CN108083565A - 一种化工生化尾水深度处理工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及化工生化尾水深度处理领域，更具体地，涉及一种化工生化尾水深度处理工艺，处理系统包括依次连接的pH调节池、PAC反应器和膜分离装置。本发明在曝气条件下通过PAC吸附与微生物降解的双重作用，实现了化工生化尾水中难降解有机物的去除，并通过优势菌群降解污染物从而实现PAC的快速再生及循环使用，再生周期快，耐负荷冲击能力强，操作管理方便，运行费用低廉，同时具有一定的解毒功能；污泥沉降性能好，基本无剩余污泥产生，出水可以达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918‑2002）一级A排放标准。

Description

一种化工生化尾水深度处理工艺
技术领域
本发明涉及化工生化尾水处理领域，更具体地，涉及一种化工生化尾水进行深度处理的工艺。
背景技术
目前，水资源的紧缺及污染物的排放，已成为化工(煤化工、石油化工、表面处理、精细化工等)行业发展的制约性因素，随着排放标准的日趋严格、排污费的日益提高，化工生化尾水的回用逐渐引起重视。但是，由于化工生化尾水的水量大，因含有大分子、稳定、难降解的长碳链有机物，处理工艺复杂，运行管理不便，影响了化工生化尾水处理与回用技术的推广应用。
我国处理化工生化尾水的方法和设备主要是延用“老三套”的方法和设备，废水经过中和池中和，隔油池去除浮油，浮选池进行浮选，然后经过曝气池进行生化处理，最后经过砂滤池过滤。但由于难降解有机物、有毒污染物质的存在使得出水的COD、色度等指标仍未达到排放或回用标准，影响了出水的水质。因此，生化处理后的出水仍需进一步的处理，即进行深度处理。深度处理的方法主要有混凝沉淀、固定化生物技术、吸附法、催化氧化法及反渗透等膜处理技术。
混凝沉淀法是在生产中通常加入混凝剂如铝盐、铁盐、聚铝、聚铁和聚丙烯酰胺等来强化沉淀效果调节好适当的pH值，使废水中的悬浮物质在混凝剂作用下聚集进而在重力作用下下沉，以达到固液分离的过程，其目的是除去悬浮有机物。
吸附法是利用固体表面有吸附水中溶质及胶质的能力，当废水通过比表面积很大的固体颗粒时，水中的污染物被吸附到固体颗粒(吸附剂)上，从而去除污染物质。
高级氧化技术是在废水中产生大量的自由基·HO，自由基能够无选择性地将废水中的酚类、多环芳烃、含氮有机物等难降解有机物降解为二氧化碳和水。高级氧化技术主要包括芬顿、湿式氧化、臭氧氧化、光催化等技术，这些技术的主要差异表现在产生羟基自由基的方式不同。
上述混凝沉淀法运行费用较低，但主要是降低废水浊度，对COD、氨氮处理效果不佳；吸附法可取得较好的效果，但存在吸附剂用量大、费用高、产生二次污染等问题；高级氧化技术对废水中的多种难降解有机物去除效率较高，但系统操作复杂、运行费用高，易产生二次污染。
发明内容
为缓解当前化工企业有毒有害工业废水所带来的水资源紧缺和环境污染压力，提高水资源循环利用率，解决工业用水紧张难题，本发明提供了一种处理效果好、操作简单、运行费用低的废水深度处理工艺方法，可实现化工企业废水达标排放并尽可能减少排放甚至达到液体零排放。
为解决上述的技术问题，本发明采取以下技术方案：
一种化工生化尾水深度处理工艺，处理系统包括依次连接的pH调节池、PAC反应器和膜分离装置；处理工艺包括步骤：
S1.在化工生化尾水中投加活性污泥并在pH调节池中调节pH值后进行曝气。
S2.废水和活性污泥被泵入PAC反应器的进水槽并进入反应区中，投加PAC粉末在反应区内进行曝气，在曝气条件下通过PAC粉末吸附与微生物降解的双重作用，去除废水中的难降解有机物。
S3.废水在PAC反应器的沉淀区进行沉淀，上清液进入膜分离装置进行固液分离，出水。
化工生化尾水被泵入PAC反应器中，投加PAC粉末对废水进行处理。废水在PAC反应器的沉淀区进行沉淀，上清液进入膜分离装置进行固液分离，出水可达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A标准，另外截留的含PAC污泥可以回收返至PAC反应器中反复使用，避免流失。
