CN105502817A - 一种上向流零价铁类芬顿-生物滤池集成化废水处理工艺及设备 - Google Patents

一种上向流零价铁类芬顿-生物滤池集成化废水处理工艺及设备 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种上向流零价铁类芬顿与生物滤池集成的工业废水处理工艺及设备。所述废水处理设备包括硫酸溶药池、双氧水溶药池及滤池，滤池内底部从上至下依次填充有陶粒滤层、铁刨花滤层、砾石承托层；滤池顶部设有出水堰。所述废水处理工艺为：在滤池内投加酸将废水pH调节至4.5～5.5后，投加双氧水，经过初步处理后的废水通过穿孔布水管进入滤池下部；废水在滤池下部的铁刨花滤层完成零价铁类芬顿反应，pH值升至6～7；经零价铁类芬顿处理后的废水在上部陶粒滤层完成有机物的生物降解过程，经出水堰出水。本发明将零价铁类芬顿与生物滤池集成为一体，可节省一段处理工艺，有效减低工程投资及运行费用。

Description

一种上向流零价铁类芬顿-生物滤池集成化废水处理工艺及设备
技术领域
本发明属于工业废水处理领域，具体涉及一种上向流零价铁类芬顿-生物滤池集成化废水处理工艺及设备。
背景技术
当前工业废水排放标准普遍提升，诸多印染、化工、制药等工业废水仅靠二级物化、生化处理难以达到新的排放标准，需在传统二级生化处理的基础上增补三级深度处理。芬顿氧化是近年来在难降解工业废水处理领域开始应用的技术，其技术优势在于通过Fe2+在酸性条件下催化双氧水生成氧化性很强的羟基自由基，从而将废水中有机物降解。以芬顿氧化作为难降解工业废水的预处理，在大量去除有机物的同时，可将部分难降解的有机物开环、断链，有效改善其可生化性。因而废水处理中常用芬顿氧化作为预处理提高其可生化性，然后再用生物处理工艺处理，从而获得良好的有机物去除效果。
芬顿氧化、曝气生物滤池是典型的工业废水深度处理组合工艺，该组合工艺包含芬顿氧化、混凝沉淀、曝气生物滤池三个工艺环节，总体而言工艺环节较多，工艺流程较长。
发明内容
本发明所要解决的是现有采用芬顿氧化、曝气生物滤池的工业废水深度处理组合工艺环节较多，工艺流程较长的问题。
为了解决上述问题，本发明提供过了一种上向流零价铁类芬顿-生物滤池集成化废水处理设备，其特征在于，包括带硫酸投药泵的硫酸溶药池、带双氧水投药泵的双氧水溶药池及滤池，硫酸溶药池、双氧水溶药池分别通过硫酸投药管、双氧水投药管与废水进水管连通，废水进水管依次通过管式混合器、进水管调节阀与滤池的底部的一侧连通，曝气管通过曝气管调节阀同样与滤池的底部的一侧连通；放空管通过放空管调节阀与滤池的底部的另一侧连通；滤池内底部从上至下依次填充有陶粒滤层、铁刨花滤层、砾石承托层，废水进水管、曝气管、放空管位于砾石承托层处；滤池顶部设有出水堰，出水堰的出水口连接出水管、反冲洗排水管，出水管上设有出水管调节阀，反冲洗排水管上设有反冲洗排水管调节阀。
优选地，所述硫酸溶药池内设有硫酸溶药池搅拌机；双氧水溶药池内设有双氧水溶药池搅拌机。
优选地，所述滤池侧壁位于铁刨花滤层处设有铁刨花补料孔。
优选地，所述滤池内滤层的有效高度为2.0m，下部铁刨花滤层的厚度为1.0m，上部陶粒滤层的厚度为1.0m，采用粒径为10.0～12.0mm的陶粒滤料填充，两种不同滤层之间用孔板分隔；砾石承托层的厚度为0.5m，采用粒径为20.0～25.0mm的砾石填充。
本发明还提供了一种上向流零价铁类芬顿-生物滤池集成化废水处理工艺，其特征在于，采用上述上向流零价铁类芬顿-生物滤池集成化废水处理设备，反应过程包括：
步骤1)：通过硫酸投药管在滤池内投加酸将废水pH调节至4.5～5.5后，通过双氧水投药管投加双氧水，经过初步处理后的废水通过穿孔布水管进入滤池下部；
步骤2)：废水在滤池下部的铁刨花滤层完成零价铁类芬顿反应，pH值升至6～7：
步骤3)：经零价铁类芬顿处理后的废水在上部陶粒滤层完成有机物的生物降解过程，经出水堰出水。
优选地，所述滤池最终出水需经混凝沉淀处理。
本发明提出了一种上向流零价铁类芬顿-生物滤池集成化废水处理工艺及设备，将零价铁类芬顿与陶粒生物过滤整装、集成至一个滤池中，从而在工程应用中节省一级工艺环节及构筑物，工程投资可大幅度降低。
