CN105645684A - 一种有机废水净化回用方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种有机废水净化回用方法及装置，所述方法包括如下步骤：将有机废水通过格栅，去除废水中大部分悬浮物；将步骤一处理后的废水通过流量调节槽进行水量调节，得到流量稳定的废水；将流量稳定的废水依次通过厌氧槽和好氧槽进行厌氧好氧工艺处理，首次降低废水中的有机物含量；通过液中膜分离槽二次降低废水中的有机物含量，并减少废水中氨氮含量；将步骤S4处理后的水进行臭氧氧化技术，得到标准回用水质。本发明将液中膜技术与臭氧技术结合，使大型水处理项目出水达到稳定的回用水质。

Description

一种有机废水净化回用方法及装置
技术领域
本发明涉及废水净化领域，尤其涉及一种有机废水净化回用方法及装置。
背景技术
液中膜(MembraneBioreactor，采用膜生物反应器，简称MBR)技术在水处理领域已被广泛地使用，且其放流水品质较高，但在水资源回收再利用方面，还没有得到有效的大范围的应用。主要是因为利用液中膜处理后的放流水的CODcr(采用重铬酸钾(K2Cr2O7)作为氧化剂测定出的化学耗氧量表示为CODcr。)、BOD(BiochemicalOxygenDemand，生化需氧量，简称BOD)、T-N(总氮)等指标已达到一级排放标准，但在色度及细菌数上处理效果不够显著，其指标距离回用水还有较大的差距。虽然可通过添加氧化剂、杀菌剂等降低其色度及细菌数，使放流水可达到灌溉绿化、冲厕所等效果，但由于加药量难以控制，所以在使用上受到较大限制，使放流水回用变的十分困难。
臭氧在有机废水的处理方面也已经被使用，但目前单独使用臭氧氧化技术(AOP)处理废水仍存在一些问题。一方面，臭氧与有机物的反应选择性较强，在低剂量和短时间的条件下，臭氧不可能完全氧化污染物，且分解生成的中间产物会阻止臭氧的进一步氧化，处理效果不够理想。如处理时间延长，则臭氧使用量较多，经济度较低。另一方面，臭氧的发生成本高，利用率偏低，会导致处理费用增加。所以单独的臭氧氧化技术一般只在小型水处理方面使用。
有机废水中含有大量的碳水化合物、脂肪、蛋白质等有机物，这种污染物可造成水中溶解氧减少，影响鱼类和其他水生生物的生长。如果不经处理直接排放，会造成严重污染，破坏自然的生态平衡。所以对有机废水进行处理后再排放是非常有必要的。
而对于大流量有机废水，常规的手段处理最多只能达到一级排放标准，不能达到回用水质，降低了废水回用的可能性，不符合现代追求物质循环利用的原则。如添加药剂使其回用，容易产生二次污染，难以得到稳定的回用水质，且回用水不能为企业工业生产所使用，只能作用在灌溉绿化、冲厕所等对水质要求较低的方面。
目前，单独使用液中膜技术只能保证其放流水水质在一级排放标准，不能达到回用标准。单独使用臭氧氧化技术，只能处理小规模废水，且若要达到目标水质，需要较高浓度的臭氧，延长其处理时间，不够经济有效。并且，现在技术中，如果想要达到回用标准水质，需要多次处理，难以保证大规模废水的回用，且处理工艺的增加会增加其占地面积，降低单位面积处理水量。
因此，有必要提出一种新的技术方案。
发明内容
本发明的目的在于提供一种有机废水净化回用方法，其使用液中平板膜处理废水，保证液中平板膜处理水保持在稳定的水质，达到一级排放标准，然后进行后续处理及臭氧的混合进行消毒杀菌，降低放流水中的色度及细菌数，从而达到可再用的水质。
根据本发明的一个方面，本发明提供一种有机废水净化回用方法，其包括如下步骤：
S1、将有机废水通过格栅，去除废水中大部分悬浮物；
S2、将步骤S1处理后的废水通过流量调节槽进行水量调节，得到流量稳定的废水；
S3、将流量稳定的废水依次通过厌氧槽和好氧槽进行厌氧好氧工艺处理，利用厌氧和好氧微生物对有机废水进行脱氮除磷处理，首次降低废水中有机物含量；
S4、将步骤S3得到的废水通入液中膜分离槽采用液中膜技术二次降低废水中的有机物含量，并减少废水中氨氮含量；
S5、将步骤S4处理后的水进行臭氧氧化技术处理，使水和臭氧混合，得到标准回用水质，其中臭氧的含量维持在3-5g/L。
