CN105693030B - 一种竹材炭化废水处理系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种竹材炭化废水处理系统和方法。包括依次连通的物化处理系统、生化处理系统和深度处理系统，物化处理系统包括依次连通的蒸汽排放池、调节池、混凝沉淀池和芬顿氧化池，锅炉连通到蒸汽排放池，蒸汽排放池与锅炉用水之间设有用于池降温和加热锅炉进水的第一换热器，生化处理系统包括依次连通的厌氧反应器和好氧生化池，调节池与厌氧反应器之间设有第二换热器，深度处理系统包括依次连通的二次沉淀池和活性炭吸附池。本发明处理竹材炭化废水效果明显，具有效果好、成本低、节省能源等优点。

Description

一种竹材炭化废水处理系统和方法

技术领域

本发明属于炭化废水处理技术领域，尤其是涉及了一种竹材炭化废水处理系统和方法。

背景技术

竹材炭化废水类似于生物质热解废水，由于竹材内部的大量营养物质在高温的作用下发生了一定的化学反应，导致废水中的物质成分与竹材原始成分之间产生了巨大的变化。炭化所需的高温造成竹材内溶解性糖分炭化分解，从而造成有机物的大量溶出。

竹材炭化废水具有色度大、排放温度高、COD较高、降解性差、总体上悬浮物较少等特征。废水通常呈棕褐色，排放点温度为100℃，COD指标约几万mg/L，是一种较难处理的生产废水。

发明内容

为了解决背景技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种竹材炭化废水处理系统和方法，将物化法和生化法相结合，并设置深度处理系统，使竹材炭化废水处理后达标排放。

本发明通过以下技术方案得以实现：

一、一种竹材炭化废水处理系统：

本发明包括依次连通的物化处理系统、生化处理系统和深度处理系统，物化处理系统包括依次连通的蒸汽排放池、调节池、混凝沉淀池和芬顿氧化池，锅炉连通到蒸汽排放池，蒸汽排放池与锅炉用水之间设有用于池降温和加热锅炉进水的第一换热器，生化处理系统包括依次连通的厌氧反应器和好氧生化池，调节池与厌氧反应器之间设有第二换热器，深度处理系统包括依次连通的二次沉淀池和活性炭吸附池。

所述的第一换热器一方面能够帮助蒸汽排放池降温，另一方面能够加热锅炉进水，减少锅炉的能耗。

所述的第二换热器将厌氧反应器循环水与调节池内的水进行热交换，一方面能够降低废水温度，另一方面能够保证厌氧反应器的温度，节省能源。

所述的混凝沉淀池、好氧生化池和二次沉淀池连通到污泥浓缩池，排泥进入到污泥浓缩池浓缩并脱水后外运。

所述的厌氧反应器和好氧生化池的水力停留时间分别为20-60h和3-12h。

所述的混凝沉淀池添加有硫酸亚铁或聚合氯化铝等混凝剂，硫酸亚铁投加使用量为100-200mg/L。混凝沉淀池可以去除部分焦油等物质，并降低废水的浊度和色度，减少了后续工段的压力。

所述的芬顿氧化池水力停留时间为1-4h，并能够充分利用混凝沉淀池残余的亚铁离子，添加有硫酸亚铁溶液和双氧水溶液。芬顿氧化池利用无机化学反应将难降解的有机化合物氧化成为无机态，提高了废水的可生化性，为后续的生化反应提供了有利条件。

蒸汽排放池设置换热器，将锅炉用水与排放水进行热交换，一方面能够降低废水温度，另一方面能够提高锅炉进水温度；调节池与厌氧反应器之间设置换热器，一方面能够帮助调节池降温，另一方面能够加热厌氧反应器循环水，为厌氧反应提供了有利温度，不仅节约了能源，还为工艺提供了有利的温度条件。

厌氧反应器能够承受高浓度的有机废水，获得较大的去除率，能够以污泥絮体或颗粒污泥运行，利于后续的维护管理，调节池与厌氧反应器之间设置换热器也为厌氧反应提供了运行的温度。厌氧反应器水力停留时间为20-60h。好氧生化池通过好氧生物的生物氧化作用，将废水中的有机物氧化分解，进一步去除废水中的COD、氨氮和总磷。好氧生化池水力停留时间为3-12h。

