CN105036469A - 一种染料废水深度处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种染料废水深度处理系统，包括废水调节池、吸附沉淀池、臭氧氧化沉淀池、填料式缺氧厌氧反应池、好氧接触氧化池、二沉池、砂滤池和清水池；吸附沉淀池包括搅拌混合区和沉淀区；臭氧氧化沉淀池包括曝气混合区和沉淀区，填料式缺氧厌氧反应池包括通过折流板分隔成的兼氧段、缺氧段和厌氧段；好氧接触氧化池设置有进水管、布水三角锥、填料和曝气调控系统；废水经调节池调节水量和水质，进入吸附沉淀池去除污染物，然后废水进入臭氧氧化沉淀池，污染物被氧化分解，再进入填料式缺氧厌氧反应池、好氧接触氧化池进行缺氧、厌氧和好氧反应，经沉淀和过滤后进入清水池回用。

Description

一种染料废水深度处理系统

技术领域

本发明涉及废水处理技术领域，具体涉及一种染料废水深度处理系统。

背景技术

我国是染料生产大国，一年要排放近6亿吨染料废水。染料废水中一般含有多种染料和大量组成复杂的有机污染物和无机污染物，这些污染物的分子量普遍较大而且结构复杂，化学结构稳定，致使COD高达数万，但废水可生化性较差。染料废水中的大量有害物质如果未经处理而直接排放到水环境中会引起严重污染。

染料废水的成分复杂，可生化性差，用单一的方法很难取得理想的处理效果，通常采用物理、化学、生物等多种方法综合处理，但带来处理成本高等问题。

随着我国城市化进程的不断推进，城镇废水处理厂的数量在逐年增加，据统计，截止2013年三季度末,全国已建成城镇废水处理厂3501座，废水处理能力约1.47亿立方米/日，城市污泥是废水处理过程中产生的固体废物，其体积一般约为废水处理厂废水处理量的0.5％～1.0％,但其处理费用却较高，我国城市污泥的处理费用约占废水厂全部建设费用的20％～50％，而欧洲国家则为50％～70％。城市污泥成分复杂，除含水率高之外还含有大量有机物、重金属以及大量的细菌、病毒、寄生虫卵等，未经处理任意排放，会对环境造成严重危害，因此,如何实现城市污泥的减量化、无害化、稳定化和资源化是我国环境保护领域密切关注的课题之一。

同时，我国谷壳的产量也一直居高不下，现有的资源化方法也未能大规模实施，导致大量谷壳被废弃，因此需要探讨新的谷壳资源化利用技术。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了解决上述污水、污泥和谷壳的处理难题，本发明提供一种染料废水深度处理系统，提出将城市污泥与谷壳混合物为原材料制备吸附剂，并将制得的吸附剂用于染料废水的处理，实现以废治废，废水资源化回用。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种染料废水深度处理系统，包括废水调节池、吸附沉淀池、臭氧氧化沉淀池、填料式缺氧厌氧反应池、好氧接触氧化池、二沉池、砂滤池和清水池；所述废水调节池、吸附沉淀池、臭氧氧化沉淀池、填料式缺氧厌氧反应池、好氧接触氧化池、二沉池、砂滤池和清水池依次连通。

所述的废水调节池包括进水管和出水管，用于调节染料废水的水质和水量。

所述的吸附沉淀池包括搅拌混合区和沉淀区，搅拌混合区底部设有废水进水管，中上部设有吸附剂添加系统，在搅拌混合区中部设置有搅拌装置；所述沉淀区内设有挡板，该挡板与吸附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。

所述的吸附剂添加系统添加的吸附剂的制作过程为：

(1)城市污泥干化、破碎、过筛，与干化后的谷壳按质量比1:1混合；

(2)混合物在200～300℃下炭化5～10分钟；

(3)把炭化物浸入4～6mol/L的ZnCl₂溶液中，在500-600℃下热解反应0.5～1小时；

(4)反应物烘干后得到吸附剂。

所述的吸附沉淀池的出水管与臭氧氧化沉淀池的进水管连通。

所述的臭氧氧化沉淀池包括曝气混合区和沉淀区，曝气混合区底部设置有臭氧曝气盘，所述的臭氧曝气盘的上方设有布水支管，所述的布水支管连接进水管，所述的臭氧曝气盘通过曝气管连接有臭氧氧化沉淀池外的风机，风机通过管道连通臭氧发生器；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排泥阀。