进一步的，所述化工生化尾水COD浓度应不高于200mg/L。
进一步的，活性污泥先行投加，并投加少量碳酸氢钠、氢氧化钠调节pH值至7.0左右，间歇曝气反应48～60h后再投加PAC粉末。
进一步的，所述活性污泥为新鲜活性污泥，投加量为废水量的5～8％。
进一步的，所述PAC粉末为改性活性炭粉末，粒径为200～250目，碘值≥900～950mg/g，四氯化碳含量≥70％，强度≥90％，水分≤5％；改性活性炭粉末可以是煤质或木质或果壳等。
进一步的，PAC粉末一次投加量为22～25kg/m3废水，补充量为0.3～0.5kg/m3废水，补充周期为7～9个月。
进一步的，所述PAC反应器为方形反应器，用隔板隔开分为反应区和沉淀区，两者容积比为3:1，反应区的一侧上部设置了进水挡水堰板，反应区底部安装进气管和微孔曝气器；沉淀区上部为长方体，下部为倾角为45～60°的圆锥体，圆锥体底部连接有排泥管，沉淀区污泥经排泥管由循环泵抽送返至反应区内，PAC反应器在反应区一侧连接空压机，为曝气过程提供空气。
进一步的，化工生化尾水深度处理工艺曝气条件的气水比为2～2.5:1，所述曝气时间4～6h。
进一步的，化工生化尾水深度处理运行方式连续进水、连续出水，或者间歇进水、间歇出水。
进一步的，膜分离装置的膜为微滤膜、纳滤膜、超滤膜中的一种，并且所述膜分离装置中的膜组件材料为聚偏氟乙烯、纤维素或聚砜。
与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：
(1)实现有机物污染物反应时间与水力停留时间完全分开，确保难降解有机物在微生物长时间作用下得到分解去除。
(2)充分利用PAC粉末比表面积大的特点，并采用不同材质活性炭组合配比，使得PAC粉末载体对绝大部分有机物均具有较高的吸附去除率。
(3)PAC粉末再生，采用反应系统内不分离、在线微生物连续分解再生方法，实现了PAC粉末重复利用、不失效。
(4)PAC粉末与微生物构成了混合活性污泥，具有微生物数量大(MLVSS/MLSS比值约为0.80，优于常规0.65的MLVSS/MLSS比值)、活性强、种类多、沉降性能快、不易流失，几乎无剩余污泥产生。
附图说明
图1为本发明实施例提供的化工生化尾水深度处理的流程示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步阐述，实施例不能在此一一赘述，但本发明的实施方式并不因此限定于以下实施例。除非特别说明，本发明采用的材料和加工方法为本技术领域常规材料和加工方法。
实施例1
所处理的某焦化厂生化尾水水质为CODCr＝140～200mg/L，SS≤150mg/L，TN＝18～45mg/L，NH3-N＝10-25mg/L，TP＝2.5～4.5mg/L，色度80-100倍，pH＝7.0～8.5。
利用本发明实施例提供的废水水处理工艺对上述水质废水进行处理的具体步骤如下：按废水量的8％先行投加污水厂活性污泥至pH调节池，按气水比为2:1的曝气强度曝气60h，加入少量碳酸氢钠、氢氧化钠调节pH值至7.0左右。含有活性污泥的废水从pH调节池中经泵抽入PAC反应器的进水槽中，随后往PAC反应器的反应区中投加PAC粉末，一次投加量为22～25kg/m3废水，按气水比为2.5:1的曝气强度曝气6h，PAC反应器的反应区、沉淀区用隔板隔开，两者容积比为3:1，曝气后的废水进入PAC反应器的沉淀区进行沉淀4h，污泥经排泥管由回流泵抽送返至反应区底部，沉淀区上部的上清液经出水口进入膜分离装置。膜分离装置的进水口与所述PAC反应器沉淀区上部出水口相连。经所述膜分离装置分离后的含PAC混合污泥，经回流泵抽送至PAC反应器反应区底部进行使用，避免流失。对上述膜分离处理后的出水水质进行检测，水质指标为：CODCr≤38mg/L，SS≤8.0mg/L，TN≤10.0mg/L，NH3-N≤3.6mg/L，TP≤0.50mg/L，色度10-20倍，pH＝6.0～9.0。
实施例2
