CN104445836A - 高浓度沥青废水处理方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高浓度沥青废水处理方法和装置，包括废水调节池、混凝沉淀池、微电解反应沉淀池、隔板式缺氧厌氧反应池、曝气池和砂滤池；混凝沉淀池包括混合搅拌区和沉淀区，微电解反应沉淀池包括进水干管、微电解填料筒、辐射式布水管、溢水堰和出水管，隔板式缺氧厌氧反应池包括兼氧段、缺氧段和厌氧段；废水经调节池调节水量和pH值，然后进入混凝沉淀池与混凝剂混合反应，在微电解反应沉淀池里污染物被氧化分解，废水再进入隔板式缺氧厌氧反应池、曝气池进行缺氧、厌氧和好氧反应，经过滤后达标排放；本发明结构简单，制造成本较低，具有非常好的处理效果。
Description
技术领域
本发明涉及废水处理技术领域，具体涉及一种高浓度沥青废水的处理方法和装置。
背景技术
高浓度沥青废水是一种典型的高浓度有机废水，其特点主要有：(1)有机物含量高，COD一般在10000mg/L以上，废水BOD较低，通常废水BOD/COD值小于0.3，可生化性差；(2)成分复杂，废水中往往含芳香族化合物和杂环化合物，另外还多含有重金属、硫化物和其他有毒污染物；(3)色度高，有恶臭，有些废水呈墨绿色并散发出刺鼻恶臭。高浓度沥青废水会对环境造成很大的危害，主要有：(1)需氧性危害：高浓度沥青废水中的有机污染物会导致受纳水体缺氧或厌氧，多数水生物因无法呼吸而死亡；(2)感观性污染：由于高浓度沥青废水的污染会导致水体有异味、色度高，影响周边环境和生活居住；(3)致毒致癌性危害，高浓度沥青废水中含有大量有毒污染物，会在环境中不断累积、储存，最后通过食物链进入人体，危害身体健康。
目前，国内外高浓度沥青废水的处理方法有物理处理法、化学法和生化处理法等，常规的吸附法、混凝法等处理方法对COD的去除率较弱，且均存在弊端；湿式空气氧化法和超临界氧化法设备条件很高并且处理条件也要求比较苛刻，处理工艺虽然能使废水达标，但成本花费太大，因此，对高浓度沥青废水处理技术的研究仍是当前环保科技工作的重点。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了解决高浓度沥青废水的处理难题，本发明提供一种高浓度沥青废水处理方法与装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种高浓度沥青废水处理方法与装置，包括废水调节池、混凝沉淀池、微电解反应沉淀池、隔板式缺氧厌氧反应池、曝气池和砂滤池；所述废水调节池、混凝沉淀池、微电解反应沉淀池、隔板式缺氧厌氧反应池、曝气池和砂滤池依次连通。
所述的废水调节池包括进水管、pH值测控装置和出水管，用于调节沥青废水的pH值、水质和水量。
所述的混凝沉淀池包括混合搅拌区和沉淀区，混合搅拌区底部设有废水进水管，中上部设有用于添加混凝剂的药液添加系统，在搅拌区中部设置有搅拌装置；所述沉淀区内设有挡板，该挡板与沉淀池的内壁形成作为废水进入沉淀区的废水流道，沉淀区的出口处设有三相分离器，沉淀区的出口上部设有溢水堰，沉淀区底部设计成锥形结构，在沉淀区底部设置有沉淀物排放阀。
