CN108218136A - 一种高浓度废水处理系统及处理方法 - Google Patents

一种高浓度废水处理系统及处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高浓度废水处理系统，简化了处理设备的复杂程度，降低了一次性设备投资和后期维护使用费用，从而降低了投资、使用和维保成本；再则，本发明最终排出的废水能够达到排放要求，不仅有利于较大程度的减少废水处理成本，而且符合现今节能环保的生产要求，对于生产企业来说，更具有很好的长期应用和推广应用价值。另外，本发明提供的高浓度废水处理方法，能够实现高浓度废水的系统化处理，本发明能够将最终处理后的污染物，进行固液分离，固体污染物便于转运处理，且最终排出的废水也能够达到排放要求，能够大大降低成产者的生产成本，还有利于环保节能。

Description

一种高浓度废水处理系统及处理方法
技术领域
本发明涉及水处理技术领域，特别是一种高浓度废水处理系统及处理方法。
背景技术
在汽车涂装废水中，有一类废水，其废水浓度COD高于10000mg/L，如：发动机乳化液、机加工切削液、涂装超滤液等，采用普通的废水物理絮凝沉淀法和生物处理法均无法处理合格，需要特殊的处理工艺和设备才能处理。
如图1所示，目前的高浓度废水的处理系统如下：废水连续流入废水储存池100中，利用提升泵200将废水储存池100中的废水提升入陶瓷膜超滤处理系统300内。通过陶瓷膜超滤处理系统300将高浓度废水分离为达标的废水和更高浓度的浓液，浓液再以危险废弃物的方式交由政府环保部门处理。
目前的高浓度废水处理系统存在以下缺陷：
1、陶瓷膜超滤系统一次性投资高，后期更换陶瓷膜的成本高，维护复杂；
2、处理后的浓液作为危险废弃物处理，处理成本高，且处理后浓液浓度进一步升高，需要转移到政府环保部门的设备进行后续处理，增加了转运成本。
发明内容
本发明的目的是提供一种高浓度废水处理系统及处理方法，以解决现有技术中的不足，它能够降低投资成本和维保成本，而且将废水进行固液分离，分别处理并达标排放。
本发明提供了一种高浓度废水处理系统，包括通过管道依次连通的废水储存池、一级提升泵、一级絮凝反应槽、一级竖流沉淀池、二级提升泵、微电解反应器、二级絮凝反应槽、二级竖流沉淀池、生物暴气池，
所述一级絮凝反应槽内设置有用于搅拌废水的一级搅拌器，
所述二级絮凝反应槽内设置有用于搅拌废水的二级搅拌器，
所述生物暴气池连接有用于输送氧气的压缩空气管，
所述的高浓度废水处理系统还包括污泥浓缩池、污泥压滤机和污泥小车，所述一级竖流沉淀池和二级竖流沉淀池均通过管道连通至污泥浓缩池，污泥浓缩池通过管道与污泥压滤机相连，污泥压滤机的排出口可与用于接收污泥的污泥小车对接。
一种高浓度废水处理方法，采用上述的高浓度废水处理系统，具体包括以下步骤：
将废水输送到废水储存池中存储；
将废水储存池存储的废水通过一级提升泵提升进入一级絮凝反应槽内；
通过一级搅拌器对一级絮凝反应槽内的废水进行搅拌，同时，向一级絮凝反应槽内加入絮凝剂，使得废水发生絮凝反应；
将一级絮凝反应槽中反应后的废水输送至一级竖流沉淀池内，通过一级竖流沉淀池对废水进行处理，使得废水中的污泥与废水分离；
将一级竖流沉淀池内分离出的废水通过二级提升泵提升进入微电解反应器中，进行微电解反应；
微电解反应器中反应后的废水通过重力作用输送到二级絮凝反应槽内；
