CN107151082A - 一种含dmf废水的零排放处理系统及其方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种含DMF废水的零排放处理系统及其方法，该系统包括调节池、EGSB(膨胀颗粒污泥床)反应器、氨吹脱塔、水解酸化池、一级好氧池、一级缺氧池、外置MBR系统(二级好氧池+膜生物反应器)、一级RO(反渗透)系统、浓水反渗透(NRO)系统、蒸发器。本发明废水经处理后大部分可用于回用水系统，剩下浓缩后的废水经蒸发结晶后外运处置；经氨吹脱后的EGSB反应器出水与系统进水实现1:1调节；外置MBR系统回流污泥一部分进入水解酸化池和一级缺氧池，剩下一部分排至污泥浓缩系统，经浓缩压滤处理后外运处置；EGSB反应器产生的沼气通过汽水分离器分离，运送至厂区焚烧炉焚烧。本发明采用生化法+膜法+蒸发等技术，实现高浓度有机废水零排放目标。

Description

一种含DMF废水的零排放处理系统及其方法
技术领域
本发明属于水处理技术领域，属于一种工业废水的处理技术，具体涉及一种含DMF废水的零排放处理系统及其方法。
背景技术
高浓度难降解有机废水的处理，是目前国内外污水处理界公认的难题。高浓度有机废水主要具有以下特点：一是有机物浓度高。化学需氧量(COD)一般在2000mg/L以上，有的甚至高达几万乃至几十万mg/L，相对而言，生化需氧量(BOD)较低，很多废水BOD与COD的比值小于0.3。二是成分复杂。含有毒性物质废水中有机物以芳香族化合物和杂环化合物居多，还多含有硫化物、氮化物、重金属和有毒有机物。三是色度高，有异味。四是废水还可能存在强酸强碱性、高盐量、含油性等。高浓度有机废水主要涉及焦化废水、制药废水(包括中药废水)、石化/油类废水、纺织/印染废水、化工废水、油漆废水、制膜废水等行业性废水。
目前，高浓度有机废水处理主要通过两种工艺方式处理，一是采取化学氧化和催化氧化为主的工艺方式，二是通过预处理改变BOD与COD的比值，然后进行生化处理的方式。化学氧化和催化氧化是有效提高难降解废水的可生化性和污染物毒性的工艺方法，具有处理效率高、占地面积小、无二次污染等优点；但存在设备投资费用高、能耗高、运行成本高等问题，并且不适宜处理小流量高浓度的有机废水。而生化法具有经济、高效等优点，并适宜二级及深度处理，但根据不同水质的有机废水采取相应的预处理措施，以满足生化条件。
目前国内外高浓度有机废水的零排放技术尚未有相关研究，属于较为前沿的技术领域。有机结合各种处理技术实现高浓度有机废水的零排放，将对环保产业打开一个新的窗口，同时提高一个新的技术高度，对我国环保产业有重大的科研和实用意义。
发明内容
针对以上缺陷，本发明针对的污水是指含有DMF(二甲基甲酰胺)的小流量高浓度有机废水零排放处理系统，采用生化法+膜法+蒸发等技术，实现高浓度有机废水零排放目标。
本发明解决其技术问题是通过以下技术方案实现的：
一种含DMF废水的零排放处理系统，包括依次连通的废水调节池、EGSB反应器、氨吹脱塔、水解酸化池、一级好氧池、一级缺氧池、外置MBR系统、一级RO系统、浓水反渗透系统、蒸发器，所述外置MBR系统包括二级好氧池和外置膜生物反应器，且所述外置MBR系统连通有污泥浓缩池，所述污泥浓缩池连通有污泥压滤机。
进一步的，所述废水调节池与氨吹脱塔之间设有出水回流装置。
进一步的，所述浓水反渗透系统与水解酸化池之间设有出水回流装置。
进一步的，所述蒸发器与水解酸化池之间设有出水回流装置。
一种使用上述含DMF废水的零排放处理系统的方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)废水经管网排入废水调节池进行均质调节，通过变频加药系统向废水调节池中补充废水中缺乏的碳源、氮源和磷源，将碳源、氮源和磷源的比例调节至COD：N：P＝100～500:5:1，并通过变频加药系统向废水投加用于调节PH的碱液，将废水的PH调至6～8；
