廢水處理方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種廢水處理方法，其包括在厭氧性條件下使用厭氧性生物來(lái)處理廢水的厭氧處理工序，并且，所述厭氧處理工序中的廢水包含硫酸或者硫酸鹽、有機(jī)酸以及醇，所述有機(jī)酸與所述醇的重量比為1/99～99/1(前者/后者)。根據(jù)該廢水處理方法，可以減少硫化氫的產(chǎn)生，并且可以處理同時(shí)包含高濃度的COD和硫酸鹽的工業(yè)廢水。
【專利說(shuō)明】廢水處理方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及廢水處理方法。更詳細(xì)而言，涉及含有高濃度硫酸鹽的廢水的厭氧性 處理。

【背景技術(shù)】
[0002] 目前，作為廢水處理方法，通常使用如以活性污泥為代表的需氧性處理來(lái)進(jìn)行。然 而，在需氧性處理的情況下，工業(yè)廢水含有高濃度的C0D時(shí)無(wú)法應(yīng)用。
[0003] 于是，通常也使用厭氧性處理來(lái)處理工業(yè)廢水。
[0004] 具體而言，可使用上流式厭氧性生物處理裝置，其利用了上流式厭氧污泥床 (UASB:Upflow Anaerobic Sludge Bed)或膨脹顆粒污泥床（EGSB:Expanded Granular Sludge Bed)，所述上流式厭氧污泥床以甲烷菌為主體的厭氧性微生物本身凝聚而形成微 ?；说奈勰啵w粒）并儲(chǔ)集在槽內(nèi)，從槽的底部供給處理液。該技術(shù)通過(guò)閥的切換操作， 利用產(chǎn)生的生化氣體的氣壓將處理槽內(nèi)部的處理液臨時(shí)儲(chǔ)集到儲(chǔ)集罐，使處理槽內(nèi)的氣壓 降低后，將儲(chǔ)集罐內(nèi)的儲(chǔ)集液送回處理槽，由此利用儲(chǔ)集液對(duì)處理槽內(nèi)的處理液進(jìn)行攪拌 (參見專利文獻(xiàn)1)。
[0005] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0006] 專利文獻(xiàn)
[0007] 專利文獻(xiàn)1:日本專利特開平2003-290796號(hào)公報(bào)


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 發(fā)明要解決的問(wèn)題
[0009] 然而，工業(yè)廢水中往往同時(shí)包含高濃度的C0D和硫酸鹽，在這種情況下，存在如下 問(wèn)題：在厭氧（還原）性氣氛下，會(huì)產(chǎn)生來(lái)自硫酸的有毒氣體硫化氫從而阻礙處理。
[0010] 因此，要求一種廢水處理方法，其可以減少硫化氫的產(chǎn)生、并且可以處理同時(shí)包含 高濃度的C0D和硫酸鹽的工業(yè)廢水。
[0011] 因而，本發(fā)明的目的在于，提供一種可以減少硫化氫的產(chǎn)生，并且可以處理同時(shí)含 有高濃度的C0D和硫酸鹽的工業(yè)廢水的廢水處理方法。
[0012] 解決問(wèn)題的方法
[0013] 于是，本發(fā)明人為了解決所述問(wèn)題進(jìn)行了深入地研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，廢水中的有機(jī)酸 與醇的重量比在特定范圍內(nèi)的情況下，在厭氧（還原）性氣氛下，可以減少硫化氫的產(chǎn)生， 并且可以處理同時(shí)含有高濃度的C0D和硫酸鹽的工業(yè)廢水，完成了本發(fā)明。
[0014] 即，本發(fā)明提供一種廢水處理方法，
[0015] 其包括在厭氧性條件下使用厭氧性生物處理廢水的厭氧處理工序，并且，
[0016] 所述厭氧處理工序中的廢水含有硫酸或者硫酸鹽、有機(jī)酸以及醇，
[0017] 所述有機(jī)酸與所述醇的重量比為1/99?99/1 (前者/后者）。
[0018] 另外，相對(duì)于所述厭氧處理工序中的全部廢水，有機(jī)酸以及醇的總量?jī)?yōu)選為 0. 1?10重量％。
[0019] 另外，所述有機(jī)酸優(yōu)選為羧酸。
[0020] 另外，所述醇優(yōu)選為甲醇或者乙醇。
[0021] 另外，所述厭氧處理工序中的廢水的化學(xué)需氧量?jī)?yōu)選為900?100000mg/L。
