CN100368324C - 一种高浓度有机污水的处理方法 - Google Patents

一种高浓度有机污水的处理方法 Download PDF

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Abstract

一种高浓度有机污水的处理方法,包括:除砂除渣;絮凝沉淀分离;其特征是还包括:有机污水在集成降解池经微生物降解和催化氧化降解,再经电化学处理进一步电解氧化降解;经澄清池沉淀分离后,将污泥焚化、催化氧化剂再生循环使用;污水再经后处理池微生物降解和电化学处理,沉淀分离,即排放出达标水或循环回用。本发明有机地将物理、生物、化学、电化学处理等方式集于一体,可高效地使高浓度有机污水得到有效净化,出水质量稳定,处理周期短,处理成本低,无二次污染物排放,具有显著的社会、经济和生态效益。

Description

一种高浓度有机污水的处理方法
技术领域
本发明属于水、废水或污水的多级处理,涉及一种高浓度有机污水的处理方法。
背景技术
有机化工、食品加工、纺织印染、造纸、皮革、医药等工业、以及畜禽养殖等行业生产中产生的有机污水,排入江河将造成严重污染,进而造成水资源缺乏和水环境质量恶化。现有技术中,有机污水的处理方法较多,例如:絮凝生物流动床处理、好氧和厌氧生物处理、化学药剂处理等等,但这些方式对于高浓度有机污水、特别是CODcr(化学耗氧量)在10000mg/l以上的高浓度有机污水,普遍存在污染物去除率较底、设施占地面积较大、处理周期校长、处理成本较高、水质不能稳定达标、易造成二次环境污染、难以经济地大量处理高浓度有机污水等不足。
发明内容
本发明的目的旨在克服上述现有技术中的不足,通过采用集物理、生物、循环使用的催化氧化剂、电化学处理等方式于一体的综合处理方法,从而提供一种可高效地使高浓度有机污水得到有效净化、出水质量稳定、处理周期短且处理成本低的高浓度有机污水的处理方法。
本发明的内容是:一种高浓度有机污水的处理方法,包括:
a.前处理:将有机污水经除砂除渣处理,除去固体物;
b.絮凝沉淀分离:在有机污水中加入絮凝剂,经搅拌、沉淀、过滤,除去滤渣;
其特征是还包括下列步骤:
c.集成降解:将有机污水经过污水泵3泵入集成降解池4的底部并且依靠水泵的压力进行水力搅拌实现污水的均匀混合,然后以一定的流速流过整个集成降解池4,该集成降解池4是一个具有由多个分格(分格数量是1-n,视污水的污染负荷而定)的厌氧处理池4-1和一个底部具有斜板25沉淀功能的催化氧化池4-2组成的集成污水处理池,集成降解池4内置有微生物和催化氧化剂,催化氧化池4-2内设置有与鼓风机10连通的曝气头26,有机污水在集成降解池4经微生物降解和催化氧化降解,厌氧处理池4-1内产生的甲烷等气体集中于水封罐7内;
d.电化学处理:每一个集成降解池4配备并连通一个电化学处理器12,从集成降解池4排出的有机污水进入电化学处理器12中进一步电解氧化降解;
e.污泥焚化兼催化氧化剂再生循环利用:从电化学处理器12排出的有机污水经过污水泵13泵入澄清池14沉淀分离,沉淀的泥浆经过泥浆泵15送到过滤机17过滤,滤渣经过泥浆泵16在转化炉8中使用步骤c厌氧降解中回收的甲烷为燃料、及泥浆中含有的有机物质进行燃烧转化,有机污染物质被燃烧清除,催化氧化剂在反应条件下回到初始状态,经过药剂槽11调制之后返回到集成降解池4的催化氧化池4-2循环使用;
