CN106145571A

CN106145571A - 一种化工废水处理站尾水深度处理系统及处理方法

Info

Publication number: CN106145571A
Application number: CN201610878284.3A
Authority: CN
Inventors: 戴建军; 李鹏章; 潘兴华
Original assignee: Nanjing University Yancheng Environmental Protection Technology and Engineering Research Institute
Current assignee: Nanjing University Yancheng Environmental Protection Technology and Engineering Research Institute
Priority date: 2016-09-30
Filing date: 2016-09-30
Publication date: 2016-11-23

Abstract

本发明公开了一种化工废水处理站尾水深度处理系统及处理方法，属于废水深度处理领域。本发明能在高盐胁迫下有效去除难降解有机物及脱氮。本发明的深度处理系统包括收集调节池、水解酸化池、一沉池、A/O池、二沉池、芬顿氧化池、混凝沉淀池、曝气生物滤池、外排泵站以及污泥浓缩池。在此系统中，大分子可降解有机物经水解酸化池后被转化小分子有机物，并在A/O池中被氧化吸收，水解酸化池氨化作用产生的NH₄ ⁺在缺氧池中被反硝化为N₂。剩余的难降解有机物经芬顿氧化作用转化为可降解小分子有机物，并在曝气生物滤池完成COD去除与深度脱氮。本发明适用于化工聚集区废水处理站尾水的深度处理，工艺先进，可以实现化工废水的高标准排放。

Description

一种化工废水处理站尾水深度处理系统及处理方法

技术领域

本发明属于废水深度处理领域，更具体地说，涉及一种化工废水处理站尾水深度处理系统及方法。

背景技术

近年来，随着污废水排放的大量增加，水体污染日益严重，尤其是随着化工园区的涌现，产生了含有大量有毒有害物质的工业废水，这些废水直接或者较低标准的排放均会引起重大环境风险，因此对化工园区综合废水的高标准处理至关重要，已经成为影响化工园区与环境可持续发展的关键因素。

目前，化工园区产生的废水一般采用“企业预处理+园区污水厂集中处理”的管理模式，由于园区化工产品多种多样，企业环保设施参差不齐，导致化工园区污水厂的来水水质成份复杂、水量波动大、有机有毒物质含量高、废水可生化性差等特点。对于此类废水的处理，常常采用物化法和生化法，常用的物化法有混凝法、絮凝法、吸附法以及高级氧化法等。物化法具有处理效率高、停留时间短等特点，但是处理成本较高。生化法常用A²/O、A/O以及CASS工艺等，生化法具有处理水量大且较为经济等优点，但是对于难降解物质的去除效率不高。例如，中国专利申请号为201210039460.6，申请公布日为2012年7月18日的专利申请文件公开了一种深度处理焦化废水生化尾水的方法，属于废水深度处理与回用领域，它是选用聚合硫酸铁(PFS)和聚丙烯酰胺(PAM)作为絮凝剂对焦化废水生化尾水进行预处理，废水经沉淀分离、过滤后，出水通过装有环境功能纳米复合材料的填充柱，从而实现焦化废水的深度处理；当吸附达到穿透点时停止吸附，用氢氧化钠水溶液作为脱附剂，进行脱附再生；得到的高浓度脱附液经浓缩后，外送焚烧或者用于生产水煤浆，低浓度脱附液用于配制氢氧化钠水溶液套用于下一批脱附操作，此专利采用物化预处理加功能材料吸附的原理，实现了对焦化废水的深度处理，但是功能吸附材料具有选择性，且经济性不高，无法实现大水量的处理。中国专利申请号为201510784356.3，申请公布日为2016年1月13日的专利申请文件公开了一种化工废水生化尾水深度处理的系统及方法，属于废水处理技术领域，该发明包括物化处理系统和生化系统，物化处理系统中配水池、混凝反应池、沉淀池、臭氧氧化反应器、缓冲池依次相连，生化处理系统包括生物活性炭滤池、排水池、污泥浓缩池。该发明中，废水经调节pH值后依次经过混凝、沉淀、臭氧氧化、生物滤池处理后出水；其中，部分污泥可作为催化剂回收利用，但是此法仅仅使用O₃氧化作为预处理方法，手段单一，而且经试验表明，O₃氧化在处理含有大量环氧氯丙烷、癸二酸等难降解有机物废水时，断链效果不佳，无益于后续生化工艺对污染物的去除，而且能耗较高。所用混凝沉淀池在处理原水时会产生大量物化污泥，属于危险固废且难于处理。

