一种有机废水的无害处理方法与流程

本发明涉及污水处理，尤其是涉及一种有机废水的无害处理方法。

背景技术：

1、有机废水是指含有可溶性有机物的废水。按照来源分，有机废水包括工业废水和生活污水。其中，工业废水的污染物主要来自食品、造纸、皮革、石油炼焦冶金等行业；生活污水主要来自城市/农村生活污水、垃圾渗滤液及地面径流等。

2、有机废水中，生活污水的成分更加复杂，不仅含有可溶性有机物，还含有油脂(俗称地沟油)、重金属离子以及泥沙沉淀等。若不及时对污染水体加以治理，待水体中溶解氧耗尽后，有机物腐败分解，水质急速恶化，长此以往，地表水、土壤、地下水等遭受污染，将会对人类健康和生态环境安全产生不可估计的威胁。

3、传统技术中，对生活污水的处理方法包括简单的物理分离后的进行的吸附法或氧化法；但是由于有机废水的成分复杂，传统的物理分离不彻底，或者成本较高，这对后续的生物化学处理带来了不利影响，也为生产安全带来了隐患。

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种有机废水的无害处理方法，能够有效提高废水中杂质的处理效率，还具有能耗低、生产更流畅、安全性高等方面的优势。

2、根据本发明第一方面的实施例，提供了一种有机废水的无害处理方法，所述无害处理方法包括将所述有机废水通过废水处理系统；

3、所述废水处理系统包括经由管道依次连通设置的格栅、沉淀池、油水分离器、生物处理单元；

4、所述生物处理单元和所述格栅以及所述格栅的进水管道相邻；

5、所述有机废水中含有废油脂、重金属离子以及可溶性有机物。

6、根据本发明实施例的无害处理方法，至少具有如下有益效果：

7、由于居民生活来源的有机废水中，含有废油脂、重金属离子、可溶性有机物以及菜叶子等大颗粒杂质。为了避免大颗粒杂质对废水处理系统造成堵塞，需要先进行过滤。但是和新鲜食用油相比，废油脂的粘度增大，难以进行过滤，或者不能采用孔径较小的滤网进行过滤，这或导致残留的颗粒物影响后续流程，或导致滤网的堵塞，影响生产流畅性或生产安全性。

8、本发明提供的生物处理单元，无论其中接种的是好氧细菌还是厌氧细菌，均会产生显著的生物热，生物处理单元的温度一般≥30℃，甚至可以高于80℃。本发明提供的处理方法中，格栅以及格栅的进水管和生物处理单元相邻；生物处理单元产生的热量可以被格栅利用，显著降低其中油脂等的粘性，提升过滤的顺畅性。进一步的，利用生物处理单元产生的热量，避免了能源的浪费，也避免了外加热能对格栅进行加热，节约了成本。更进一步的，有机废水中部分小颗粒(例如纳米级别)的悬浮物(例如胶粒)，在经过格栅时被加热，热能促进了胶粒的团聚，促进了后续在沉淀池中的过程，起到了节约无害处理方法耗时的作用。

9、本发明提供的无害处理方法中，格栅去除大颗粒杂质，沉淀池去除沉淀杂质，油水分离器去除油脂以及漂浮杂质，生物处理单元去除了有机物并吸附去除重金属离子。也就是说，本发明提供的无害处理方法，通过各步骤的协同作用，去除了所述有机废水中的各种杂质，简单、高效的实现了无害化处理。

10、根据本发明的一些实施例，所述有机废水的含油量为100～10000mg/l。例如具体可以是300～400mg/l。

11、根据本发明的一些实施例，所述有机废水中含有重金属离子铅、铜、锌、镉、汞、铬、砷和镍中的至少一种。

12、根据本发明的一些实施例，所述有机废水中，所述重金属离子的总和≤1000mg/l；例如具体可以是300～400mg/l。实际上城镇居民生活来源的有机废水中，重金属离子的含量较少，含有的重金属离子一般是排水过程中的污染导致的。