f.后处理:将澄清池14内有机污水送入后处理池18,后处理池18内置有微生物,有机污水在后处理池18经微生物降解后进入一个电化学处理器20进一步电解氧化降解,从电化学处理器20排出的有机污水经过污水泵21泵入澄清池22沉淀分离,经过澄清池22沉淀后排放出达标水(或回收循环使用);澄清池22沉淀的污泥经过泥浆泵23返回澄清池14集中处理。经后处理的有机污水被降解到CODcr=20-100mg/l的范围内,符合国家规定的排放或循环回用标准。
本发明的内容中:步骤c所述催化氧化池4-2底部和厌氧处理池4-1进水区域之间可以通过污水泵5及管道进行可调节的回流循环;回流的上升流速为1-5米/小时,调节回流流量可以调节和控制厌氧区域的水力的上升流速从而控制厌氧分解的效率。
本发明的内容中:所述组合的集成降解池4-电化学处理器12可以为串联或并联的1套或者数套,根据被处理污水的污染负荷设置,能够把高浓度有机污水处理到CODcr=500-2000mg/l的范围之内。
本发明的内容中:步骤e所述转化炉8排出的尾气经过湿法除尘器24除尘洗涤后排空,洗涤尾气的污水返回集成降解池4内,从而消除尾气污染。
本发明的内容中:步骤c和步骤f中所述的微生物可以为厌氧菌、纤维分解菌、硝化菌、酶、氨化菌、聚磷菌等现有技术中使用的微生物,其浓度可以为50-70毫克/升。
本发明的内容中:有机污水在所述集成降解池4的上升流速为1-5米/小时。
本发明的内容中:有机污水在所述后处理池18的上升流速为1-5米/小时。
本发明的内容中:所述后处理池18可以由过度区18-1、厌氧区18-2和氧化区18-3组成,氧化区18-3内设置有与鼓风机27连通的曝气头28。
本发明的内容中:步骤c中所述的催化氧化剂可以为硫酸锰和氧化镁的混合物,其浓度可以为1-5千克/吨有机污水,也可以是现有技术中使用的其它用于有机污水处理的催化氧化剂例如含铁、钢的无机盐等。
本发明的内容中:所述后处理池18内氧化区18-3底部和过度区18-1进水区域之间可以通过污水泵19及管道进行可调节的回流循环;回流的上升流速为1-5米/小时。
本发明的内容中:所述电化学处理器12、电化学处理器20具有专利申请号为03250448.9或200520004320.0、发明创造名称为“一种具有催化作用的填充电极污水处理装置”、申请人为黄尚勋的实用新型专利申请文件中所描述的结构和功能。也可以采用现有技术中的电化学处理装置。
本发明的内容中:集中于水封罐7内的甲烷等气体既可作为燃料将有机污染物质燃烧清除、使催化氧化剂回到初始状态,也可作为用户使用的清洁能源。
与现有技术相比,本发明具有下列特点和有益效果:
(1)采用本发明,在集成降解池同时具有微生物降解和催化氧化降解的双重功能,并且还具备相当有效的凝聚作用,其降解能力远远超过一般生物氧化池的降解作用(经过测定,单位时间单位容积的降解率提高了10-20倍);集成降解池-电化学处理器组合,能够把高浓度有机污水处理到CODcr=500-2000mg/l;污泥焚化兼催化氧化剂再生循环利用的过程只消耗少量的回收甲烷就可达到消除剩余污泥的二次污染和催化氧化剂再生的双重目的,不但消除了二次污染,而且大大降低了微生物降解的负荷和处理催化氧化剂的消耗,大大降低了处理成本和处理装置的占地面积和建设投资;有机污水经后处理进一步降解到CODcr=20-100mg/l的范围内,经过澄清池沉淀后即符合国家的《污水综合排放标准》,可达标排放或循环回用。
