CN101402509B - 处理高含盐废水的污水处理系统及处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种处理高含盐废水的污水处理系统及处理方法。属水处理领域。该系统包括：生物处理子系统和盐结晶子系统；所述生物处理子系统由缺氧池、好氧池和膜生物反应器依次连接而成，其中，所述缺氧池上设有引入高含盐废水的废水进水口，所述好氧池与所述膜生物反应器内均设有与空气压缩装置连接的曝气头，所述膜生物反应器上设有出水的滤后出水管路；所述生物处理子系统的膜生物反应器的滤后出水管路与所述盐结晶子系统的进水口连接，盐结晶子系统上设有晶体盐排出口和回用水出口。该系统利用膜生物反应器，解决高含盐废水在生物处理子系统中沉降性能差引起的出水水质差的问题，通过盐结晶子系统，进行盐回收，获得盐资源，避免水污染。

Description

处理高含盐废水的污水处理系统及处理方法

技术领域

本发明涉及水处理技术领域，尤其涉及一种处理高含盐废水的污水处理系统及处理方法。

背景技术

由于淡水资源的缺乏，海水利用率逐渐增大，污水中的含盐量逐渐增加；一些重污染工业，如石油化工、印染、纺织、制药等化学制造业，肉类、海产品和奶制品加工等企业排放的污水中的含盐量也较高。含盐废水具有产生的水量大，涉及的范围广等特点。由于生物法处理废水经济性较好，所以现在常采用生物法对高含盐废水进行处理，但生物法处理时会受到水中含盐量的影响，含盐量增加会改变环境的渗透压，使微生物的活性受到抑制，甚至会造成细胞质壁分离或使细胞失去活性，影响微生物对水中有机污染物的去除。图1给出了现有处理高含盐废水的处理系统的结构示意图，该系统由缺氧池I、好氧池II、二沉池III依次连接而成，在缺氧池I前设置进水箱101和进水泵102来引用处理的高含盐废水，在二沉池III的好水出口设置清水池109，二沉池III的污泥出口设置污泥池108，污泥池108通过回流管路、污泥回流阀107和污泥回流泵106将污泥回流至缺氧池I和好氧池II中，缺氧池I中设置搅拌器103，好氧池II中设置与空压机105连接的曝气器104。该系统在处理高含盐废水时，通过含有处理污染微生物的缺氧池I与好氧池III配合，通过缺氧-好氧工艺对高含盐废水中的污染物进行生物处理，处理后的出水经二沉池沉淀后，上清液排入清水池109作为好水排出，污泥进入污泥池108回流至缺氧池I与好氧池III参与循环处理。

发明人发现上述生物法处理高含盐废水的处理系统至少存在缺点：由于水中盐度较高，生物沉降性能较差，而二沉池的沉淀处理也无法降低水中的含盐量，使该生物处理系统处理后的出水水质较差，且水中的高盐度直接排放也会造成外部水域中水体的盐度污染，并且也造成处理出水中盐资源的浪费。

发明内容

针对上述现有技术所存在的问题，本发明实施方式的目的是提供一种处理高含盐废水的污水处理系统及处理方法，可有效的克服生物法处理高含盐废水时污泥沉降性能差及废水中的高盐度对水体污染的缺点。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明实施方式提供一种处理高含盐废水的污水处理系统，该系统包括：

生物处理子系统和盐结晶子系统；

所述生物处理子系统由缺氧池、好氧池和膜生物反应器依次连接而成，所述缺氧池上设有引入高含盐废水的废水进水口，所述好氧池与所述膜生物反应器内均设有与空气压缩装置连接的曝气头，所述膜生物反应器上设有出水的滤后出水管路；