作为本发明一个优选的实施例，所述步骤S5之后还包括：将标准回用水质通过再生水槽输送至再回用装置。
作为本发明一个优选的实施例，所述再回用装置为冷却塔。
作为本发明一个优选的实施例，所述步骤S5中标准回用水质中臭氧的含量为0.1-0.3mg/L。
作为本发明一个优选的实施例，步骤S4中的液中膜技术包括利用好氧微生物对有机废水进行处理，通过平板膜实现泥水分离。
根据本发明的另一方面，本发明还提供一种有机废水净化回用装置，其用于对有机废水进行净化，其包括格栅、流量调节槽、厌氧槽、好氧槽、液中膜分离槽、臭氧氧化装置和再生水槽，所述流量调节槽、厌氧槽、好氧槽、液中膜分离槽、臭氧氧化装置和再生水槽通过管道依次连接，有机废水通过管道依次通过格栅、流量调节槽、厌氧槽、好氧槽、液中膜分离槽、臭氧氧化装置和再生水槽。
进一步的，其还包括冷却塔，所述冷却塔的进水端与所述再生水槽的出水端连接。
本发明的有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下优点：
(1)本发明使用膜技术，在得到同样水质的前提下，占地面积小，处理水量高。
(2)本发明在原水水质及水量具有小幅变动时，可以保持稳定的运行，达到稳定的处理效果。
(3)本发明的液中膜出水可维持在一级排放水质(CODcr＜90mg/L)，臭氧出水可维持在回用水质(CODcr＜75mg/L)。
(4)本发明的臭氧处理后水中可维持0.1-0.3mg/L的臭氧浓度，既使处理水达到回用水质，又减少了现有冷却塔及管道中的有机物生菌现象。
(5)当有机废水COD含量为2000及以下时，在A/O及液中膜的双重处理下，其出水水质可以达到100％的回用水质，即其废水回用率为100％。
(6)残留臭氧在光照条件下会自然分解成对人体及环境无害的氧气，不会对环境造成二次污染，做到真正绿色环保。
(7)本发明采用的膜技术及臭氧氧化技术，自动化技术较高，减少人力，操作方便。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
图1是本发明有机废水净化回用装置的处理流程图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，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。
此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
液中膜技术作为现在较新且较发达的技术，已经开始普及使用。众所周知，膜技术具有占地面积小，不受场合限制，处理水量高，沉淀效果好，出水水质高且稳定，自动化程度高，操作管理方便等优点，故而成为大规模水处理的首选技术。而臭氧具有极强的氧化性，同时臭氧氧化技术拥有处理效果好、占地面积小、自动化程度高、无二次污染等其他方法无法取代的优点，备受人们青睐，拥有着广阔的应用前景。
本发明针对膜处理后放流水难以回收利用方面做出了革新，进一步净化了放流水，使其达到回用标准。
本发明有机废水净化回用方法包括如下步骤：
S1、将有机废水通过格栅，去除废水中大部分悬浮物，保护后续管道及设备，防止其因堵塞造成设备故障，同时降低后续处理的压力。所述格栅为细格栅。
S2、将步骤S1处理后的废水通过流量调节槽进行水量调节缓冲，得到流量稳定的废水，以保证后续处理水量及水质的稳定。
S3、将流量稳定的废水依次通过厌氧槽和好氧槽进行厌氧好氧工艺(A/O)处理，利用厌氧和好氧微生物对有机废水进行脱氮除磷处理，首次降低废水中有机物含量，使其出水水质大概在三级排放标准。本发明中厌氧好氧工艺(A/O)是利用厌氧和好氧微生物对有机废水进行脱氮除磷处理，同时降低其有机物含量。A(Anaerobic)厌氧段，用于脱氮除磷；O(Oxic)是好氧段。在厌氧缺氧段，异养菌将污水中的淀粉、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，同时将蛋白质、脂肪等污染物进行氨化，游离出氨(NH3、NH4 +)。在充足供氧条件下，自养菌的硝化作用将NH3-N(NH4 +)氧化为NO3 -，通过回流控制返回至厌氧池，在厌氧缺氧条件下，异养菌的反硝化作用将NO3 -还原为分子态氮(N2)完成C、N、O在生态中的循环，实现污水无害化处理。与单纯的好氧工艺相比，有效的去除了其中的氮磷，且缩短了反应时间，间接的增大了单位时间的处理水量。在该实施例中，将流量稳定的废水引入厌氧槽中，在厌氧槽中进行厌氧反应，并将经过厌氧处理后的废水引入好氧槽中进行好氧反应。