(2)本发明有机地将物理、生物、化学(循环使用的催化氧化剂)、电化学处理等方式集于一体,可高效地使高浓度有机污水得到有效净化、出水质量稳定、处理周期短、处理成本低;
(3)采用本发明可回收大量的甲烷等清洁能源,无二次污染物排放,投资省、占地少、运行成本底、处理量可大可小、效率高、实用性强,具有显著的社会、经济和生态效益。
附图说明
图1是本发明实施例的工艺流程图。
图中:1-絮凝池、2-泥浆泵、3-污水泵、4-集成降解池、5-污水泵、6-过滤机、7-水封罐、8-转化炉、9-药剂泵、10-鼓风机、11-药剂槽、12-电化学处理器、13-污水泵、14-澄清池、15-泥浆泵、16-泥浆泵、17-过滤机、18-后处理池、19-污水泵、20-电化学处理器、21-污水泵、22-澄清池、23-泥浆泵、24-湿法除尘器、25-斜板、26-曝气头、27-鼓风机、28-曝气头。
具体实施方式
下面通过实施例并结合附图对本发明作进一步说明:
实施例1:参见附图。
一种高浓度有机污水的处理方法,主要由下列步骤组成:
a.前处理:将有机污水经除砂除渣处理,除去固体物;前处理流程中包括通常需要的一级处理设备,如粗格栅、细格栅、沉砂池等等,这些设备可以根据实施企业污水的具体情况进行设计;
b.絮凝沉淀分离:在有机污水中加入絮凝剂(例如聚丙烯酰胺、硅胶等,同现有技术中使用的絮凝剂),经搅拌、沉淀、过滤,除去滤渣;
经过除砂除渣后的有机污水首先进入絮凝池1,在这里进行初步的絮凝沉淀分离,以便回收污水中可以利用的有用物质(例如蛋白质)等等;絮凝池1可以由搅拌反应区和沉淀区两部分组成,污水在搅拌区与药剂(即絮凝剂)混合反应发生凝聚作用,然后进入沉淀区沉淀分离凝聚出来的泥浆,这些泥浆经过泥浆泵2输送到自动卸料过滤机过滤,滤液返回絮凝池1的沉淀区,滤渣经过进一步加工(例如干燥)之后包装出售;
c.集成降解:将有机污水经过污水泵3泵入集成降解池4的底部并且依靠水泵的压力进行水力搅拌实现污水的均匀混合,然后以一定的流速(上升流速为1-5米/小时)流过整个集成降解池4,大部分有机污染物在这个过程中得到有效降解,该集成降解池4是一个具有由4个分格(分格数量可以是1-n,视污水的污染负荷而定)的厌氧处理池4-1和一个底部具有斜板25沉淀功能的催化氧化池4-2组成的集成污水处理池,集成降解池4内置有微生物和催化氧化剂,催化氧化池4-2内设置有与鼓风机10连通的曝气头26,有机污水在集成降解池4经微生物降解和催化氧化降解,厌氧处理池4-1内产生的甲烷等气体集中于水封罐7内(用作后续工序的燃料或用户使用的清洁能源);集成降解池4中同时具有的微生物降解和催化氧化降解的双重功能,并且还具备相当有效的凝聚作用,所以其降解能力远远超过一般生物氧化池的降解作用(经过测定,单位时间单位容积的降解率提高了10-20倍);集成降解池4同时具有泥浆和污水分离的功能,因此厌氧降解池不再需要三相分离器;
所述催化氧化池4-2底部和厌氧处理池4-1进水区域之间通过污水泵5及管道进行可调节的回流循环;回流的上升流速为1-5米/小时,调节回流流量可以调节和控制厌氧区域的水力的上升流速从而控制厌氧分解的效率。
d.电化学处理:每一个集成降解池4配备并连通一个电化学处理器12,形成一个有机整体,从集成降解池4排出的有机污水进入电化学处理器12中进一步电解氧化降解;
组合的集成降解池4-电化学处理器12为串联或并联的1套或者数套,根据被处理污水的污染负荷设置,能够把高浓度有机污水处理到CODcr=500-2000mg/l的范围之内。