所述生物处理子系统还包括：所述膜生物反应器与缺氧池之间设有污泥回流管，所述污泥回流管连接在膜生物反应器的污泥出泥管与缺氧池的废水进水口之间；

所述生物处理子系统的膜生物反应器的滤后出水管路连接至所述盐结晶子系统的进水口，盐结晶子系统上设有晶体盐排出口和回用水出口；

所述系统还包括：盐结晶子系统的回用水出口通过回流管路回连至生物处理子系统的废水进水口。

所述膜生物反应器具体包括：膜生物反应器本体、空气管、污泥出泥 管、超滤膜组件和滤后水出水管；

所述空气管和污泥出泥管均设置在膜生物反应器本体上，与膜生物反应器本体内部连通，所述超滤膜组件设置在膜生物反应器本体内，超滤膜组件的出水端连接有滤后出水管路。

所述盐结晶子系统具体包括：一级反渗透膜组件、二级反渗透膜组件、蒸发结晶器和贮水池；

所述一级反渗透膜组件上设有引入膜生物反应器的滤后出水的进水口I，一级反渗透膜组件的出水口与二级反渗透膜组件和蒸发结晶器依次连接，蒸发结晶器上设置晶体盐排出口；所述一级反渗透膜组件、二级反渗透膜组件和蒸发结晶器各自的好水排出口连接至贮水池，贮水池上设有回用水排出口。

所述一级反渗透膜组件的出水口与二级反渗透膜组件和蒸发结晶器依次连接具体为：

一级反渗透膜组件上的浓水出水口I与二级反渗透膜组件上的进水口II连接形成两级反渗透组件，二级反渗透膜组件上的浓水出水口II与蒸发结晶器的进水口III连接。

所述一级反渗透膜组件、二级反渗透膜组件和蒸发结晶器各自的好水排出口连接至贮水池具体为：一级反渗透膜组件上设置的滤后出水口I、二级反渗透膜组件上设置的滤后出水口II及蒸发结晶器上设置的冷凝水出水口均连接至贮水池上设置的进水口IV上。

本发明实施方式还提供一种基于上述中任一项所述污水处理系统的污水处理方法，该方法包括：

生物处理：高含盐废水进入生物处理子系统的缺氧池内进行反硝化脱氮去除部分有机物，缺氧池处理后的出水进入好氧池内连续曝气并在好氧状态下进行硝化反应及有机物的降解，好氧池处理后的出水进入膜生物反应器内连续曝气，进一步进行硝化反应及有机物的降解，膜生物反应器处理后的出水经超滤膜组件过滤后作为生物处理子系统的出水排出；

还包括：使膜生物反应器排出污泥的污泥以回流的方式重新进入生物处理子系统中，循环参与生物处理；

盐结晶处理：生物处理子系统的出水进入盐结晶子系统进行含盐废水的浓缩、蒸发结晶处理后，将得到的回用水排出，得到的晶体盐回收；

所述方法还包括：盐结晶子系统排出的回用水部分回流至生物处理子系统中作为稀释水。

所述盐结晶处理具体包括：

生物处理子系统的出水进入盐结晶子系统的一级反渗透膜组件内进行含盐废水的一级浓缩，滤后水进入贮水池作为回用水排出，一级反渗透膜组件浓缩后的一级浓水进入二级反渗透膜组件，一级浓水经过进一步浓缩后的二级浓水进入蒸发结晶器，二级反渗透膜组件的滤后水进入贮水池作为回用水排出，蒸发结晶器对二级浓水进行蒸发、结晶处理，得到的晶体盐回收，得到的冷凝水进入贮水池作为回用水排出。

由上述本发明实施提供的技术方案可以看出，本发明实施方式中通过在生物处理子系统的缺氧-好氧工艺后增加膜生物反应器，取代传统工艺系统中的二沉池，有效解决了高含盐废水在生物处理子系统中沉降性能差引起的出水水质差的问题，并在生物处理子系统后设置盐结晶子系统，使生物处理子系统处理后的高含盐出水进入盐结晶子系统，通过盐结晶子系统进行处理后对废水中的盐进行回收，避免了高盐度废水直接排放而对水体造成的污染，又获得了资源，处理后的水中盐度较低，可作为中水回用至生产系统中，节约了水资源。

