CN113087319A - 一种处理稀土或有色冶炼高盐高cod废水的***及方法 - Google Patents

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Abstract

一种处理稀土或有色冶炼高盐高COD废水的***及方法，属于工业高盐废水处理技术领域，***包括预处理除油单元、脱盐脱氨单元、污泥微生物驯化单元、生化处理单元和高级氧化处理单元；预处理除油单元出口与脱盐脱氨单元入口连接；脱盐脱氨单元出口及污泥微生物驯化单元出口，与生化处理单元入口连接；生化处理单元出口与高级氧化处理单元入口连接。本发明通过“预处理除油‑钙盐脱盐脱氨‑污泥微生物驯化‑生化处理‑高级氧化处理”，一方面降低废水盐度回收利用铵，另一方面驯化污泥微生物提高其耐盐性，从而可以采用生化法处理高盐高COD废水；在生化处理基础上再采用高级氧化方法深度处理，最终使高盐高COD废水能够回用或达标排放。

Description

一种处理稀土或有色冶炼高盐高COD废水的***及方法
技术领域
本发明属于工业高盐废水处理技术领域，涉及一种处理稀土或有色冶炼高盐高COD废水的***及方法。
背景技术
稀土或有色冶炼行业属于高污染行业，通常体现在高盐有机污染物废水，这类废水盐含量高（主要为硫酸铵，通常可高达100 g/L以上）、同时含有大量有机物（COD值高）。这类废水对人类身体、农作物生长、生态环境等具有巨大的危害，所以该类废水既不能排放，又不能回用，给各企业带来极大的困扰。因此，亟需新的方法解决该类废水的处理排放问题。目前处理冶炼高盐高COD废水的方法主要如下：
（1）膜分离法，膜分离法是一种新型的水处理技术。其主要是利用一种特殊的半透膜，将溶液中溶质和溶剂隔开，从而达到分离何净化水质的目的。但是，它的处理效果与膜的质量有很大的关系，若需要达到较好的效果，则需要较为昂贵的膜，还需要很大的压力才能实现，这势必导致成本的成倍增加。但是由于冶炼高盐有机物废水COD较高，部分大分子会污染膜，导致膜的透过性和使用寿命明显下降。
（2）电解法，高盐冶炼有机物废水具有较高的导电性，因此可以通过电解法即在阴、阳两极间产生强电流使有毒有害物质发生氧化还原反应从而去除水中污染物，电解法能有效地降低废水中的COD，但缺点是运行费用较高，对于降解高COD废水不经济。
（3）蒸发结晶，该方法是一种新型的废水零排放技术，通过一系列方法将废水浓缩，浓缩液蒸发结晶，蒸汽经冷凝回收，而盐结晶干燥成工业盐，从而达到废水零排放的目的。但冶炼高盐废水中有机物较多，大大影响了盐的品质，并且该方法耗能极高，导致成本较高。
传统降低废水COD的方法有生化法、高级氧化法等。但是生化法除COD具有一定的适用条件，其生物菌对盐类的耐受程度较低，超过10g/L含盐量的废水很难通过生化法进行COD降解，稀土或有色冶炼高盐高COD废水无法采用传统生化法处理。而传统的高级氧化技术具有药剂消耗量大、能耗高等缺点，稀土或有色冶炼高盐高COD废水如果只采用高级氧化法处理，成本难以承受。
人们迫切需要一种处理效果好、运行成本低的方法，处理稀土或有色冶炼高盐高COD废水。
发明内容
本发明的目的是提供一种处理稀土或有色冶炼高盐高COD废水的***及方法，主要针对稀土或有色冶炼行业硫酸铵体系高盐高COD废水，通过“预处理除油-钙盐脱盐脱氨-污泥微生物驯化-生化处理-高级氧化处理”，一方面降低废水盐度回收利用铵，另一方面驯化污泥微生物提高其耐盐性，从而可以采用生化法处理高盐高COD废水；在生化处理基础上再采用高级氧化处理方法深度处理，最终使高盐高COD废水能够回用或达标排放。本发明提供的***及方法解决了因盐含量过高，抑制生物菌存活，而无法使用生化法除COD，而高级氧化法对于高盐高COD体系处理成本过高等一系列COD去除的难题，最大限度地回收水资源、降低运行废水。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案具体如下。
