[发明专利]一种废水处理的新方法

说明书

技术领域

本发明属于环境保护与资源化领域，具体涉及废水处理方法。

背景技术

按微生物生长方式的不同，污水生物处理工艺可分为活性污泥法和生物膜法两大类。相对于活性污泥法而言，生物膜法最大的优点就是不存在污泥膨胀问题；其次，利于一些生长缓慢的微生物(如硝化菌)生长。

填料是生物膜的载体，也具有截留悬浮物的作用，是生物膜工艺的关键，直接影响其处理效果。同时，填料的费用在生物膜处理系统的基建费用中占有较大的比重，因此填料关系到生物膜工艺的经济合理性。常用的填料分为天然填料和人工填料两种。天然填料主要包括沸石、砾石、碳酸盐类石等；人工填料主要有PVC、PE、PS、PP、各类树脂、塑料(包括各种泡沫塑料)、纤维等等。

生物铁法是向生物反应器或进水中加入一定量的铁盐，经培养驯化成生物铁污泥，以提高生物法处理废水的效能，强化和扩大净化功能的方法。检索国内外相关专利及发表的文章得知：目前生物铁用料主要是铁盐、铸铁、铁屑等几种，多用于制革废水、印染废水、制药废水等难生物降解废水的生物处理中，强化对化学需氧量Chemical Oxygen Demand(COD)、悬浮固体Suspended Solid(SS)等的处理效果。研究表明：投加铁离子与不投加铁离子时相比，污水中COD_Cr去除率将提高15-20％。

在钢铁企业中，钢渣产出量是仅次于高炉渣的第二大固体副产品。从物理特性上讲，钢渣的强度较大，具有较高的比表面积，表面比较粗糙，易于生物膜附着；从化学成分上讲，钢渣中不仅含有CaO，Si0₂和FeO(成分见表1)等主要成分，还含有一定量的金属铁。因此，采用钢渣处理废水应该具有很好的应用价值。

表1  转炉钢渣的化学成分(％)

注：数据是以宝钢的转炉渣为例。

然而，到目前为止，钢渣二次利用的途径仍然是作为高炉、转炉原料，在钢铁厂内自行循环使用，但这种利用用量是有限的；此外，钢渣还用于道路工程、建材原料、钢渣肥料及填坑造地等。尽管如此，还有大量钢渣未能得到及时处理和利用。钢渣中大量的有价元素铁也未得到充分的利用，总体来说，钢渣利用的附加值比较低。

国内一些专利和专利申请(如CN93101911.7、CN99101439.1、CN99101441.3、CN01121824.X、CN200510030330.6和CN200510093267.0)虽然提到将钢渣用于污水处理，但都是作为组合配方中的一个组分使用，而且未将钢渣进行预处理，也未解决钢铁工业中大量钢渣副产品的二次利用问题。迄今公开的国内外专利及非专利文献均无将碳酸化钢渣作为生物铁填料用于污水处理的报道。

本申请人先前的一个专利申请(200710038393.5)中提供了碳酸化钢渣在废水处理中的应用。

本发明的目的在于提供一种新的废水处理方法。

发明概述

本发明提供的废水处理方法包括以下步骤：(1)将碳酸化钢渣进行筛分；(2)将筛分后的碳酸化钢渣填装在生物膜反应器中；及(3)将废水引入填装了碳酸化钢渣的生物膜反应器进行废水处理。

将碳酸化钢渣进行筛分的步骤包括将碳酸化钢渣筛分成粒径为0.5-1mm、1-2mm、2-5mm和5-20mm的几组颗粒填料。所述筛分可采用筛分机进行。

碳酸化钢渣的填装可采用变粒径组合填装，所述变粒径组合填装系采用两种或两种以上的粒径组合，每种粒径的填料所占比例为5～95％。

在污染物浓度较高时选用大粒径填料占较大比例，污染物浓度较低时选用小粒径填料占较大比例。

本发明方法中采用的生物膜反应器可包括一个或一个以上生物膜反应器。在采用一个以上生物膜反应器时，第一个生物膜反应器中填装的大粒径填料占较大比例，其后续生物膜反应器中依次填装粒径递减的填料，污染物浓度较高的废水在第一个生物膜反应器中处理后进入后续生物膜反应器进行二次或二次以上处理。

生物膜反应器可包括厌氧生物滤池、曝气生物滤池、高负荷生物滤池、塔式生物滤池和活性生物滤池等。

本发明的方法还可包括钢渣的碳酸化处理步骤。

钢渣的碳酸化处理步骤包括：在沸腾床反应器中，在350-800℃、0.1-3.6大气压和水蒸气含量5-25％的条件下，使粒径≤20mm的钢渣与CO₂气体反应0.5-12小时。

发明详述