CN104710077B - 合成橡胶废水的处理系统及其处理方法 - Google Patents

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本发明公开了一种合成橡胶废水处理系统，包括PLC系统，调节池、中和池、气浮池、生物接触氧化池、负载芬顿氧化池、好氧MBR池、臭氧催化氧化塔和折点加氯脱氮池，污泥处理系统包括污泥储池、污泥浓缩池和板框压滤机；所述折点加氯脱氮池的排水口B经过水泵B连接至一流动碳滤塔，流动碳滤塔进一步处理未达标废水中的有机物和氨氮，废水达到排放标准后排放。本发明处理系统可有效的去除水中难降解有机物及高含量的氨氮，负载型芬顿作用，可提高废水的可生化性，保证生化处理的效果；后期的臭氧催化氧化可进一步去除水中生化作用难以去除的有机物；流动碳滤塔可保证废水达标排放，处理后废水CODCr小于60mg/L。

Description

合成橡胶废水的处理系统及其处理方法
技术领域
本发明涉及废水处理系统，尤其涉及一种用于合成橡胶废水的处理系统。
背景技术
橡胶工艺过程产生大量的废水，生产过程中添加的防老剂等多种有毒有害和难生化降解物质，使得废水有机污染物、氨氮含量高，成分复杂，生物可降解性能差，普通生化处理工艺-传统活性污泥法很难完全降解废水中的有机组分，处理难度大。目前合成橡胶废水的处理方法主要有混凝沉降法、混凝气浮法、电化学法和生物法等，随着废水排放标准的日益提高，单一的处理方法已经不能满足废水处理要求。针对橡胶废水的水质特征，研究开发橡胶废水的处理系统和方法具有重要的经济和环境效益。
发明内容
本发明的目的在于针对合成橡胶废水处理难度大，很难达标排放的难题，提出了一种用于合成橡胶废水的处理系统及其处理方法，主要是通过生物-化学-物理方法的组合处理工艺，解决了现有合成橡胶废水技术中的不足，经过处理后可以使难降解合成橡胶废水达标排放。
为了解决上述技术问题，本发明一种合成橡胶废水的处理方法，所用的合成橡胶废水处理装置的结构是：包括PLC系统，调节池、中和池、气浮池、生物接触氧化池、负载芬顿氧化池、好氧MBR池、臭氧催化氧化塔和折点加氯脱氮池，污泥处理系统包括污泥储池、污泥浓缩池和板框压滤机，污泥浓缩池和板框压滤机之间的连接管道上设有管道混合器，所述污泥处理系统用于对气浮池产生的浮渣、生物接触氧化池和好氧MBR池处理产生的污泥进行浓缩处理；包括以下步骤：
调节池对废水的水质和水量进行调节，调节池的出水进入中和池；
在中和池内加入NaOH将废水的pH值调节至中性；
废水进入气浮池，加入聚铝，去除水中的悬浮物和橡胶颗粒；废水经提升泵提升进入生物接触氧化池，去除废水中的有机物和氨氮；
废水自流进入负载型芬顿氧化池，在负载型芬顿氧化池的前端将废水pH值调节为5-6，向所述负载型芬顿氧化池内投加铜负载型催化剂和φ25鲍尔环，铜负载型催化剂与φ25鲍尔环的体积比例为1:1，投加铜负载型催化剂和φ25鲍尔环的总体积量为负载型芬顿氧化池有效容积的1/2；同时，还向负载型芬顿氧化池中加入30％双氧水，30％双氧水投加量为0.1-0.5kg/吨水，在负载型芬顿氧化池的出水口将废水的pH调节为中性，经过负载型芬顿处理后的废水去除了部分有机物；
所述负载型芬顿氧化池的出水连接至好氧MBR池，在好氧MBR池中进一步去除废水中的有机物和氨氮；所述好氧MBR池的出水由水泵A打入臭氧催化氧化塔，所述好氧MBR池通过潜污泵B将污泥排入污泥处理系统；