一种处理稀土或有色冶炼高盐高COD废水的***，其特征在于，包括预处理除油单元、脱盐脱氨单元、污泥微生物驯化单元、生化处理单元和高级氧化处理单元；预处理除油单元出口与脱盐脱氨单元入口连接；脱盐脱氨单元出口及污泥微生物驯化单元出口，与生化处理单元入口连接；生化处理单元出口与高级氧化处理单元入口连接。
进一步地，所述稀土或有色冶炼高盐高COD废水的特征为：pH值为5-10，COD为2000-5000mg/L，TDS为100-400ms/cm，SO4 2-为50-200g/L，NH4 +为100-400g/L，SS为100-1000mg/L。
进一步地，所述预处理除油单元包括聚结除油装置、活性炭除油装置和过滤除油装置。
进一步地，所述脱盐脱氨单元包括钙盐投加装置和氨气吸收装置。优选地，所述钙盐为氢氧化钙、碳酸钙、氯化钙、氧化钙和氢氧化钠复配的钙盐。
进一步地，所述污泥微生物驯化单元包括多个微生物培养装置，在微生物培养装置中加入培养液和不同比例的废水。通过逐步提高废水比例，从而逐步提高微生物培养装置中的盐度，驯化提高污泥微生物耐盐性。优选地，所述培养液成分为：葡萄糖1-2g/L，磷酸钠0.01-0.1g/L，磷酸二氢钾0.01-0.1g/L，氯化钙0.01-0.1g/L，氯化钙0.01-0.1g/L，硫酸镁0.01-0.1g/L，硫酸亚铁0.01-0.02g/L。优选地，所述污泥微生物的菌种来自于冶炼废水排污口的底泥之中，并通过分离纯化手段获得。
进一步地，所述生化处理单元包括驯化后的污泥微生物投加装置和曝气装置。优选地，曝气装置为曝气盘，曝气量使水体含氧量为1-4mg/L。
进一步地，所述高级氧化单元包括臭氧源、臭氧曝气装置和臭氧尾气破坏装置。优选地，臭氧尾气破坏装置与生化处理单元的曝气装置连接，臭氧尾气破坏后生成的氧气进入生化处理单元曝气。
采用本发明提供的***处理稀土或有色冶炼高盐高COD废水的方法，包括以下步骤：
（1） 废水进入预处理除油单元处理，预处理除油产生的危险废物进行集中处理；
（2）预处理除油后的废水进入脱盐脱氨单元，以钙和硫酸根摩尔比为1~5:1投加钙盐，搅拌反应10~30min，沉淀过滤，滤液调节pH值为6-8；挥发的氨气通过氨气吸收装置进行回收；
（3）通过污泥微生物驯化单元驯化污泥微生物，驯化周期为20-40天；
（4）步骤（2）调节pH值后的滤液和步骤（3）驯化后的污泥微生物进入生化处理单元处理；
（5）生化处理单元出水，进入臭氧催化氧化单元进行深度处理。
进一步地，步骤（2）中滤液的盐含量为10-20g/L。
进一步地，步骤（4）生化处理单元降低COD值80%以上，步骤（5）最终出水COD值在60mg/L以下。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提供了一种处理稀土或有色冶炼高盐高COD废水的***及方法，本发明能有效降解高盐废水中的有机污染物，并且回收氨水，最终出水COD在60mg/L以下，可以回用或达标排放。与其他工艺相比，本发明克服了高盐废水中有机物难降解，尤其无法使用生化法进行讲解，处理成本高等难题。本发明可以用于处理稀土或有色冶炼高盐废水之中。
附图说明
图1是本发明的工艺流程示意图。
具体实施方式
下面结合说明书附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明的保护范围。
实施例1
本实施例中稀土高盐废水的水质：pH:3-10，COD:1000mg/L-5000mg/L，
盐含量50-200g/L，BOD:约为400-2000mg/L，SS:为100-1000mg/L。
采用本发明的稀土高盐废水去除COD步骤如下：
（1）预处理除油：高盐废水进入到预处理除油单元，去除废水中的非溶解性油脂，经过所述预处理除油单元后，得到的废水进入步骤（2）进行处理。
