[发明专利]一种原位多级处理高盐废水的装置和方法

说明书

本发明公开了一种原位多级处理低温动态高盐废水的装置及方法。本发明的装置能够实现分区多级处理废水，并能够根据检测数据选择性自动返回废水检测值所对应的分级处理装置，微生物在处理废水过程中能够完成菌种和菌群的自我更替，在低温下、高盐环境下，持续、节能、有针对性地高效处理高盐、高有机物和高重金属离子的废水。

技术领域

本发明属于环保机械领域，具体涉及一种多级处理低温动态高盐废水的装置和方法，尤其适用于深海热液喷口处驯化的菌株原位多级处理低温动态高盐废水的方法。

背景技术

本领域中，高盐废水是指总含盐质量分数至少1％的废水，其主要来自化工厂及石油和天然气的采集加工等，这种废水含有多种物质，主要包括盐、油、有机重金属和放射性物质。

随着我国工业发展和环境标准的提高，现有水处理方法已经不适合含盐度范围较高的有机废水，且成本极高。若采用生物法对高盐废水进行处理，高浓度的盐类物质对微生物具有抑制作用；若采用物化法处理高盐废水，则存在投资大和运行费用高的缺陷，且难以达到预期的净化效果。

目前采用生物法对此类废水进行处理，仍是目前国内外研究的重点。

高含盐量有机废水的有机物根据生产过程不同，所含有机物的种类及化学性质差异较大，但所含盐类物质多为Cl^-、SO₄^2-、Na⁺、Ca²⁺等盐类物质。虽然这些离子都是微生物生长所必需的营养元素，在微生物的生长过程中起着促进酶反应，维持膜平衡和调节渗透压的重要作用。但是若这些离子浓度过高，会对微生物产生抑制和毒害作用，主要表现：盐浓度高、渗透压高、微生物细胞脱水引起细胞原生质分离；盐析作用使脱氢酶活性降低；氯离子高对细菌有毒害作用；盐浓度高，废水的密度增加，活性污泥易上浮流失，从而严重影响生物处理系统的净化效果。

中国专利CN200810171744.4公开了一种含高盐废水处理或回用的方法，主要工艺为预处理、高效曝气生物滤池和深度处理的方法，该发明主要适用于膜分离工艺膜前浓缩液的达标排放或回用，且需要接种美国某公司提供的菌株，应用受到一定的限制。

中国专利CN102173539B公开了一种处理高盐、难生物降解、有毒的工业废水处理装置，该装置不足之处在于废水先进入调节池调节水质，需先稀释水中有毒物质后才可以进行处理，稀释后需经过微电解池、混凝沉淀池、耐盐菌处理池、A/O处理池四个步骤处理，最后再进行生化处理，该工艺处理过程复杂，稀释废水过程增加了用水成本，处理量也增大。

中国专利申请102173539A公开了一种处理高盐、难生物降解、有毒的工业废水处理工艺，主要工艺为预处理、微电解和混凝沉淀。该工艺不足之处在于废水需要进入调节池调节水质水量,再经过微电解池和混凝沉淀去除大部分难生物降解有机物及有毒物质,混凝沉淀池上清液进入耐盐菌处理池,再经A/O处理池进行生化处理,经二沉淀池分离污泥,上清液最后经过滤池过滤才能出水，其过程过于复杂，并且操作条件较难控制。

随着我国工业发展和环境标准的提高，现有水处理方法已经不适合含盐度范围较高的有机废水，且成本极高。

我国是高能耗国家，且二氧化碳排放居高不下，导致气候变化。随着生物质能被社会广泛重视，从低浓度有机废水中提取能量也变得非常迫切，而微生物产电特别适合于大范围环境的小电压长时间稳定加热，新的导电导热材料与微生物燃料电池结合实现了低品位生物质能的高效利用，几乎可以用于各种需要低成本维持环境温度的场所，应用潜力巨大。

发明内容

为解决现有技术中高盐废水处理困难的问题，本发明提供了一种多级处理低温动态高盐废水的装置和方法，通过分级、分单元对废水进行处理，基于处理废水成分和浓度的不同，实现各分级装置中各单元优势菌及丰度的交替，在降解有机废物的同时，回收金属资源。

在本发明中，所处理的高盐废水为盐度≥5％，有机物含量为≥5000mg/L的废水。