向所述臭氧催化氧化塔内投加钛负载型催化剂和φ25鲍尔环，钛负载型催化剂与鲍尔环的体积比例为1:1，投加钛负载型催化剂和φ25鲍尔环的总体积量为臭氧催化氧化塔有效容积的1/2；同时，还向所述臭氧催化氧化塔中投加臭氧和30％双氧水，其中，在钛负载型催化剂的作用下，按8kg/kg COD投加臭氧，30％双氧水投加量为0.1-0.3kg/吨水，用于去除合成橡胶废水中难以生物氧化去除的有机物；
所述臭氧催化氧化塔的出水自流进入折点加氯脱氮池；向折点加氯脱氮池中投加10％次氯酸钠，其投加量为氯与氨的质量比为7:1-10:1，用以去除废水中的氨氮；
经过上述处理后的废水，若达到排放标准，则经排水口A直接排放，若未达到排放标准，则出水由排水口B排出；
在上述处理过程中，通过潜污泵A、潜污泵B和潜污泵C排入到所述污泥处理系统中的污泥储池中，向管道混合器中投加絮凝剂；污泥经过浓缩和压滤后形成泥饼外运，同时，污泥浓缩池中的一部分污泥按照回流比为100％回流至好氧MBR池，一部分污泥按回流比50％回流至生物接触氧化池，污泥浓缩池和板框压滤机的上清液进入生物接触氧化池。
进一步讲，由排水口B排出的废水经过水泵B排入一流动碳滤塔，流动碳滤塔进一步处理废水中的有机物和氨氮，保证废水的达到排放标准后排放。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过组合工艺可以实现合成橡胶废水达标排放，解决了合成橡胶废水难以达标排放的难题，同时，由设置的流动碳滤塔所形成的保险工艺可以为企业节省污水处理运行费用。
附图说明
图1为本发明合成橡胶废水处理系统及方法的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明技术方案作进一步详细描述。
如图1所示，本发明一种合成橡胶废水处理系统，包括PLC系统、调节池1、中和池2、气浮池3、生物接触氧化池4、负载芬顿氧化池5、好氧MBR池6、臭氧催化氧化塔7和折点加氯脱氮池8，污泥处理系统10包括污泥储池、污泥浓缩池11和板框压滤机12，污泥浓缩池11和板框压滤机12之间的连接管道上设有管道混合器，所述污泥处理系统10用于对气浮池3、生物接触氧化池4和好氧MBR池6处理产生的污泥进行浓缩处理。
所述调节池1对合成橡胶废水的水质和水量进行均质化，调节池1的出水进入中和池2。
所述中和池2用于将合成橡胶废水的pH值调节至适度气浮反应的pH值范围，中和池2的出水进入气浮池3。
所述气浮池3用于去除合成橡胶废水中的悬浮物和橡胶颗粒，所述气浮池3连接有潜污泵A，通过潜污泵A将浮渣排入污泥处理系统10，气浮池3的出水用提升泵泵入生物接触氧化池4。
生物接触氧化池4中配备有复合填料和高效硝化填料，生物接触氧化池4的底部安装有微孔曝气盘，并通过风机为微生物提供氧气，溶解氧控制在3-5mg/L，用于初步去除合成橡胶废水中的有机物和氨氮；所述生物接触氧化池4设有潜污泵B，通过潜污泵B将污泥排入污泥处理系统10，所述生物接触氧化池4的出水自流进入负载型芬顿氧化池5。
所述负载型芬顿氧化池5设有在线pH计，用于测定废水的pH，所述负载型芬顿氧化池5的底部设置微孔曝气盘，并通过风机提供空气，用于反应过程中药剂在废水中的混匀；所述负载型芬顿氧化池5的出水连接至好氧MBR池6。