发明内容

1.要解决的问题

针对现有化工园区废水处理站尾水成份复杂、毒性大、盐度大、可生化性差等问题，提供了一种化工废水处理站尾水深度处理的装置及方法，本发明提供的技术方案首先将尾水进行水解酸化并利用A/O系统以去除易降解有机污染物，再将废水中难降解物质进行物化处理以提高可生化性，最后利用曝气生物滤池进一步实现对污染物的深度去除，处理后的出水完全达到并远好于污水厂排放标准。

2.技术方案

为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种化工废水处理站尾水深度处理系统包括依次连接的收集调节池、水解酸化池、一沉池、A/O池、二沉池、芬顿氧化池、混凝沉淀池和曝气生物滤池，所述的一沉池与水解酸化池之间设有污泥回流管，所述的二沉池与A/O池之间设有污泥回流管，所述的一沉池与二沉池还分别与污泥浓缩池一连接，所述的芬顿氧化池和混凝沉淀池还分别与污泥浓缩池二连接，所述的污泥浓缩池一和污泥浓缩池二均与压滤机连接。

优选地，所述的曝气生物滤池还与外排泵站连接，所述的压滤机还与污泥干化机连接。

优选地，所述的收集调节池包括收集池和调节池，设计水量Q＝24500t/d，有效容积12963m³，水力停留时间HRT为10.4h，废水经收集池收集后，进入调节池，以达到调节水量，均匀水质的目的。

优选地，所述的水解酸化池设计水量Q＝7500t/d，有效容积5404m³，HRT为17.3h。

优选地，所述的一沉池和二沉池均采用辐流式，一沉池的设计水量Q＝7500t/d，表面负荷q＝0.69m³/m²·h；二沉池的设计水量Q＝7500t/d，表面负荷q＝0.59m³/m²·h，HRT为4.2h。

优选地，所述的A/O池有效容积为13884m³，HRT为44.4h，设计水量为7500t/d；缺氧段中溶解氧DO控制在0.3～0.5mg/L，HRT为11.1h；好氧段DO控制在0.5～3.0mg/L，HRT为33.3h，硝化液回流比为100～200％。

优选地，所述的芬顿氧化池包括曝气装置、加药装置、搅拌系统、pH在线监控装置；设计水量Q＝7500t/d，有效容积为1996m³，HRT为6.3h。

优选地，所述的混凝沉淀池采用辐流式，设计水量Q＝7500t/d，表面负荷q＝0.59m³/m²h，HRT为4.2h。

优选地，所述的曝气生物滤池，设计水量Q＝7500t/d，有效容积2558m³，HRT为8.1h，DO控制在4～6mg/L；配套装置包括曝气管、填料、溶解氧在线监控系统。

一种深度处理化工废水处理站尾水的方法，采用上述的深度处理系统，其步骤为：

(1)将来自化工企业处理站的各路废水引入收集池，经收集后的废水进入调节池进行水量和均质调节，然后废水进入水解酸化池进行水解，水解酸化池内的污泥浓度为3000～5000mg/L，水解酸化池中的污泥来自另一工业园区接纳污水厂水解酸化池，经驯化运行后污泥浓度长期保持在3000～5000mg/L，污泥中含有大量的水解菌和产酸菌，其所含的酶促使水中难以生物降解的大分子物质发生生物催化反应，具体表现为断链和水溶，微生物利用水溶性底物完成胞内生化反应，同时排出各种有机酸；

(2)水解酸化后的废水进入一沉池进行泥水分离并向水解酸化池回流污泥，回流比为50％～100％，分离后的废水进入A/O池，在A/O池的缺氧段，由好氧段回流来的硝化液中NO₃ ^-被反硝化为N₂；在A/O池的好氧段，溶解氧浓度控制在4～6mg/L，废水中NH₄ ⁺被氧化为NO₃ ^-完成硝化作用；A/O池的出水进入二沉池进行泥水分离并向A/O池回流污泥，污泥回流比为100％～200％；一沉池和二沉池中的污泥均进入污泥浓缩池一中进行浓缩，浓缩后的污泥进入压滤机；