(2)废水调节池的出水泵入EGSB反应器，EGSB反应器将有毒有机污染物在厌氧条件下降解，EGSB反应器产生的沼气通过汽水分离器分离；
(3)EGSB反应器出水通过加入碱液将出水PH调至11后进入氨吹脱塔，氨吹脱塔通过鼓风去除废水中的氨氮，氨吹脱塔的产水回流至废水调节池；
(4)氨吹脱塔出水进入水解酸化池，水解酸化池对进入的废水进行均质调节，将碳源、氮源和磷源的比例调节至COD：N：P＝100～500:5:1、PH＝4～9，进一步降解大分子、难降解、有毒的有机污染物，提高废水B/C；
(5)水解酸化池出水依次进入一级好氧池、一级缺氧池和外置MBR系统，通过变频加药系统向一级好氧池中投入碱液将废水PH调至7，且通过变频加药系统向一级缺氧池中补充废水中缺乏的碳源，将废水中的BOD和TKN比例调至BOD：TKN≥4:1，有机污染物在一级好氧池前端被好氧微生物降解为二氧化碳、水及其他的无机盐，氨态氮在一级好氧池后端通过硝化细菌作用转化为硝态氮，硝态氮则在一级缺氧池中通过异养反硝化细菌的作用下转化为氮气；一级缺氧池出水进入外置MBR系统，出水中残存的有机污染物被二级好氧池中的异养好氧微生物进一步去除，出水中残留的氨态氮也被氧化成硝态氮，同时外置MBR系统排出的污泥回流至水解酸化池和一级缺氧池，且回流比为100％～400％，剩余未回流的污泥经污泥浓缩池浓缩后由污泥压滤机压滤脱水后外运处置；
(6)外置MBR系统的出水泵入一级RO系统和浓水反渗透系统，一级RO系统产水可作为回用水回用至企业生产系统，浓水排入浓水反渗透系统进一步浓缩，浓缩后的浓水进入蒸发器，浓水反渗透系统的产水回流至水解酸化池；蒸发器将浓水反渗透系统中的水分蒸发分离，残余浓液外运处置，且蒸发出来的水分冷凝后也回流至水解酸化池。
本发明的有益效果为：
本发明结合生化法、膜处理法、蒸发法等技术，将高浓度有机废水有效降低，大部分产水可作为回用水满足厂区使用，其余浓水通过蒸发结晶后当做固废处置，达到废水零排放目标，是一个变污为宝，循环利用的废水处理工艺技术。
附图说明
图1是本发明的工艺流程示意图。
附图标记说明
1-废水调节池、2-EGSB反应器、3-氨吹脱塔、4-水解酸化池、5-一级好氧池、6-一级缺氧池、7-外置MBR系统、8-一级RO系统、9-浓水反渗透系统、10-蒸发器、11-污泥浓缩池、12-污泥压滤机。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。
如图1所示，一种含DMF废水的零排放处理系统，包括依次连通的废水调节池1、EGSB反应器2、氨吹脱塔3、水解酸化池4、一级好氧池5、一级缺氧池6、外置MBR系统7、一级RO(反渗透)系统8、浓水反渗透(NRO)系统9、蒸发器10。废水调节池1与氨吹脱塔3之间设有出水回流装置，浓水反渗透系统9与水解酸化池4之间设有出水回流装置，蒸发器10与水解酸化池4之间设有出水回流装置。外置MBR系统7包括二级好氧池和外置膜生物反应器。外置MBR系统7连通有污泥浓缩池11，污泥浓缩池11连通有污泥压滤机12。
本发明的污水处理流程为：废水调节池+EGSB反应器+氨吹脱+水解酸化+O/A/O+外置膜生物反应器+一级RO系统+NRO系统+蒸发工艺，达到废水零排放，盐浆和污泥外置。
本发明中：
EGSB(膨胀颗粒污泥床)反应器用来将DMF等有机污染物在厌氧条件下降解，大幅降低后续系统的有机负荷，同时可部分打开苯环类、杂环类有机物的环状分子链，降低后续处理难度。
氨吹脱塔3用来降低EGSB反应器出水中的氨氮浓度，降低后续系统脱氮负荷。
水解酸化池4用来进一步降解有机污染物质，尤其是难降解有机物可通过微生物被部分水解为易降解的小分子有机物，提高废水B/C。