[0022] 另外，在所述厭氧處理工序中的廢水中，化學(xué)需氧量（mg/L)與SO廣濃度（mg/L)的 比率優(yōu)選為〇. 2?10 (前者/后者）。
[0023] 另外，優(yōu)選在所述厭氧處理工序中，產(chǎn)生包含硫化氫的氣體，并且在所述厭氧處理 工序中或者所述厭氧處理工序后，使所述包含硫化氫的氣體與氧濃度為〇. 5體積％?2. 0 體積％的含氧氣體接觸。
[0024] 另外，優(yōu)選所述厭氧性生物在所述厭氧處理工序中可以形成厭氧菌凝集塊。
[0025] 另外，優(yōu)選所述厭氧性生物在所述厭氧處理工序中可以生成甲烷氣體。
[0026] 另外，所述厭氧性生物優(yōu)選為選自那不勒斯鹽生硫桿菌（Halothiobacillus neapolitanus)以及西伯利亞硫喊微菌（Thioalkalimicrobium sibiricum)中的1種以上 的細(xì)菌。
[0027] 另外，優(yōu)選進(jìn)一步包括在需氧性條件下處理廢水的需氧處理工序。
[0028] 另外，優(yōu)選進(jìn)一步包括將所述厭氧處理工序中產(chǎn)生的污泥進(jìn)行增溶溶解而得到污 泥增溶化液的污泥增溶化工序。
[0029] 發(fā)明效果
[0030] 根據(jù)本發(fā)明的廢水處理方法，可以減少硫化氫的產(chǎn)生，并且可以處理同時(shí)含有高 濃度的C0D和硫酸鹽的工業(yè)廢水，因此，可獲得明顯提高同時(shí)含有高濃度的C0D和硫酸鹽的 工業(yè)廢水的處理效率的效果。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0031] 圖1是表示本發(fā)明的廢水處理方法的一種實(shí)施方式的示意圖。
[0032] 圖2是表示實(shí)施例中的甲烷發(fā)酵槽的逐日變化的圖表。
[0033] 圖3是表示實(shí)施例中的甲烷發(fā)酵槽的逐日變化的圖表。
[0034] 圖4是表示C0D容積負(fù)荷對(duì)處理性能的影響的圖表。
[0035] 圖5是表示C0D與S轉(zhuǎn)換的質(zhì)量平衡的圖表。
[0036] 圖6是表示C0D/S0廣對(duì)C0D與S轉(zhuǎn)換的影響的圖表。
[0037] 圖7是表示C0D/S0廣對(duì)C0D與S轉(zhuǎn)換的影響的圖表。
[0038] 圖8是表示從流入C0D與S向產(chǎn)物的轉(zhuǎn)化率的圖表。
[0039] 圖9是表示實(shí)施例中的乙醇分解推斷機(jī)制的圖。

【具體實(shí)施方式】
[0040] 對(duì)于本發(fā)明的廢水處理方法而言，只要包括在厭氧性條件下使用厭氧性生物處理 廢水的厭氧處理工序、并且所述厭氧處理工序中的廢水含有硫酸或者硫酸鹽和有機(jī)酸以及 醇、所述有機(jī)酸與所述醇的重量比為1/99?99/1 (前者/后者）即可，沒(méi)有特別限定。
[0041] 從進(jìn)一步抑制包含硫化氫的氣體的產(chǎn)生的觀點(diǎn)考慮，所述有機(jī)酸和所述醇的重量 比優(yōu)選為1/50?50/1 (前者/后者）、更優(yōu)選為1/25?10/1 (前者/后者）、進(jìn)一步優(yōu)選 為1/1?1/5 (前者/后者）。
[0042] 從進(jìn)一步抑制包含硫化氫的氣體的產(chǎn)生的觀點(diǎn)考慮，相對(duì)于所述厭氧處理工序中 的全部廢水，所述有機(jī)酸以及所述醇的總量?jī)?yōu)選為0. 1?10重量％、更優(yōu)選為0. 1?5重 量％、進(jìn)一步優(yōu)選為0. 2?2重量％。
[0043] 從進(jìn)一步抑制包含硫化氫的氣體的產(chǎn)生的觀點(diǎn)考慮，所述有機(jī)酸優(yōu)選為羧酸，例 如，可舉出：甲酸、乙酸、丙酸、三氟乙酸等碳原子數(shù)為1?5的羧酸等，優(yōu)選碳原子數(shù)為1? 3的有機(jī)酸，特別優(yōu)選乙酸。這些羧酸可以單獨(dú)使用或者組合2種以上使用。
[0044] 從進(jìn)一步抑制包含硫化氫的氣體的產(chǎn)生的觀點(diǎn)考慮，所述醇優(yōu)選甲醇、乙醇、1-丙 醇、1-丁醇等碳原子數(shù)為1?10左右的脂肪族醇，特別優(yōu)選甲醇、乙醇。所述醇可以單獨(dú)使 用或者混合2種以上使用。
