一种铝板热轧乳化废水处理方法及系统

摘要

本发明提供一种铝板热轧乳化废水的处理方法，包括：a)将经气浮处理的乳化废水进行水解酸化；b)使用SBR将水解酸化后的乳化废水进行降解处理；c)将经过SBR降解处理的乳化废水进行生物接触氧化；d)将经过生物接触氧化处理的乳化废水通过人工湿地系统进行净化。本发明还提供一种铝板热轧乳化废水的处理系统，包括水解酸化废水中有机物的水解酸化池，对废水中有机物进行第一级分解的SBR反应池，对废水中有机物进行第二级分解的生物接触氧化池、对从生物接触氧化池中排出的废水进行净化的人工湿地。本发明提供的处理方法，应用于气浮处理之后，对COD有较高的去除率，使乳化废水的排放达到国家标准，系统运行维护方便，管理简单。

权利要求

1.一种铝板热轧乳化废水的处理方法，其特征在于，包括：a)将经过气浮处理的乳化废水进行水解酸化；

b)使用SBR将水解酸化后的乳化废水进行降解处理；

c)将经过SBR降解处理的乳化废水进行生物接触氧化；

d)将经过生物接触氧化处理的乳化废水通过人工湿地系统进行净化。

2.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述水解酸化的水力停留时间为

15h～25h。

3.根据权利要求2所述的处理方法，其特征在于，所述水解酸化的污泥浓度为15g/L～25g/L。

4.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述SBR使用的活性污泥的微生物为接种、驯化后形成的具有分解铝板热轧乳化废水的酶系统的微生物。

5.根据权利要求4所述的处理方法，其特征在于，所述SBR每周期运行时间为

4.8h～12h。

6.根据权利要求5所述的处理方法，其特征在于，所述SBR的污泥浓度为3g/L～

5g/L。

7.根据权利要求5所述的处理方法，其特征在于，所述SBR的BOD负荷为

3 3

0.1kgBOD5/(m ·d)～1.3kgBOD5/(m ·d)。

8.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述生物接触氧化的水力停留时间为15h～22h。

9.根据权利要求8所述的处理方法，其特征在于，所述生物接触氧化的污泥浓度为

10g/L～20g/L。

10.根据权利要求9所述的处理方法，其特征在于，所述生物接触氧化的BOD负荷为

3 3

1.8kgBOD5/(m ·d)～2.2kgBOD5/(m ·d)。

11.根据权利要求10所述的处理方法，其特征在于，所述生物接触氧化的溶解氧含量为2.5mg/L～5mg/L。

12.一种铝板热轧乳化废水的处理系统，其特征在于，包括水解酸化废水中有机物质的水解酸化池，对废水中有机物进行第一级分解的SBR反应池，对废水中有机物进行第二级分解的生物接触氧化池、对从生物接触氧化池中排出的废水进行净化的人工湿地。

13.根据权利要求12所述的处理系统，其特征在于，所述水解酸化池为升流式厌氧污泥床反应器。

14.根据权利要求12所述的处理系统，其特征在于，所述SBR反应池为生物膜SBR反应池。

15.根据权利要求14所述的处理系统，其特征在于，所述SBR反应池的填料为悬浮球填料。

16.根据权利要求12所述的处理系统，其特征在于，所述人工湿地为潜流湿地系统。

说明书

一种铝板热轧乳化废水处理方法及系统

技术领域

[0001] 本发明涉及废水处理方法及系统，具体涉及铝板热轧乳化废水处理方法及铝板热轧乳化废水的处理系统。

背景技术

[0002] 铝板广泛应用于食品业与制药业，市场对铝板的需求发展很快，热轧是铝板生产过程中的一个重要工艺，铝板热轧以铝坯为原料，将铝坯加热后，由粗轧机组和精轧机组轧制成铝板。