所述的微电解反应沉淀池包括进水干管、微电解填料筒、内置于微电解填料筒内的辐射式布水管、溢水堰和出水管。所述的微电解填料筒由不锈钢制成，微电解填料筒内设置有辐射式布水管，辐射式布水管位于微电解填料筒内中央，布水管周围填充微电解填料，布水管连接进水干管，微电解填料筒和布水管上具有水平辐射出水口。所述的微电解反应沉淀池上部外侧设有溢水堰，所述的溢水堰与出水管相连；微电解反应沉淀池底部设计成锥形结构，在最底部设置有沉淀物排放阀。
所述的微电解填料筒中充满微电解填料，该微电解填料由活性炭、铁屑和过氧化氢混合制成，微电解填料制作过程为：铁屑分别在10％的NaOH溶液和5％的H2SO4溶液中各浸泡一小时以去除铁屑表面的油污和铁锈，清水清洗后干燥；活性炭在清水中浸泡1h，按质量比1:1与铁屑搅拌，再与过氧化氢混合。
所述隔板式缺氧厌氧反应池包括通过挡流板分隔成的兼氧段、缺氧段和厌氧段，所述兼氧段首端设有用于供入废水的进水管，兼氧段末端与缺氧段首端连通，缺氧段末端与厌氧段首端连通，厌氧段末端设有三相分离器和溢水堰，溢水堰连接出水管，厌氧段底部设计成锥形结构，锥形结构连接污泥排放阀。所述隔板式缺氧厌氧反应池的兼氧段、缺氧段和厌氧段上都设有独立的甲烷气集气管。
所述曝气池内中下部设置进水管，所述进水管下部设有布水三角锥；所述布水三角锥下部设有曝气调控系统，所述曝气调控系统包括曝气盘、鼓风机和溶解氧测量调控装置，进一步，所述的曝气盘是均匀设置有微孔的微孔式曝气盘。所述曝气盘通过曝气管连接鼓风机，鼓风机设置在曝气池外，曝气池的上部、废水水面下设置溶解氧测量调控装置，所述溶解氧测量调控装置根据氧容量调控鼓风机工作；所述曝气池的出口处布设有三相分离器和溢流堰；溢流堰连接出水管。
所述曝气池的出水管连接砂滤池，处理后的水经过滤后达标排放。
一种采用上述高浓度沥青废水处理装置进行废水处理的方法，具有如下步骤：
①高浓度沥青废水通过进水管进入废水调节池调节pH值、水质和水量。
②调节后的水通过混凝沉淀池的混合搅拌区底部的进水管进入混凝沉淀池，与来自药液添加系统的混凝剂混合，利用设置在搅拌区中部的搅拌装置进行搅拌，混合后的废水进入沉淀区，沉淀区的三相分离器实现泥水分离。
③混凝沉淀后的水通过微电解反应沉淀池的进水干管、布水管进入微电解反应沉淀池，微电解填料筒中的过氧化氢、亚铁盐反应产生大量活泼的羟基自由基，破坏废水中污染物的结构，废水中的污染物被氧化分解，氧化分解后的废水通过溢水堰、出水管和连接管连通隔板式缺氧厌氧反应池的进水管。
④污泥等沉淀物在重力的作用下下沉到微电解反应沉淀池的下部，通过底部的沉淀物排放阀排出。
⑤废水通过隔板式缺氧厌氧反应池兼氧段的进水管进入隔板式缺氧厌氧反应池的下部；废水进入隔板式缺氧厌氧反应池后沿挡流板上下前进，依次通过兼氧段、缺氧段和厌氧段的每个反应室的污泥床，反应池中的污泥随着废水的上下流动和沼气上升的作用而运动，挡流板的阻挡作用和污泥自身的沉降作用又使污泥的流速降低，因此大量的污泥都被截留在反应池中，反应池中的微生物与废水中的有机物充分接触。兼氧段的兼性菌、缺氧段和厌氧段的异养菌将废水中的大分子有机物分解为小分子有机物，不溶性的有机物转化成可溶性有机物。
⑥厌氧反应后的废水在厌氧段末端设有的三相分离器实现泥、水、甲烷气的分离，污泥在重力的作用下下沉到厌氧段下部，多余的污泥通过底部的污泥排放阀排出。隔板式缺氧厌氧反应池产生的甲烷气通过反应池顶部集气管收集排放。废水通过溢水堰、出水管和连接管连通曝气池的进水管。