好氧生化池中脱落的生物膜或活性污泥随出水在二次沉淀池中进行泥水分离。活性炭吸附池进一步吸附废水中的色度和难生物降解物质，确保出水达标排放。

二、一种竹材炭化废水处理方法：

步骤1)物化处理：

1.1)蒸汽从炭化炉中排放进入蒸汽排放池泄压，针对工厂的废水排放规律然后排入调节池进行均质、降温和沉淀；

1.2)调节池的废水进入混凝沉淀池进行混凝沉淀处理，去除焦油物质，并降低废水的浊度和色度，停留时间4-18h；

1.3)经混凝沉淀池混凝沉淀后的废水进入芬顿强氧化池，将废水中的高分子有机物进行强氧化处理打断成小分子物质，提高废水的生化性；

步骤2)生化处理：

2.1)氧化后的废水进入能承受高浓度有机废水的厌氧反应器进行厌氧生物处理进一步，厌氧反应器以污泥絮体或颗粒污泥运行，利于后续的维护管理；

2.2)厌氧处理后的废水进入好氧生化池对废水进行好氧处理，降低其中的COD和氨氮等污染物；

步骤3)深度处理：

3.1)好氧生化池出水进入二次沉淀池进行泥水分离处理；

3.2)经二次分离后的废水进入活性炭吸附池吸附废水色度和难生物降解物质，最终出水达标排放。

所述的厌氧反应器和好氧生化池的水力停留时间分别为20-60h和3-12h。

所述的混凝沉淀池添加有硫酸亚铁混凝剂，并用计量泵投加有3-7g/L浓度的硫酸亚铁，最终池中的投加量为100-200mg/L，采用NaOH溶液调整pH值升至混凝所需条件。

所述的芬顿氧化池水力停留时间为1-4h，其与混凝沉淀池共用3-7g/L浓度的硫酸亚铁溶液进行投加，并添加有25-35％浓度的双氧水溶液。

本发明将物化法和生化法相结合，厌氧处理和好氧处理相联用，并设置深度处理系统，处理竹材炭化废水效果明显，出水水质高，出水COD控制在100mg/L以内，磷酸盐控制在0.5mg/L以内。

本发明将锅炉用水与排放水进行热交换，一方面能够降低废水温度，另一方面能够提高锅炉进水温度；调节池与厌氧反应器之间设置换热器，一方面能够帮助蒸汽排放池降温，另一方面能够加热厌氧反应器循环水，为厌氧反应提供了有利温度，不仅节约了能源，还为工艺提供了有利的温度条件。

本发明的有益效果是：

本发明的竹材炭化废水处理系统和方法，将物化法和生化法相结合，合理设置了废水处理的处理和循环，并设置深度处理系统，使竹材炭化废水处理后达标排放，并且节约了能源，提供了有利的温度条件。

本发明处理竹材炭化废水效果明显，可以使出水COD控制在100mg/L以内，磷酸盐控制在0.5mg/L以内，具有效果好、成本低、节省能源等优点，适合推广应用。

附图说明

图1是本发明的工艺流程图。

图中的标记为：1-蒸汽排放池、2-调节池、3-混凝沉淀池、4-芬顿氧化池、5-厌氧反应器、6-好氧生化池、7-二次沉淀池、8-活性炭吸附池、9-污泥浓缩池、10-第一换热器、11-第二换热器。

具体实施方式

下面结合附图和实施实例对本发明进一步说明。

如图1所示，本发明的系统包括依次连通的物化处理系统、生化处理系统和深度处理系统，三个系统最终形成蒸汽排放池1、调节池2、混凝沉淀池3、芬顿氧化池4、厌氧反应器5、好氧生化池6、二次沉淀池7和活性炭吸附池8依次连通对竹材炭化废水进行依次处理。蒸汽排放池1与锅炉用水之间设有用于池降温和加热锅炉进水的第一换热器10，调节池2与厌氧反应器5之间设有第二换热器11。