（2）脱盐脱氨：步骤（1）中所述的出水，采用加碱汽提精馏脱氨方法进行脱盐，以钙和硫酸根含量比为1~5:1投加氢氧化钙、碳酸钙、氯化钙、氧化钙、氢氧化钠复配的钙盐，搅拌反应10~30 min，沉淀过滤，盐含量在10-20g/L，清液进入下一阶段。挥发的氨气可通过氨气吸收***进行回收，回收的氨水可回到稀土有色萃取体系。出水调节pH 6-8，进入到生化单元。
（3）生化除COD：步骤（2）中所述的脱盐废水，进入生化单元，经过被驯化活性污泥的降解去除大部分COD。活性污泥的驯化，配制模拟废水，模拟废水的组成成分为葡萄糖1-2g/L，磷酸钠0.01-0.1g/L，磷酸二氢钾0.01-0.1g/L，氯化钙0.01-0.1，氯化钙0.01-0.1g/L，硫酸镁0.01-0.1g/L，硫酸亚铁0.01-0.02g/L，与废水混合配制成不同比例的模拟废水，对活性污泥进行驯化，驯化周期为20天，稳定运行后，COD的去除率为80%以上。
（4）深度处理：步骤（3）中所述的生化出水，进入臭氧催化氧化单元进行深度处理，出水在60mg/L以内，最终达标排放。
实施例2
本实施中有色高盐废水的水质：pH:6-9，COD:1000mg/L-3000mg/L，
盐含量50-100g/L，BOD:约为400-1200mg/L，SS:为100-1000mg/L。
采用本发明的有色高盐废水去除COD步骤如下：
（1）预处理除油：高盐废水进入到预处理除油单元，去除废水中的非溶解性油脂，经过所述预处理除油单元后，得到的废水进入步骤（2）进行处理。
（2）脱盐脱氨：步骤（1）中所述的出水，采用加碱汽提精馏脱氨方法进行脱盐，以钙和硫酸根含量比为1~4:1投加氢氧化钙、碳酸钙、氯化钙、氧化钙、氢氧化钠复配的钙盐，搅拌反应10~30 min，沉淀过滤，盐含量在10-20g/L，清液进入下一阶段。挥发的氨气可通过氨气吸收***进行回收，回收的氨水可回到稀土有色萃取体系。出水调节pH 6-8，进入到生化单元。
（3）生化除COD：步骤（2）中所述的脱盐废水，进入生化单元，经过被驯化活性污泥的降解去除大部分COD。活性污泥的驯化，配制模拟废水，模拟废水的组成成分为葡萄糖1-2g/L，磷酸钠0.01-0.1g/L，磷酸二氢钾0.01-0.1g/L，氯化钙0.01-0.1，氯化钙0.01-0.1g/L，硫酸镁0.01-0.1g/L，硫酸亚铁0.01-0.02g/L，与废水混合配制成不同比例的模拟废水，对活性污泥进行驯化，驯化周期为一个月，稳定运行后，COD的去除率为80%以上。
（4）深度处理：步骤（3）中所述的生化出水，进入臭氧催化氧化单元进行深度处理，出水在60mg/L以内，最终达标排放。
实施例3
本实施例中稀土高盐废水的水质：pH:5-10，COD:1000mg/L-2000mg/L，
盐含量50-80g/L，BOD:约为400-800mg/L，SS:为100-1000mg/L。
采用本发明的稀土高盐废水去除COD步骤如下：
（1）预处理除油：高盐废水进入到预处理除油单元，去除废水中的非溶解性油脂，经过所述预处理除油单元后，得到的废水进入步骤（2）进行处理。
（2）脱盐脱氨：步骤（1）中所述的出水，采用加碱汽提精馏脱氨方法进行脱盐，以钙和硫酸根含量比为1~3:1投加氢氧化钙、碳酸钙、氯化钙、氧化钙、氢氧化钠复配的钙盐，搅拌反应10~30 min，沉淀过滤，盐含量在10-20g/L，清液进入下一阶段。挥发的氨气可通过氨气吸收***进行回收，回收的氨水可回到稀土有色萃取体系。出水调节pH 6-8，进入到生化单元。
（3）生化除COD：步骤（2）中所述的脱盐废水，进入生化单元，经过被驯化活性污泥的降解去除大部分COD。活性污泥的驯化，配制模拟废水，模拟废水的组成成分为葡萄糖1-2g/L，磷酸钠0.01-0.1g/L，磷酸二氢钾0.01-0.1g/L，氯化钙0.01-0.1，氯化钙0.01-0.1g/L，硫酸镁0.01-0.1g/L，硫酸亚铁0.01-0.02g/L，与废水混合配制成不同比例的模拟废水，对活性污泥进行驯化，驯化周期为40天，稳定运行后，COD的去除率为80%以上。
