CN103073164B - 一种含有胍盐的污水的处理系统及其处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种含有胍盐的污水的处理系统，该污水主要来自安全气囊起爆药车间内加工的污水，以及医药、农药、染料及其他有机合成物中间体的生产。本系统主要包括污水预处理单元、污水处理单元和生化处理单元，其特征在于：所述污水处理单元包括除Cu²⁺单元、离子交换单元和电渗析单元。同时还公开了该处理系统的处理方法。本发明主要利用离子交换单元与电渗析单元的配合，将污水中的胍盐充分去除。本发明具有操作工艺简单，高效节能，运行成本低，实现全自动控制，提高污水站自动化管理水平，处理后的污水可以满足清洁和绿化的标准要求。

Description

一种含有胍盐的污水的处理系统及其处理方法

技术领域

本发明涉及一种污水处理系统及其处理方法，具体地说是一种含有胍盐的污水的处理系统及其处理方法。

背景技术

目前，来自安全气囊起爆药车间内加工的污水，主要含有有机铵盐类和含铜离子类污染物。另外，胍盐污水还多来自于医药、农药、染料及其他有机合成物中间体的生产中，如何高效节能的处理污水，使其处理后可满足清洁绿化标准成为目前亟待解决的问题。

发明内容

根据上述提出的技术问题，而提供一种含有胍盐的污水的处理系统及其处理方法。

本发明采用的技术手段如下：

一种含有胍盐的污水的处理系统，包括污水预处理单元、污水处理单元和生化处理单元，其特征在于：所述污水处理单元包括除Cu²⁺单元、离子交换单元和电渗析单元；

所述除Cu²⁺单元，包括与精密过滤器Ⅱ连接的反应池，与所述反应池的出液口端相连通的沉淀池，所述沉淀池的上部清液出口端连接有中间储罐Ⅰ，所述沉淀池下部经泵连入污泥浓缩池，所述污泥浓缩池经泵连入压滤机Ⅰ；所述中间储罐Ⅰ的出液口端经泵连入除铁锰器的进液口端，所述除铁锰器的出液口端连有精密过滤器Ⅰ；

所述离子交换单元，包括分别与所述精密过滤器Ⅰ的出液口端连接的离子交换罐Ⅰ和离子交换罐Ⅱ，与所述离子交换罐Ⅰ和所述离子交换罐Ⅱ的下部出液口端相连通的中间储罐Ⅱ，与所述离子交换罐Ⅰ和所述离子交换罐Ⅱ的上部出液口端相连通的脱附液储罐；

所述电渗析单元，包括与所述中间储罐Ⅱ出液口端经泵连入的至少三套电渗析装置，所述电渗析装置的浓缩水出口端与浓缩水储水罐相连通，所述浓缩水储水罐经泵连入加热器的进液口端，所述加热器的出液口端分别连入所述离子交换罐Ⅰ和所述离子交换罐Ⅱ的下端进液口端，所述电渗析装置的浓缩水出口端还与所述中间储罐Ⅱ相连通。

进一步地，所述污水预处理单元，来自转运桶的污水倒入带栅格的污水收集池，经泵连入原水储罐的进液口端，所述原水储罐的进液口端还经泵连入来自罐车的污水；所述原水储罐的上部清液出口端与压滤液储池的进液口端相连；所述原水储罐的下部污泥沉积口端经泵连入压滤机Ⅱ，所述压滤机Ⅱ的出液口端经泵连入所述压滤液储池的进液口端；所述压滤液储池的出液口端经泵连入所述精密过滤器Ⅱ。

进一步地，所述生化处理单元，来自所述电渗析装置的淡水出口端与厌氧池相连，所述厌氧池的上部出液口端与缺/好氧池相连，所述厌氧池和所述缺/好氧池的下部污泥沉积口端连入污泥消化池；所述缺/好氧池经泵连入AC吸附罐，所述AC吸附罐还连有消毒器；所述AC吸附罐的出液口端连入清水池；所述缺/好氧池还连有风机。

进一步地，所述反应池、所述中间储罐Ⅰ、所述厌氧池和所述缺/好氧池中还设有PH仪；所述缺/好氧池中还设有溶氧仪；所述反应池、所述厌氧池和所述缺/好氧池内还设有搅拌机；所述电渗析装置的浓缩水出口端和淡水出口端均连有电导率仪。