通过二级搅拌器对二级絮凝反应槽中的废水进行搅拌，同时，向二级絮凝反应槽内加入絮凝剂，使得废水发生絮凝反应；
将二级絮凝反应槽中反应后的废水输送到二级竖流沉淀池内，通过二级竖流沉淀池对废水进行处理，使得废水中的污泥与废水分离；
将二级竖流沉淀池内分离出的废水通过重力作用输送到生物暴气池中，并通过压缩空气管向生物暴气池提供氧气，使得废水在生物暴气池中进行好氧微生物反应，当废水达到排放标准后排放。
如上所述的高浓度废水处理方法，其中，优选的是，所述的好氧微生物反应为：生物曝气池内放置有好氧微生物，通过压缩空气管向生物曝气池内的微生物提供氧气，由微生物将废水中的有机污染物分解成水、二氧化碳、无机盐和能量。
如上所述的高浓度废水处理方法，其中，优选的是，所述的高浓度废水处理方法还包括：将一级竖流沉淀池和二级竖流沉淀池内分离出的污泥通过重力排放到污泥浓缩池中，进行沉降浓缩，再通过污泥压滤机压缩成干污泥，干污泥存储在污泥小车中。
如上所述的高浓度废水处理方法，其中，优选的是，所述的絮凝剂包括由聚合氧化铝配制成的水溶液。
如上所述的高浓度废水处理方法，其中，优选的是，在所述的“通过一级搅拌器对一级絮凝反应槽内的废水进行搅拌”的同时，还向一级絮凝反应槽内加入助凝剂。
如上所述的高浓度废水处理方法，其中，优选的是，所述的助凝剂包括含有聚丙烯酰胺的药剂。
与现有技术相比，本发明提供的高浓度废水处理系统，简化了处理设备的复杂程度，降低了一次性设备投资和后期维护使用费用，从而降低了投资、使用和维保成本；再则，本发明最终排出的废水能够达到排放要求，不仅有利于较大程度的减少废水处理成本，而且符合现今节能环保的生产要求，对于生产企业来说，更具有很好的长期应用和推广应用价值。
另外，本发明提供的高浓度废水处理方法，能够实现高浓度废水的系统化处理，本发明能够将最终处理后的污染物，进行固液分离，固体污染物便于转运处理，且最终排出的废水也能够达到排放要求，能够大大降低成产者的生产成本，还有利于环保节能。
附图说明
图1是现有技术中提供的高浓度废水处理系统的原理图；
图2是本发明的实施例提供的高浓度废水处理系统的原理图；
图3是本发明的实施例提供的高浓度废水处理方法的流程图。
附图标记说明：100-废水存储池，200-提升泵，300-陶瓷膜超滤处理系统，1-废水储存池，2-一级提升泵，3-一级絮凝反应槽，4-一级搅拌器，5-一级竖流沉淀池，6-二级提升泵，7-微电解反应器，8-二级搅拌器，9-二级絮凝反应槽，10-二级竖流沉淀池，11-生物暴气池，12-压缩空气管，13-污泥浓缩池，14-污泥压滤机，15-污泥小车。
具体实施方式
下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
如图2所示，本发明的实施例提供了一种高浓度废水处理系统，包括通过管道依次连通的废水储存池1、一级提升泵2、一级絮凝反应槽3、一级竖流沉淀池5、二级提升泵6、微电解反应器7、二级絮凝反应槽9、二级竖流沉淀池10、生物暴气池11，所述一级絮凝反应槽3内设置有用于搅拌废水的一级搅拌器4，所述二级絮凝反应槽9内设置有用于搅拌废水的二级搅拌器8，所述生物暴气池11连接有用于输送氧气的压缩空气管12。