本发明的技术原理是：将零价铁芬顿氧化、陶粒生物过滤整装、集成于一个单体滤池中，下部为填充零价铁的滤床，上部为填充陶粒的生物滤床；废水进水中投加双氧水，同时投加酸将废水pH调节至4.5～5.5，废水进入滤池下部完成零价铁类芬顿反应，废水中的有机物降解且可生化性得以提高，在此过程中废水pH可升高至6.0以上，达到微生物生长代谢的pH要求；然后废水进入上层陶粒滤层，在好氧曝气条件下随着运行时间的增长，陶粒表面形成对有机物有较强降解功能的生物膜，形成生物陶粒过滤；废水经零价铁芬顿氧化、陶粒生物过滤处理后，再经后续混凝、沉淀处理后达标排放。
本发明的适用范围为印染、化工、制药等行业产生的难降解工业废水的深度处理及回用，即对二级生化出水进行深度处理，以满足高标准排放及回用要求。本发明提出的方法与传统芬顿氧化、生物处理分级组合处理工艺相比，可节省一级工艺环节及构筑物，有效降低工程投资。
附图说明
图1为本发明提供的一种上向流零价铁类芬顿-生物滤池集成化废水处理设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。
实施例
一、废水处理设备
如图1所示，为本发明提供的一种上向流零价铁类芬顿-生物滤池集成化废水处理设备，包括带硫酸投药泵3的硫酸溶药池1、带双氧水投药泵6的双氧水溶药池4及滤池25，硫酸溶药池1、双氧水溶药池4分别通过硫酸投药管7、双氧水投药管8与废水进水管11连通，废水进水管11依次通过管式混合器12、进水管调节阀13与滤池25的底部的一侧连通，曝气管9通过曝气管调节阀10同样与滤池25的底部的一侧连通；放空管23通过放空管调节阀22与滤池25的底部的另一侧连通；滤池25内底部从上至下依次填充有陶粒滤层19、铁刨花滤层20、砾石承托层21，废水进水管11、曝气管9、放空管23位于砾石承托层21处；滤池25顶部设有出水堰18，出水堰18的出水口连接出水管14、反冲洗排水管17，出水管14上设有出水管调节阀15，反冲洗排水管17上设有反冲洗排水管调节阀16。硫酸溶药池1内设有硫酸溶药池搅拌机2；双氧水溶药池4内设有双氧水溶药池搅拌机5。滤池25侧壁位于铁刨花滤层20处设有铁刨花补料孔24。滤池25内滤层的有效高度为2.0m，下部铁刨花滤层20的厚度为1.0m，上部陶粒滤层19的厚度为1.0m，采用粒径为10.0～12.0mm的陶粒滤料填充，两种不同滤层之间用孔板分隔；砾石承托层21的厚度为0.5m，采用粒径为20.0～25.0mm的砾石填充。
二、操作步骤：
上述上向流零价铁类芬顿-生物滤池集成化废水处理设备，其一个运行周期操作过程如下：开启进水管调节阀13、出水管调节阀15；关闭反冲洗排水管调节阀16、放空管调节阀22；开启鼓风机及曝气管调节阀10；开启硫酸溶药池搅拌机2、双氧水溶药池搅拌机5；开启进水泵及硫酸投药泵3、双氧水投药泵6；至此装置进入正式运行状态，随着运行时间的增长，滤池上层陶粒滤料表面在好氧条件下自然挂膜，形成具有降解废水中有机物的生物膜，最终形成生物陶粒。待滤池出水中悬浮物明显增多时，标志着滤层已到运行周期，则开始反冲洗历程：关闭进水泵及进水管调节阀13；关闭出水管调节阀15；关闭硫酸溶药池搅拌机2、双氧水溶药池搅拌机5；关闭硫酸投药泵3、双氧水投药泵6；开启反冲洗泵及反冲洗排水管调节阀16；通过调节曝气管调节阀16开启度、增加鼓风机运行台数等措施，加大曝气管9空气流量；开始滤池反冲洗，待反冲洗排水变清后再开始循环上述过程，进入下一运行周期。
三、废水处理工艺：
辽宁某原油处理厂在原油处理、储存过程中的废水中含有各类化学药剂、原油组分等成分复杂的有机物，经生化处理后COD为130～150mg/L，无法达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中的一级B标准(COD≤60mg/L)。采用上述废水处理工艺及设备对生化出水进行深度处理，具体方法与步骤为：废水进水中投加双氧水，同时投加酸将废水pH调节至4.5～5.5，废水进入滤池25下部完成零价铁类芬顿反应，废水中的有机物降解且可生化性得以提高，在此过程中废水pH可升高至6.0以上，达到微生物生长代谢的pH要求；然后废水进入上层陶粒滤层19；废水经零价铁芬顿氧化、生物陶粒过滤处理后，再经后续混凝、沉淀处理后可达到COD≤60mg/L的排放标准。