e.污泥焚化兼催化氧化剂再生循环利用:从电化学处理器12排出的有机污水经过污水泵13泵入澄清池14沉淀分离,沉淀的泥浆经过泥浆泵15送到过滤机17过滤,滤渣经过泥浆泵16在转化炉8中使用步骤c厌氧降解中回收的甲烷为燃料、及泥浆中含有的有机物质进行燃烧转化,有机污染物质被燃烧清除,催化氧化剂在反应条件下回到初始状态,经过药剂槽11调制之后返回到集成降解池4的催化氧化池4-2循环使用;所以,本污水处理工艺中的催化氧化剂基本上没有消耗,只有少量的循环损失;
转化炉8排出的尾气经过湿法除尘器24除尘洗涤后排空,可以消除尾气污染,洗涤尾气的污水返回集成降解池4内,从而消除尾气污染。
该工艺步骤的采用,只消耗少量的回收甲烷就达到了消除剩余污泥的二次污染和催化氧化剂再生的双重目的,不但消除了二次污染,而且大大降低了微生物降解的负荷和处理催化氧化剂的消耗,大大降低了处理成本和处理装置的占地面积和建设投资;
f.后处理:将澄清池14内有机污水送入由后处理池18,后处理池18由过度区18-1、厌氧区18-2和氧化区18-3组成,氧化区18-3内设置有与鼓风机27连通的曝气头28;后处理池18内置有微生物,有机污水(有机污水在所述后处理池18的的上升流速为1-5米/小时)在后处理池18经微生物降解后进入一个电化学处理器20进一步电解氧化降解,从电化学处理器20排出的有机污水经过污水泵21泵入澄清池22沉淀分离,经过澄清池22沉淀后排放出达标水(或回收循环使用);有机污水在后处理池18中被降解到CODcr=100-300mg/l,然后在电化学处理器20中进一步被降解到CODcr=20-100mg/l的范围内;澄清池22沉淀的污泥经过泥浆泵23返回澄清池14集中处理。经后处理的有机污水被降解到CODcr=20-100mg/l的范围内,符合国家规定的排放标准。
所述后处理池18内氧化区18-3底部和过度区18-1进水区域之间通过污水泵19及管道进行可调节的回流循环;回流的上升流速为1-5米/小时。
步骤c和步骤f中所述的微生物为厌氧菌、纤维分解菌、硝化菌、酶、氨化菌、聚磷菌等现有技术中使用的微生物,其浓度可以为50-70毫克/升。
步骤c中所述的催化氧化剂可以为硫酸锰或/和氧化镁,其浓度可以为1-5千克/吨有机污水,也可以是现有技术中使用的其它用于有机污水处理的催化氧化剂例如含铁、铜的无机盐等。
所述电化学处理器12、电化学处理器20具有专利申请号为03250448.9或200520004320.0、发明创造名称为“一种具有催化作用的填充电极污水处理装置”、申请人为黄尚勋的实用新型专利申请文件中所描述的结构和功能。
高浓度有机污水经本实施例处理后,符合国家的《污水综合排放标准》,并可以回收循环使用。
该实施例用于造纸黑液的直接处理(不经过碱回收),造纸黑液的CODcr=25000-50000mg/l,处理量1500m3/天,处理后的水CODcr=30-80mg/l。
该实施例用于年产50000吨酒精的酒精废水处理,处理前废水的CODcr=60000-80000mg/l,处理量2500m3/天,处理后的水CODcr=30-80mg/l,取得了良好的效果。
本发明不限于该实施例,本发明内容所述均可实施并具有所述良好效果。

Claims (10)

1.一种高浓度有机污水的处理方法,包括:
a.前处理:将有机污水经除砂除渣处理,除去固体物;
b.絮凝沉淀分离:在有机污水中加入絮凝剂,经搅拌、沉淀、过滤,除去滤渣;
其特征是还包括下列步骤:
c.集成降解:将有机污水经过污水泵(3)泵入集成降解池(4)的底部并且依靠水泵的压力进行水力搅拌实现污水的均匀混合,然后以一定的流速流过整个集成降解池(4),该集成降解池(4)是一个具有由多个分格的厌氧处理池(4-1)和一个底部具有斜板(25)沉淀功能的催化氧化池(4-2)组成的集成污水处理池,集成降解池(4)内置有微生物和催化氧化剂,催化氧化池(4-2)内设置有与鼓风机(10)连通的曝气头(26),有机污水在集成降解池(4)经微生物降解和催化氧化降解,厌氧处理池(4-1)内产生的甲烷气体集中于水封罐(7)内;
d.电化学处理:每一个集成降解池(4)配备并连通一个电化学处理器(12),从集成降解池(4)排出的有机污水进入电化学处理器(12)中进一步电解氧化降解;
e.污泥焚化兼催化氧化剂再生循环利用:从电化学处理器(12)排出的有机污水经过污水泵(13)泵入澄清池(14)沉淀分离,沉淀的泥浆经过泥浆泵(15)送到过滤机(17)过滤,滤渣经过泥浆泵(16)在转化炉(8)中使用步骤c厌氧降解中回收的甲烷为燃料、及泥浆中含有的有机物质进行燃烧转化,有机污染物质被燃烧清除,催化氧化剂在反应条件下回到初始状态,经过药剂槽(11)调制之后返回到集成降解池(4)的催化氧化池(4-2)循环使用;
f.后处理:将澄清池(14)内有机污水送入后处理池(18),后处理池(18)内置有微生物,有机污水在后处理池(18)经微生物降解后进入一个电化学处理器(20)进一步电解氧化降解,从电化学处理器(20)排出的有机污水经过污水泵(21)泵入澄清池(22)沉淀分离,经过澄清池(22)沉淀后排放出达标水;澄清池(22)沉淀的污泥经过泥浆泵(23)返回澄清池(14)集中处理。
2.按权利要求1所述的高浓度有机污水的处理方法,其特征是:步骤c所述催化氧化池(4-2)底部和厌氧处理池(4-1)进水区域之间通过污水泵(5)及管道进行可调节的回流循环。
3.按权利要求1所述的高浓度有机污水的处理方法,其特征是:组合的集成降解池(4)-电化学处理器(12)为串联或并联的1套或者数套。
4.按权利要求1所述的高浓度有机污水的处理方法,其特征是:步骤e所述转化炉(8)排出的尾气经过湿法除尘器(24)除尘洗涤后排空,洗涤尾气的污水返回集成降解池(4)内。
5.按权利要求1所述的高浓度有机污水的处理方法,其特征是:步骤c和步骤f中所述的微生物为厌氧菌、纤维分解菌、硝化菌、酶、氨化菌、聚磷菌,其浓度为50-70毫克/升。
6.按权利要求1所述的高浓度有机污水的处理方法,其特征是:有机污水在所述集成降解池(4)的上升流速为1-5米/小时。
7.按权利要求1所述的高浓度有机污水的处理方法,其特征是:有机污水在所述后处理池(18)的上升流速为1-5米/小时。
8.按权利要求1所述的高浓度有机污水的处理方法,其特征是:所述后处理池(18)由过度区(18-1)、厌氧区(18-2)和氧化区(18-3)组成,氧化区(18-3)内设置有与鼓风机(27)连通的曝气头(28)。
9.按权利要求1所述的高浓度有机污水的处理方法,其特征是:步骤c中所述的催化氧化剂为硫酸锰或/和氧化镁,其浓度为1-5千克/吨有机污水。
10.按权利要求8所述的高浓度有机污水的处理方法,其特征是:所述后处理池(18)内氧化区(18-3)底部和过度区(18-1)进水区域之间通过污水泵(19)及管道进行可调节的回流循环。
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