13、根据本发明的一些实施例，所述有机废水中，单个所述重金属离子的含量≤200mg/l。例如具体可以是180～185mg/l。

14、根据本发明的一些实施例，所述有机废水中，cod含量在200～2000mg/l(不包括油脂的需氧量)。

15、根据本发明的一些实施例，废水处理系统还包括和所述格栅连通的集水池。

16、根据本发明的一些实施例，所述集水池上设有入水口。

17、根据本发明的一些实施例，所述集水池的体积不小于每天可产生有机废水的2倍体积。例如，如果一天可以产生10立方米的有机废水，则集水池的容积≥20m3。

18、根据本发明的一些实施例，所述格栅包括自所述集水池至所述沉淀池依次设置的粗格栅、中格栅、细格栅和微格栅。其中，所述粗格栅的孔径为50～150mm；例如具体可以是80～100mm。所述中格栅的孔径为20～50mm，例如具体可以是30～40mm。所述细格栅的孔径为5～20mm；例如具体可以是8～10mm。所述微格栅的孔径≤5mm；例如具体可以是2～3mm。设置多级格栅，可显著避免格栅被堵塞，也更有利于对大颗粒物质的去除。

19、根据本发明的一些实施例，通过所述格栅的有机废水的温度≥30℃。例如具体可以是约35℃或约50℃。

20、根据本发明的一些实施例，所述沉淀池包括斜管沉淀池。

21、根据本发明的一些实施例，所述沉淀池的容积和所述集水池的体积相当。

22、根据本发明的一些实施例，所述有机废水在所述沉淀池中的水力停留时长为0.5～5h。

23、根据本发明的一些实施例，所述有机废水在所述沉淀池中的水力停留时长为2～3h。

24、根据本发明的一些实施例，所述油水分离器具有可调节的分离界面。所述生物处理单元对格栅的加热，如果温度较高，产生的温度也可加速油水分离。具体的，在一定的范围内，温度越高，油水分离越快。

25、根据本发明的一些实施例，所述油水分离器包括重力式油水分离器和溢流式油水分离器中的至少一种。

26、根据本发明的一些实施例，所述有机废水在所述油水分离器中的操作包括依次进行的静置和撇油。其中，所述静置的时长为0.5～6h；例如具体可以是约2h、3h或约4h。所述撇油的方法包括手动撇油和机械撇油中的至少一种。

27、根据本发明的一些实施例，所述油水分离器的溶剂和所述集水池的容积相当。

28、本发明通过限定所述集水池、沉淀池和油水分离器的体积，可更好的调整所述无害处理方法的吞吐量，进而调整所述无害处理方法中，各步骤的水力停留时长。

29、根据本发明的一些实施例，所述生物处理单元中含有载体，以及附着在所述载体上的活性菌。

30、根据本发明的一些实施例，所述活性菌包括好氧菌、厌氧菌和兼氧菌中的至少一种。

31、根据本发明的一些实施例，所述好氧菌包括假单胞菌、硝化细菌、芽孢杆菌、放线菌、氧化亚铁细菌、霉菌和酵母菌中的至少一种。其中，所述硝化细菌包括亚硝酸菌和硝酸菌中的至少一种，在氮循环中扮演重要角色，将废水中的氨氮转化为亚硝酸盐和硝酸盐。

32、根据本发明的一些实施例，所述厌氧菌包括产甲烷菌、产酸菌、乙酸生成菌、硫还原菌、铁还原菌和纤维素分解菌中的至少一种。

33、根据本发明的一些实施例，所述兼氧菌包括大肠杆菌、肠球菌、假单胞菌、克雷白氏菌和链球菌中的至少一种。

34、根据本发明的一些实施例，所述载体，包括改性秸秆；和/或，所述改性秸秆的制备方法包括以下步骤：

35、s1.以甲醛水溶液和盐酸水溶液的混合溶液浸泡秸秆，并干燥；

36、s2.以海藻酸钠水溶液浸泡步骤s1所得产物。

37、采用上述方法改性后的秸秆，具有多孔结构、较强的微生物亲和性以及活性基团。不仅可更好的去除所述有机废水中的有机物，还可以兼具吸附、过滤的作用，对有机废水中的固体废物以及重金属离子的去除均具有显著的作用。