本发明的实施例如下：

实施例1：

物化处理系统：蒸汽从炭化炉中排放进入排放池1泄压，停留一段时间后进入调节池2，进行均质、降温、同时进行沉淀，调节池水力停留时间为8h，分别去除10％的COD。

调节池出水进入混凝沉淀池3，以去除部分焦油等物质，减少后续工段的压力，混凝沉淀池添加硫酸亚铁混凝剂，硫酸亚铁投加使用量150mg/L，配置成5g/L的溶液，选用计量泵投加。并采用NaOH溶液调整pH值升至混凝所需条件(7-8)。混凝沉淀池分别去除30％的COD和90％的磷酸盐。

经混凝沉淀后，废水进入芬顿强氧化池4，将废水中的高分子有机物进行强氧化打断成小分子物质，提高废水的生化性。水力停留时间为2.3h，添加硫酸亚铁浓度5g/L溶液，双氧水为30％溶液，建议硫酸亚铁与混凝沉淀共用，硫酸亚铁的投加量为1.6L/h，双氧水的投加量为0.5L/h。芬顿强氧化池分别去除60％的COD和25％的磷酸盐。

生化处理系统：芬顿强氧化池出水进入厌氧反应器5进行厌氧生物处理，厌氧反应器能够承受高浓度的有机废水，获得较大的去除率，能够以污泥絮体或颗粒污泥运行，利于后续的维护管理。厌氧反应器水力停留时间为2d，分别去除85％的COD。

厌氧出水进入好氧生化池6，对废水进行好氧处理，进一步降低COD、氨氮。好氧生化池水力停留时间为6h，好氧生化池去除85％的COD。

深度处理系统：好氧池出水进入二次沉淀池，进行泥水分离处理，经分离后废水进入活性炭吸附池，进一步吸附废水色度和难生物降解物质，最终出水达标排放。

实施例2：

物化处理系统：蒸汽从炭化炉中排放进入排放池1泄压，停留一段时间后进入调节池2，进行均质、降温、同时进行沉淀，调节池水力停留时间为12h，分别去除10％的COD。

调节池出水进入混凝沉淀池3，以去除部分焦油等物质，减少后续工段的压力，混凝沉淀池添加硫酸亚铁混凝剂，硫酸亚铁投加使用量200mg/L，配置成7g/L的溶液，选用计量泵投加。并采用NaOH溶液调整pH值升至混凝所需条件(7-8)。混凝沉淀池分别去除30％的COD和90％的磷酸盐。

经混凝沉淀后，废水进入芬顿强氧化池4，将废水中的高分子有机物进行强氧化打断成小分子物质，提高废水的生化性。水力停留时间为2h，添加硫酸亚铁浓度3g/L溶液，双氧水为35％溶液，建议硫酸亚铁与混凝沉淀共用，硫酸亚铁的投加量为1.6L/h，双氧水的投加量为0.5L/h。芬顿强氧化池分别去除60％的COD和25％的磷酸盐。

生化处理系统：芬顿强氧化池出水进入厌氧反应器5进行厌氧生物处理，厌氧反应器能够承受高浓度的有机废水，获得较大的去除率，能够以污泥絮体或颗粒污泥运行，利于后续的维护管理。厌氧反应器水力停留时间为60h，分别去除85％的COD。

厌氧出水进入好氧生化池6，对废水进行好氧处理，进一步降低COD、氨氮。好氧生化池水力停留时间为3h，好氧生化池去除85％的COD。

深度处理系统：好氧池出水进入二次沉淀池，进行泥水分离处理，经分离后废水进入活性炭吸附池，进一步吸附废水色度和难生物降解物质，最终出水达标排放。

实施例3：

物化处理系统：蒸汽从炭化炉中排放进入排放池1泄压，停留一段时间后进入调节池2，进行均质、降温、同时进行沉淀，调节池水力停留时间为16.5h，分别去除10％的COD。

调节池出水进入混凝沉淀池3，以去除部分焦油等物质，减少后续工段的压力，混凝沉淀池添加硫酸亚铁混凝剂，硫酸亚铁投加使用量100mg/L，配置成3g/L的溶液，选用计量泵投加。并采用NaOH溶液调整pH值升至混凝所需条件(7-8)。混凝沉淀池分别去除30％的COD和90％的磷酸盐。

经混凝沉淀后，废水进入芬顿强氧化池4，将废水中的高分子有机物进行强氧化打断成小分子物质，提高废水的生化性。水力停留时间为2.3h，添加硫酸亚铁浓度7g/L溶液，双氧水为25％溶液，建议硫酸亚铁与混凝沉淀共用，硫酸亚铁的投加量为1.6L/h，双氧水的投加量为0.5L/h。芬顿强氧化池分别去除60％的COD和25％的磷酸盐。