本发明还公开了上述含有胍盐的污水的处理方法，包括污水预处理、污水处理和生化处理，所述污水处理包括除Cu²⁺、离子交换和电渗析，其特征在于：所述离子交换和所述电渗析包括如下步骤：

①经除Cu²⁺后的污水进入到离子交换罐Ⅰ和离子交换罐Ⅱ内与树脂进行离子交换，所述树脂为与胍盐能发生吸附反应的树脂；

②经吸附反应后的污水进入到中间储罐Ⅱ，再进入到至少三套电渗析装置中进行脱盐反应；

③脱盐反应后的一部分浓缩水进入到浓缩水储水罐，再通过泵经过加热器进入到离子交换罐Ⅰ和离子交换罐Ⅱ内和树脂发生脱附反应，使树脂恢复活性，经脱附反应后的脱附液进入到脱附液储罐；脱盐反应后的另一部分超标浓缩水再回入到中间储罐Ⅱ重复步骤②；

脱盐反应后的淡水进入到生化处理。

进一步地，所述除Cu²⁺包括如下步骤：

①经污水预处理后的污水进入到反应池内，加入OH^-、PAM和PAC，控制PH值在10-11，充分搅拌反应；

②反应后的污水进入沉淀池，上部清液进入中间储罐Ⅰ；下部污泥经泵连入污泥浓缩池，在进入到压滤机Ⅰ压滤；

③上部清液经中间储罐Ⅰ进入到除铁锰器在进入到精密过滤器Ⅰ内进行过滤。

进一步地，所述污水预处理，是将来自转运桶的污水倒入带栅格的污水收集池和来自罐车的污水一同送入到原水储罐中，原水储罐的上部清液流入到压滤液储池；原水储罐的下部污泥经泵进入压滤机Ⅱ进行压滤，经压滤后的压滤液进入到压滤液储池，经泵进入到精密过滤器Ⅱ中过滤后送入到反应池中。

进一步地，所述生化处理，是将来自所述电渗析装置的淡水进入到厌氧池中，再进入到缺/好氧池去除污染物；再经AC吸附罐和消毒器进行进一步的吸附消毒处理后送入清水池。

本发明所提供的含有胍盐的污水处理系统和处理方法，所指的胍盐为硝酸胍、碳酸胍、盐酸胍等等，而本发明也可处理不仅仅局限于含胍盐的污水，也可处理含有有机铵盐类的污水，如三乙胺盐盐酸、氯化钾胺等等。

本发明具有以下优点：

1、技术先进，运行可靠，操作管理简单，使先进性与可靠性有机地结合起来；

2、高效节能的治理工艺，极大地降低工程运行费用；

3、有效控制工艺造价；

4、采取全自动控制，提高污水站自动化管理水平，减少人工劳动强度；

5、处理后水可满足清洁和绿化标准要求，实现了零排放；

6、自动化程度高。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明污水处理单元的示意图。

图2是本发明污水预处理单元的示意图。

图3是本发明生化处理单元的示意图。

具体实施方式

一种含有胍盐的污水的处理系统，包括污水预处理单元、污水处理单元和生化处理单元。

如图2所示，所述污水预处理单元，来自转运桶15的污水倒入带栅格的污水收集池16，经泵连入原水储罐19的进液口端，所述原水储罐19的进液口端还经泵连入来自罐车17的污水；所述原水储罐19的上部清液出口端与压滤液储池21的进液口端相连；所述原水储罐19的下部污泥沉积口端经泵连入压滤机Ⅱ20，所述压滤机Ⅱ20的出液口端经泵连入所述压滤液储池21的进液口端；所述压滤液储池21的出液口端经泵连入所述精密过滤器Ⅱ22。