[0003] 在铝板热轧过程中，为了对铝进行润滑防止铝的粘结并对轧辊进行冷却，采用由基础油、各种添加剂和水混合而成的乳液，该乳液为乳白色液体。 热轧加工时乳液的使用为循环使用，乳液使用一段时间后会老化。 失效后的废乳液呈灰白色，静置后液面有黑色油层，水质分析表明，水中含有多种有机污染物，COD含量很高，COD即化学需氧量(Chemical Oxygen Demand)，是在一定的条件下，以氧化1升水样中还原性物质所消耗的氧化剂的量为指标，折算成每升水样全部被氧化后，需要的氧的毫克数，以mg/L表示，是表示水中还原性物质多少的一个指标，反映了水中受还原性物质污染的程度。 若将失效的含大量COD的废乳液直接排放会导致水体缺氧，影响水中生物的生长，降低水体的自净化能力，造成环境污染，并且乳液中大量的油类被排放也会造成资源浪费。 因此，废乳液需要进行处理才能够排放。

[0004] 失效后的废乳液一般首先采用破乳工艺进行处理，通过外力或者化学反应破坏乳液的稳定性，使乳液油水分离，通过破乳将废乳液中的油类回收，分离出油类后，剩下的乳化废水进行混凝-气浮工艺处理。请参考图1，图1为混凝-气浮工艺处理铝板热轧乳化废水的工艺流程图。 破乳后的乳化废水首先进入平流调节池进行调节，在平流调节池中析出表面的浮油被去除，经收集后回收，浮渣经去除后收集进行污泥干化，然后乳化废水进入反应池中。 在反应池中乳化废水和混凝剂发生反应，在混凝剂的作用下乳化废水中的油、悬浮物和可溶性有机物絮凝，产生絮凝体。 带有絮凝体的乳化废水进入气浮池，同时溶气塔产生的溶气水也进入气浮池，溶气水进入气浮池后由于压力突然释放产生大量的微小气泡，这些微小气泡把乳化废水中的絮凝体裹挟、顶托至气浮池表面形成气浮污泥，气浮污泥去除后进行污泥干化，气浮后的废水进入清水池，部分水被抽至溶气塔内制造溶气水用于气浮，剩下的废水排放。

[0005] 铝板热轧产生的废乳液成分较为复杂，其中含有油类、表面活性剂等有机成分，破乳后的乳化废水中COD含量仍旧很高，混凝剂无法将可溶性的有机物完全絮凝出来，经混凝-气浮处理后COD去除率低，排放的乳化废水中COD值较高不能达到国家排放标准。

发明内容

[0006] 本发明解决的问题在于提供一种铝板热轧乳化废水的处理方法，该处理方法应用于常规的气浮处理之后，对于COD有较高的去除率。

[0007] 本发明还提供了一种铝板热轧乳化废水的处理系统。

[0008] 为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为：

[0009] 一种铝板热轧乳化废水的处理方法，包括：

[0010] a)将经过气浮处理的乳化废水进行水解酸化；

[0011] b)使用SBR将水解酸化后的乳化废水进行降解处理；

[0012] c)将经过SBR降解处理的乳化废水进行生物接触氧化；

[0013] d)将经过生物接触氧化处理的乳化废水通过人工湿地系统进行净化。

[0014] 作为优选，所述水解酸化的水力停留时间为15h～25h。

[0015] 作为优选，所述水解酸化的污泥浓度为15g/L～25g/L。

[0016] 作为优选，所述SBR使用的活性污泥的微生物为接种、驯化后形成的具有分解铝板热轧乳化废水的酶系统的微生物。

[0017] 作为优选，所述SBR每周期运行时间为4.8h～12h。

[0018] 作为优选，所述SBR的污泥浓度为3g/L～5g/L。

[0019] 作为优选，所述SBR的BOD负荷为0.1kgBOD5/(m3·d)～1.3kgBOD5/3
(m ·d)。

[0020] 作为优选，所述生物接触氧化的水力停留时间为15h～22h。

[0021] 作为优选，所述生物接触氧化的污泥浓度为10g/L～20g/L。

[0022] 作为优选，所述生物接触氧化的BOD负荷为1.8kgBOD5/(m3·d)～3
2.2kgBOD5/(m ·d)。

[0023] 作为优选，所述生物接触氧化的溶解氧含量为2.5mg/L～5mg/L。

[0024] 一种铝板热轧乳化废水的处理系统，包括水解酸化废水中有机物质的水解酸化池，对废水中有机物进行第一级分解的SBR反应池，对废水中有机物进行第二级分解的生物接触氧化池、对从生物接触氧化池中排出的废水进行净化的人工湿地。