S4、通过液中膜分离槽通过液中膜(MBR)技术二次降低废水中的有机物含量，并减少废水中氨氮含量，将出水水质提升至一级排放标准。液中膜技术是利用好氧微生物对有机废水进行处理，通过平板膜实现泥水分离，是一种用膜分离过程取代传统活性污泥法中二次沉淀池的水处理技术。在传统的废水生物处理技术中，泥水分离是在二沉池中靠重力作用完成的，其分离效率依赖于活性污泥的沉降性能，沉降性越好，泥水分离效率越高。而污泥的沉降性取决于曝气池的运行状况，改善污泥沉降性必须严格控制曝气池的操作条件，这限制了该方法的适用范围。由于二沉池固液分离的要求，曝气池的污泥不能维持较高浓度，一般在1.5-3.5g/L左右，从而限制了生化反应速率。水力停留时间(HRT)与污泥龄(SRT)相互依赖，提高容积负荷与降低污泥负荷往往形成矛盾。系统在运行过程中还产生了大量的剩余污泥，其处置费用占污水处理厂运行费用的25％-40％。传统活性污泥处理系统还容易出现污泥膨胀现象，出水中含有悬浮固体，出水水质恶化。针对上述问题，MBR将膜分离技术与传统生物处理技术有机结合，MBR实现污泥停留时间和水力停留时间的分离，大大提高了固液分离效率，并且由于曝气池中活性污泥浓度的增大和污泥中特效菌(特别是优势菌群)的出现，提高了生化反应速率。同时，通过降低F/M比减少剩余污泥产生量(甚至为零)，从而基本解决了传统活性污泥法存在的许多突出问题。
S5、将步骤S4处理后的水进行臭氧氧化技术(Advancedoxidationprocesses,简称AOP)处理，使水和臭氧混合，进一步降低出水的色度及细菌含量，得到标准回用水质。其中臭氧的含量维持在3-5g/L。臭氧氧化技术是利用臭氧的强氧化性，对废水进行消毒杀菌。臭氧是一种广谱速效杀菌剂，通过臭氧与水的结合，杀死水中的各种细菌及抵抗力较强的芽孢、病毒。
在一个实施例中，所述步骤S5之后还包括：将标准回用水质通过再生水槽输送至再回用装置。其中，所述再回用装置为冷却塔。
其中，所述步骤S5中标准回用水质中臭氧的含量为0.1-0.3mg/L。可以维持出水的无菌性，且在通向冷却塔的管道及冷却塔中也可起到杀菌作用，减少管道和冷却塔的有机物生菌现象，使其抗腐蚀、抗结垢、抗生物结垢，延长其使用寿命。臭氧在光照条件下可自然分解，形成对人体及环境无害的氧气，不会造成二次污染，可以做到真正的绿色环保。
在一个实施例中，当有机废水COD(ChemicalOxygenDemand，化学需氧量，简称COD)含量为2000及以下时，在A/O工艺及液中膜技术的双重处理下，其出水水质可以保持在100％的回用水质，即其废水回用率为100％，为生产及生活节省了大量水资源。
本发明将液中膜技术与臭氧氧化技术结合，可处理大规模的废水，且其水质可以达到回用标准，将臭氧氧化技术作为后续处理，可以减少其臭氧的使用量，降低其处理时间，经济有效。本发明使用液中平板膜处理废水，保证液中平板膜处理水保持在稳定的水质，达到一级排放标准，然后进行后续处理及臭氧的混合进行消毒杀菌，降低放流水中的色度及细菌数，从而达到可再用的水质。通过本发明处理后的再用水，可用于冷却塔的冷却水等，并且由于再生水中含有一定臭氧，又能解决目前冷却塔及管道中的生菌问题，使其抗腐蚀、抗结垢、抗生物结垢。另外，再生水中的臭氧分解后变成氧气，不会对环境造成二次污染，绿色环保。
请参阅图1，图1是本发明有机废水净化回用装置的处理流程图。如图1所示，在该实施例中，本发明的有机废水净化回用装置，其用于对有机废水进行净化，所述有机废水净化回用装置包括格栅1、流量调节槽2、厌氧槽3、好氧槽4、液中膜分离槽5、臭氧氧化装置6和再生水槽7，所述流量调节槽2、厌氧槽3、好氧槽4、液中膜分离槽5、臭氧氧化装置6和再生水槽7依次连接，有机废水依次通过格栅1、流量调节槽2、厌氧槽3、好氧槽4、液中膜分离槽5、臭氧氧化装置6和再生水槽7进行处理。