38、根据本发明的一些实施例，步骤s1中，所述甲醛水溶液的质量浓度为32～40％。例如具体可以是约36％。

39、根据本发明的一些实施例，步骤s1中，所述盐酸水溶液的浓度为0.3～0.8mol/l。例如具体可以是约0.5mol/l。

40、根据本发明的一些实施例，步骤s1中，所述甲醛水溶液和所述盐酸水溶液的体积比为1:10～15。例如具体可以是1:12～13。

41、根据本发明的一些实施例，步骤s1中，所述浸泡的时长为1～3h。例如具体可以是约2h。

42、根据本发明的一些实施例，步骤s1中，所述浸泡的温度为40～60℃。例如具体可以是约50℃。

43、根据本发明的一些实施例，步骤s1中，还包括在所述浸泡和所述干燥之间进行洗涤。其中所述洗涤包括水洗，水洗的终点为洗涤液近中性。

44、根据本发明的一些实施例，步骤s1中，所述干燥包括鼓风干燥、真空干燥和冷冻干燥中的至少一种。

45、根据本发明的一些实施例，步骤s2中，所述海藻酸钠水溶液的质量百分浓度为1～3％。例如具体可以是约2％。

46、根据本发明的一些实施例，步骤s2中，所述干燥的时长为20～30h。例如具体可以是24～25h。

47、根据本发明的一些实施例，步骤s2中，还包括在所述浸泡后进行的洗涤和干燥。其中的洗涤方法为水洗，水洗的次数为2～5次。其中干燥的方法为鼓风干燥、真空干燥、冷冻干燥和自然风干中的至少一种。

48、根据本发明的一些实施例，所述载体的菌种接种方式包括将所述载体置于菌种中搅拌并静置，直至形成生物膜。其中，所述搅拌的转速为10～100rpm。所述搅拌的时长为8～12h。所述浸泡过程中的条件，根据所述菌种的习性决定，例如好氧菌种需要进行曝气。

49、根据本发明的一些实施例，所述生物处理单元上设有至少一个的曝气孔。

50、根据本发明的一些实施例，所述有机废水在所述生物处理单元中的水力停留时长为80～120h。例如具体可以是约100h。

51、根据本发明的一些实施例，所述废水处理系统包括2至多个所述生物处理单元。多个所述生物处理单元之间并联，并围绕在所述格栅周围。由此可避免所述生物处理单元中水力停留时长过长导致的所述废水处理系统其他单元的停工。也保证了所述格栅以及沉淀池等单元中废水的温度。

52、根据本发明的一些实施例，所述废水处理系统还包括设于所述生物处理单元下游的吸附单元和高级氧化单元。由此吸附单元去除了重金属离子，高级氧化单元进一步去除了有机物。进一步提升了所述无害处理方法所得水相的水质。

53、根据本发明的一些实施例，所述吸附单元中含有吸附填料。

54、根据本发明的一些实施例，所述吸附填料包括沸石、活性碳和硅藻土中的至少一种。

55、根据本发明的一些实施例，所述有机废水在所述吸附单元中的水力停留时长为1～5h。例如具体可以是2～3h。

56、根据本发明的一些实施例，所述高级氧化单元包括电化学氧化、电催化芬顿氧化和光催化氧化中的至少一种。

57、根据本发明的一些实施例，所述高级氧化单元包括电化学氧化和光催化氧化的结合。其中具体是将光催化剂负载于所述电化学氧化的阳极上。由此避免了新的化学试剂的引入，残余的有机物被氧化成二氧化碳和水等无害物质。其中，阳极的电流密度为10～30a/m2；例如具体可以是15～20a/m2。光照采用光源包括汞灯和氙灯中的至少一种。光源的功率为10～300w。例如具体可以是约200w或约250w。

58、根据本发明的一些实施例，光催化剂包括二氧化钛。

59、根据本发明的一些实施例，所述高级氧化单元上设有出水口。

60、根据本发明的一些实施例，所述无害处理方法所得水体中，cod含量≤50mg/l。此处的cod含量是总的cod含量。

61、根据本发明的一些实施例，所述无害处理方法所得水体中，重金属离子的去除率≥90％。

62、若无特殊说明，本发明的“约”实际表示的含义是允许误差在±2％的范围内，例如约100实际是100±2％×100。

63、若无特殊说明，本发明中的“在……之间”包含本数，例如“在2～3之间”包括端点值2和3。

64、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。