所述填料式缺氧厌氧反应池包括通过折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，所述缺氧段和厌氧段进水一侧折流板的下部设置有45度的转角，以避免水流进入时产生的冲击作用，从而起到缓冲水流和均匀布水的作用；厌氧段末端设有三相分离器和溢水堰，溢水堰连接出水管；所述兼氧段、缺氧段和厌氧段底部设计成锥形结构，锥形结构连接污泥排放阀；所述填料式缺氧厌氧反应池的兼氧段、缺氧段和厌氧段上盖设计成圆锥形结构，圆锥形结构顶端都设有独立的甲烷废气集气管；所述兼氧段、缺氧段和厌氧段内都设有填料。

所述好氧接触氧化池内中下部设置有进水管，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，鼓风机设置在好氧接触氧化池外，好氧接触氧化池的上部、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；所述进水管上部内置有填料；所述好氧接触氧化池的出口处布设有溢流堰。

所述好氧接触氧化池的出水管连接二沉池，二沉池底部设有污泥回流系统，一部分污泥回流到填料式缺氧厌氧反应池。

二沉池沉淀处理后的水经溢流堰进入砂滤池，过滤后的水进入清水池回用。

一种采用上述染料废水深度处理系统进行废水处理的方法，具有如下步骤：

①染料废水通过进水管进入废水调节池调节水质和水量。

②废水通过吸附沉淀池搅拌混合区底部的废水进水管进入吸附沉淀池，与来自吸附剂添加系统的吸附剂混合，利用设置在搅拌区中部的搅拌装置进行搅拌；吸附反应后的废水进入沉淀区，沉淀区的三相分离器实现泥水分离；污泥在重力的作用下下沉到吸附沉淀池沉淀区的下部，通过底部的沉淀物排放阀排出；废水通过溢水堰、出水管和连接管进入臭氧氧化沉淀池的进水管。

③废水通过臭氧氧化沉淀池的进水管以及布水支管进入臭氧氧化沉淀池的中下部；位于臭氧氧化沉淀池布水支管下方的臭氧曝气盘产生大量细小气泡使废水中的固体物进一步摩擦，同时把废水中的大分子物质氧化成易于吸收和吸附的小分子物质，氧化分解后的废水进入沉淀区的废水流道，沉淀区的三相分离器实现泥水分离；污泥在重力的作用下下沉到臭氧氧化沉淀池沉淀区的下部，通过底部的排泥阀排出；废水通过溢水堰、出水管和连接管连通填料式缺氧厌氧反应池的进水管。

④废水通过填料式缺氧厌氧反应池兼氧段的进水管进入填料式缺氧厌氧反应池的下部；废水进入填料式缺氧厌氧反应池后沿折流板上下前进，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，折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淀粉、纤维、碳水化合物等悬浮污染物和可溶性有机物水解为有机酸，使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。

⑤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填料式缺氧厌氧反应池的下部，多余的污泥通过底部的污泥排放阀排出；填料式缺氧厌氧反应池产生的甲烷废气通过反应池顶部集气管收集排放；处理后的废水通过溢水堰、出水管和连接管连通好氧接触氧化池的进水管。

⑥废水通过进水管进入好氧接触氧化池的中下部，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和出水管流出。

⑦好氧接触氧化池的出水管连接二沉池的布水管，二沉池的沉淀污泥一部分污泥回流到填料式缺氧厌氧反应池，一部分作为剩余污泥。

⑧二沉池沉淀处理后的水经溢流堰进入砂滤池，过滤后的水进入清水池回用。

⑨吸附沉淀池、臭氧氧化沉淀池、填料式缺氧厌氧反应池和二沉池产生的沉淀物和剩余污泥脱水后外运。

本发明的有益效果是：本发明结构简单，制造成本较低，对染料废水处理具有比较好的深度效果，管理方便。

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是本发明实施例吸附沉淀池的结构示意图。

图1中：1.吸附沉淀池，1-1.搅拌混合区，1-2.吸附沉淀池沉淀区，1-3.废水进水管，1-4.吸附剂添加系统，1-5.搅拌装置，1-6.吸附沉淀池挡板，1-7.三相分离器，1-8.溢水堰，1-9.沉淀物排放阀。