如图1所示，所述污水处理单元包括除Cu²⁺单元、离子交换单元和电渗析单元；所述除Cu²⁺单元，包括与精密过滤器Ⅱ22连接的反应池1，与所述反应池1的出液口端相连通的沉淀池2，所述沉淀池2的上部清液出口端连接有中间储罐Ⅰ3，所述沉淀池2下部经泵连入污泥浓缩池13，所述污泥浓缩池13经泵连入压滤机Ⅰ14；所述中间储罐Ⅰ3的出液口端经泵连入除铁锰器4的进液口端，所述除铁锰器4的出液口端连有精密过滤器Ⅰ5；

所述离子交换单元，包括分别与所述精密过滤器Ⅰ5的出液口端连接的离子交换罐Ⅰ6和离子交换罐Ⅱ7，与所述离子交换罐Ⅰ6和所述离子交换罐Ⅱ7的下部出液口端相连通的中间储罐Ⅱ9，与所述离子交换罐Ⅰ6和所述离子交换罐Ⅱ7的上部出液口端相连通的脱附液储罐8；

所述电渗析单元，包括与所述中间储罐Ⅱ9出液口端经泵连入的至少三套电渗析装置10，所述电渗析装置10的浓缩水出口端与浓缩水储水罐11相连通，所述浓缩水储水罐11经泵连入加热器12的进液口端，所述加热器12的出液口端分别连入所述离子交换罐Ⅰ6和所述离子交换罐Ⅱ7的下端进液口端，所述电渗析装置10的浓缩水出口端还与所述中间储罐Ⅱ9相连通。

如图3所示，所述生化处理单元，来自所述电渗析装置10的淡水出口端与厌氧池23相连，所述厌氧池23的上部出液口端与缺/好氧池25相连，所述厌氧池23和所述缺/好氧池25的下部污泥沉积口端连入污泥消化池24；所述缺/好氧池25经泵连入AC吸附罐26，所述AC吸附罐26还连有消毒器27；所述AC吸附罐26的出液口端连入清水池28；所述缺/好氧池25还连有风机29。

所述反应池1、所述中间储罐Ⅰ3、所述厌氧池23和所述缺/好氧池25中还设有PH仪；所述缺/好氧池25中还设有溶氧仪；所述反应池1、所述厌氧池23和所述缺/好氧池25内还设有搅拌机；所述电渗析装置10的浓缩水出口端和淡水出口端均连有电导率仪。

本发明提供的一种含有胍盐的污水的处理方法，包括污水预处理、污水处理和生化处理，

所述污水预处理，是将来自转运桶15的污水倒入带栅格的污水收集池16和来自罐车17的污水一同送入到原水储罐19中，原水储罐19的上部清液流入到压滤液储池21；原水储罐19的下部污泥经泵进入压滤机Ⅱ20进行压滤，经压滤后的压滤液进入到压滤液储池21，经泵进入到精密过滤器Ⅱ22中过滤后送入到反应池1中。

所述污水处理包括除Cu²⁺、离子交换和电渗析，包括如下步骤：经污水预处理后的污水进入到反应池1内，加入OH^-、PAM和PAC，控制PH值在10-11，充分搅拌反应；反应后的污水进入沉淀池2，上部清液进入中间储罐Ⅰ3；下部污泥经泵连入污泥浓缩池13，在进入到压滤机Ⅰ14压滤；上部清液经中间储罐Ⅰ3进入到除铁锰器4在进入到精密过滤器Ⅰ5内进行过滤；经除Cu²⁺后的污水进入到离子交换罐Ⅰ6和离子交换罐Ⅱ7内与树脂进行离子交换，所述树脂为与胍盐能发生吸附反应的树脂；经吸附反应后的污水进入到中间储罐Ⅱ9，再进入到至少三套电渗析装置10中进行脱盐反应；脱盐反应后的一部分浓缩水进入到浓缩水储水罐11，再通过泵经过加热器12进入到离子交换罐Ⅰ6和离子交换罐Ⅱ7内和树脂发生脱附反应，使树脂恢复活性，经脱附反应后的脱附液进入到脱附液储罐8；脱盐反应后的另一部分超标浓缩水再回入到中间储罐Ⅱ9重复步骤②；脱盐反应后的淡水进入到生化处理。

所述生化处理，是将来自所述电渗析装置10的淡水进入到厌氧池23中，再进入到缺/好氧池25去除污染物；再经AC吸附罐26和消毒器27进行进一步的吸附消毒处理后送入清水池28。

