泡沫填料中嗜盐微生物群落的适应性，保证了稳定的处理效果。
（2）预处理。
废水进入盐度均质池1，由盐度检测仪11检测废水中的盐度，把含盐度控制在3%-5%，对5%盐度以上的废水进行稀释，由搅拌装置13进行搅拌混合，保证废水中盐度的平均，再从进水总管3提升至厌氧装置2。
（3）生物处理。
如图5所示，废水从厌氧装置2底部进入后与厌氧装置2中的污泥接触、混合，由厌氧污泥去除部分难降解有机物，废水由下向上流动并通过不同等级的悬浮泡沫填料和多段折流板5，由附着在悬浮填料层4上的嗜盐微生物群落大量去除难降解有机物，将其转化为沼气，由折流板5增加水力停留时间。
沼气以微小气泡形式不断放出，微小气泡在上升过程中，不断合并，逐渐形成较大的气泡，在污泥床上部由于沼气的搅动形成一个较稀薄的污泥层，和水一起上升进入三相分离器8；沼气碰到三相分离器8斜板81的反射面811时，进入气室，用气体导出支管83和气体导出管84导出集中在气室中的沼气；泥水混合液经过反射继续上升进入三相分离器8的沉淀区，污水中的污泥发生絮凝，颗粒逐渐增大，并在重力作用下沉降，从斜板81的沉淀面812流回厌氧装置2内，使装置内积累大量的污泥，与污泥分离后的处理出水从出水堰6上部溢出，由出水管7排出。
经过试验，本装置及方法具有良好的COD去除率和较低的污泥流失率。
试验1中，处理对象：制药废水：COD为4689～6700 mg/L，含盐度为5%，pH为10～11；试验结果表明，污泥流失率控制在5%以内，COD去除率均大于811%。
试验2中，处理对象：垃圾渗滤液：COD为5560～7980 mg/L，含盐度为3%，pH为6～8；试验结果表明，污泥流失率控制在10%以内，不影响污泥活性，COD去除率均大于78%。
以上所述只是本发明优选的实施方式，其并不构成对本发明保护范围的限制。
Claims (10)
1.一种用于处理高含盐量难降解废水的装置，其特征在于：包括盐度均质池（1）和由盐度均质池（1）进水的厌氧装置（2），所述厌氧装置（2）包括底部的进水区、中部的反应区和顶部的出水区，所述进水区设有与盐度均质池（1）连通的进水总管（3），所述反应区由下至上设有多个悬浮填料层（4），每个悬浮填料层（4）均对应设有一段折流板（5），所述折流板（5）交错的定位于厌氧装置（2）内壁，所述每个悬浮填料层（4）附着有一组嗜盐微生物群落，每组嗜盐微生物群落为用嗜盐微生物在盐度不同的含盐环境中驯化，所述悬浮填料层（4）在反应区内按嗜盐微生物群落驯化期间含盐环境的盐度由高至低的顺序从下至上布置，所述出水区设有出水堰（6）、与出水堰（6）连通的出水管（7）和三相分离器（8）。
2.根据权利要求1所述的用于处理高含盐量难降解废水的装置，其特征在于：所述盐度均质池（1）设有测量池内废水的盐度检测仪（11），盐度均质池（1）池内设有废水提升装置（12），所述废水提升装置（12）与进水总管（3）连接，所述盐度均质池（1）内一相对的角上设有搅拌装置（13）。
3.根据权利要求1或2所述的用于处理高含盐量难降解废水的装置，其特征在于：所述进水总管（3）连接有若干进水支管（31），所述各进水支管（31）呈“米”形均匀布置在厌氧装置（2）底部。
4.根据权利要求1所述的用于处理高含盐量难降解废水的装置其特征在于：所述悬浮填料层（4）包括大量悬浮填料，所述悬浮填料呈六边形，具有多孔结构，孔隙率为80%-90%。
5.根据权利要求1或4所述的用于处理高含盐量难降解废水的装置，其特征在于：所述悬浮填料层（4）有四个。
6.根据权利要求1或2所述的用于处理高含盐量难降解废水的装置，其特征在于：所述三相分离器（8）包括等间距布置的多层斜板（81），每层斜板（81）上连接有与斜板（81）垂直的支板（82），所述支板（82）与斜板（81）形成气室，所述支板（82）上装有气体导出支管（83），所述气体导出支管（83）连接有与外界连通的气体导出管（84），所述斜板（81）包括下方的反射面（811）和上方的沉淀面（812）。
7.根据权利要求1或2所述的用于处理高含盐量难降解废水的装置，其特征在于：所述厌氧装置（2）底部设有连通厌氧装置（2）内部的污泥回流管（9）。
8.一种利用权利要求1所述的装置处理高含盐量难降解废水的方法，其特征在于：通过以下步骤实现：
a、用多份嗜盐微生物在盐度不同的含盐环境中驯化出不同等级的嗜盐微生物群落，并使每组嗜盐微生物群落附着在一个悬浮填料层（4）中，把悬浮填料层（4）装入到厌氧装置（2）中，并按驯化期间含盐环境的盐度由高至低的顺序从下至上布置；
b、废水进入盐度均质池（1），把含盐度控制在3%-5%，通过进水总管（3）提升至厌氧装置（2）；
c、废水从厌氧装置（2）底部进入后与厌氧装置（2）中的污泥接触、混合，由厌氧污泥去除部分难降解有机物，废水由下向上流动并通过多个悬浮填料层（4）和多段折流板（5），由附着在悬浮填料层（4）上的嗜盐微生物群落大量去除难降解有机物，将其转化为沼气，由折流板（5）增加水力停留时间；沼气与经过处理的泥水混合物进入三相分离器（8）后进行三相分离，絮凝后的污泥重新进入厌氧装置（2）中，处理后的水从出水管（7）排出，沼气排出厌氧装置（2）。
9.利用权利要求8所述的高含盐量难降解废水处理方法，其特征在于：所述嗜盐微生物群落驯化中，取多份含有耐盐菌的上清液接种到盐度分别为3%、6%、9%、12%的固定培养基上，直到长出耐盐菌落；然后取耐盐菌落接种移入装有相同盐度的对应液体培养基中，于30℃下进行富集；富集完成后将液体培养基中的菌液加入到自配盐度为3%、6%、9%、12%的对应废水中进行驯化培养，形成嗜盐微生物群落，并在所配废水中加入悬浮填料层（4）作为载体，使嗜盐微生物群落附着其上。
10.利用权利要求8或9所述的高含盐量难降解废水处理方法，其特征在于：所述废水在盐度均质池（1）中由盐度检测仪（11）检测盐度，由搅拌装置（13）进行搅拌混合。
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