所处理的某精细化工企业生化尾水水质为CODCr＝170～200mg/L，SS≤120mg/L，TN＝20～38mg/L，NH3-N＝10～20mg/L，TP＝2.0～4.5mg/L，色度60～80倍，pH＝6.0～8.0。
利用本发明实施例提供的废水水处理工艺对上述水质废水进行处理的具体步骤如下：按废水量的6％先行投加污水厂活性污泥至pH调节池，按气水比为2:1的曝气强度曝气48h，加入少量碳酸氢钠、氢氧化钠调节pH值至7.0左右。含有活性污泥的废水从pH调节池中经泵抽入PAC反应器的进水槽中，随后往PAC反应器的反应区中投加PAC粉末，一次投加量为20～23kg/m3废水，按气水比为2.5:1的曝气强度曝气5h，PAC反应器的反应区、沉淀区用隔板隔开，两者容积比为3:1，曝气后的废水进入PAC反应器的沉淀区进行沉淀4h，污泥经排泥管由回流泵抽送返至反应区底部，沉淀区上部的上清液经出水口进入膜分离装置。膜分离装置的进水口与所述PAC反应器沉淀区上部出水口相连。经所述膜分离装置分离后的含PAC混合污泥，经回流泵抽送至PAC反应器反应区底部进行使用，避免流失。对上述膜分离处理后的出水水质进行检测，水质指标为：CODCr≤40mg/L，SS≤6.0mg/L，TN≤10mg/L，NH3-N≤4.0mg/L，TP≤0.30mg/L，色度小于10倍，pH＝6.0～9.0。
需要说明的是，上述实施例只是用来说明本发明的技术特征，不是用来限定本发明所请求保护的范围。与本申请发明内容部分的技术方案相同原理的，仍属本发明所请求保护的范畴。

Claims (10)

1.一种化工生化尾水深度处理工艺，其特征在于，处理系统包括依次连接的pH调节池、PAC反应器和膜分离装置；处理工艺包括步骤：
S1.在化工生化尾水中投加活性污泥并在pH调节池中调节pH值后进行曝气；
S2.废水和活性污泥被泵入PAC反应器的进水槽并进入反应区中，投加PAC粉末在反应区内进行曝气，在曝气条件下通过PAC粉末吸附与微生物降解的双重作用，去除废水中的难降解有机物；
S3.废水在PAC反应器的沉淀区进行沉淀，上清液进入膜分离装置进行固液分离，出水，其中截留的含PAC污泥回收返至PAC反应器中反复使用。
2.根据权利要求1所述的化工生化尾水深度处理工艺，其特征在于，化工生化尾水COD浓度应不高于200mg/L。
3.根据权利要求1所述的化工生化尾水深度处理工艺，其特征在于，活性污泥先行投加，并投加少量碳酸氢钠、氢氧化钠调节pH值至7.0左右，间歇曝气反应48～60h后再投加PAC粉末。
4.根据权利要求1所述的化工生化尾水深度处理工艺，其特征在于，所述活性污泥为新鲜活性污泥，投加量为废水量的5～8％。
5.根据权利要求1所述的化工生化尾水深度处理工艺，其特征在于，所述PAC粉末为改性活性炭粉末，粒径为200～250目，碘值≥900～950mg/g，四氯化碳含量≥70％，强度≥90％，水分≤5％。
6.根据权利要求1所述的化工生化尾水深度处理工艺，其特征在于，PAC粉末一次投加量为22～25kg/m3废水，补充量为0.3～0.5kg/m3废水，补充周期为7～9个月。
7.根据权利要求1所述的化工生化尾水深度处理工艺，其特征在于，所述PAC反应器为方形反应器，用隔板隔开分为反应区和沉淀区，两者容积比为3:1，反应区的一侧上部设置了进水挡水堰板，反应区底部安装进气管和微孔曝气器；沉淀区上部为长方体，下部为倾角为45～60°的圆锥体，圆锥体底部连接有排泥管，沉淀区污泥经排泥管由循环泵抽送返至反应区内，PAC反应器在反应区一侧连接空压机，为曝气过程提供空气。
8.根据权利要求1所述的化工生化尾水深度处理工艺，其特征在于，化工生化尾水深度处理工艺曝气条件的气水比为2～2.5:1，所述曝气时间4～6h。
9.根据权利要求1所述的化工生化尾水深度处理工艺，其特征在于，化工生化尾水深度处理运行方式连续进水、连续出水，或者间歇进水、间歇出水。
10.根据权利要求1至9任一项所述的化工生化尾水深度处理工艺，其特征在于，膜分离装置的膜为微滤膜、纳滤膜、超滤膜中的一种，并且所述膜分离装置中的膜组件材料为聚偏氟乙烯、纤维素或聚砜。
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