所述的高浓度废水处理系统还包括污泥浓缩池13、污泥压滤机14和污泥小车15，所述一级竖流沉淀池5和二级竖流沉淀池10均通过管道连通至污泥浓缩池13，污泥浓缩池13通过管道与污泥压滤机14相连，污泥压滤机14的排出口可与用于接收污泥的污泥小车15对接。
其中，废水储存池1具有储存废水的作用；一级提升泵2用于将废水从废水储存池1提升到一级絮凝反应槽3中；在一级絮凝反应槽3和二级絮凝反映槽9中添加含有聚合氯化铝和聚丙烯酰胺的药剂，均能够使废水发生絮凝反应；一级搅拌器4和二级搅拌器8均是用于促进药剂与废水充分混合的搅拌设备；一级竖流沉淀池5和二级竖流沉淀池10，均是用于将废水与絮凝反应后的悬浮物沉降分离，废水从上部通过泵提升到下道工序的设备中，悬浮物在自身重力作用下沉淀到竖流沉淀池(一级竖流沉淀池5和/或二级竖流沉淀池10)的底部，再通过上部水的静压力将沉降的悬浮物挤压到污泥浓缩池13内；二级提升泵6，用于将废水从竖流沉淀池5中提升到微电解反应器7中；微电解反应器7，用于接收二级提升泵6提升过来的废水并对废水进行微电解反应；生物暴气池11，用于对由二级竖流沉淀池10流过来的废水进行好氧微生物反应，氧气通过厂区压缩空气提供；压缩空气管12的一端连接厂区压缩空气主管路，另一端与生物暴气池11的底部连通，用于为好氧微生物提供氧气；污泥浓缩池13，用于储存竖流沉淀池(一级竖流沉淀池5和/或二级竖流沉淀池10)排放的污泥，所述的污泥是对絮凝反应后产生的悬浮物在竖流沉淀池中沉淀后的沉淀物的称呼；污泥压滤机14，是将上述的污泥进行脱水的设备，从而去除污泥中含有的水分，让污泥干燥固化；污泥小车15，是一种用于将污泥进行流转的设备，从而便于将干燥固化后的污泥转运至相应的地方进行填埋处理。
本实施例提供的高浓度废水处理系统，用常规的处理设备实现特种设备的处理效果，设备一次性投入少，后期维护使用成本低，简化了处理设备的复杂程度，降低了一次性设备投资和后期维护使用费用，从而降低了投资、使用和维保成本；再则，本发明最终排出的废水能够达到排放要求，不仅有利于较大程度的减少废水处理成本，而且符合现今节能环保的生产要求，对于生产企业来说，更具有很好的长期应用和推广应用价值。
如图3所示，本实施例还提供了一种高浓度废水处理方法，该处理方法采用上述的高浓度废水处理系统，具体包括以下步骤：
将废水输送到废水储存池1中存储；
将废水储存池1存储的废水通过一级提升泵2提升进入一级絮凝反应槽3内；
通过一级搅拌器4对一级絮凝反应槽3内的废水进行搅拌，同时，向一级絮凝反应槽3内加入絮凝剂，使得废水发生絮凝反应；
将一级絮凝反应槽3中反应后的废水输送至一级竖流沉淀池5内，通过一级竖流沉淀池5对废水进行处理，使得废水中的污泥与废水分离；
将一级竖流沉淀池5内分离出的废水通过二级提升泵6提升进入微电解反应器7中，进行微电解反应；
将微电解反应器7中反应后的废水通过重力作用输送到二级絮凝反应槽9内；
通过二级搅拌器8对二级絮凝反应槽9中的废水进行搅拌，同时，向二级絮凝反应槽9内加入絮凝剂，使得废水发生絮凝反应；
将二级絮凝反应槽9中反应后的废水输送到二级竖流沉淀池10内，通过二级竖流沉淀池10对废水进行处理，使得废水中的污泥与废水分离；
将二级竖流沉淀池10内分离出的废水通过重力作用输送到生物暴气池11中，并通过压缩空气管12向生物暴气池11提供氧气，使得废水在生物暴气池11中进行好氧微生物反应，使废水达到排放标准排放。