实施例1

本实施例中主要列举污水中含有的主要污染物为碱式硝酸铜和硝酸胍时利用本发明进行处理。

污水由罐车17通过快速接头由启动隔膜泵泵入原水储罐19中，快速接头下端放置有一个用于收集渗漏的污水接液盘；污水还可通过转运桶15倒入到带栅格的污水收集池16，再由泵泵入到原水储罐19中；经过静置，原水储罐19上部清液自流入压滤液储池21，下部污泥泵入压滤机Ⅱ20进行压滤；压滤液通过管道泵进入压滤液储池21，由泵经2μm精密过滤器Ⅱ22泵入反应池1。

通过管道混合器向反应池1内加入NaOH，由在线PH仪自动控制投加碱量，调节pH至10左右，Cu²⁺在碱性条件下与OH^-生成Cu(OH)₂沉淀；加入PAC、PAM加速沉淀的形成，提高沉降效果，Cu(OH)₂通过压滤后，外委处理。去除大部分Cu²⁺后进入沉淀池2沉淀，上部清液自流进入中间储罐Ⅰ3，再泵入到除铁锰器4中，再经2μm精密过滤器Ⅰ5泵入离子交换单元，离子交换单元包括分别与精密过滤器Ⅰ5的出液口端连接的离子交换罐Ⅰ6和离子交换罐Ⅱ7，离子交换法是液相中的离子和固相中离子间所进行的一种可逆性化学反应，当液相中的某些离子较为离子交换固体所喜好时，便会被离子交换固体吸附，为维持水溶液的电中性，所以离子交换固体必须释出等价离子回溶液中。

由于硝酸胍为一种共轭酸胍盐，其共轭酸胍盐正离子为[CH₆N₃]⁺，故可用阳离子交换树脂与之交换而产生等量的硝酸盐，本发明的离子交换罐中使用的树脂为磺酸钠活性基钠型树脂（R-SO3-Na），发生的反应式为：

交换出水以后NaNO₃含量较高，通过电渗析装置10对其浓缩，浓缩水进入到浓缩水储水罐11，再通过加热器12泵回离子交换罐Ⅰ6和离子交换罐Ⅱ7中对交换罐中的树脂进行脱附再生，出水流入脱附液储罐8之后外委处理；可以在所述中间储罐Ⅱ9的进液口端设置氨氮仪监控树脂是否饱和，饱和后自动进入脱附程序。本发明采用电渗析的离子交换膜的选择透过性：即阳膜只允许阳离子透过，而阴膜只允许阴离子通过，从而使水中的阴、阳离子作定向迁移以达到从污水中分离出离子的目的，从而实现脱盐的目的。本发明的电渗析装置10分为浓缩器和淡化器，浓缩器与淡化器分别设置电导率仪，若电渗析装置10出水超标则自动返回到中间储罐Ⅱ9中。

从电渗析装置10的淡水出口（即淡水器出口）流出的淡水进入到厌氧池23中，除掉NO₃-N，再与生活污水混合后一同进入缺/好氧池25中去除污染物，最后经AC吸附罐26吸附和消毒器27消毒过滤后用于冲厕和绿化，所述消毒器27采用高效杀菌能力强的ClO₂发生器。

沉淀池2下端排出的污泥泵入污泥浓缩池13并进入到压滤机Ⅰ14进行压滤；厌氧池23和缺/好氧池25的下部沉积的污泥泵入污泥消化池24后压滤处理；所有经压滤机压滤成泥饼后的污泥均外委处理。

本发明中的生化处理单元是这样实现的，经过电渗析处理后的淡水中存在一定量的NO₃-N，需要进行反硝化处理，因此采用国内成熟的反硝化技术A²O工艺，即厌氧池、缺氧池和好氧池串联的处理工艺。缺氧池与好氧池的溶解氧量不同。好氧池池采用生物接触氧化+MBR组合的形式。第一个厌氧池是专门针对电渗析装置出水中的NO₃-N硝酸盐氮的处理，通过异养菌的反硝化作用还原为分子态氮。同时为了保持异养菌的高活性，达到较好的脱氮效果，本段温度需保持在30℃，并投加碳源。

