CN102730881B - 一种集中式污水处理厂生化出水深度处理工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种集中式污水处理厂生化出水深度处理工艺，其包括下列步骤：将生化出水依次经匀质，活性炭/臭氧氧化处理，强化混凝处理，即可。本发明的工艺操作简便，处理出水水质优于排放标准，为实现循环再利用创造条件。
Description
技术领域
本发明涉及一种集中式污水处理厂生化出水深度处理工艺。
背景技术
作为当前废水处理的主体，生化系统虽然能通过优化设计和运行参数，大幅降低有机污染物和氮磷等营养盐浓度，但其出水中仍含有一定量难降解有机物。鉴于全国性水资源短缺、水污染加重的现状，国家及区域性污染物排放标准日趋严格，这给现有废水处理设施提出了极大的挑战。在传统技术基础上，开发简单、新颖的深度处理工艺是实现污水达标排放的最佳选择，同时也为循环再使用创造了条件。
在生化出水常用的处理技术中，混凝沉淀最初用于去除水中的悬浮颗粒物和胶体，其对小分子、亲水性有机物的去除作用有限。单纯臭氧氧化若用于去除CODCr缺乏经济可行性。传统活性炭吸附存在处理能力较低、使用周期短、再生困难等缺点。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种与现有技术完全不同的，广泛适用于集中式污水处理厂生化出水深度处理的工艺。本发明流程简单，处理出水水质优于排放标准限值(城镇污水处理厂遵循GB18918-2002，工业区集中式污水处理厂遵循GB8978-1996)，为实现循环再利用创造条件。
本发明提供了一种集中式污水处理厂生化出水深度处理工艺，其包括下列步骤：将生化出水依次经匀质，活性炭/臭氧氧化处理，强化混凝处理，即可。
本发明中，所述的生化出水一般指城镇污水和工业区集中式污水处理厂生化反应器出水。所述的生化出水水质一般要求如下：pH值6～9，化学耗氧量(CODCr)200mg/L以下，生化需氧量(BOD5)50mg/L以下，总有机碳(TOC)50mg/L以下，色度低于100倍，悬浮物(SS)少于100mg/L。
本发明中，所述的匀质可在本领域常规的调节池中进行。所述的生化出水在调节池的停留时间优选1～2h。
所述的活性炭/臭氧氧化处理可在本领域常规的臭氧接触反应器中进行。所述的臭氧接触反应器优选为鼓泡反应塔。所述的活性炭/臭氧氧化处理中，气液较佳地呈逆向流动。所述的逆向流动一般为废水从反应器顶部进入，由上而下与从底部进入反应器的臭氧接触反应，同时活性炭优选在所述的臭氧的气量、所述的活性炭投加量以及所述的臭氧接触反应器中水力停留时间的共同作用下呈流化态，由此实现活性炭/臭氧氧化处理。
活性炭/臭氧氧化处理中，所述的活性炭可为本领域常用的煤质颗粒活性炭，该类活性炭孔隙分布较均匀，吸附容量较大。所述的活性炭的性能指标较佳地为：颗粒直径3～5mm，碘值约2088mg/g，苯酚值约82.2mg/g，零点电位约7.4。所述的活性炭的投加量一般为单位反应器容积(L)10～50g。
氧化处理中，所述的臭氧可通过本领域常规的臭氧发生器供给。臭氧的浓度一般依据二级出水的色度和UV254值设定，优选为5～10mg/Nm3。所述的臭氧的气量优选为臭氧发生器的进气量单位反应器容积(L)240～400L(空气)/h即可。所述的臭氧接触反应器中水力停留时间优选为2～10min。
所述的强化混凝可为本领域常规的强化混凝，其优选包括如下步骤：将氧化处理出水与混凝剂混合，搅拌、沉淀即可。所述的强化混凝处理所用的混凝剂优选硫酸铝或聚合氯化铝(PAC)。本发明中，初次混凝处理和二次混凝处理中混凝剂的投加量优选为20～50mg/L(以Al3+计，即折回点范围)。所述的混凝剂的投加量优选依据美国环保署(USEPA)定义的折回点要求，具体参看“强化、优化混凝技术对饮用水中有机物和生物可降解组分的去除”(Impact of enhanced and optimized coagulation on removal of organic matterand its biodegradable fraction in drinking water)，《水研究》(“WaterResearch”)，2000年，34卷，3247-3257页。所述的折回点可通过下述步骤确定：在某一投加量基础上再多投加10mg/L的Al3+后，溶解性有机碳(DOC)的去除增量低于0.3mg/L，则原先的投加量即为折回点。所述的强化混凝处理时，pH值可用酸进行调控。所述的强化混凝反应的pH值优选5.0～6.0。