一级好氧池5中，有机污染物在一级好氧池前端被异养好氧微生物降解为二氧化碳、水及其他的无机盐，从而使有机污染物降低至极低水平；氨态氮则在一级好氧池的中后端在硝化细菌作用下转化为硝态氮，维持满足硝化细菌生长的污泥龄，从而能保证良好的硝化效果。
一级缺氧池6中，硝态氮在异养反硝化细菌的作用下被转化为氮气。
外置MBR系统(二级好氧池+外置膜生物反应器)中，一级缺氧池6出水残存的少量有机污染物被二级好氧池中的好氧微生物进一步去除；外置MBR系统7工艺大大提高了系统内活性污泥浓度，部分未被降解的难降解有机物可被吸附于活性污泥上，在生化系统内长时间停留，被微生物反复作用，提高对难降解有机物的去除率。同时，一级缺氧池6出水残留的少量氨态氮也被氧化成硝态氮，提高了后续膜系统对总氮的去除率。外置膜生物反应器运行所必需的高倍率错流量回流至生化系统前段，形成混合液内循环，强化系统生物脱氮能力。
一级RO系统8用来将外置MBR系统7产水经浓缩过滤后，产水可作为回用水回用至企业生产系统，浓水进入NRO系统进一步浓缩。
浓水反渗透系统(NRO)采用特殊的耐污染反渗透膜，将一级RO系统浓水成倍浓缩，降低浓水反渗透系统9的浓水产量，降低蒸发系统的处理量；产水回流至水解酸化池4。
蒸发器10将进入的浓水反渗透系统9浓水绝大多数水分蒸发分离，残余少量蒸发浓液外运处置，蒸发出来的水分冷凝后也回流至水解酸化池4进行处理。
一种使用上述含DMF废水的零排放处理系统的方法，包括以下步骤：
(1)废水经管网排入废水调节池1进行均质调节，通过变频加药系统向废水调节池1中补充废水中缺乏的营养盐即碳源、氮源和磷源(碳源为乙酸钠、氮源为尿素、磷源为磷酸盐，使得调节后的COD：N：P＝100～500:5:1)并投加用于调节PH的碱液(将废水调节至PH＝6.0～8.0)，保证后续生化系统的稳定运行。为降低废水调节池1调整pH所投加的碱液，将后续氨吹脱塔3出水1：1回流至此池。
(2)废水调节池1出水泵入EGSB反应器2将DMF等有机污染物在厌氧条件下降解，同时打开一部分苯环类、杂环类有机物的环状分子链，大幅降低后续系统的有机负荷，降低后续处理难度，且EGSB反应器2产生的沼气通过汽水分离器分离；
(3)EGSB反应器2出水通过加入碱液调节PH＝11后进入氨吹脱塔3，氨吹脱塔3通过鼓风去除氨氮，降低后续系统脱氮负荷，氨吹脱塔3的产水回流至废水调节池1。
(4)氨吹脱塔3出水进入水解酸化池4，同时NRO和蒸发器10的产水也回流至水解酸化池4。水解酸化池4对进入的废水进行均质调节(将碳源、氮源和磷源的比例调节至COD：N：P＝100～500:5:1、PH＝4.0～9.0)，进一步降解大分子、难降解、有毒的有机污染物，提高废水B/C。
(5)水解酸化池4出水依次进入一级好氧池5、一级缺氧池6和O/A/O+外置膜生物反应器进行脱氮和降低COD，通过变频加药系统分别向一级好氧池5投入碱液调至PH＝7左右，且通过变频加药系统向一级缺氧池6中补充废水中缺乏的碳源，将营养物质比例调至BOD：TKN(凯氏氮)≥4:1。有机污染物在一级好氧池5前端被好氧微生物降解为二氧化碳、水及其他的无机盐，氨态氮在一级好氧池5后端通过硝化细菌作用转化为硝态氮，硝态氮则在一级缺氧池6中通过异养反硝化细菌的作用下转化为氮气；一级缺氧池6出水进入外置MBR系统7，出水中残存的少量有机污染物被二级好氧池中的好氧微生物进一步去除，出水中残留的少量氨态氮也被氧化成硝态氮，同时外置MBR系统7排出的污泥回流至水解酸化池4和一级缺氧池6，且回流比为100～400％，剩余未回流的污泥经污泥浓缩池11浓缩后由污泥压滤机12压滤脱水后外运处置。