⑦废水通过进水管进入曝气池的中下部，在布水三角锥的作用下均匀布水，所述的曝气盘是均匀设置有微孔的微孔式曝气盘，产生大量的微气泡，所述溶解氧测量调控装置根据氧容量调控鼓风机工作，确保好氧接触氧化池水中的溶解氧大于2mg/L，处理后的废水通过溢流堰流出。
⑧曝气池的出水管连接砂滤池的布水管，过滤后的水达标排放。
⑨混凝沉淀池、微电解反应沉淀池、隔板式缺氧厌氧反应池、曝气池和砂滤池产生的污泥脱水后外运。
本发明的有益效果是：本发明结构简单，制造成本较低，对高浓度沥青废水处理具有非常好的处理效果，运行效率高。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是工艺流程图。
图2是本发明实施例混凝沉淀池的结构示意图。
图2中：2.混凝沉淀池，2-1.混合搅拌区，2-2.沉淀区，2-3.废水进水管，2-4.药液添加系统，2-5.搅拌装置，2-6.挡板，2-7.混凝沉淀池三相分离器，2-8.混凝沉淀池溢水堰，2-9.混凝沉淀池沉淀物排放阀。
图3是本发明实施例微电解反应沉淀池的结构示意图。
图3中：3.微电解反应沉淀池，3-1.进水干管，3-2.微电解填料筒，3-3.辐射式布水管，3-4.微电解反应沉淀池溢水堰，3-5.微电解填料，3-6.沉淀物排放阀。
图4是本发明实施例隔板式缺氧厌氧反应池的结构示意图。
图4中：4.隔板式缺氧厌氧反应池，4-1.挡流板，4-2.兼氧段，4-3.缺氧段，4-4.厌氧段，4-5.进水管，4-6.隔板式缺氧厌氧反应池三相分离器，4-7.溢水堰，4-8.污泥排放阀，4-9.上盖，4-10.集气管。
图5是本发明实施例曝气池的结构示意图。
图5中：5.曝气池，5-1.曝气池进水管，5-2.布水三角锥，5-3.曝气调控系统，5-4.三相分离器，5-5.溢流堰。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1～图5所示，本发明一种高浓度沥青废水处理装置，包括废水调节池、混凝沉淀池2、微电解反应沉淀池3、隔板式缺氧厌氧反应池4、曝气池5和砂滤池；所述废水调节池、混凝沉淀池2、微电解反应沉淀池3、隔板式缺氧厌氧反应池4、曝气池5和砂滤池依次连通。
所述的废水调节池包括进水管、pH值测控装置和出水管，用于调节沥青废水的pH值、水质和水量。
所述的混凝沉淀池2包括混合搅拌区2-1和沉淀区2-2，混合搅拌区底部设有废水进水管2-3，中上部设有药液添加系统2-4，在搅拌区中部设置有搅拌装置2-5；所述沉淀区内设有挡板2-6，该挡板与沉淀池的内壁形成作为废水进入沉淀区的废水流道，沉淀区的出口处设有混凝沉淀池三相分离器2-7，沉淀区的出口上部设有混凝沉淀池溢水堰2-8，沉淀区底部设计成锥形结构，在沉淀区底部设置有混凝沉淀池沉淀物排放阀2-9。