(3)经A/O池处理后的废水进入芬顿氧化池，调节废水pH至4，投加双氧水和硫酸亚铁进行芬顿氧化反应，难降解有机物在芬顿氧化池中被氧化为易降解有机物并被部分矿化，芬顿氧化池末端投加PAM进行絮凝沉淀，芬顿氧化池末端出水自流至混凝沉淀池中沉降，沉降后的污泥进入污泥浓缩池二中进行浓缩，浓缩后的污泥进入压滤机；

(4)混凝沉淀池的上清液进入曝气生物滤池，曝气生物滤池中的填料为聚氨酯填料，DO控制在4～6mg/L，可利用有机物及含N物质被生物膜氧化吸收，粒状滤料及生物膜除了吸附拦截污染物等作用外，兼起过滤的作用，进一步降低废水中悬浮物，经曝气生物滤池深度处理后的废水由外排泵站排出。

优选地，所述步骤(3)中双氧水的投加量为0.5‰～3‰；硫酸亚铁的投加量为0.5‰～3‰；PAM的投加量为1‰～3‰。

3.有益效果

相比于现有技术，本发明的有益效果为：

(1)本发明将废水处理站尾水进行水解酸化并利用A/O系统以去除易降解有机污染物，再将废水中难降解物质进行芬顿氧化以提高可生化性，最后利用曝气生物滤池进一步实现对有机物的氧化并实现脱氮除磷作用，污染物得到深度去除，处理后的出水完全达到污水厂排放标准并能超标准排放，大大降低了化工废水的毒性与危害；

(2)本发明提供了一种针对化工园区废水处理站尾水的深度处理装置与方法，特别适用于处理含有环氧氯丙烷、癸二酸、甲苯、氯苯、脂肪胺、高Cl^-、高SO₄ ^2-的处理站混合尾水，与已有技术相比，此套出水稳定可靠且经济性较好；

(3)本发明针对化工园区废水处理站尾水的深度处理要求，特别是高Cl^-和高SO₄ ^2-胁迫条件下，将水解酸化、沉淀、A/O处理、芬顿氧化、曝气生物滤池等技术手段有机结合，实现了高盐条件下对含有环氧氯丙烷、甲苯、氯苯、挥发酚、脂肪胺、癸二酸等合成有毒有机污染物废水的高效稳定处理，已有专利中能够深度处理此类混合废水的装置及方法未见报道。

附图说明

图1为本发明废水处理系统的流程示意图。

图中标号说明：1、收集调节池；2、水解酸化池；3、一沉池；4、A/O池；5、二沉池；6、芬顿氧化池；7、混凝沉淀池；8、曝气生物滤池；9、外排泵站；10、污泥浓缩池一；11、污泥浓缩池二；12、压滤机。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进一步进行描述。

实施例1

本实施例中的废水均来自江苏连云港某化工园区废水处理站的尾水，其废水强源主要为环氧氯丙烷、甲苯、脂肪胺、癸二酸等难降解有毒污染物，且盐度较高，其中Cl^-为3000mg/L～7000mg/L，SO₄ ^2-为9000～13000mg/L，废水中还含有来自合金企业少量金属离子。处理水量5825.8t/d。

结合附图，本实施例的一种化工废水处理站尾水深度处理的装置包括(参见图1)依次连接的收集调节池1(分为收集池和调节池两部分)、水解酸化池2、一沉池3、A/O池4、二沉池5、芬顿氧化池6、混凝沉淀池7、曝气生物滤池8和外排泵站9，还包括污泥浓缩池一10、污泥浓缩池二11和压滤机12。其中，一沉池3分别与水解酸化池2、A/O池4相连通；二沉池5与A/O池4连通；混凝沉淀池7与芬顿氧化池6相连；一沉池3、二沉池5与污泥浓缩池一10相连；混凝沉淀池7与污泥浓缩池二11相连。一沉池3用于水解酸化池2出水的泥水分离，并向水解酸化池2回流污泥；二沉池5用于A/O池4出水的泥水分离，并向A/O池4的A段回流污泥；混凝沉淀池7用于芬顿氧化池6出水泥水分离，分离后的物化污泥进入特有的污泥浓缩池二11。

