[发明专利]一种难降解高浓度有机废水的处理方法

摘要

一种难降解高浓度有机废水的处理方法，属于环境保护技术领域。本发明采用芬顿氧化法(Fenton Oxidation Process，简称FOP)－厌氧膨胀颗粒污泥床(ExpandedGranular Sludge Bed，简称EGSB)－好氧膜生物反应器(Membrane Bioreactor，简称MBR)组合系统处理难降解高浓度有机废水，芬顿高级氧化处理使部分COD降解的同时、将一些毒害性难降解有机化合物被转化为生物易降解的中间产物，从而提高废水的可生化性；厌氧处理去除废水中的大部分COD，保证整个处理过程的高负荷和低成本；好氧处理使出水稳定达到排放标准，实现整体工艺的环境和社会效益。采用本发明后，难降解高浓度有机废水出水COD、TN去除率可达80％－95％，并全面达到国家综合废水排放一级标准。

主权项

1.一种难降解高浓度有机废水的处理方法，其特征是采用芬顿氧化-厌氧膨胀颗粒污泥床-好氧膜生物反应器组合系统处理难降解高浓度有机废水的方法；芬顿氧化预处理：反应器有效容积为1L，置于磁力搅拌器上；芬顿处理工艺：废水置于反应器中，用硫酸调节pH值，加入一定量的FeSO4·7H2O，开启恒温磁力搅拌器，使其充分混合溶解，待溶解后迅速加入设定量的H2O2，H2O2/COD的质量比为2，H2O2/FeSO4的摩尔比为12，控制进水pH为3.5～4，反应开始一段时间后，用NaOH溶液调节pH值为7～8，反应时间为40min，终止芬顿反应；进水COD为30000～39000mg/L，出水COD为4000～5000mg/L，COD去除率达到85％；BOD/COD值达0.67，废水的可生化性大大提高；厌氧处理：采用的膨胀颗粒污泥床反应器，反应器总容积2.7L，反应区容积2.5L，反应区高度为1m，温度控制在35℃，接种污泥SS为56.7g/L，VSS为38.2g/L，接种污泥量为反应器容积的1/3；反应器的启动和驯化是同时进行的，最初进水为葡萄糖废水，随后进水中逐渐增加芬顿出水的含量，直到反应器进水完全是经芬顿处理后的废水；控制措施为：当COD去除率大于80％，且呈不断上升的趋势时，开始逐步提高负荷，负荷提高幅度为10％～30％，整个启动阶段共分四个阶段，有效启动阶段时间60天，有机负荷6.5kgCOD/m3·d；从进水为10％的芬顿出水逐步过渡为100％的芬顿出水，保持COD去除率＞80％；启动阶段的四个阶段：第一阶段为初期运行，第1～15d，进水为配置的葡萄糖废水，维持反应器水力负荷不变，靠增加进水COD浓度来提高有机负荷，控制进水流量为0.48L/h，回流比为6∶1，进水COD浓度从1500mg/L逐步提高到4000mg/L，反应器有机负荷由2.5kgCOD/m3·d提高至6.5kgCOD/m3·d，COD均大于80％，颗粒污泥逐渐形成，反应器运行稳定；第二阶段为硫酸盐负荷提高期，第16～25d，维持反应器水力负荷、有机负荷不变，硫酸盐浓度由2g/L逐步提高到10g/L，进水COD为4000mg/L，COD去除率均大于80％，运行稳定；第三阶段为芬顿出水驯化期，第26～40d，维持水力负荷条件不变，进水中芬顿出水含量从10％开始，当COD去除率大于80％时，稳定运行2～3个停留时间，逐步增加膨胀颗粒污泥床反应器进水中芬顿出水含量，在起始阶段，COD去除率很快的达到稳定，当芬顿出水含量达到进水废水总量的40％以上时，去除率则波动较大，有时出现持续下降的情况，说明此时芬顿出水对微生物有所抑制，但随着驯化的继续，COD去除率又逐渐恢复，膨胀颗粒污泥床反应器运行稳定，在这一阶段，颗粒污泥中已逐步形成一个分布合理的微生物群体；第四阶段为完全芬顿出水运行期，第41～60d，芬顿出水直接进入厌氧膨胀颗粒污泥床反应器，在有机负荷为8～10kgCOD/m3·d，VSS/SS为0.81条件下运行；当进水pH为6.8～7.2，进水流量为0.48L/h，回流比为6∶1，进水COD为4000～5000mg/L时，出水COD为500～800mg/L，COD去除率达到90％；好氧处理：采用的一体式膜生物反应器，总容积为20L，内置中空膜组件4个，膜组件为中空纤维微滤膜，膜材质为聚丙烯，膜孔径为0.1μm，膜面积为0.5m2，反应器的液位通过自动液位控制器与进水泵提供的连动来调节，由空气泵提供的空气通过微孔曝气器进入，由自动程序控制器控制出水泵的开和停，出水泵采用间歇抽吸运行，抽吸频率为10min开，5min停，反应器内MLSS为13.5g/L，MLVSS为10.3g/L，MLVSS/MLSS为76.3％，工况期间不排泥；反应器进水为膨胀颗粒污泥床反应器出水，COD为500～800mg/L，有机负荷8kgCOD/m3·d，经8h处理后出水COD为50～90mg/L，COD去除率达到90％；芬顿氧化法-厌氧膨胀颗粒污泥床-好氧膜生物反应器组合系统处理难降解高浓度废水在进水COD为30000mg/L以上的情况下，使出水COD在100mg/L以下，总的COD去除率达99％，确保出水达标排放。