CN101921043B - 一种工业废水深度处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种工业废水深度处理装置，包括臭氧发生器(1)、臭氧反应罐(2)、缓冲水罐(3)、BAF反应罐(4)，以及空气压缩机(5)，所述臭氧发生器(1)通过第一进气管(11)与臭氧反应罐(2)相通，臭氧反应罐(2)还连接有第一进水管(12)，缓冲水罐(3)一端与臭氧反应罐(2)连通，另一端与BAF反应罐(4)连通，空气压缩机(5)通过曝气管(44)与BAF反应罐(4)连通，BAF反应罐(4)自底部朝上依次设置有短柄滤头(41)和砂芯曝气头(43)。通过本发明装置处理后的污水，其出水质量明显提高，符合国家最新工业水污染排放标准GB3544-2008。

Description

一种工业废水深度处理装置

【技术领域】

本发明属于环境工程领域，特别是一种工业废水深度处理装置。

【背景技术】

随着国家对纸浆造纸行业的排放标准的日趋严格，对中段废水深度处理的研究也成为了难点和热点。目前，国内外对制浆造纸中段废水深度处理方法有：

1.吸附法

吸附技术是采用多孔的固体吸附剂，利用固液相界面上的物质传递，使废水中的有色污染物转移到固体吸附剂上，从而使污染物从废水中分离除去的方法。具有吸附能力的多孔固体物质称为吸附剂，吸附机理为吸附剂对有机物分子的吸附或对大颗粒物质的过滤和沉积。通常使用的吸附剂包括①可再生吸附剂，如活性炭、离子交换纤维、大孔吸附树脂等。②不可再生吸附剂，如各种天然矿物膨润土、硅藻土、工业废料(煤渣、粉煤灰)以及天然废料(木炭、锯屑)等。目前用于吸附脱色的吸附剂主要靠物理吸附，但是离子交换纤维、改性膨润土等也有化学吸附或离子交换吸附的作用，此法主要对色度的去除有很好的作用，但对有机物浓度的降低效果不是很理想。

2.混凝法

制浆造纸废水部分污染物以胶体形态存在于废水之中。这些带负电的胶体状污染物分散在水中，形成水的色度和浊度，其中有部分胶体物质也属于水中耗氧物质。混凝法就是向废水中投人一定量的混凝剂包括无机和有机物质，使废水中难以自然沉淀的胶体状污染物和一部分细小悬浮物经过脱稳、凝聚、架桥等反应过程，形成具有一定大小的絮凝体，再在后续沉淀池中沉淀分离，从而使胶体状污染物得以从废水中分离出来的方法。通过混凝，能够降低废水的浊度、色度，去除高分子物质、呈悬浮状或胶体状的有机污染物和某些重金属物质。制浆造纸废水处理中常用的混凝剂主要有硫酸铝、硫酸镁、2价或3价的铁盐、氧化铝、氧化钙、硫酸、磷酸、聚酞胺类有机高聚物(如聚丙烯酞胺)等。此法操作简单，设备投资少，但运行处理费用高。

3.氧化法

废水中有机物发色基团的不饱和键可以被氧化断开，形成分子质量小的有机物或无机物，从而使得废水有机物失去发色能力。氧化法包括化学氧化法、光催化氧化法和超声波氧化法。化学氧化法脱色处理是把强氧化剂加入到废水中，使得发色物质发生氧化反应而变成无色无毒的物质来实现废水的净化。化学氧化法是目前研究较为成熟的方法，常用的化学氧化脱色剂有Fenton试剂、Cl₂、ClO₂、O₃等。光催化氧化是利用某些物质如(TiO₂等)，在紫外光的作用下产生新生态氢氧自由基，该自由基具有很强的氧化能力，能迅速氧化分解水中的有机物，从而实现废水的脱色。超声波氧化法是利用超声波能在液体中产生局部高温、高压、高剪切力，诱使水分子及发色有机物裂解产生自由基，从而引发各种氧化还原反应，使废水得到净化。此法只能作为深度处理的预处理，一般不能单独使用。

4.生物法

生物法是利用微生物酶来氧化或还原废水中的发色物质，通过破坏其分子的不饱和键及发色基团从而达到废水脱色的目的。生物法脱色在印染废水处理中应用得最多、最广，适用的菌种也比较多但对制浆造纸废水有脱色作用的，目前仅发现有白腐菌这一类。通常采用的活性污泥法处理制浆造纸厂废水可以有效地降低值，但是对难生物降解的特别是色度没有明显的作用，甚至会有色度加深的现象。白腐菌能分泌以氧化还原方式降解氯化有机物的酶系，消除发色基团，从而使得制浆废水澄清。但对于深度处理来说，单纯利用此法由于废水的可生化性较差，故处理效果不理想。