对树脂吸附剩余的少量硝酸胍及厌氧池阶段的剩余COD，则采用缺氧、好氧来进行处理。由于异养菌转化总氮需消耗养分，而原水中养分较低，所以需额外补充营养盐和碳，因此在实际处理过程中，可以将淡化器出水口的电导率仪与为生化处理单元中的厌氧池23提供碳源的计量泵设置成联动状态。

通过池内厌氧菌将不溶性有机物水解为溶解性物质，将大分子、难于生物降解的物质转化为易于生物降解的物质，提高B/C值，降低后续生化处理负荷。当这些经水解的产物进入好氧池进行好氧处理时，在供氧充足的情况下，自养菌的硝化作用将NH₃-N（NH₄ ⁺）氧化为NO₃ ^-，通过回流返回至缺氧池，在缺氧条件下，异氧菌的反硝化作用将NO₃ ^-还原为分子态氮（N₂），完成C、N、O在生态中的循环，实现污水零排放。

本发明中采用的压滤机为隔膜压滤机，与目前普通厢式压滤机的主要不同之处就是在滤板与滤布之间加装了一层弹性膜。运行过程中，当入料结束，可将高压流体介质注入滤板与隔膜之间，这时整张隔膜就会鼓起压迫滤饼，从而实现滤饼的进一步脱水，就是压榨过滤。

本发明还为电渗析装置10提供如下保护措施：电极及膜片裸露部分用PVC板覆盖；电极与膜堆采用立式安装，兼顾了阴阳电极的保护；若电极室缺水，电极电源不启动；若水泵出现故障，报警并停机保护。

实施例2

本实施例中主要列举污水中含有的主要污染物为盐酸胍时利用本发明进行处理。

前序步骤同实施例1，由于盐酸胍中同样含有共轭酸胍盐正离子为[CH₆N₃]⁺，也可用磺酸钠活性基钠型树脂（R-SO3-Na）与之交换而产生等量的氯化钠，发生的反应式：

生成的氯化钠经过多套电渗析装置10对其浓缩，浓缩水进入到浓缩水储水罐11后同样进行脱附等步骤处理，生成的淡水可另做其它处理。

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，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种含有胍盐的污水的处理系统，包括污水预处理单元、污水处理单元和生化处理单元，其特征在于：所述污水处理单元包括除Cu²⁺单元、离子交换单元和电渗析单元；

所述除Cu²⁺单元，包括与精密过滤器Ⅱ（22）连接的反应池（1），与所述反应池（1）的出液口端相连通的沉淀池（2），所述沉淀池（2）的上部清液出口端连接有中间储罐Ⅰ（3），所述沉淀池（2）下部经泵连入污泥浓缩池（13），所述污泥浓缩池（13）经泵连入压滤机Ⅰ（14）；所述中间储罐Ⅰ（3）的出液口端经泵连入除铁锰器（4）的进液口端，所述除铁锰器（4）的出液口端连有精密过滤器Ⅰ（5）；

所述离子交换单元，包括分别与所述精密过滤器Ⅰ（5）的出液口端连接的离子交换罐Ⅰ（6）和离子交换罐Ⅱ（7），与所述离子交换罐Ⅰ（6）和所述离子交换罐Ⅱ（7）的下部出液口端相连通的中间储罐Ⅱ（9），与所述离子交换罐Ⅰ（6）和所述离子交换罐Ⅱ（7）的上部出液口端相连通的脱附液储罐（8）；

所述电渗析单元，包括与所述中间储罐Ⅱ（9）出液口端经泵连入的至少三套电渗析装置（10），所述电渗析装置（10）的浓缩水出口端与浓缩水储水罐（11）相连通，所述浓缩水储水罐（11）经泵连入加热器（12）的进液口端，所述加热器（12）的出液口端分别连入所述离子交换罐Ⅰ（6）和所述离子交换罐Ⅱ（7）的下端进液口端，所述电渗析装置（10）的浓缩水出口端还与所述中间储罐Ⅱ（9）相连通；