所述好氧MBR池6用于去除合成橡胶废水中的有机物及氨氮，所述好氧MBR池6的底部设置微孔曝气盘，并通过风机为微生物提供氧气，溶解氧控制在3-5mg/L；好氧MBR池6设有潜污泵C，通过潜污泵C将污泥排入污泥处理系统10，所述好氧MBR池6的出水经水泵A打入臭氧催化氧化塔7，所述好氧MBR池6中设有液位控制装置，该液位控制装置与水泵A联动，所述PLC系统根据好氧MBR池6内的液位，控制提升泵、水泵A和潜污泵C的启停，在最低液位时停泵，高液位时开泵；并调节用于生化处理的风机(设置在生物接触氧化池4和好氧MBR池6中的曝气装置均包有风机)的运行时间与风量；
所述臭氧催化氧化塔7用于去除合成橡胶废水中难以生物氧化去除的有机物，所述臭氧催化氧化塔7的出水自流进入折点加氯脱氮池8；
所述折点加氯脱氮池8设有排水口A和排水口B，经过折点加氯脱氮池8去除合成橡胶废水中的氨氮，废水达到排放标准后经过排水口A排放，未达标的废水经过排水口B排出。
所述折点加氯脱氮池8的排水口B经过水泵B连接至一流动碳滤塔9，流动碳滤塔9进一步处理为达标废水中的有机物和氨氮，废水达到排放标准后排放。
利用上述一种合成橡胶废水处理系统进行处理的步骤如下：
调节池1对废水的水质和水量进行调节，调节池1的出水进入中和池2；
在中和池2内加入NaOH将废水的pH值调节至中性；
废水进入气浮池3，加入聚铝，去除水中的悬浮物和橡胶颗粒；废水经提升泵提升进入生物接触氧化池4，在去除废水中的一定量有机物的同时，硝化去除氨氮，生物接触氧化池4中配备有复合填料和高效硝化填料，生物接触氧化池4的底部安装有微孔曝气盘为微生物提供氧气，溶解氧控制在3-5mg/L，用于初步去除合成橡胶废水中的有机物和氨氮；
废水自流进入负载型芬顿氧化池5，在负载型芬顿氧化池5的前端将废水pH值调节为5-6，向所述负载型芬顿氧化池5内投加铜负载型催化剂和φ25鲍尔环，铜负载型催化剂与φ25鲍尔环的体积比例为1:1，投加铜负载型催化剂和φ25鲍尔环的总体积量为负载型芬顿氧化池5有效容积的1/2；同时，还向负载型芬顿氧化池5中加入30％双氧水，30％双氧水投加量为0.1-0.5kg/吨水，在负载型芬顿氧化池5的出水口将废水的pH调节为中性；经过负载型芬顿处理后的废水去除了部分有机物，由于在负载型芬顿氧化池5中加入了负载型催化剂，有机物的去除及可生化性的提高优于传统的芬顿氧化且不产生污泥絮体，减少了污泥产量。所述负载型芬顿氧化池5的出水连接至好氧MBR池6。
在好氧MBR池6中进一步去除废水中的有机物和氨氮，所述好氧MBR池6的底部设置微孔曝气盘为微生物提供氧气，溶解氧控制在3-5mg/L；所述好氧MBR池6的出水由水泵A打入臭氧催化氧化塔7，所述好氧MBR池6通过潜污泵B将污泥排入污泥处理系统10。
向所述臭氧催化氧化塔7内投加钛负载型催化剂和φ25鲍尔环用于提高废水的处理效果，钛负载型催化剂与鲍尔环的体积比例为1:1，投加钛负载型催化剂和φ25鲍尔环的总体积量为臭氧催化氧化塔7有效容积的1/2；同时，还向所述臭氧催化氧化塔7中投加臭氧和30％双氧水，其中，在钛负载型催化剂的作用下，按8kg/kg COD投加臭氧，30％双氧水投加量为0.1-0.3kg/吨水，用于去除合成橡胶废水中难以生物氧化去除的有机物；臭氧催化氧化塔中，在负载型催化剂的作用下，引发臭氧分解产生·OH氧化电位为2.80V，比O3(氧化电位2.07V)和H2O2(氧化电位1.76V)分别高35％和59％以上。·OH对有机物没有选择性，可将其直接氧化为CO2、H2O或矿物盐，不会造成二次污染问题。除此之外，负载型催化剂不仅对臭氧气泡起到切割作用，提高臭氧的利用效率，而且活性炭的吸附性能使有机物和氧化剂更容易结合反应，能够显著提高传质和反应效果。