（4）深度处理：步骤（3）中所述的生化出水，进入臭氧催化氧化单元进行深度处理，出水在60mg/L以内，最终达标排放。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施方式，可以理解的是，上述实施方式是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施方式进行变化、修改、替换和变型。本发明的保护范围由权利要求书及其等同技术方案限定。

Claims (10)

1.一种处理稀土或有色冶炼高盐高COD废水的***，其特征在于，包括预处理除油单元、脱盐脱氨单元、污泥微生物驯化单元、生化处理单元和高级氧化处理单元；预处理除油单元出口与脱盐脱氨单元入口连接；脱盐脱氨单元出口及污泥微生物驯化单元出口，与生化处理单元入口连接；生化处理单元出口与高级氧化处理单元入口连接。
2.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述稀土或有色冶炼高盐高COD废水的特征为：pH值为5-10，COD为2000-5000mg/L，TDS为100-400ms/cm，SO4 2-为50-200g/L，NH4 +为100-400g/L，SS为100-1000mg/L。
3.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述预处理除油单元包括聚结除油装置、活性炭除油装置和过滤除油装置。
4.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述脱盐脱氨单元包括钙盐投加装置和氨气吸收装置；优选地，所述钙盐为氢氧化钙、碳酸钙、氯化钙、氧化钙和氢氧化钠复配的钙盐。
5.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述污泥微生物驯化单元包括多个微生物培养装置，在微生物培养装置中加入培养液和不同比例的废水；优选地，所述培养液成分为：葡萄糖1-2g/L，磷酸钠0.01-0.1g/L，磷酸二氢钾0.01-0.1g/L，氯化钙0.01-0.1g/L，氯化钙0.01-0.1g/L，硫酸镁0.01-0.1g/L，硫酸亚铁0.01-0.02g/L；优选地，所述污泥微生物的菌种来自于冶炼废水排污口的底泥之中，并通过分离纯化手段获得。
6.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述生化处理单元包括驯化后的污泥微生物投加装置和曝气装置；优选地，曝气装置为曝气盘，曝气量使水体含氧量为1-4mg/L。
7.根据权利要求6所述的***，其特征在于，所述高级氧化单元包括臭氧源、臭氧曝气装置和臭氧尾气破坏装置；优选地，臭氧尾气破坏装置与生化处理单元的曝气装置连接，臭氧尾气破坏后生成的氧气进入生化处理单元曝气。
8.采用权利要求1-7任一权利要求所述的***处理稀土或有色冶炼高盐高COD废水的方法，包括以下步骤：
废水进入预处理除油单元处理，预处理除油产生的危险废物进行集中处理；
（2）预处理除油后的废水进入脱盐脱氨单元，以钙和硫酸根摩尔比为1~5:1投加钙盐，搅拌反应10~30min，沉淀过滤，滤液调节pH值为6-8；挥发的氨气通过氨气吸收装置进行回收；
（3）通过污泥微生物驯化单元驯化污泥微生物，驯化周期为20-40天；
（4）步骤（2）调节pH值后的滤液和步骤（3）驯化后的污泥微生物进入生化处理单元处理；
（5）生化处理单元出水，进入臭氧催化氧化单元进行深度处理。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，步骤（2）中滤液的盐含量为10-20g/L。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，步骤（4）生化处理单元降低COD值80%以上，步骤（5）最终出水COD值在60mg/L以下。
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