生化处理系统：芬顿强氧化池出水进入厌氧反应器5进行厌氧生物处理，厌氧反应器能够承受高浓度的有机废水，获得较大的去除率，能够以污泥絮体或颗粒污泥运行，利于后续的维护管理。厌氧反应器水力停留时间为20h，分去除85％的COD。

厌氧出水进入好氧生化池6，对废水进行好氧处理，进一步降低COD、氨氮。好氧生化池水力停留时间为12h，好氧生化池去除85％的COD。

深度处理系统：好氧池出水进入二次沉淀池，进行泥水分离处理，经分离后废水进入活性炭吸附池，进一步吸附废水色度和难生物降解物质，最终出水达标排放。

Claims (7)

1.一种竹材炭化废水处理系统，其特征在于：包括依次连通的物化处理系统、生化处理系统和深度处理系统，物化处理系统包括依次连通的蒸汽排放池（1）、调节池（2）、混凝沉淀池（3）和芬顿氧化池（4），通过调节池（2）进行均质、降温和沉淀，混凝沉淀池（3）添加有硫酸亚铁或聚合氯化铝混凝剂；锅炉连通到蒸汽排放池（1），蒸汽排放池（1）与锅炉用水之间设有用于池降温和加热锅炉进水的第一换热器（10），生化处理系统包括依次连通的厌氧反应器（5）和好氧生化池（6），调节池（2）与厌氧反应器（5）之间设有第二换热器（11），深度处理系统包括依次连通的二次沉淀池（7）和活性炭吸附池（8）。

2.根据权利要求1所述的一种竹材炭化废水处理系统，其特征在于：所述的混凝沉淀池（3）、好氧生化池（6）和二次沉淀池（7）连通到污泥浓缩池（9），排泥进入到污泥浓缩池（9）浓缩并脱水后外运。

3.根据权利要求1所述的一种竹材炭化废水处理系统，其特征在于：所述的厌氧反应器（5）和好氧生化池（6）的水力停留时间分别为20-60h和3-12h。

4.根据权利要求1所述的一种竹材炭化废水处理系统，其特征在于：所述的混凝沉淀池（3）添加有硫酸亚铁或聚合氯化铝混凝剂，混凝剂投加使用量为100-200mg/L。

5.根据权利要求1所述的一种竹材炭化废水处理系统，其特征在于：所述的芬顿氧化池（4）水力停留时间为1-4h，添加有硫酸亚铁溶液和双氧水溶液。

6.一种竹材炭化废水处理方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1）物化处理：

1.1）蒸汽从炭化炉中排放进入蒸汽排放池（1）泄压，然后排入调节池（2）进行均质、降温和沉淀，调节池停留时间4-18h；

1.2）调节池（2）的废水进入混凝沉淀池（3）进行混凝沉淀处理，去除焦油物质，并降低废水的浊度和色度；

所述的混凝沉淀池（3）添加有硫酸亚铁或聚合氯化铝混凝剂，混凝剂投加使用量为100-200mg/L；

1.3）经混凝沉淀池（3）混凝沉淀后的废水进入芬顿氧化池（4），将废水中的高分子有机物进行强氧化处理打断成小分子物质，控制pH2-4；

步骤2）生化处理：

2.1）氧化后的废水进入能承受高浓度有机废水的厌氧反应器（5）进行厌氧生物处理，高浓度具体是指COD 10000-18000mg/L的浓度，厌氧反应器（5）以污泥絮体或颗粒污泥运行；

2.2）厌氧处理后的废水进入好氧生化池（6）对废水进行好氧处理，降低其中的COD和氨氮污染物；

步骤3）深度处理：

3.1）好氧生化池（6）出水进入二次沉淀池（7）进行泥水分离处理；

3.2）经二次分离后的废水进入活性炭吸附池（8）吸附废水色度和难生物降解物质，最终出水达标排放。

7.根据权利要求6所述的一种竹材炭化废水处理方法，其特征在于：所述的厌氧反应器（5）和好氧生化池（6）的水力停留时间分别为20-60h和3-12h。