所述的微电解反应沉淀池包括进水干管3-1、微电解填料筒3-2、内置于微电解填料筒内的辐射式布水管3-3、微电解反应沉淀池溢水堰3-4和出水管。所述的微电解填料筒3-2由不锈钢制成，微电解填料筒3-2内设置有辐射式布水管3-3，辐射式布水管位于微电解填料筒内中央，布水管周围填充微电解填料3-5，布水管3-3连接进水干管3-1，微电解填料筒和布水管上具有水平辐射出水口。所述的微电解反应沉淀池3上部外侧设有溢水堰3-4，所述的溢水堰与出水管相连；微电解反应沉淀池底部设计成锥形结构，在最底部设置有沉淀物排放阀3-6。
所述的微电解填料3-5由活性炭、铁屑和过氧化氢混合制成，微电解填料制作过程为：铁屑分别在10％的NaOH溶液和5％的H2SO4溶液中各浸泡一小时以去除铁屑表面的油污和铁锈，清水清洗后干燥；活性炭在清水中浸泡1h，按质量比1:1与铁屑搅拌，再与过氧化氢混合。
所述隔板式缺氧厌氧反应池4包括通过挡流板4-1分隔成的兼氧段4-2、缺氧段4-3和厌氧段4-4，所述兼氧段4-2首端设有用于供入废水的进水管4-5，兼氧段4-2末端与缺氧段4-3首端连通，缺氧段4-3末端与厌氧段4-4首端连通，厌氧段4-4末端设有隔板式缺氧厌氧反应池三相分离器4-6和溢水堰4-7，溢水堰4-7连接出水管，厌氧段4-4底部设计成锥形结构，锥形结构连接污泥排放阀4-8；所述隔板式缺氧厌氧反应池4的上盖4-9上设有甲烷气集气管4-10。
所述曝气池5内中下部设置曝气池进水管5-1，所述进水管5-1下部设有布水三角锥5-2；所述布水三角锥5-2下部设有曝气调控系统5-3，所述曝气调控系统5-3包括曝气盘、鼓风机和溶解氧测量调控装置；进一步，所述的曝气盘是均匀设置有微孔的微孔式曝气盘；所述曝气盘通过曝气管连接鼓风机，鼓风机设置在曝气池外，曝气池的上部、废水水面下设置溶解氧测量调控装置，所述溶解氧测量调控装置根据氧容量调控鼓风机工作；所述曝气池5的出口处布设有三相分离器5-4和溢流堰5-5。
所述曝气池5的出水管连接砂滤池，处理后的水经过滤后达标排放。
一种采用上述高浓度沥青废水处理装置进行废水处理的方法，具有如下步骤：
①高浓度沥青废水通过进水管进入废水调节池调节pH值、水质和水量；
②调节后的水通过混凝沉淀池混合搅拌区2-1底部的进水管2-3进入混凝沉淀池2，与来自药液添加系统2-4的混凝剂混合，利用设置在搅拌区中部的搅拌装置2-5进行搅拌，混合后的废水进入沉淀区2-2，沉淀区的三相分离器2-7实现泥水分离；
③混凝沉淀后的水通过微电解反应沉淀池的进水干管3-1、辐射式布水管3-3进入微电解反应沉淀池3，微电解填料筒3-2中的过氧化氢、亚铁盐反应产生大量活泼的羟基自由基，破坏废水中污染物的结构，废水中的污染物被氧化分解，氧化分解后的废水通过溢水堰3-4、出水管和连接管连通隔板式缺氧厌氧反应池的进水管4-5；
④污泥等沉淀物在重力的作用下下沉到微电解反应沉淀池3的下部，通过底部的沉淀物排放阀3-6排出；
⑤废水通过隔板式缺氧厌氧反应池兼氧段的进水管4-5进入隔板式缺氧厌氧反应池4的下部；废水进入隔板式缺氧厌氧反应池后沿挡流板4-1上下前进，依次通过兼氧段4-2、缺氧段4-3和厌氧段4-4的每个反应室的污泥床，反应池中的污泥随着废水的上下流动和沼气上升的作用而运动，挡流板4-1的阻挡作用和污泥自身的沉降作用又使污泥的流速降低，因此大量的污泥都被截留在反应池中，反应池中的微生物与废水中的有机物充分接触；兼氧段4-2的兼性菌、缺氧段4-3和厌氧段4-4的异养菌将废水中的大分子有机物分解为小分子有机物，不溶性的有机物转化成可溶性有机物；