附图说明

图1为现有技术提供的高含盐废水生物处理系统的结构示意图；

图2为本发明实施例的处理高含盐废水的污水处理系统结构示意图；

图3为本发明实施例的利用污水处理系统的处理方法的流程图。

图中：1、缺氧池；A、废水进水口；11、搅拌设备；2、好氧池；21、曝气头I；3、膜生物反应器；31、曝气头II；32、超滤膜组件；33、滤后水出水管；34、污泥回流泵；35、污泥回流管；B、污泥出泥管；4、一级反渗透膜组件；41、进水口I；42、滤后浓水出水口I；43、滤后水出口I；5、二级反渗透膜组件；51、进水口II；52、滤后浓水出水口II；53、滤后水出口II；6、蒸发结晶器；61、进水口III；62、冷凝水出水口；C、晶体盐排出口；7、贮水池；71、回流泵；72、回流管路；D、回有水排出口；8、空气压缩装置。

具体实施方式

本发明实施方式提供一种处理高含盐废水的污水处理系统，是将膜生物反应工艺与盐结晶工艺相结合的污水处理系统，具体包括：生物处理子系统和盐结晶子系统；生物处理子系统由缺氧池、好氧池和膜生物反应器依次连接而成，其中，缺氧池上设有引入高含盐废水的废水进水口，好氧池与所述膜生物反应器内均设有与空气压缩装置连接的曝气头，膜生物反应器上设有出水的滤后出水管路；生物处理子系统的膜生物反应器的滤后出水管路与所述盐结晶子系统的进水口连接，盐结晶子系统上设有晶体盐排出口和回用水出口。该处理系统通过在生物处理子系统中设置膜生物反应器，解决了高含盐废水在生物处理子系统中沉降性能差引起的出水水质差的问题，在生物处理子系统后设置盐结晶子系统，可以对废水中的盐进行回收，既获得了盐资源，又避免了高含盐出水对水体的污染。

为便于理解，下面结合附图和具体实施例对本发明的实施方式作进一步说明。

实施例一

本实施例提供一种处理高含盐废水的污水处理系统，是一种将膜生物反应器与盐结晶相结合的处理高含盐废水的污水处理系统，如图2所示，该系统 具体包括：

生物处理子系统和盐结晶子系统，生物处理子系统的出水口连接至盐结晶子系统的进水口，使生物处理子系统处理后的出水直接进行盐结晶子系统进行盐份的回收；

其中，生物处理子系统具体由缺氧池1、好氧池2和膜生物反应器3依次连接形成缺氧-好氧与膜生物反应处理相结合的废水生物处理系统，其中，缺氧池1上设有引入高含盐废水的废水进水口A，好氧池2与膜生物反应器3内均设有与空气压缩装置8连接的曝气头21、31，膜生物反应器3上设有出水的滤后出水管路33；

生物处理子系统的膜生物反应器3的滤后出水管路33与盐结晶子系统的进水口连接，盐结晶子系统上设有晶体盐排出口和回用水出口。

实际中，盐结晶子系统具体包括：一级反渗透膜组件4、二级反渗透膜组件5、蒸发结晶器6和贮水池7；其中，一级反渗透膜组件4、二级反渗透膜组件5和蒸发结晶器6依次连接，对引入的生物处理子系统处理的出水进行盐结晶回收的处理，同时一级反渗透膜组件4、二级反渗透膜组件5和蒸发结晶器6各自的好水出水口均连接至贮水池7，使盐结晶过程中的好水作为回用水排出；该盐结晶子系统具体为：一级反渗透膜组件1上设有进水口I 41、浓水出水口I 42及滤后水出口I 43，进水口I 41与生物处理子系统的膜生物反应器3中超滤膜组件32上的滤后出水管路33连接，来向盐结晶子系统中引入生物处理子系统处理后的出水；二级反渗透膜组件5上也设有进水口II 51、浓水出水口II 52及滤后水出口II 53，进水口II 52与一级反渗透膜组件4的浓水出水口I 42连接；蒸发结晶器6上设有进水口III 61、冷凝水出水口62及晶体盐排出口C，进水口III 61与二级反渗透膜组件5的浓水出水口II 52连接；贮水池7上设有进水口IV(图中未标号)与回用水出口D，一级反渗透膜组件4的滤后水出口I 43、二级反渗透膜组件5的滤后出水口II 52及蒸发结晶器6的冷凝水出水口62均与贮水池7的进水口IV连接。