随着环境污染问题的日益加剧，制浆造纸行业作为一个传统的严重污染行业，日益受到国家的关注，在最近几年的环保专项整治行动当中，许多工艺落后污染严重的小纸厂、浆厂被关停，许多大中型企业被勒令限期整改，草浆企业在行业中所占比例进一步降低。2008年6月国家环保、国家质量监督检验检疫总局联合发布了排放标准更为严格的新标准GB3544-2008以代替旧标准GB3544-2001。而在东南沿海省份，如山东、浙江、海南等地的环保部门就当地的实际情况制定了较国家标准更为严格的地方标准。这使得广大制浆造纸企业倍感压力，以上的污水处理设施已经不能满足新的排放标准，而行业激烈的竞争和席卷全球的金融危机也将企业的利润空间近一步降低，中段废水深度处理的难度大、处理费用高，又增加了企业的生产成本。如果没有一套在经济上可为企业接受，技术上可行的深度处理工艺，那么高昂的运行成本必将增加企业偷排、污水处理设施成为样子工程的可能。因此，研究开发适合我国国情的简易、高效、低耗污水深度处理新技术是解决我国目前所面临的水环境污染和水资源短缺问题的有效途径。

【发明内容】

本发明所要解决的技术问题是提供一种工业废水深度处理装置，其可以对废水进行深度处理，提高出水的质量，且完全符合国家最新工业水污染排放标准GB3544-2008。

为实现上述目的，本发明提供了一种工业废水深度处理装置，包括臭氧发生器、臭氧反应罐、缓冲水罐、BAF反应罐，以及空气压缩机，所述臭氧发生器通过第一进气管与臭氧反应罐相通，臭氧反应罐还连接有第一进水管，缓冲水罐一端与臭氧反应罐连通，另一端与BAF反应罐连通，空气压缩机通过曝气管与BAF反应罐连通，BAF反应罐自底部朝上依次设置有短柄滤头和砂芯曝气头，其中，短柄滤头以下为配水区，在该配水区的侧壁连接有出水管，另外，在配水区还连接有调压管，用以调节BAF反应罐内的空气压力；所述短柄滤头与砂芯曝气头之间的区域为承托区，在该区域一共设置有四个曝气头，该四个曝气头连接在同一个支架上，第二进气管通过支架与砂芯曝气头连接，以为曝气提供空气，另外，在承托区还连接有曝气管，曝气管一端与曝气头连接，另一端与空气压缩机连接。

作为本发明的优选实施例，所述臭氧反应罐侧壁连接有放空管；

作为本发明的优选实施例，所述臭氧反应罐顶部设置有排气阀；

作为本发明的优选实施例，所述缓冲水罐通过出水管与BAF反应罐连接，在出水管上连接有进第二水泵，在第二进水泵和BAF反应罐之间连接有流量计；

作为本发明的优选实施例，所述BAF反应罐侧壁靠近底部位置设置有反冲洗进水管；

作为本发明的优选实施例，所述BAF反应罐自砂芯曝气头以上的侧壁上均匀且间隔的设置有若干取样口；

本发明工业废水深度处理装置与现有技术相比，至少具有以下优点：废水经过本发明装置处理后，水质明显提高，完全符合国家新出台的制浆造纸工业水污染排放标准GB3544-2008，且成本低廉。

【附图说明】

图1是本发明的工艺流程示意图；

图2是本发明的曝气生物滤池的结构示意图；

图3是图2中圈A的局部放大图；

图4是图2中圈B的局部放大图。

【具体实施方式】

请参阅图1所示，本发明工业废水深度处理装置包括臭氧发生器1、臭氧反应罐2、缓冲水罐3、BAF(Biological Aeraed Filter)反应罐4，以及空气压缩机5。

臭氧发生器1通过第一进气管11与臭氧反应罐2相通，第一进气管11从臭氧反应罐2的底端通向臭氧反应罐2内部；另外，在臭氧反应罐2的底部还连接有第一进水管12，废水通过第一进水泵13从第一进水管12进入到臭氧反应罐2内。

臭氧反应罐2的上端设置有排气阀21，当臭氧反应罐2的气体压力过大时，可以打开排气阀21，释放适量气体；除此之外，为了维修方便，在臭氧反应罐2侧壁靠近下部的位置还设置有放空管22，如此，需要维修时，可以从该放空管22将臭氧反应罐2内的液体放空，以利于维修。

缓冲水罐3的上部侧壁连接有出水管31，该出水管31将缓冲水罐3内的废水与BAF反应罐4内部连通，另外，出水管31上设置有第二进水泵33。

请参阅图2所示，并结合图3和图4所示，BAF反应罐4在底部向上依次设置有短柄滤头41和砂芯曝气头43，其中，短柄滤头41以下为配水区，出水管31连接在该配水区的侧壁，另外，在配水区还连接有调压管45，用以调节BAF反应罐4内的空气压力；短柄滤头41与砂芯曝气头43之间的区域为承托区，在该区域一共设置有四个曝气头，该四个曝气头连接在同一个支架上，第二进气管47通过支架与砂芯曝气头43连接，以为曝气提供空气，另外，在承托区还连接有曝气管44，曝气管44一端与曝气头43连接，另一端与空气压缩机5连接。