[0045] 在所述厭氧處理工序中的廢水中，所述厭氧處理工序中的廢水的化學(xué)需氧量?jī)?yōu)選 為 900 ?100000mg/L、更優(yōu)選為 1000 ?100000mg/L、進(jìn)一步優(yōu)選為 1000 ?20000mg/L。需 要說(shuō)明的是，化學(xué)需氧量有時(shí)記載為"C0D"、"C0Dcr"。
[0046] 在所述厭氧處理工序中的廢水中，化學(xué)需氧量（mg/L)與SO廣濃度（mg/L)的比率 優(yōu)選為0. 2?10 (前者/后者）、更優(yōu)選為0. 2?2000、進(jìn)一步優(yōu)選為1?10。需要說(shuō)明的 是，化學(xué)需氧量（mg/L)與S0廣濃度（mg/L)的比率有時(shí)記載為"C0D/S0廣"、"C0D/S"。
[0047] 從有效地去除硫化氫的觀點(diǎn)考慮，優(yōu)選在所述厭氧處理工序中，產(chǎn)生包含硫化氫 的氣體，并且在所述厭氧處理工序中或者所述厭氧處理工序后，使所述包含硫化氫的氣體 與氧濃度為〇. 5體積％?2. 0體積％的含氧氣體接觸。由此，可獲得即使在C0D/S0廣更低 的情況下也可進(jìn)行廢水的厭氧處理的效果。對(duì)所述含氧氣體沒(méi)有特別限定，優(yōu)選使用空氣。 [0048] 對(duì)于本發(fā)明的廢水處理方法，優(yōu)選除了所述厭氧處理工序以外進(jìn)一步包括在需氧 性條件下處理廢水的需氧處理工序。通過(guò)進(jìn)一步含有所述需氧處理工序，可獲得進(jìn)行單獨(dú) 處理所無(wú)法得到的，即可高效進(jìn)行去除的效果。
[0049] 對(duì)于本發(fā)明的廢水處理方法，優(yōu)選除了所述厭氧處理工序以外，進(jìn)一步包括對(duì)所 述厭氧處理工序等工序中產(chǎn)生的污泥進(jìn)行增溶溶解從而得到污泥增溶化液的污泥增溶化 工序。通過(guò)進(jìn)一步包含所述污泥增溶化工序，可將所述污泥增溶化液提供給廢水處理，由此 獲得實(shí)現(xiàn)零排放、減輕環(huán)境負(fù)擔(dān)的效果。
[0050] 為了使所述厭氧處理工序中的廢水中所述有機(jī)酸與所述醇的重量比為優(yōu)選的范 圍，優(yōu)選在所述厭氧處理工序之前，在廢水中添加所述有機(jī)酸以及所述醇中的至少一種。
[0051] 在所述厭氧處理工序中或者所述厭氧處理工序之前，可以在廢水中添加硫酸或者 硫酸鹽。
[0052] 在所述厭氧處理工序中或者所述厭氧處理工序之前，可以在廢水中添加苛性鈉 (氫氧化鈉）。
[0053] 在所述厭氧處理工序中或者所述厭氧處理工序之前，可以在廢水中添加磷酸。
[0054] 作為所述廢水，優(yōu)選使用工業(yè)廢水，更優(yōu)選使用造紙、化學(xué)工業(yè)、水產(chǎn)加工、皮革等 的工業(yè)廢水。
[0055] 從使用UASB反應(yīng)槽或者EGSB反應(yīng)槽容易進(jìn)行處理的觀點(diǎn)考慮，作為所述厭氧性 生物，優(yōu)選使用在所述厭氧處理工序中可以形成厭氧菌凝集塊（顆粒）的厭氧性生物。
[0056] 從使用UASB反應(yīng)槽或者EGSB反應(yīng)槽容易進(jìn)行處理的觀點(diǎn)考慮，作為所述厭氧性 生物，優(yōu)選使用在所述厭氧處理工序中可以生成甲烷氣體的厭氧性生物。在這種情況下，通 過(guò)對(duì)生成的甲烷氣體進(jìn)行有效利用，可獲得能減少能源成本的效果。
[0057] 具體而言，作為所述厭氧性生物，優(yōu)選使用選自那不勒斯鹽生硫桿菌 (Halothiobacillus neapolitanus)以及西伯利亞硫喊微菌(Thioalkalimicrobium sibiricum)中的1種以上的細(xì)菌。特別優(yōu)選將多個(gè)細(xì)菌混合使用。進(jìn)而，還可以使硫氧化 細(xì)菌的其它細(xì)菌（例如硫氧化單胞菌（Sulfurimonas denitrifiacans))共存。另外，作為 優(yōu)選的厭氧性生物，還可舉出：食果糖脫硫弧菌（Desulfovibrio fructosovorans)，脫硫 弧菌（Desulfovibrio sp·)，嗜熱脫硫弧菌屬（Thermodesulfovibrio yellowstonii)等 SRB (sulfate-reducing bacteria;硫酸鹽還原菌），生抱梭菌（Clostridium sporogenes), 產(chǎn)氫菌（Clostridium sp·)，反氧化互營(yíng)桿菌（Syntrophobacter fumaroxidans)等 HAB(H2-producing acetogenic bacteria;產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌），甲燒桿菌（Methanobacterium sp·)，聯(lián)合甲燒鬃毛菌 GP6(Methanosaeta concilii GP6)等 MPB(methane_producing bacteria;產(chǎn)甲烷菌）等。這些厭氧性生物可以使用1種或者2種以上。