图2是本发明实施例臭氧氧化沉淀池的结构示意图。

图2中：2.臭氧氧化沉淀池，2-1.曝气混合区，2-2.沉淀区，2-3.臭氧曝气盘，2-4.布水支管，2-5.进水管，2-6.臭氧鼓风机和气体流量计，2-7.臭氧发生器，2-8.挡板，2-9.臭氧氧化沉淀池三相分离器，2-10.臭氧氧化沉淀池溢水堰，2-11.排泥阀。

图3是本发明实施例填料式缺氧厌氧反应池的结构示意图。

图3中：3.填料式缺氧厌氧反应池，3-1.折流板，3-2.兼氧段，3-3.缺氧段，3-4.厌氧段，3-5.填料式缺氧厌氧反应池进水管，3-6.填料式缺氧厌氧反应池三相分离器，3-7.填料式缺氧厌氧反应池溢水堰，3-8.污泥排放阀，3-9.上盖，3-10.集气管，3-11.填料。

图4是本发明实施例好氧接触氧化池的结构示意图。

图4中：4.好氧接触氧化池，4-1.好氧接触氧化池进水管，4-2.布水三角锥，4-3.曝气调控系统，4-4.好氧接触氧化池填料，4-5.好氧接触氧化池溢流堰。

图5是本发明实施例的工艺流程图。

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。

实施例

如图1～图5所示，本发明一种染料废水深度处理系统，包括废水调节池、吸附沉淀池1、臭氧氧化沉淀池2、填料式缺氧厌氧反应池3、好氧接触氧化池4、二沉池、砂滤池和清水池；所述废水调节池、吸附沉淀池1、臭氧氧化沉淀池2、填料式缺氧厌氧反应池3、好氧接触氧化池4、二沉池、砂滤池和清水池依次连通。

所述的废水调节池包括进水管和出水管，用于调节染料废水的水质和水量。

所述的吸附沉淀池1包括搅拌混合区1-1和沉淀区1-2，搅拌混合区底部设有废水进水管1-3，中上部设有吸附剂添加系统1-4，在搅拌混合区中部设置有搅拌装置1-5；所述沉淀区内设有挡板1-6，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1-7，沉淀区的出口上部设有溢水堰1-8，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1-9。

所述的吸附剂添加系统1-4添加的吸附剂的制作过程为：

(1)城市污泥干化、破碎、过筛，与干化后的谷壳按质量比1:1混合；

(2)混合物在200～300℃下炭化5～10分钟；

(3)把炭化物浸入4～6mol/L的ZnCl₂溶液中，在500～600℃下热解反应0.5～1小时；

(4)反应物烘干后得到吸附剂。

所述的吸附沉淀池1的出水管与臭氧氧化沉淀池2的进水管2-5连通。

所述的臭氧氧化沉淀池2包括曝气混合区2-1和沉淀区2-2，曝气混合区底部设置有臭氧曝气盘2-3，所述的臭氧曝气盘的上方设有布水支管2-4，所述的布水支管2-4连接进水管2-5，所述的臭氧曝气盘2-3通过曝气管连接有臭氧氧化沉淀池外的风机，风机通过管道连通臭氧发生器2-7；所述沉淀区内设有挡板2-8，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2-9，沉淀区的出口上部设有溢水堰2-10，沉淀区底部设计成锥形结构，在沉淀区底部设置有排泥阀2-11。