Claims (6)

1.一种上向流零价铁类芬顿-生物滤池集成化废水处理设备，其特征在于，包括带硫酸投药泵(3)的硫酸溶药池(1)、带双氧水投药泵(6)的双氧水溶药池(4)及滤池(25)，硫酸溶药池(1)、双氧水溶药池(4)分别通过硫酸投药管(7)、双氧水投药管(8)与废水进水管(11)连通，废水进水管(11)依次通过管式混合器(12)、进水管调节阀(13)与滤池(25)的底部的一侧连通，曝气管(9)通过曝气管调节阀(10)同样与滤池(25)的底部的一侧连通；放空管(23)通过放空管调节阀(22)与滤池(25)的底部的另一侧连通；滤池(25)内底部从上至下依次填充有陶粒滤层(19)、铁刨花滤层(20)、砾石承托层(21)，废水进水管(11)、曝气管(9)、放空管(23)位于砾石承托层(21)处；滤池(25)顶部设有出水堰(18)，出水堰(18)的出水口连接出水管(14)、反冲洗排水管(17)，出水管(14)上设有出水管调节阀(15)，反冲洗排水管(17)上设有反冲洗排水管调节阀(16)。
2.如权利要求1所述的上向流零价铁类芬顿-生物滤池集成化废水处理设备，其特征在于，所述硫酸溶药池(1)内设有硫酸溶药池搅拌机(2)；双氧水溶药池(4)内设有双氧水溶药池搅拌机(5)。
3.如权利要求1所述的上向流零价铁类芬顿-生物滤池集成化废水处理设备，其特征在于，所述滤池(25)侧壁位于铁刨花滤层(20)处设有铁刨花补料孔(24)。
4.如权利要求1所述的上向流零价铁类芬顿-生物滤池集成化废水处理设备，其特征在于，所述滤池(25)内滤层的有效高度为2.0m，下部铁刨花滤层(20)的厚度为1.0m，上部陶粒滤层(19)的厚度为1.0m，采用粒径为10.0～12.0mm的陶粒滤料填充，两种不同滤层之间用孔板分隔；砾石承托层(21)的厚度为0.5m，采用粒径为20.0～25.0mm的砾石填充。
5.一种上向流零价铁类芬顿-生物滤池集成化废水处理工艺，其特征在于，采用权利要求1-4任意一项所述的上向流零价铁类芬顿-生物滤池集成化废水处理设备，反应过程包括：
步骤1)：通过硫酸投药管(7)在滤池(25)内投加酸将废水pH调节至4.5～5.5后，通过双氧水投药管(8)投加双氧水，经过初步处理后的废水通过穿孔布水管进入滤池(25)下部；
步骤2)：废水在滤池(25)下部的铁刨花滤层(20)完成零价铁类芬顿反应，pH值升至6～7；
步骤3)：经零价铁类芬顿处理后的废水在上部陶粒滤层(19)完成有机物的生物降解过程，经出水堰(18)出水。
6.如权利要求5所述的上向流零价铁类芬顿-生物滤池集成化废水处理工艺，其特征在于，所述滤池(25)最终出水需经混凝沉淀处理。
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