[0058] 所述厭氧處理工序優(yōu)選在UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket ;上流式厭氧 污泥床）方式的甲烷發(fā)酵槽（以下有時(shí)也稱作"UASB槽"。）或者EGSB (Expanded Granule Sludge Bed ;膨脹顆粒污泥床）方式的甲烷發(fā)酵槽（以下有時(shí)也稱作"EGSB槽"。）中進(jìn)行。 在使用UASB槽或者EGSB槽的情況下，可獲得能高負(fù)荷處理的效果。作為UASB槽的例子， 可舉出商品名"ΒΙ0ΤΗΑΝΕ"（住友重機(jī)械工業(yè)公司制造），作為EGSB槽的例子，可舉出商品 名"BI0BED"（住友重機(jī)械工業(yè)公司制造）。
[0059] 實(shí)施例
[0060] 下面，基于實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)地說(shuō)明，但本發(fā)明并不受這些實(shí)施例的任 何限定。
[0061] 具體而言，使用含有乙酸和乙醇的人造廢水（廢水）進(jìn)行如下所述的連續(xù)實(shí)驗(yàn)，研 究了 C0D和硫酸鹽負(fù)荷對(duì)甲烷生成和硫化氫生成的影響。另外，對(duì)甲烷的生成和硫酸鹽的 還原的競(jìng)爭(zhēng)也定量地進(jìn)行了研究。
[0062] 使用如圖1所示的裝置進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn)。具體而言,UASB反應(yīng)槽1的有效容積為6L, 利用向水夾套4循環(huán)的溫水使槽內(nèi)維持在中等溫度（35±0.5°C)。用氣量計(jì)3測(cè)量產(chǎn)生的 生化氣。使用的人造廢水包含l〇〇〇mg/L的乙酸、1000mg/L的乙醇及硫酸鹽（Rl:3000mg/L、 R2:150mg/L)。另外，在基質(zhì)罐6中，利用攪拌器攪拌基質(zhì)，并通過(guò)泵將基質(zhì)供給至UASB反 應(yīng)槽1。
[0063] 使用兩個(gè)UASB反應(yīng)器R1和R2,將HRT分成48h?4h的5個(gè)階段來(lái)階段性地進(jìn) 行縮短，進(jìn)行含高濃度（R1)和低濃度（R2)的硫酸鹽的乙醇類廢水的對(duì)照實(shí)驗(yàn)。具體而言， 在階段I (〇?29日）將HRT設(shè)定為48h，在階段II (30?48日）將HRT設(shè)定為24h、在階 段III (49?75日）將HRT設(shè)定為12h、在階段VI (76?92日）將HRT設(shè)定為6h、在階段 VI (93?100日）將HRT設(shè)定為4h。
[0064] 另夕卜，對(duì)于人工廢水中使用的植物類污泥，表示在以下的表1。表1中， SS(Suspended Solid)是指懸浮固體，即廢水中的浮游物質(zhì)量，VSS(Volatile Suspended Solid)是指揮發(fā)性懸浮固體，即廢水中的有機(jī)物質(zhì)量，下面也相同。另外，表1中，TS(Total Solid)是指全部固體，TVSS(Total VSS)是指全部揮發(fā)性懸浮固體，下面也相同。所述污 泥中存活有以下細(xì)菌（厭氧菌）。食果糖脫硫弧菌（Desulfovibrio fructosovorans),脫 硫弧菌（Desulfovibrio sp·),嗜熱脫硫弧菌屬（Thermodesulfovibrio yellowstonii) (以上均為SRB),產(chǎn)氫菌（Clostridium sp.),反氧化互營(yíng)桿菌（Syntrophobacter fumaroxidans)(以上均為HAB),甲燒桿菌（Methanobacterium sp·),聯(lián)合甲燒鬃毛菌 GP6(Methanosaeta concilii GP6)(以上均為MPB)。另外，所述污泥中的細(xì)菌形成凝集塊 (顆粒），在后述的廢水處理性能評(píng)價(jià)的試驗(yàn)后也保持凝集塊。