本实施例的一种处理化工废水处理站尾水深度处理的方法，其工艺流程参见图1，具体步骤为：

步骤一：将废水处理站废水引入收集调节池，废水经收集池收集后，进入调节池调节水量，均匀水质，收集调节池设计水量Q＝24500t/d，有效容积12963m³，水力停留时间HRT为10.4h。收集调节池引入水解酸化池进行水解酸化，水解酸化池设计水量Q＝7500t/d，有效容积5404m³，HRT为17.3h。在水解酸化池中，大分子易降解有机物被转化为小分子有机物，并进行氨化作用，水解酸化池的污泥浓度保持在3000mgMLSS/L；经水解酸化后的废水经一沉池进行泥水分离，一沉池采用辐流式，设计水量Q＝7500t/d，表面负荷q＝0.69m³/m²·h，沉淀后的污泥部分回流至水解酸化池，回流比为200％。泥水分离后的废水进入A/O池，所述的A/O池有效容积13884m³，HRT为44.4h，设计水量为7500t/d；缺氧段溶解氧DO控制在0.3mg/L～0.5mg/L，运行DO控制在0.3mg/L以下，HRT为11.1h；好氧段DO控制在0.5mg/L～3.0mg/L，实际运行DO为3.0mg/L，HRT为33.3h，硝化液回流比为100％。在A/O池的缺氧段，由好氧段回流来的硝化液中NO₃ ^-被反硝化为N₂，电子供体来自水解酸化后的小分子有机物，在A/O池的好氧段，废水中NH₄ ⁺被氧化为NO₃ ^-完成硝化作用。A/O池的出水进入二沉池进行泥水分离，二沉池采用辐流式，设计水量Q＝7500t/d，表面负荷q＝0.59m³/m²·h，HRT为4.2h，污泥沉淀后部分回流至A池，污泥回流比为200％。

步骤二：经水解酸化池和A/O池处理后的废水，COD被部分去除，且均为易降解有机物，剩余的含有难降解有机物的废水进入芬顿氧化池进行氧化，将难降解有机物转化为容易降解小分子有机物并实现部分矿化。所述的芬顿氧化池包括曝气装置、加药装置、搅拌系统、pH在线监控装置；设计水量Q＝7500t/d，有效容积为1996m³，HRT为6.3h。在芬顿氧化池中，通过投加稀硫酸将pH调至4，再投加双氧水(投加量为废水的0.5‰)、硫酸亚铁(投加量为废水的0.5‰)试剂构成芬顿试剂对废水中污染物质进行氧化分解，芬顿氧化池中采用曝气系统进行曝气。芬顿氧化池末端投加PAM(投加量为废水的3‰)，通过絮凝沉淀，去除废水中部分污染物质，芬顿氧化池末端出水自流至混凝沉淀池，絮凝物质在混凝沉淀池中沉降。混凝沉淀池采用辐流式，设计水量Q＝7500t/d，表面负荷q＝0.59m³/m²h，HRT为4.2h。混凝沉淀池的上清液进入曝气生物滤池，曝气生物滤池的设计水量Q＝7500t/d，有效容积2558m³，HRT为8.1h，DO控制在4～6mg/L；配套装置包括曝气管、填料(采用聚氨酯填料)、溶解氧在线监控系统。在曝气生物滤池中，小分子有机物被生物膜吸收矿化，并完成深度脱氮除磷及过滤过程，实现尾水的深度处理。

本实施例的化工废水处理站尾水深度处理方法，废水依次经过处理单元的水质指标变化如表1所示，其中主要外排指标均达到并好于《城镇污水厂排放标准》。

表1废水经各处理单元后水质指标变化

实施例2

一种处理化工废水处理站尾水深度处理的方法，其工艺流程参见图1，处理装置同实施例1，具体步骤基本同实施例1，所不同的是：步骤一中，水解酸化池的污泥浓度保持在5000mgMLSS/L；一沉池的回流比为100％；二沉池的回流比为100％；