在上述废水处理系统的基础上，还可以在盐结晶子系统的回用水出口(即贮水池的回用水出口D)经回连管路72、回流泵71回连至与生物处理子系统的缺氧池1的废水进水口A，以将盐结晶子系统排出回用水的一部分作为稀释水回流至生物处理子系统中，以对生物处理子系统后续引入的高含盐废水进行稀释，保证生物处理子系统对后续高含盐废水处理时的稳定性。

实际中，上述生物处理子系统中还可以在膜生物反应器3与缺氧池1之间设置污泥回流管35，使污泥回流管35经污泥回流泵34连接在膜生物反应器3排出污泥的污泥出泥管B与缺氧池1的废水进水口A之间，以便使污泥以回流的方式重新进入生物处理子系统中，循环参与生物处理，进而提高对废水的生化处理效果。

上述生物处理子系统中的膜生物反应器具体包括：膜生物反应器本体、空气管、污泥出泥管、超滤膜组件和滤后水出水管；

空气管和污泥出泥管均设置在膜生物反应器本体上，与膜生物反应器本体内部连通，超滤膜组件设置在膜生物反应器本体内，超滤膜组件的出水端连接有滤后出水管路。

基于上述的污水处理系统对高含盐量废水的处理方法，按图3所示的流程进行，具体包括：

生物处理：高含盐废水进入生物处理子系统的缺氧池内进行反硝化脱氮去除部分有机物，缺氧池处理后的出水进入好氧池内连续曝气并在好氧状态下进行硝化反应及有机物的降解，好氧池处理后的出水进入膜生物反应器内连续曝气，进一步进行硝化反应及有机物的降解，膜生物反应器处理后的出水经超滤膜组件过滤后作为生物处理子系统的出水排出；

盐结晶处理：生物处理子系统的出水进入盐结晶子系统进行含盐废水的浓缩、蒸发结晶处理后，将得到的回用水一部分作为稀释水回流至生物处理子系统中，以保证生物处理子系统对后续的高含盐废水的稳定处理，剩余部分的回用水可以直接排放，得到的晶体盐回收利用。

实际中盐结晶处理过程，具体是使生物处理子系统的出水进入盐结晶子系统的一级反渗透膜组件内进行含盐废水的一级浓缩，滤后水进入贮水池作为回用水排出，一级反渗透膜组件浓缩后的一级浓水进入二级反渗透膜组件，一级浓水经过进一步浓缩后的二级浓水进入蒸发结晶器，二级反渗透膜组件的滤后水进入贮水池作为回用水排出，蒸发结晶器对二级浓水进行蒸发、结晶处理，得到的晶体盐回收，得到的冷凝水进入贮水池作为回用水排出。

综上所述，本发明实施例中的污水处理系统，将生物处理子系统与盐结晶子系统有机结合起来，通过缺氧/好氧/膜生物反应器工艺处理高含盐废水，节省了传统生物处理中的二沉池，通过膜生物反应器中超滤膜的过滤作用克服高含盐废水处理过程中活性污泥沉降性能差的问题，也保证了系统出水水质的稳定，再通过两级反渗透膜及蒸发结晶器回收结晶盐及同时获得可利用的水资源，减少了水资源的浪费。得到的回用水可用于生产工艺及生活用水，并可使回收的部分淡水资源回流至生物处理子系统作为稀释水，增强了生物处理子系统抗盐度变化的冲击能力，确保后续处理系统的稳定运行。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种处理高含盐废水的污水处理系统，其特征在于，该系统包括：

生物处理子系统和盐结晶子系统；

所述生物处理子系统由缺氧池、好氧池和膜生物反应器依次连接而成，所述缺氧池上设有引入高含盐废水的废水进水口，所述好氧池与所述膜生物反应器内均设有与空气压缩装置连接的曝气头，所述膜生物反应器上设有出水的滤后出水管路；