所述的酸可为本领域常用的酸，如盐酸、硫酸、二氧化碳等。所述的强化混凝的温度优选15～35℃。所述的搅拌优选机械搅拌。所述的搅拌优选先进行速度梯度(G)值为500s-1搅拌(持续时间优选1min)，再进行速度梯度(G)值为40s-1的搅拌(持续时间优选15～30min)。所述的沉淀时间优选1h。
所述的强化混凝后，还可包括泥水分离过程。所述的泥水分离过程可为本领域常规的泥水分离过程。泥水分离后的化学污泥可送至浓缩池进行脱水处理。所述的脱水处理可为本领域常规的脱水处理。泥水分离后的上层清液可直接排放或采用膜法进行再生处理。
所述的膜法再生处理可为本领域常规的膜法再生处理，如超滤、纳滤、反渗透等，可参考文献：
“混凝和吸附预处理对生化二级出水的超滤性能影响”(Performance offlocculation and adsorption pretreatments to ultrafiltration of biologically treatedsewage effluent)，《分离科学与技术》(“Separation Science and Technology”)，2006年，41卷，3585-3596页。
“混凝与纳滤组合工艺用于去除染料和纺织废水回用”(Combination ofcoagulation-flocculation and nanofiltration techniques for dye removal and waterreuse in textile effluents)，《脱盐》(“Desalination”)，2010年，252卷，53-59页。
“混凝-盘式过滤器组合工艺用于超滤和反渗透再生废水的研究”(Combined coagulation-disk fltration process as a pretreatment ofultrafiltration and reverse osmosis membrane for wastewater reclamation：Anautopsy study of a pilot plant)，《水研究》(“Water Research”)，2012年，46卷，1803-1816页。
在不违背本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。
本发明所用试剂和原料均市售可得。
本发明的积极进步效果在于：本发明的工艺操作简便，活性炭、臭氧用量少，处理后的污水能够达到排放标准或者实现循环使用，适用于大规模处
理废水并能够持续长期运作。
附图说明
图1为实施例1的生化出水深度处理工艺流程图。
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常规方法和条件，或按照商品说明书选择。
下述实施例中，各项指标的检测方法如下所示：
pH值：玻璃电极法GB6920-86；CODCr：重铬酸钾法GB11914-89(30mg/L以上)和HACH Method8000(30mg/L以下)；BOD5：稀释接种法GB7488-87；色度：稀释倍数法GB11903-89；浊度、UV254：分光光度法；悬浮物：重量法GB11901-89；TOC：燃烧氧化-非分散红外吸收法HJ 501-2009；粪大肠菌群数：多管发酵法。
实施例1
某工业区集中式污水处理厂进水(10000m3/d)中60％为印染、化工和制药等企业生产废水，其余为生活污水。污水经有效生化处理(A/O工艺)后，仍含有一定量有机污染物，具体水质见表1。其具体流程见说明书附图1。
生化出水经调节池匀质1h后(水温约25℃)，泵入活性炭/臭氧氧化塔。气液逆向接触反应，颗粒活性炭(具体性能指标：颗粒直径3～5mm，碘值约2088mg/g，苯酚值约82.2mg/g，零点电位约7.4)(每单位反应器容积(L)投加20g)在气流(单位反应器容积(L)300L(空气)/h)的作用下呈流化态，水力停留时间控制在5min，臭氧浓度调至5mg/Nm3。
氧化处理出水在管道内与PAC(50mg/L，以Al3+计)和一定量硫酸混合，pH调至约5.5，送至机械澄清池进行混凝沉淀处理，快速搅拌(G值500s-1)1min，慢速搅拌(G值40s-1)15min，沉淀1h。经泥水分离后，上清液进入集水池，化学污泥送至浓缩池，脱水后外送处置(脱除的水分返回调节池)。深度处理出水与污水综合排放标准限值的对比如表1所示。出水率在94％以上。