在一个实施例中，所述有机废水净化回用装置还包括冷却塔8，其与所述再生水槽7连接，用于将处理得到的标准回用水质进行再利用。本发明的处理流程如下：本发明是将有机废水先通过细格栅，去除水中较大的悬浮物，保护后续管道及设备，防止其因堵塞造成设备故障，同时降低后续处理的压力。接着进入流量调整槽，作水量调节的缓冲，保证后续处理水量及水质的稳定。流量稳定的废水依次通过厌氧槽和好氧槽进行厌氧好氧(A/O)工艺处理，首次降低水中有机物含量，使其出水水质大概在三级排放标准。接下来将达到三级排放标准的水通入液中膜分离槽通过液中膜技术对废水进行二次有机物含量减低处理，减少氨氮含量，将出水水质提升至一级排放标准。然后将达到一级排放标准的水通入臭氧氧化装置通过臭氧氧化技术进行放流水与臭氧的混合，使臭氧含量维持在3-5g/L，进一步降低出水的色度及细菌含量，使出水水质达到回用标准。最后，通过再生水槽将已经达标的放流水稳定的输送至冷却塔等再回用装置。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
(1)本发明使用膜技术，在得到同样水质的前提下，占地面积小，处理水量高。
(2)本发明在原水水质及水量具有小幅变动时，可以保持稳定的运行，达到稳定的处理效果。
(3)本发明的液中膜出水可维持在一级排放水质(CODcr＜90mg/L)，臭氧出水可维持在回用水质(CODcr＜75mg/L)。
(4)本发明的臭氧处理后水中可维持0.1-0.3mg/L的臭氧浓度，既使处理水达到回用水质，又减少了现有冷却塔及管道中的有机物生菌现象。
(5)当有机废水COD含量为2000及以下时，在A/O工艺及液中膜的双重处理下，其出水水质可以达到100％的回用水质，即其废水回用率为100％。
(6)残留臭氧在光照条件下会自然分解成对人体及环境无害的氧气，不会对环境造成二次污染，做到真正绿色环保。
(7)本发明采用的膜技术及臭氧氧化技术，自动化技术较高，减少人力，操作方便。
上述说明已经充分揭露了本发明的具体实施方式。需要指出的是，熟悉该领域的技术人员对本发明的具体实施方式所做的任何改动均不脱离本发明的权利要求书的范围。相应地，本发明的权利要求的范围也并不仅仅局限于前述具体实施方式。

Claims (7)

1.一种有机废水净化回用方法，其特征在于：其包括如下步骤：
S1、将有机废水通过格栅，去除废水中大部分悬浮物；
S2、将步骤S1处理后的废水通过流量调节槽进行水量调节，得到流量稳定的废水；
S3、将流量稳定的废水依次通过厌氧槽和好氧槽进行厌氧好氧工艺处理，利用厌氧和好氧微生物对有机废水进行脱氮除磷处理，首次降低废水中有机物含量；
S4、将步骤S3得到的废水通入液中膜分离槽采用液中膜技术二次降低废水中的有机物含量，并减少废水中氨氮含量；
S5、将步骤S4处理后的水进行臭氧氧化技术处理，使水和臭氧混合，得到标准回用水质，其中臭氧的含量维持在3-5g/L。
2.如权利要求1所述的有机废水净化回用方法，其特征在于：所述步骤S5之后还包括：将标准回用水质通过再生水槽输送至再回用装置。
3.如权利要求2所述的有机废水净化回用方法，其特征在于：所述再回用装置为冷却塔。
4.如权利要求1所述的有机废水净化回用方法，其特征在于：所述步骤S5中标准回用水质中臭氧的含量为0.1-0.3mg/L。
5.如权利要求1所述的有机废水净化回用方法，其特征在于：步骤S4中的液中膜技术包括利用好氧微生物对有机废水进行处理，通过平板膜实现泥水分离。
6.一种有机废水净化回用装置，其用于对有机废水进行净化，其特征在于：其包括格栅、流量调节槽、厌氧槽、好氧槽、液中膜分离槽、臭氧氧化装置和再生水槽，所述流量调节槽、厌氧槽、好氧槽、液中膜分离槽、臭氧氧化装置和再生水槽通过管道依次连接，有机废水通过管道依次通过格栅、流量调节槽、厌氧槽、好氧槽、液中膜分离槽、臭氧氧化装置和再生水槽。
7.如权利要求6所述的有机废水净化回用装置，其特征在于：其还包括冷却塔，所述冷却塔的进水端与所述再生水槽的出水端连接。
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