所述生物处理子系统还包括：所述膜生物反应器与缺氧池之间设有污泥回流管，所述污泥回流管连接在膜生物反应器的污泥出泥管与缺氧池的废水进水口之间；

所述生物处理子系统的膜生物反应器的滤后出水管路连接至所述盐结晶子系统的进水口，盐结晶子系统上设有晶体盐排出口和回用水出口；

所述系统还包括：盐结晶子系统的回用水出口通过回流管路回连至生物处理子系统的废水进水口。

2.根据权利要求1所述的污水处理系统，其特征在于，所述膜生物反应器具体包括：膜生物反应器本体、空气管、污泥出泥管、超滤膜组件和滤后水出水管；

所述空气管和污泥出泥管均设置在膜生物反应器本体上，与膜生物反应器本体内部连通，所述超滤膜组件设置在膜生物反应器本体内，超滤膜组件的出水端连接有滤后出水管路。

3.根据权利要求1所述的污水处理系统，其特征在于，所述盐结晶子系统具体包括：一级反渗透膜组件、二级反渗透膜组件、蒸发结晶器和贮水池；

所述一级反渗透膜组件上设有引入膜生物反应器的滤后出水的进水口I，一级反渗透膜组件的出水口与二级反渗透膜组件和蒸发结晶器依次连接，蒸发结晶器上设置晶体盐排出口；所述一级反渗透膜组件、二级反渗透膜组件和蒸发结晶器各自的好水排出口连接至贮水池，贮水池上设有回用水排出口。

4.根据权利要求3所述的污水处理系统，其特征在于，所述一级反渗透膜组件的出水口与二级反渗透膜组件和蒸发结晶器依次连接具体为：

一级反渗透膜组件上的浓水出水口I与二级反渗透膜组件上的进水口II连接形成两级反渗透组件，二级反渗透膜组件上的浓水出水口II与蒸发结晶器的进水口III连接。

5.根据权利要求3所述的污水处理系统，其特征在于，所述一级反渗透膜组件、二级反渗透膜组件和蒸发结晶器各自的好水排出口连接至贮水池具体为：一级反渗透膜组件上设置的滤后出水口I、二级反渗透膜组件上设置的滤后出水口II及蒸发结晶器上设置的冷凝水出水口均连接至贮水池上设置的进水口IV上。

6.一种基于上述权利要求1～5任一项所述污水处理系统的污水处理方法，其特征在于，该方法包括：

生物处理：高含盐废水进入生物处理子系统的缺氧池内进行反硝化脱氮去除部分有机物，缺氧池处理后的出水进入好氧池内连续曝气并在好氧状态下进行硝化反应及有机物的降解，好氧池处理后的出水进入膜生物反应器内连续曝气，进一步进行硝化反应及有机物的降解，膜生物反应器处理后的出水经超滤膜组件过滤后作为生物处理子系统的出水排出；

还包括：使膜生物反应器排出污泥的污泥以回流的方式重新进入生物处理子系统中，循环参与生物处理；

盐结晶处理：生物处理子系统的出水进入盐结晶子系统进行含盐废水的浓缩、蒸发结晶处理后，将得到的回用水排出，得到的晶体盐回收；

所述方法还包括：盐结晶子系统排出的回用水部分回流至生物处理子系统中作为稀释水。

7.根据权利要求6所述的污水处理方法，其特征在于，所述盐结晶处理具体包括：

生物处理子系统的出水进入盐结晶子系统的一级反渗透膜组件内进行含盐废水的一级浓缩，滤后水进入贮水池作为回用水排出，一级反渗透膜组件浓缩后的一级浓水进入二级反渗透膜组件，一级浓水经过进一步浓缩后的二级浓水进入蒸发结晶器，二级反渗透膜组件的滤后水进入贮水池作为回用水排出，蒸发结晶器对二级浓水进行蒸发、结晶处理，得到的晶体盐回收，得到的冷凝水进入贮水池作为回用水排出。

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