步骤二中，在芬顿氧化池中投加双氧水(投加量为废水的3‰)、硫酸亚铁(投加量为废水的3‰)试剂构成芬顿试剂对废水中污染物质进行氧化分解，芬顿氧化池中采用曝气系统进行曝气。芬顿氧化池末端投加PAM(投加量为废水的1‰)，通过絮凝沉淀，去除废水中部分污染物质，芬顿氧化池末端出水自流至混凝沉淀池，絮凝物质在混凝沉淀池中沉降。

本实施例的化工废水处理站尾水深度处理方法，废水依次经过处理单元的水质指标发生明显变化，废水中环氧氯丙烷、甲苯、脂肪胺、癸二酸等有机污染物通过COD体现，废水经过本发明处理后，实现了COD的大量去除，可知废水中的这些有毒污染物被大量消减。用此套装置处理此类废水是有效的可行的，实现了装备组合上的创新，而且经济性较好。

Claims

1.一种化工废水处理站尾水深度处理系统，其特征在于：包括依次连接的收集调节池、水解酸化池、一沉池、A/O池、二沉池、芬顿氧化池、混凝沉淀池和曝气生物滤池，所述的一沉池与水解酸化池之间设有污泥回流管，所述的二沉池与A/O池之间设有污泥回流管，所述的一沉池与二沉池还分别与污泥浓缩池一连接，所述的芬顿氧化池和混凝沉淀池还分别与污泥浓缩池二连接，所述的污泥浓缩池一和污泥浓缩池二均与压滤机连接。

2.根据权利要求1所述的一种化工废水处理站尾水深度处理系统，其特征在于：所述的曝气生物滤池还与外排泵站连接，所述的压滤机还与污泥干化机连接。

3.根据权利要求1所述的一种化工废水处理站尾水深度处理系统，其特征在于：所述的废水经收集池收集后，进入调节池调节水量，均匀水质。

4.根据权利要求1所述的一种化工废水处理站尾水深度处理系统，其特征在于：所述的一沉池和二沉池均采用辐流式。

5.根据权利要求1所述的一种化工废水处理站尾水深度处理系统，其特征在于：所述的A/O池中缺氧段溶解氧DO控制在0.3～0.5mg/L；好氧段DO控制在0.5～3.0mg/L，硝化液回流比为100％～200％。

6.根据权利要求1所述的一种化工废水处理站尾水深度处理系统，其特征在于：所述的芬顿氧化池包括曝气装置、加药装置、搅拌系统、pH在线监控装置。

7.根据权利要求1所述的一种化工废水处理站尾水深度处理系统，其特征在于：所述的混凝沉淀池采用辐流式。

8.根据权利要求1所述的一种化工废水处理站尾水深度处理系统，其特征在于：所述的曝气生物滤池，DO控制在4～6mg/L；配套装置包括曝气管、填料、溶解氧在线监控系统。

9.一种深度处理化工废水处理站尾水的方法，其特征在于：采用权利要求1中所述的深度处理系统，其步骤为：

(1)将来自化工企业处理站的各路废水引入收集池，经收集后的废水进入调节池进行水量和均质调节，然后废水进入水解酸化池进行水解，水解酸化池内的污泥浓度为3000～5000mg/L；

(3)经A/O池处理后的废水进入芬顿氧化池，调节废水pH至4，投加双氧水和硫酸亚铁进行芬顿氧化反应，芬顿氧化池末端投加PAM进行絮凝沉淀，芬顿氧化池末端出水自流至混凝沉淀池中沉降，沉降后的污泥进入污泥浓缩池二中进行浓缩，浓缩后的污泥进入压滤机；

(4)混凝沉淀池的上清液进入曝气生物滤池，曝气生物滤池中的填料为聚氨酯填料，DO控制在4～6mg/L，经曝气生物滤池深度处理后的废水由外排泵站排出。

10.根据权利要求9所述的一种深度处理化工废水处理站尾水的方法，其特征在于：所述步骤(3)中双氧水的投加量为0.5‰～3‰；硫酸亚铁的投加量为0.5‰～3‰；PAM的投加量为1‰～3‰。