所述填料式缺氧厌氧反应池3包括通过折流板3-1分隔成的兼氧段3-2、缺氧段3-3和厌氧段3-4，所述兼氧段3-2首端设有用于供入废水的进水管3-5，兼氧段3-2末端与缺氧段3-3首端连通，缺氧段3-3末端与厌氧段3-4首端连通，所述缺氧段3-3和厌氧段3-4进水一侧折流板的下部设置有45度的转角，以避免水流进入时产生的冲击作用，从而起到缓冲水流和均匀布水的作用；厌氧段3-4末端设有三相分离器3-6和溢水堰3-7，溢水堰3-7连接出水管；所述兼氧段3-2、缺氧段3-3和厌氧段3-4底部设计成锥形结构，锥形结构连接污泥排放阀3-8；所述填料式缺氧厌氧反应池的兼氧段、缺氧段和厌氧段的上盖3-9设计成圆锥形结构，圆锥形结构顶端都设有独立的甲烷废气集气管3-10；所述兼氧段、缺氧段和厌氧段内都设有填料3-11。

所述好氧接触氧化池4内中下部设置有进水管4-1，所述进水管4-1下部设有布水三角锥4-2；所述布水三角锥4-2下部设有曝气调控系统4-3，所述曝气调控系统4-3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，鼓风机设置在好氧接触氧化池外，好氧接触氧化池的上部、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；所述进水管上部内置有填料4-4；所述好氧接触氧化池的出口处布设有溢流堰4-5。

所述好氧接触氧化池4的出水管连接二沉池，二沉池底部设有污泥回流系统，一部分污泥回流到填料式缺氧厌氧反应池3中，一部分为剩余污泥。

二沉池沉淀处理后的水经溢流堰进入砂滤池，过滤后的水进入清水池回用。

一种采用上述染料废水深度处理系统进行废水处理的方法，具有如下步骤：

①染料废水通过进水管进入废水调节池调节水质和水量。

②废水通过吸附沉淀池搅拌混合区底部的废水进水管1-3进入吸附沉淀池1，与来自吸附剂添加系统1-4的吸附剂混合，利用设置在搅拌区中部的搅拌装置1-5进行搅拌；吸附反应后的废水进入沉淀区1-2，沉淀区的三相分离器1-7实现泥水分离；污泥在重力的作用下下沉到吸附沉淀池沉淀区1-2的下部，通过底部的沉淀物排放阀1-9排出；废水通过溢水堰1-8、出水管和连接管进入臭氧氧化沉淀池的进水管2-5。

③废水通过臭氧氧化沉淀池进水管2-5以及布水支管2-4进入臭氧氧化沉淀池2的中下部；位于臭氧氧化沉淀池布水支管下方的臭氧曝气盘2-3产生大量细小气泡使废水中的固体物进一步摩擦，同时把废水中的大分子物质氧化成易于吸收和吸附的小分子物质，氧化分解后的废水进入沉淀区的废水流道，沉淀区的三相分离器2-9实现泥水分离；污泥在重力的作用下下沉到臭氧氧化沉淀池沉淀区2-2的下部，通过底部的排泥阀2-11排出；废水通过溢水堰2-10、出水管和连接管连通填料式缺氧厌氧反应池的进水管3-5。

④废水通过填料式缺氧厌氧反应池兼氧段的进水管3-5进入填料式缺氧厌氧反应池3的下部；废水进入填料式缺氧厌氧反应池后沿折流板上下前进，依次通过兼氧段3-2、缺氧段3-3和厌氧段3-4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，折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3-2的兼性菌、缺氧段3-3和厌氧段3-4的异养菌将废水中的淀粉、纤维、碳水化合物等悬浮污染物和可溶性有机物水解为有机酸，使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。

⑤厌氧反应后的废水在厌氧段3-4末端设有的三相分离器3-6实现泥、水、甲烷气的分离，污泥在重力的作用下下沉到填料式缺氧厌氧反应池的下部，多余的污泥通过底部的污泥排放阀3-8排出；填料式缺氧厌氧反应池产生的甲烷废气通过反应池顶部集气管3-10收集排放；废水通过溢水堰、出水管和连接管连通好氧接触氧化池的进水管4-1。

⑥废水通过进水管4-1进入好氧接触氧化池4的中下部，在布水三角锥4-2的作用下均匀布水，所述的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4-5和出水管流出。