所述臭氧催化氧化塔7的出水自流进入折点加氯脱氮池8；向折点加氯脱氮池8中投加10％次氯酸钠，其投加量为氯与氨的质量比为7:1-10:1，用以去除废水中的氨氮；
经过上述处理后的废水，若达到排放标准，则经排水口A直接排放；如遇水质变化较大或者其他突发情况造成废水处理后不达标则则出水由排水口B排出后由水泵B打入流动碳滤塔9；流动碳滤塔9作为保险工艺，进一步处理水中的有机物和氨氮，保证废水的达到排放标准后排放，同时产生的废碳运回厂家再生。
在上述处理过程中，通过潜污泵A、潜污泵B和潜污泵C排入到所述污泥处理系统10中的污泥储池中，向管道混合器中投加絮凝剂；污泥经过浓缩和压滤后形成泥饼外运，同时，污泥浓缩池11中的一部分污泥按照回流比为100％回流至好氧MBR池，污泥浓缩池11和板框压滤机12的上清液进入生物接触氧化池4。
针对难降解的合成橡胶废水处理，采用本发明处理系统及处理方法，可有效的去除水中难降解有机物及高含量的氨氮，通过前期的负载型芬顿作用，可提高废水的可生化性，保证生化处理的效果；后期的臭氧催化氧化可进一步去除水中生化作用难以去除的有机物；流动碳滤塔可保证废水达标排放，处理后废水CODCr小于60mg/L。
实施例
一合成橡胶生产厂家，废水量为150m3/h，pH为6，CODCr平均为810mg/L，氨氮平均为75mg/L。设计进水水质标准见表1。
采用本发明合成橡胶废水处理系统，并按照本发明提供的处理方法进行处理。
通过调节池1对来水(废水)的水质和水量进行调节，调节池1的出水进入中和池2；在中和池2将废水的pH调整为中性，进入气浮池3。经过气浮处理后，废水进入生物接触氧化池4，该池底部装有微孔曝气盘，提供微生物所需的氧气。该池的停留时间为11h。
在负载型芬顿氧化池5的前端将废水pH调整为5-6，同时在前端使用机械隔膜计量泵加入30％双氧水，投加量为0.5kg/吨水，该池的停留时间为2.5h。在负载型芬顿氧化池5的末端将废水pH调节到中性，以便于后续生化反应，好氧MBR池6的水力停留时间为23h。进过好氧MBR池6生化反应出水经泵提升后进入臭氧催化氧化塔7，30％双氧水的投加量为0.25kg/吨水，臭氧投加量为8kg/吨水，出水自流进入折点加氯脱氮池8。在折点加氯脱氮池8投加10％次氯酸钠溶液进行氨氮的去除，氯离子与氨的质量比为10:1。
流动碳滤塔9作为保险工艺，进一步处理水中的有机物和氨氮，保证废水的达标排放。
本实施例污水排放标准及处理后出水污染指标见表2、表3。
表1、进水水质标准 单位：mg/L
指标 COD BOD5 氨氮 TDS
数值 800-1200 280 75 4300-6000
表2、污水排放标准 单位：mg/L
指标 COD BOD5 氨氮 总磷 SS
数值 60 20 8 1.0 20
表3、处理后污水指标 单位：mg/L
指标 COD BOD5 氨氮 总磷 SS
数值 58 17 6 0.6 10
本实施例通过采用生物-化学-物理的方式，处理后的废水可达标排放。污水经处理后达到天津市地方标准《污水综合排放标准》(DB12/356-2008)的二级标准。
尽管上面结合附图对本发明进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨的情况下，还可以做出很多变形，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (2)