⑥厌氧反应后的废水在厌氧段4-4末端设有的三相分离器4-6实现泥、水、甲烷气的分离，污泥在重力的作用下下沉到厌氧段下部，多余的污泥通过底部的污泥排放阀4-8排出；隔板式缺氧厌氧反应池产生的甲烷等废气通过反应池顶部集气管4-10收集排放；废水通过溢水堰4-7、出水管和连接管连通曝气池5的进水管5-1；
⑦废水通过进水管5-1进入曝气池5的中下部，在布水三角锥5-2的作用下均匀布水，所述的曝气盘是均匀设置有微孔的微孔式曝气盘，产生大量的微气泡，所述溶解氧测量调控装置根据氧容量调控鼓风机工作，确保好氧接触氧化池水中的溶解氧大于2mg/L，处理后的废水通过三相分离器5-4和溢流堰5-5流出；
⑧曝气池5的出水管连接砂滤池的布水管，过滤后的水达标排放；
⑨混凝沉淀池2、微电解反应沉淀池3、隔板式缺氧厌氧反应池4、曝气池5和砂滤池产生的污泥脱水后外运。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (2)
1.一种高浓度沥青废水处理装置，其特征在于：包括废水调节池、混凝沉淀池(2)、微电解反应沉淀池(3)、隔板式缺氧厌氧反应池(4)、曝气池(5)和砂滤池；
所述的废水调节池包括进水管、pH值测控装置和出水管，用于调节沥青废水的pH值、水质和水量；
所述的混凝沉淀池(2)包括混合搅拌区(2-1)和沉淀区(2-2)，混合搅拌区底部设有废水进水管(2-3)，中上部设有药液添加系统(2-4)，在搅拌区中部设置有搅拌装置(2-5)；所述沉淀区内设有挡板(2-6)，该挡板与沉淀池的内壁形成作为废水进入沉淀区的废水流道，沉淀区的出口处设有三相分离器(2-7)，沉淀区的出口上部设有混凝沉淀池溢水堰(2-8)，沉淀区底部设计成锥形结构，在沉淀区底部设置有混凝沉淀池沉淀物排放阀(2-9)；
所述的微电解反应沉淀池包括进水干管(3-1)、微电解填料筒(3-2)、内置于微电解填料筒内的辐射式布水管(3-3)、微电解反应沉淀池溢水堰(3-4)和出水管；所述的微电解填料筒(3-2)由不锈钢制成，微电解填料筒(3-2)内设置有辐射式布水管(3-3)，辐射式布水管位于微电解填料筒内中央，布水管周围填充微电解填料(3-5)，辐射式布水管(3-3)连接进水干管(3-1)，微电解填料筒和布水管上具有水平辐射出水口；所述的微电解反应沉淀池(3)上部外侧设有微电解反应沉淀池溢水堰(3-4)，所述的溢水堰与出水管相连；微电解反应沉淀池底部设计成锥形结构，在最底部设置有沉淀物排放阀(3-6)；
所述隔板式缺氧厌氧反应池(4)包括通过挡流板(4-1)分隔成的兼氧段(4-2)、缺氧段(4-3)和厌氧段(4-4)，所述兼氧段(4-2)首端设有用于供入废水的进水管(4-5)，兼氧段(4-2)末端与缺氧段(4-3)首端连通，缺氧段(4-3)末端与厌氧段(4-4)首端连通，厌氧段(4-4)末端设有隔板式缺氧厌氧反应池三相分离器(4-6)和溢水堰(4-7)，溢水堰(4-7)连接出水管，厌氧段(4-4)底部设计成锥形结构，锥形结构连接污泥排放阀(4-8)；所述隔板式缺氧厌氧反应池(4)的上盖(4-9)上设有甲烷气集气管(4-10)；