本实施例优选的是，所述的高浓度废水处理方法还包括：将一级竖流沉淀池5和二级竖流沉淀池10内分离出的污泥通过重力排放到污泥浓缩池13中，进行沉降浓缩，再通过污泥压滤机14压缩成干污泥，干污泥存储在污泥小车15中。
本实施例优选的是，所述的絮凝剂包括由聚合氧化铝配制成的水溶液。
本实施例优选的是，在所述的“通过一级搅拌器4对一级絮凝反应槽3内的废水进行搅拌”的同时，还向一级絮凝反应槽3内加入助凝剂。
本实施例优选的是，所述的助凝剂包括含有聚丙烯酰胺的药剂。
其中，絮凝反应的原理为：即选用絮凝剂(比如由聚合氯化铝配制成水溶液)加入到废水中，便会产生压缩双电层，使废水中的悬浮微粒失去稳定性，胶粒物相互凝聚使微粒增大，形成絮凝体、矾花。当絮凝体增大到一定体积后即会在重力作用下脱离水而沉淀，从而去除废水中的大量悬浮物，从而达到对废水进行固液分离的效果。为提高分离效果，适时、适量加入助凝剂PAM(聚丙烯酰胺)。
其中，竖流沉淀池(即一级竖流沉淀池5或二级竖流沉淀池10)的工作原理为：竖流沉淀池又称立式沉淀池，是一种在工作过程中池中废水竖向流动的沉淀池。池体平面图形为圆形或方形，废水通过设置在池中心的进水管自上而下进入池内，管下设伞形挡板使废水在池中均匀分布后沿整个过水断面缓慢上升，悬浮物沉降进入池底的锥形沉泥斗中，处理后的较为澄清的废水会从池四周沿周边的溢流堰流出。需要说明的是，一级竖流沉淀池5和二级竖流沉淀池10的工作原理相同，可以采用相同规格的设备，也可以根据实际应用使用不同规格的设备，只要能够实现上述功能即可。
其中，微电解反应的原理为：微电解的基本原理是利用铁屑中的铁和焦炭中的炭组分构成微小原电池的正极和负极，以充入的废水为电解质溶液，从而发生氧化还原反应，进而形成原电池。
在上述的微电解反应的反应过程中，铁粉和焦炭构成了完整的回路，在它的表面上，电流在成千上万个细小的微电池内流动。铁粉作为阳极被腐蚀，而焦炭则作为阴极。
其中，阳极反应的反应式为：
Fe-2e→Fe2+E0(Fe2+/Fe)＝-0.44V
其中，阴极反应的反应式为：
2H++2e→H2E0(H+/H2)＝0.00V
进一步地，当有O2时的反应式为：
O2+4H++4e→2H2O E0(O2)＝1.23V
O2+2H2O+4e-→4OH-E0(O2/OH-)＝0.40V
微电解过程中，电极反应产物具有较高的化学活性，其中新产生的Fe2+能与废水中许多污染物组分发生氧化还原作用，破坏其原有分子型式；使大分子物质分解为小分子的中间体；使某些难以被生化降解的化学物质转变成容易被生化处理的物质，提高废水的可生化性。
微电解反应过程中，新产生的氢能与废水中的多种组分发生氧化－还原反应，破坏有色物质的发色结构，阳极新产生的氢氧化亚铁和氢氧化铁具有较高的吸附－絮凝能力，因而，与单纯混凝法相比，不仅脱色效果好，而且也可明显地提高废水的可生化性，为进一步进行生化处理创造了有利条件。
废水中的有机和无机污染物(如重金属离子、悬浮物等)被吸附到氢氧化亚铁和氢氧化铁絮体上。电化学废水处理过程中污染物去除的4种机理即氢氧化亚铁和氢氧化铁絮体表面的络合作用和静电吸引作用。
另外，大分子难降解分子中通常含有C＝C键和N＝N键。电化学过程中催化加氢和还原作用会使C＝C键和N＝N键被破坏。废水内电解处理过程中既有氧化作用也有还原作用。