1.一种合成橡胶废水的处理方法，所用的合成橡胶废水处理装置的结构是：包括PLC系统，调节池(1)、中和池(2)、气浮池(3)、生物接触氧化池(4)、负载芬顿氧化池(5)、好氧MBR池(6)、臭氧催化氧化塔(7)和折点加氯脱氮池(8)，污泥处理系统(10)包括污泥储池、污泥浓缩池(11)和板框压滤机(12)，污泥浓缩池(11)和板框压滤机(12)之间的连接管道上设有管道混合器，所述气浮池(3)连接有潜污泵A，通过潜污泵A将浮渣排入污泥处理系统(10)，所述生物接触氧化池(4)设有潜污泵B，通过潜污泵B将污泥排入污泥处理系统(10)，所述好氧MBR池(6)设有潜污泵C，通过潜污泵C将污泥排入污泥处理系统(10)；所述污泥处理系统(10)用于对气浮池(3)产生的浮渣、生物接触氧化池(4)和好氧MBR池(6)处理产生的污泥进行浓缩处理；其特征在于，合成橡胶废水的处理方法包括以下步骤：
调节池(1)对废水的水质和水量进行调节，调节池(1)的出水进入中和池(2)；
在中和池(2)内加入NaOH将废水的pH值调节至中性；
废水进入气浮池(3)，加入聚铝，去除水中的悬浮物和橡胶颗粒；废水经提升泵提升进入生物接触氧化池(4)，去除废水中的有机物和氨氮；
废水自流进入负载型芬顿氧化池(5)，在负载型芬顿氧化池(5)的前端将废水pH值调节为5-6，向所述负载型芬顿氧化池(5)内投加铜负载型催化剂和φ25鲍尔环，铜负载型催化剂与φ25鲍尔环的体积比例为1:1，投加铜负载型催化剂和φ25鲍尔环的总体积量为负载型芬顿氧化池(5)有效容积的1/2；同时，还向负载型芬顿氧化池(5)中加入30％双氧水，30％双氧水投加量为0.1-0.5kg/吨水，在负载型芬顿氧化池(5)的出水口将废水的pH调节为中性，经过负载型芬顿处理后的废水去除了部分有机物；
所述负载型芬顿氧化池(5)的出水连接至好氧MBR池(6)，在好氧MBR池(6)中进一步去除废水中的有机物和氨氮；所述好氧MBR池(6)的出水由水泵A打入臭氧催化氧化塔(7)；
向所述臭氧催化氧化塔(7)内投加钛负载型催化剂和φ25鲍尔环，钛负载型催化剂与鲍尔环的体积比例为1:1，投加钛负载型催化剂和φ25鲍尔环的总体积量为臭氧催化氧化塔(7)有效容积的1/2；同时，还向所述臭氧催化氧化塔(7)中投加臭氧和30％双氧水，其中，在钛负载型催化剂的作用下，按8kg/kg COD投加臭氧，30％双氧水投加量为0.1-0.3kg/吨水用于去除合成橡胶废水中难以生物氧化去除的有机物；
所述臭氧催化氧化塔(7)的出水自流进入折点加氯脱氮池(8)；向折点加氯脱氮池(8)中投加10％次氯酸钠，其投加量为氯与氨的质量比为7:1-10:1，用以去除废水中的氨氮；
经过上述处理后的废水，若达到排放标准，则经排水口A直接排放，若未达到排放标准，则出水由排水口B排出；
在上述处理过程中，通过潜污泵A、潜污泵B和潜污泵C将所述气浮池(3)中的浮渣及所述生物接触氧化池(4)和所述好氧MBR池(6)中的污泥排入到所述污泥处理系统(10)中的污泥储池中，向管道混合器中投加絮凝剂；污泥经过浓缩和压滤后形成泥饼外运，同时，污泥浓缩池(11)中的一部分污泥按照回流比为100％回流至好氧MBR池，一部分污泥按回流比为50％回流至生物接触氧化池，污泥浓缩池(11)和板框压滤机(12)的上清液进入生物接触氧化池(4)。
2.根据权利要求1所述一种合成橡胶废水的处理方法，其特征在于，由排水口B排出的废水经过水泵B排入一流动碳滤塔(9)，流动碳滤塔(9)进一步处理废水中的有机物和氨氮，保证废水的达到排放标准后排放。
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