[0025] 作为优选，所述水解酸化池为升流式厌氧污泥床反应器。

[0026] 作为优选，所述SBR反应池为生物膜SBR反应池。

[0027] 作为优选，所述SBR反应池的填料为悬浮球填料。

[0028] 作为优选，所述人工湿地为潜流湿地系统。

[0029] 本发明提供的铝板热轧乳化废水的处理方法，该处理技术应用于常规的气浮处理之后，主要利用水解酸化-SBR-生物接触氧化-人工湿地的生化方法来处理乳化废水，降解废水中的有机物，对于COD有较高的去除率，使乳化废水的排放达到国家标准，系统运行维护方便，管理简单，运行成本较低。

附图说明

[0030] 图1为混凝-气浮工艺处理铝板热轧乳化废水的工艺流程图；

[0031] 图2为本发明铝板热轧乳化废水的处理工艺流程图。

具体实施方式

[0032] 为了进一步了解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。

[0033] 请参考图2，图2为本发明铝板热轧乳化废水的处理工艺流程图。本发明提供的铝板热轧乳化废水的处理方法包括：

[0034] a)将经过气浮处理的乳化废水进行水解酸化；

[0035] b)使用SBR将水解酸化后的乳化废水进行降解处理；

[0036] c)将经过SBR降解处理的乳化废水进行生物接触氧化；

[0037] d)将经过生物接触氧化处理的乳化废水通过人工湿地系统进行净化。

[0038] 经过混凝-气浮工艺处理的铝板热轧乳化废水首先进入水解酸化池进行水解酸化。混凝-气浮后的乳化废水中仍旧含有较高的COD，BOD/COD值低于0.3。 BOD为生化需氧量(Biochemical OxygenDemand)，指在有氧条件下由微生物降解水中有机物所需的氧量，是表示水中有机物等需氧污染物质含量的一个综合指标。 BOD/COD的值为污水可生化性的指标，当BOD/COD≥0.3时，污水才具有可生化性。 乳化废水中能被微生物利用的物质较少，BOD/COD＜0.3可生化性差，为了提高后续生化处理效果，采用水解酸化工艺对乳化废水进行预处理。 水解酸化主要用于有机物浓度较高的污水处理工艺，水解酸化过程并没有彻底完成有机物的降解任务，而是改变了有机物的形态。 水解酸化的作用机理为：将厌氧处理控制在水解和酸化阶段，即在大量水解细菌、产酸菌的作用下将不溶性有机物水解为溶解性物质，将大分子有机物质降解为小分子物质，将难生化降解的物质降解为易生化降解的物质，提高了乳化废水的可生化性，废水中BOD的含量增加，BOD/COD得到提高。 这些小分子物质和易生化降解的物质能够被后续的处理有效利用。 因此良好的水解酸化处理工艺是整个乳化废水处理系统水质达标的重要措施。 本发明的乳化废水成分复杂，有机物含量较高，水解酸化水力停留时间较长，优选为15h～25h，污泥浓度优选为15g/L～25g/L。

[0039] 水解酸化所需氧气很少，控制在0.5mg/L以下，接近厌氧。 本发明水解酸化池的类型为升流式厌氧污泥床反应器，水解酸化池内分污泥床区和清水层区，乳化废水由反应器底部进入池内，均匀的混合，废水在上升时穿透整个污泥床并进行泥水分离，污泥床较厚，设置填料，微生物挂于填料表面，污泥床类似于过滤层，将进水中的颗粒物质与胶体物质迅速截留和吸附，由于污泥床内含有高浓度的兼性微生物，在池内缺氧条件下，乳化废水中的有机物质在大量水解菌、产酸菌作用下，将不溶性有机物水解为溶解性物质，将大分子有机物质降解为小分子物质，将难生化降解的物质降解为易生化降解的物质，最后废水上升至清水层区，从集水槽出水进入后续的处理工艺。