表1生化出水深度处理前后水质与污水综合排放标准、工业回用水标准
限值的对比
实施例2
某城镇污水处理厂生化处理采用氧化沟工艺，生化出水水质见表2。
生化出水经调节池匀质1h后(水温约25℃)，泵入活性炭吸附/臭氧氧化塔(臭氧接触反应器)。气液逆向接触反应，颗粒活性炭(具体性能指标：颗粒直径3～5mm，碘值约2088mg/g，苯酚值约82.2mg/g，零点电位约7.4)(每单位反应器容积(L)投加15g)在气流(单位反应器容积(L)300L(空气)/h)的作用下呈流化态，水力停留时间控制在2min，臭氧浓度调至5mg/Nm3。氧化处理出水在管道内与硫酸铝(25mg/L，以Al3+计)和一定量硫酸混合，pH调至约5.5，送至机械澄清池进行混凝沉淀处理，快速搅拌(G值500s-1)1min，慢速搅拌(G值40s-1)15min，沉淀1h。经泥水分离后，上清液进入集水池，化学污泥送至浓缩池，脱水后外送处置(脱除的水分返回调节池)。深度处理出水与污水排放标准限值的对比如表2所示。出水率在96％以上。
表2生化出水深度处理前后水质与城镇污水处理厂排放标准、工业回用
水标准限值的对比
由以上两个实施例可知，本发明在合理设置运行参数的条件下，能有效降低工业区集中式污水处理厂、城镇污水处理厂生化出水中色度、悬浮物、CODCr、TOC和UV254(表征类腐殖质含量)等指标，使其优于对应排放标准最高限值，满足工业回用标准要求。
Claims (9)
1.一种集中式污水处理厂生化出水深度处理工艺，其特征在于，包括下列步骤：将生化出水依次经匀质，活性炭/臭氧氧化处理，强化混凝处理，即可；
所述的活性炭/臭氧氧化处理在臭氧接触反应器中进行；所述的臭氧接触反应器为鼓泡反应塔；所述的活性炭/臭氧氧化处理中，气液逆向流动；所述的臭氧接触反应器中，水力停留时间为2～10min；
所述的活性炭为煤质颗粒活性炭。
2.如权利要求1所述的集中式污水处理厂生化出水深度处理工艺，其特征在于，所述的匀质在调节池中进行；所述的生化出水在调节池的停留时间为1～2h。
3.如权利要求1所述的集中式污水处理厂生化出水深度处理工艺，其特征在于，所述的生化出水要求如下：pH值6～9，化学耗氧量200mg/L以下，生化需氧量50mg/L以下，总有机碳50mg/L以下，色度低于100倍，悬浮物少于100mg/L。
4.如权利要求1所述的集中式污水处理厂生化出水深度处理工艺，其特征在于，所述的活性炭/臭氧氧化处理中，臭氧的浓度为5～10mg/Nm3；所述的臭氧的气量以臭氧发生器进气量计，为单位反应器容积240～400L空气/h；所述的单位反应器容积为1L。
5.如权利要求1所述的集中式污水处理厂生化出水深度处理工艺，其特征在于，所述的活性炭的投加量为单位反应器容积10～50g，所述的单位反应器容积为1L；所述的活性炭的性质为：颗粒直径3～5mm，碘值2088mg/g，苯酚值82.2mg/g，零点电位7.4。
6.如权利要求1所述的集中式污水处理厂生化出水深度处理工艺，其特征在于，所述的强化混凝包括下列步骤：将氧化处理出水与混凝剂混合，搅拌、沉淀即可；所述的强化混凝处理所用的混凝剂为硫酸铝或聚合氯化铝；所述的混凝剂的添加量为20～50mg/L，以Al3+计。
7.如权利要求1所述的集中式污水处理厂生化出水深度处理工艺，其特征在于，所述的强化混凝处理时，pH值通过酸进行调控；所述的强化混凝反应的pH值为5.0～6.0；所述的强化混凝的水温为15～35℃。
8.如权利要求1所述的集中式污水处理厂生化出水深度处理工艺，其特征在于，所述的强化混凝处理中，搅拌为机械搅拌；所述的搅拌先进行速度梯度值为500s-1的搅拌，再进行速度梯度值为40s-1的搅拌；所述的速度梯度值为500s-1的搅拌持续时间为1min；所述的速度梯度值为40s-1的搅拌持续时间为15～30min；沉淀时间为1h。
9.如权利要求1所述的集中式污水处理厂生化出水深度处理工艺，其特征在于，所述的强化混凝后，还包括泥水分离过程；泥水分离后的化学污泥送至浓缩池进行脱水处理；泥水分离后的上层清液直接排放或进行膜法再生处理。
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