⑦好氧接触氧化池的出水管连接二沉池的布水管，二沉池的沉淀污泥一部分污泥回流到填料式缺氧厌氧反应池3中，一部分作为剩余污泥。

⑧二沉池沉淀处理后的水经溢流堰进入砂滤池，过滤后的水进入清水池回用。

⑨吸附沉淀池1、臭氧氧化沉淀池2、填料式缺氧厌氧反应池3、好氧接触氧化池4和二沉池产生的沉淀物和剩余污泥脱水后外运。

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 (1)

1.一种染料废水深度处理系统，其特征在于：包括废水调节池、吸附沉淀池(1)、臭氧氧化沉淀池(2)、填料式缺氧厌氧反应池(3)、好氧接触氧化池(4)、二沉池、砂滤池和清水池；

所述的废水调节池包括进水管和出水管，用于调节染料废水的水质和水量；

所述的吸附沉淀池(1)包括搅拌混合区(1-1)和沉淀区(1-2)，搅拌混合区底部设有废水进水管(1-3)，中上部设有吸附剂添加系统(1-4)，在搅拌混合区中部设置有搅拌装置(1-5)；所述沉淀区内设有挡板(1-6)，该挡板与吸附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(1-7)，沉淀区的出口上部设有溢水堰(1-8)，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(1-9)；

所述的吸附剂添加系统(1-4)添加的吸附剂的制作过程为：

①城市污泥干化、破碎、过筛，与干化后的谷壳按质量比1:1混合；

②混合物在200～300℃下炭化5～10分钟；

③把炭化物浸入4～6mol/L的ZnCl₂溶液中，在500-600℃下热解反应0.5～1小时；

④反应物烘干后得到吸附剂；

所述的臭氧氧化沉淀池(2)包括曝气混合区(2-1)和沉淀区(2-2)，曝气混合区底部设置有臭氧曝气盘(2-3)，所述的臭氧曝气盘的上方设有布水支管(2-4)，所述的布水支管(2-4)连接进水管(2-5)，所述的臭氧曝气盘(2-3)通过曝气管连接有臭氧氧化沉淀池外的风机，风机通过管道连通臭氧发生器(2-7)；所述沉淀区内设有挡板(2-8)，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(2-9)，沉淀区的出口上部设有溢水堰(2-10)，沉淀区底部设计成锥形结构，在沉淀区底部设置有排泥阀(2-11)；

所述填料式缺氧厌氧反应池(3)包括通过折流板(3-1)分隔成的兼氧段(3-2)、缺氧段(3-3)和厌氧段(3-4)，所述兼氧段(3-2)首端设有用于供入废水的进水管(3-5)，兼氧段(3-2)末端与缺氧段(3-3)首端连通，缺氧段(3-3)末端与厌氧段(3-4)首端连通；所述缺氧段(3-3)和厌氧段(3-4)的进水一侧折流板的下部设置有45度的转角，以避免水流进入时产生的冲击作用，从而起到缓冲水流和均匀布水的作用；厌氧段(3-4)末端设有三相分离器(3-6)和溢水堰(3-7)，溢水堰(3-7)连接出水管；所述兼氧段(3-2)、缺氧段(3-3)和厌氧段(3-4)底部设计成锥形结构，锥形结构连接污泥排放阀(3-8)；所述填料式缺氧厌氧反应池的兼氧段、缺氧段和厌氧段的上盖(3-9)设计成圆锥形结构，圆锥形结构顶端都设有甲烷废气集气管(3-10)；所述兼氧段、缺氧段和厌氧段内都设有填料(3-11)；

所述好氧接触氧化池(4)内中下部设置进水管(4-1)，所述进水管(4-1)下部设有布水三角锥(4-2)；所述布水三角锥(4-2)下部设有曝气调控系统(4-3)，所述曝气调控系统(4-3)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，鼓风机设置在好氧接触氧化池外，好氧接触氧化池的上部、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；所述进水管上部内置有填料(4-4)；所述好氧接触氧化池的出口处布设有溢流堰(4-5)；

所述好氧接触氧化池(4)的出水管连接二沉池，二沉池底部设有污泥回流系统，一部分污泥回流到填料式缺氧厌氧反应池(3)中；

二沉池沉淀处理后的水经溢流堰进入砂滤池，过滤后的水进入清水池回用。