[0040] 经过水解酸化的预处理后，乳化废水进入SBR处理阶段。 SBR是Sequencing Batch Reactor Activaten Sludge Process的简称，是序列间歇式活性污泥法，又称序批式活性污泥法，是一种按间歇曝气方式来运行的生化污水处理技术。 与传统污水处理工艺不同，SBR技术采用时间分割的操作方式替代空间分割的操作方式，它的主要特征是在运行上的有序和间歇操作，是将均匀水质、生物降解、沉淀排水等功能集于一体的周期循环活性污泥法，无污泥回流系统。 SBR一个完整的周期包括进水阶段、反应阶段、沉淀阶段、排放阶段、闲置阶段，乳化废水在反应池中按序列，间歇地进入每个反应工序。前一阶段处理后的水已经流出反应器后，新的废水才进入反应池中，此时反应池起到调节池的作用；废水进入达到预定容积后，反应阶段开始，反应池起到曝气池的作用，有机物在微生物的作用下被降解，由鼓风机产生空气并通入反应池中进行曝气；根据需要反应一段时间后停止曝气进入沉淀阶段，反应池起到二沉池的作用，其中的混合液处于静止状态，经过沉淀后上清液排出反应池；进入闲置阶段，反应器处于闲置状态，等待下一个操作周期，在此期间，间断或稍微曝气以避免污泥的腐化，经过闲置的污泥处于饥饿状态，因此当进入下个运行周期时，活性污泥就可以发挥较强的吸附能力增强降解作用。

[0041] SBR反应池构造简单，便于操作，能抵抗水力冲击负荷及有机浓度冲击负荷，各工序可根据水质水量进行调整，运行灵活，不需回流污泥，运行效果稳定，出水水质好。 作为优选，本发明SBR每周期的运行时间为4.8h～12h，污泥浓度优选为3g/L～3
5g/L，BOD负荷优选为(0.1～1.3)kgBOD5/(m ·d)。

[0042] 本发明的SBR反应池优选为生物膜SBR反应池，池中设置填料，填料为悬浮球填料，在反应阶段通过大量繁殖的微生物群体来降解污水中的有机物，但由于乳化废水成分复杂，有机物含量较多，常规的活性污泥难以在乳化废水中成活并繁殖，本发明通过接种、驯化，使得常规的微生物产生变异，具有能够分解乳化废水的特定的酶系统，能够在乳化废水中生存并繁殖，分解乳化废水中的有机物。

[0043] 经过SBR后，乳化废水中的COD含量大约能去除40％～60％，SBR的出水继而进入生物接触氧化池开始生物接触氧化阶段，SBR无法完全分解的有机物通过生物接触氧化法来进一步降低。 生物接触氧化法是一种介于活性污泥法与生物滤池之间的生物膜法，主要利用附着生长于填料表面的微生物进行有机污水处理，生物接触氧化的BOD负荷较高，有较高的生物浓度，水流属于完全混合型，对进水的水力冲击负荷及有机浓度冲击负荷的适应力强，不会产生污泥膨胀，不需要回流污泥，运转方便，剩余污泥量少，对有机物的分解氧化能力强。 作为优选，本发明生物接触氧化的水力停留时间为15h～22h，污泥浓度优选为10g/L～20g/L，BOD负荷优选为(1.8～2.2)kgBOD5/3
(m ·d)，溶解氧含量优选为2.5mg/L～5mg/L，由鼓风机产生空气并通入反应池中进行曝气。经过生物接触氧化后，乳化废水中去除的COD含量是进入生物接触氧化阶段时的50％～75％。

[0044] 生物接触氧化池为浸没曝气式，其中设置填料，填料淹没在废水中，填料上长满生物膜，废水与生物膜接触过程中，水中的有机物被微生物吸附、氧化分解并转化为新的生物膜。 池底曝气对废水进行充氧，并使池内的废水处于流动状态，以保证污水与污水中的填料充分接触，曝气还对生物膜起到了搅动作用，使水流与生物膜之间产生较大的相对速度，加速了生物膜的更新，增强传质效果，提高生物活性，加快了生物代谢速度。