[0065] [表 1]
[0066]

【權(quán)利要求】
1. 一種廢水處理方法，其包括在厭氧性條件下使用厭氧性生物處理廢水的厭氧處理工 序，并且， 所述厭氧處理工序中的廢水包含硫酸或者硫酸鹽、有機(jī)酸以及醇， 所述有機(jī)酸與所述醇的前者/后者的重量比為1/99?99/1。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢水處理方法，其中，相對(duì)于所述厭氧處理工序中的全部廢 水，有機(jī)酸以及醇的總量為〇. 1?10重量％。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的廢水處理方法，其中，所述有機(jī)酸為羧酸。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1?3中任一項(xiàng)所述的廢水處理方法，其中，所述醇為甲醇或者乙醇。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1?4中任一項(xiàng)所述的廢水處理方法，其中，所述厭氧處理工序中的廢 水的化學(xué)需氧量為900?100000mg/L。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1?5中任一項(xiàng)所述的廢水處理方法，其中，在所述厭氧處理工序中的 廢水中，化學(xué)需氧量（mg/L)與SO廣濃度（mg/L)的前者/后者的比率為0. 2?10。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1?6中任一項(xiàng)所述的廢水處理方法，其中，在所述厭氧處理工序中， 產(chǎn)生包含硫化氫的氣體，并且，在所述厭氧處理工序中或者在所述厭氧處理工序后，使所述 包含硫化氫的氣體與氧濃度為〇. 5體積％?2. 0體積％的含氧氣體接觸。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1?7中任一項(xiàng)所述的廢水處理方法，其中，所述厭氧性生物在所述厭 氧處理工序中可以形成厭氧菌凝集塊。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1?8中任一項(xiàng)所述的廢水處理方法，其中，所述厭氧性生物在所述厭 氧處理工序中可以生成甲烷氣體。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8或者9所述的廢水處理方法，其中，所述厭氧性生物為選自 那不勒斯鹽生硫桿菌（Halothiobacillus neapolitanus)以及西伯利亞硫堿微菌 (Thioalkalimicrobium sibiricum)中的 1 種以上的細(xì)菌。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1?10中任一項(xiàng)所述的廢水處理方法，其中，在所述厭氧處理工序 中，使用UASB反應(yīng)槽或者EGSB反應(yīng)槽。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1?11中任一項(xiàng)所述的廢水處理方法，其進(jìn)一步包括在需氧性條件 下處理廢水的需氧處理工序。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1?12中任一項(xiàng)所述的廢水處理方法，其進(jìn)一步包括將所述厭氧處 理工序中產(chǎn)生的污泥進(jìn)行增溶溶解而得到污泥增溶化液的污泥增溶化工序。
【文檔編號(hào)】C02F3/34GK104105671SQ201380008250
【公開日】2014年10月15日 申請(qǐng)日期:2013年3月13日 優(yōu)先權(quán)日:2012年3月13日
【發(fā)明者】李玉友, 中手一郎 申請(qǐng)人:株式會(huì)社大賽璐