(6)外置MBR系统7的出水泵入一级RO系统8和浓水反渗透系统9，一级RO产水可作为回用水回用至厂区生产系统，浓水排入浓水反渗透系统9进一步浓缩，浓缩后的浓水进入蒸发器10，浓水反渗透系统9的产水回流至水解酸化池4；蒸发器10将浓水反渗透系统9中的水分蒸发分离，残余浓液外运处置，且蒸发出来的水分冷凝后也回流至水解酸化池4进行处理。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种含DMF废水的零排放处理系统，其特征在于：包括依次连通的废水调节池(1)、EGSB反应器(2)、氨吹脱塔(3)、水解酸化池(4)、一级好氧池(5)、一级缺氧池(6)、外置MBR系统(7)、一级RO系统(8)、浓水反渗透系统(9)、蒸发器(10)，所述外置MBR系统(7)包括二级好氧池和外置膜生物反应器，且所述外置MBR系统(7)连通有污泥浓缩池(11)，所述污泥浓缩池(11)连通有污泥压滤机(12)。
2.如权利要求1所述的一种含DMF废水的零排放处理系统，其特征在于：所述废水调节池(1)与氨吹脱塔(3)之间设有出水回流装置。
3.如权利要求1所述的一种含DMF废水的零排放处理系统，其特征在于：所述浓水反渗透系统(9)与水解酸化池(4)之间设有出水回流装置。
4.如权利要求1所述的一种含DMF废水的零排放处理系统，其特征在于：所述蒸发器(10)与水解酸化池(4)之间设有出水回流装置。
5.一种基于权利要求1～4任一项所述的一种含DMF废水的零排放处理系统的方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)废水经管网排入废水调节池(1)进行均质调节，通过变频加药系统向废水调节池(1)中补充废水中缺乏的碳源、氮源和磷源，将碳源、氮源和磷源的比例调节至COD：N：P＝100～500:5:1，并通过变频加药系统向废水投加用于调节PH的碱液，将废水的PH调至6～8；
(2)废水调节池(1)的出水泵入EGSB反应器(2)，EGSB反应器(2)将有毒有机污染物在厌氧条件下降解，EGSB反应器(2)产生的沼气通过汽水分离器分离；
(3)EGSB反应器(2)出水通过加入碱液将出水PH调至11后进入氨吹脱塔(3)，氨吹脱塔(3)通过鼓风去除废水中的氨氮，氨吹脱塔(3)的产水回流至废水调节池(1)；
(4)氨吹脱塔(3)出水进入水解酸化池(4)，水解酸化池(4)对进入的废水进行均质调节，将碳源、氮源和磷源的比例调节至COD：N：P＝100～500:5:1、PH＝4～9，进一步降解大分子、难降解、有毒的有机污染物，提高废水B/C；
(5)水解酸化池(4)出水依次进入一级好氧池(5)、一级缺氧池(6)和外置MBR系统(7)，通过变频加药系统向一级好氧池(5)中投入碱液将废水PH调至7，且通过变频加药系统向一级缺氧池(6)中补充废水中缺乏的碳源，将废水中的BOD和TKN比例调至BOD：TKN≥4:1，有机污染物在一级好氧池(5)前端被好氧微生物降解为二氧化碳、水及其他的无机盐，氨态氮在一级好氧池(5)后端通过硝化细菌作用转化为硝态氮，硝态氮则在一级缺氧池(6)中通过异养反硝化细菌的作用下转化为氮气；一级缺氧池(6)出水进入外置MBR系统(7)，出水中残存的有机污染物被二级好氧池中的异养好氧微生物进一步去除，出水中残留的氨态氮也被氧化成硝态氮，同时外置MBR系统(7)排出的污泥回流至水解酸化池(4)和一级缺氧池(6)，且回流比为100％～400％，剩余未回流的污泥经污泥浓缩池(11)浓缩后由污泥压滤机(12)压滤脱水后外运处置；
(6)外置MBR系统(7)的出水泵入一级RO系统(8)和浓水反渗透系统(9)，一级RO系统(8)产水可作为回用水回用至企业生产系统，浓水排入浓水反渗透系统(9)进一步浓缩，浓缩后的浓水进入蒸发器(10)，浓水反渗透系统(9)的产水回流至水解酸化池(4)；蒸发器(10)将浓水反渗透系统(9)中的水分蒸发分离，残余浓液外运处置，且蒸发出来的水分冷凝后也回流至水解酸化池(4)。
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