[0045] 最后乳化废水由生物接触氧化池流出后，流入人工湿地进行净化。 人工湿地处理技术利用生态工程的方法，在一定的填料上种植特定的湿地植物，建立起一个人工湿地生态系统。 将废水有控制的投配到经人工建造的湿地上，废水在沿一定方向流动的过程中，主要利用土壤、人工介质、植物、微生物的物理、化学、生物三重协同作用，对废水、进行净化处理。 物理作用主要是对可沉固体、难溶有机物等的沉淀作用，填料和植物根系对污染物的过滤和吸附作用；化学作用是指人工湿地系统中由于植物、填料、微生物及酶的多样性而发生的各种化学反应过程，包括化学沉淀、离子交换、氧化还原等；生物作用则主要是依靠微生物的代谢、植物的代谢与吸收等作用，达到对污染物的去除。 最后通过对湿地填料的定期更换或对栽种植物的收割，而使污染物质最终从系统中去除。

[0046] 人工湿地系统的类型可以分为：地表流湿地系统、潜流湿地系统、垂直流湿地系统。 作为优选本发明提供的人工湿地为潜流湿地系统。 潜流湿地系统也称渗滤湿地系统，这种类型的人工湿地，废水在湿地床的内部流动，水位较深，利用填料表面生长的生物膜、丰富的植物根系及表层土和填料截留的作用来净化污水。 由于水流在地表以下流动，保温性能好，处理效果受气候影响小，卫生条件较好，水力负荷和有机物负荷大，出水水质稳定。

[0047] 本发明中人工湿地所用的填料为不同粒径的石料，为植物提供物理支持，为各种化合物和复杂离子提供反应界面及对微生物提供附着。 植物选用龙须草等湿地植物，尽可能增加多样性以提高湿地系统的综合处理能力。 该技术建造运行成本较低，出水水质好，操作简单，因为同时选择合适的湿地植物还具有美化环境的作用。 乳化废水流过人工湿地后排放，经检测COD含量在100mg/L以下，达到国家排放标准。

[0048] 本发明提供的铝板热轧乳化废水处理方法是物化法的后续深度处理。 经过混凝一气浮处理后的乳化废水首先进入水解酸化池进行水解酸化，将不溶性有机物水解为溶解性物质，将大分子有机物质降解为小分子物质，将难生化降解的物质降解为易生化降解的物质，提高了乳化废水的可生化性。 水解酸化处理后乳化废水流入SBR反应池进行生化降解，采用时间分割的操作方式替代空间分割的操作方式，将均匀水质、生物降解、沉淀排水等功能集于一体。 乳化废水由SBR反应池流出后，流入生物接触氧化池，SBR无法完全分解的有机物通过生物接触氧化进一步降低。 流出生物接触氧化池后，最后乳化污水通过人工湿地处理进行净化，净化后的出水排放，乳化废水的处理整体上对COD的去除率可达到90％以上，出水COD含量在100mg/L以下，出水水质好，达到国家排放标准。

[0049] 实施例：

[0050] 本发明铝板热轧使用的乳液为好富顿牌热轧油，铝板热轧过程产生的废乳液经过破乳后，乳化废水进行混凝-气浮工艺，出水COD含量1300mg/L，BOD/COD为0.1，然后乳化废水进入后续处理流程。

[0051] 首先乳化废水进入水解酸化池，水解酸化池为升流式厌氧污泥床反应器，水力停留时间20h，污泥浓度为19g/L，出水BOD/COD为0.4。 出水进入生物膜SBR反应池，每周期运行时间为8h，使用悬浮球填料，接种驯化能够适应乳化废水的微生物，驯3
化时间1个月，3个月驯化成熟，污泥浓度5g/L，BOD负荷为1.1kgBOD5/(m ·d)，出水COD含量为510mg/L。下一步进入生物接触氧化池，生物接触氧化池为浸没曝气式，
3
水力停留时间20h，污泥浓度为20g/L，BOD负荷为2.0kgBOD5/(m ·d)，溶解氧含量
4mg/L，出水COD含量为190mg/L。 最后乳化废水进入人工湿地，人工湿地为潜流湿
2
地系统，占地20m，使用卵石填料，种植龙须草等湿地植物，乳化废水流过人工湿地后排放，出水COD含量为75mg/L。 整个乳化废水的处理对乳化废水中的COD去除率为
94％。

[0052] 以上对本发明所提供的铝板热轧乳化废水的处理方法及系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。 应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。