除此之外，BAF反应罐4在配水区靠近下部位置还设置有反冲洗进水管42，如此，当反应罐4经过长时间使用而使得短柄滤头41被堵塞时，可以通过该反冲洗进水管42对短柄滤头41进行冲洗；BAF反应罐4在砂芯曝气头43以上的侧壁上间隔地设置有若干取样口49，而在反应罐4的顶部侧壁设置有出水口48。

为了精确控制从缓冲水罐3内进入到BAF反应罐4内的废水的量，在出水管31靠近BAF反应罐4的位置设置有流量计，然而，由于长时间较高的水压，会对流量计产生一定的冲击，进而影响流量计的使用寿命，为此，在流量计和第二进水泵33之间设置有止水夹和阀门，以增大水流阻力，降低水压。

为了精确控制从空气压缩机5内进入到BAF反应罐4内的气体量，在曝气管44上设置有气体流量计，而在气体流量计和空气压缩机5之间设置有气动阀，以调节气压，保护气体流量计。

使用时，需要处理的废水首先通过第一进水管12进入到臭氧反应罐2内，同时，在臭氧发生器1内产生的臭氧通过第一进气管11进入到臭氧反应罐2内，如此，废水与臭氧在臭氧反应罐2内混合接触，臭氧扩散到废水中，从而，使得臭氧与废水充分接触均匀，随后，混合有臭氧的废水(以下统称废水)进入到缓冲水罐3内，静置3小时后，再通过出水管31进入到BAF反应罐内，在BAF反应罐4内，经过处理后，澄清的水从BAF反应罐4上部的出水口48流出。

在本发明中，向臭氧反应器投入的最佳臭氧投放浓度为50mg/L，臭氧与废水的最佳接触时间为20.83min，经过本发明装置后，废水的B/C值由原来的0.128提高到0.283，提高了121％。

另外，经检测，本发明装置的表面负荷为0.24m³/(m².h)，BOD有机负荷率为0.144kgBOD/(m³.d)，水力停留为5h的情况下，对化学耗氧量CODcr、悬浮固体SS及色度的去除率分别为60％、90％和70％左右。出水化学耗氧量CODcr、悬浮固体SS及色度一直在100mg/L、30mg/L、50倍以下，完全符合国家新出台的制浆造纸工业水污染排放标准(GB3544-2008)。经过经济成本分析得出吨水深度处理成本为0.78元/t水，与其它方法相比运行成本较为低廉，可为广大制浆造纸企业所接受，应用前景十分广阔。

以上所述仅为本发明的一种实施方式，不是全部或唯一的实施方式，本领域普通技术人员通过阅读本发明说明书而对本发明技术方案采取的任何等效的变换，均为本发明的权利要求所涵盖。

Claims (6)

1.一种工业废水深度处理装置，其特征在于：包括臭氧发生器(1)、臭氧反应罐(2)、缓冲水罐(3)、BAF反应罐(4)，以及空气压缩机(5)，所述臭氧发生器(1)通过第一进气管(11)与臭氧反应罐(2)相通，臭氧反应罐(2)还连接有第一进水管(12)，缓冲水罐(3)一端与臭氧反应罐(2)连通，另一端与BAF反应罐(4)连通，空气压缩机(5)通过曝气管(44)与BAF反应罐(4)连通，BAF反应罐(4)自底部朝上依次设置有短柄滤头(41)和砂芯曝气头(43)，其中，短柄滤头(41)以下为配水区，在该配水区的侧壁连接有出水管(31)，另外，在配水区还连接有调压管(45)，用以调节BAF反应罐(4)内的空气压力；所述短柄滤头(41)与砂芯曝气头(43)之间的区域为承托区，在该区域一共设置有四个曝气头，该四个曝气头连接在同一个支架上，第二进气管(47)通过支架与砂芯曝气头(43)连接，以为曝气提供空气，另外，在承托区还连接有曝气管(44)，曝气管(44)一端与曝气头(43)连接，另一端与空气压缩机(5)连接。

2.如权利要求1所述的工业废水深度处理装置，其特征在于：所述臭氧反应罐(2)侧壁连接有放空管(22)。

3.如权利要求1或2所述的工业废水深度处理装置，其特征在于：所述臭氧反应罐(2)顶部设置有排气阀(21)。

4.如权利要求1所述的工业废水深度处理装置，其特征在于：所述缓冲水罐(3)通过出水管(31)与BAF反应罐(4)连接，在出水管(31)上连接有进第二水泵(33)，在第二进水泵(33)和BAF反应罐(4)之间连接有流量计。

5.如权利要求1或4所述的工业废水深度处理装置，其特征在于：所述BAF反应罐(4)侧壁靠近底部位置设置有反冲洗进水管(42)。

6.如权利要求5所述的工业废水深度处理装置，其特征在于：所述BAF反应罐(4)自砂芯曝气头(43)以上的侧壁上均匀且间隔的设置有若干取样口(49)。

Images