所述曝气池(5)内中下部设置曝气池进水管(5-1)，所述进水管(5-1)下部设有布水三角锥(5-2)；所述布水三角锥(5-2)下部设有曝气调控系统(5-3)，所述曝气调控系统(5-3)包括曝气盘、鼓风机和溶解氧测量调控装置，进一步的，所述的曝气盘是均匀设置有微孔的微孔式曝气盘；所述曝气盘通过曝气管连接鼓风机，鼓风机设置在曝气池外，曝气池的上部、废水水面下设置溶解氧测量调控装置，所述溶解氧测量调控装置根据氧容量调控鼓风机工作；所述曝气池(5)设有三相分离器(5-4)和溢流堰(5-5)。
2.一种采用如权利要求1所述的高浓度沥青废水处理装置进行废水处理的方法，其特征在于：处理的方法具有如下步骤：
①高浓度沥青废水通过进水管进入废水调节池调节pH值、水质和水量；
②调节后的水通过混凝沉淀池混合搅拌区(2-1)底部的废水进水管(2-3)进入混凝沉淀池(2)，与来自药液添加系统(2-4)的混凝剂混合，利用设置在搅拌区中部的搅拌装置(2-5)进行搅拌，混合后的废水进入沉淀区(2-2)，沉淀区的混凝沉淀池三相分离器(2-7)实现泥水分离；
③混凝沉淀后的水通过微电解反应沉淀池的进水干管(3-1)、布水管(3-3)进入微电解反应沉淀池(3)，微电解填料筒(3-2)中的过氧化氢、亚铁盐反应产生大量活泼的羟基自由基，破坏废水中污染物的结构，废水中的污染物被氧化分解，氧化分解后的废水通过溢水堰(3-4)、出水管和连接管连通隔板式缺氧厌氧反应池的进水管(4-5)；
④污泥等沉淀物在重力的作用下下沉到微电解反应沉淀池(3)的下部，通过底部的沉淀物排放阀(3-6)排出；
⑤废水通过隔板式缺氧厌氧反应池兼氧段的进水管(4-5)进入隔板式缺氧厌氧反应池(4)的下部；废水进入隔板式缺氧厌氧反应池后沿挡流板(4-1)上下前进，依次通过兼氧段(4-2)、缺氧段(4-3)和厌氧段(4-4)的每个反应室的污泥床，反应池中的污泥随着废水的上下流动和沼气上升的作用而运动，挡流板(4-1)的阻挡作用和污泥自身的沉降作用又使污泥的流速降低，因此大量的污泥都被截留在反应池中，反应池中的微生物与废水中的有机物充分接触；兼氧段(4-2)的兼性菌、缺氧段(4-3)和厌氧段(4-4)的异养菌将废水中的大分子有机物分解为小分子有机物，不溶性的有机物转化成可溶性有机物；
⑥厌氧反应后的废水在厌氧段(4-4)末端设有的三相分离器(4-6)实现泥、水、甲烷气的分离，污泥在重力的作用下下沉到厌氧段下部，多余的污泥通过底部的污泥排放阀(4-8)排出；隔板式缺氧厌氧反应池产生的甲烷气通过反应池顶部集气管(4-10)收集排放；废水通过溢水堰(4-7)、出水管和连接管连通曝气池(5)的进水管(5-1)；
⑦废水通过进水管(5-1)进入曝气池(5)，在布水三角锥(5-2)的作用下均匀布水，所述的曝气盘是均匀设置有微孔的微孔式曝气盘，产生大量的微气泡，所述溶解氧测量调控装置根据氧容量调控鼓风机工作，确保好氧接触氧化池水中的溶解氧大于2mg/L，处理后的废水通过三相分离器(5-4)和溢流堰(5-5)流出；
⑧曝气池(5)的出水管连接砂滤池的布水管，过滤后的水达标排放；
⑨混凝沉淀池(2)、微电解反应沉淀池(3)、隔板式缺氧厌氧反应池(4)、曝气池(5)和砂滤池产生的污泥脱水后外运。
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