所述污水预处理单元，来自转运桶（15）的污水倒入带栅格的污水收集池（16），经泵连入原水储罐（19）的进液口端，所述原水储罐（19）的进液口端还经泵连入来自罐车（17）的污水；所述原水储罐（19）的上部清液出口端与压滤液储池（21）的进液口端相连；所述原水储罐（19）的下部污泥沉积口端经泵连入压滤机Ⅱ（20），所述压滤机Ⅱ（20）的出液口端经泵连入所述压滤液储池（21）的进液口端；所述压滤液储池（21）的出液口端经泵连入所述精密过滤器Ⅱ（22）；

所述生化处理单元，来自所述电渗析装置（10）的淡水出口端与厌氧池（23）相连，所述厌氧池（23）的上部出液口端与缺/好氧池（25）相连，所述厌氧池（23）和所述缺/好氧池（25）的下部污泥沉积口端连入污泥消化池（24）；所述缺/好氧池（25）经泵连入AC吸附罐（26），所述AC吸附罐（26）还连有消毒器（27）；所述AC吸附罐（26）的出液口端连入清水池（28）；所述缺/好氧池（25）还连有风机（29）。

2.根据权利要求1所述的含有胍盐的污水的处理系统，其特征在于：所述反应池（1）、所述中间储罐Ⅰ（3）、所述厌氧池（23）和所述缺/好氧池（25）中还设有PH仪；所述缺/好氧池（25）中还设有溶氧仪；所述反应池（1）、所述厌氧池（23）和所述缺/好氧池（25）内还设有搅拌机；所述电渗析装置（10）的浓缩水出口端和淡水出口端均连有电导率仪。

3.一种权利要求1所述的含有胍盐的污水的处理系统的处理方法，包括污水预处理、污水处理和生化处理，所述污水处理包括除Cu²⁺、离子交换和电渗析，其特征在于：所述离子交换和所述电渗析包括如下步骤：

①经除Cu²⁺后的污水进入到离子交换罐Ⅰ（6）和离子交换罐Ⅱ（7）内与树脂进行离子交换，所述树脂为与胍盐能发生吸附反应的树脂；

②经吸附反应后的污水进入到中间储罐Ⅱ（9），再进入到至少三套电渗析装置（10）中进行脱盐反应；

③脱盐反应后的一部分浓缩水进入到浓缩水储水罐（11），再通过泵经过加热器（12）进入到离子交换罐Ⅰ（6）和离子交换罐Ⅱ（7）内和树脂发生脱附反应，使树脂恢复活性，经脱附反应后的脱附液进入到脱附液储罐（8）；脱盐反应后的另一部分超标浓缩水再回入到中间储罐Ⅱ（9）重复步骤②；

脱盐反应后的淡水进入到生化处理。

4.根据权利要求3所述的含有胍盐的污水的处理系统的处理方法，其特征在于：所述除Cu²⁺包括如下步骤：

①经污水预处理后的污水进入到反应池（1）内，加入OH^-、PAM和PAC，控制PH值在10-11，充分搅拌反应；

②反应后的污水进入沉淀池（2），上部清液进入中间储罐Ⅰ（3）；下部污泥经泵连入污泥浓缩池（13），再进入到压滤机Ⅰ（14）压滤；

③上部清液经中间储罐Ⅰ（3）进入到除铁锰器（4）再进入到精密过滤器Ⅰ（5）内进行过滤。

5.根据权利要求3所述的含有胍盐的污水的处理系统的处理方法，其特征在于：所述污水预处理，是将来自转运桶（15）的污水倒入带栅格的污水收集池（16）和来自罐车（17）的污水一同送入到原水储罐（19）中，原水储罐（19）的上部清液流入到压滤液储池（21）；原水储罐（19）的下部污泥经泵进入压滤机Ⅱ（20）进行压滤，经压滤后的压滤液进入到压滤液储池（21），经泵进入到精密过滤器Ⅱ（22）中过滤后送入到反应池（1）中。

6.根据权利要求3所述的含有胍盐的污水的处理系统的处理方法，其特征在于：所述生化处理，是将来自所述电渗析装置（10）的淡水进入到厌氧池（23）中，再进入到缺/好氧池（25）去除污染物；再经AC吸附罐（26）和消毒器（27）进行进一步的吸附消毒处理后送入清水池（28）。

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