其中，好氧微生物反应的原理为：通过压缩空气管12向生物曝气池11内的微生物提供氧气，在氧气的作用下，微生物将废水中的有机污染物分解成水、二氧化碳、无机盐和能量。分解的水、二氧化碳、无机盐和能量为微生物自身繁殖、活动提供原料和能量，从而达到可持续的净化废水的效果。
本实施例提供的高浓度废水处理方法，在处理后废水达标的前提条件下，污染物转移到固态的污泥中，便于后续填埋处理；能够实现高浓度废水的系统化处理，本发明能够将最终处理后的污染物，进行固液分离，固体污染物便于转运处理，且最终排出的废水也能够达到排放要求，能够大大降低成产者的生产成本，还有利于环保节能。
以上依据图式所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本发明的较佳实施例，但本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种高浓度废水处理系统，其特征在于，包括通过管道依次连通的废水储存池(1)、一级提升泵(2)、一级絮凝反应槽(3)、一级竖流沉淀池(5)、二级提升泵(6)、微电解反应器(7)、二级絮凝反应槽(9)、二级竖流沉淀池(10)、生物暴气池(11)，
所述一级絮凝反应槽(3)内设置有用于搅拌废水的一级搅拌器(4)，
所述二级絮凝反应槽(9)内设置有用于搅拌废水的二级搅拌器(8)，
所述生物暴气池(11)连接有用于输送氧气的压缩空气管(12)，
所述的高浓度废水处理系统还包括污泥浓缩池(13)、污泥压滤机(14)和污泥小车(15)，所述一级竖流沉淀池(5)和二级竖流沉淀池(10)均通过管道连通至污泥浓缩池(13)，污泥浓缩池(13)通过管道与污泥压滤机(14)相连，污泥压滤机(14)的排出口可与用于接收污泥的污泥小车(15)对接。
2.一种高浓度废水处理方法，其特征在于，采用权利要求1所述的高浓度废水处理系统，具体包括以下步骤：
将废水输送到废水储存池(1)中存储；
将废水储存池(1)存储的废水通过一级提升泵(2)提升进入一级絮凝反应槽(3)内；
通过一级搅拌器(4)对一级絮凝反应槽(3)内的废水进行搅拌，同时，向一级絮凝反应槽(3)内加入絮凝剂，使得废水发生絮凝反应；
将一级絮凝反应槽(3)中反应后的废水输送至一级竖流沉淀池(5)内，通过一级竖流沉淀池(5)对废水进行处理，使得废水中的污泥与废水分离；
将一级竖流沉淀池(5)内分离出的废水通过二级提升泵(6)提升进入微电解反应器(7)中，进行微电解反应；
将微电解反应器(7)中反应后的废水通过重力作用输送到二级絮凝反应槽(9)内；
通过二级搅拌器(8)对二级絮凝反应槽(9)中的废水进行搅拌，同时，向二级絮凝反应槽(9)内加入絮凝剂，使得废水发生絮凝反应；
将二级絮凝反应槽(9)中反应后的废水输送到二级竖流沉淀池(10)内，通过二级竖流沉淀池(10)对废水进行处理，使得废水中的污泥与废水分离；
将二级竖流沉淀池(10)内分离出的废水通过重力作用输送到生物暴气池(11)中，并通过压缩空气管(12)向生物暴气池(11)提供氧气，使得废水在生物暴气池(11)中进行好氧微生物反应，当废水达到排放标准后排放。
3.根据权利要求2所述的高浓度废水处理方法，其特征在于，所述的高浓度废水处理方法还包括：将一级竖流沉淀池(5)和二级竖流沉淀池(10)内分离出的污泥通过重力排放到污泥浓缩池(13)中，进行沉降浓缩，再通过污泥压滤机(14)压缩成干污泥，干污泥存储在污泥小车(15)中。
4.根据权利要求2所述的高浓度废水处理方法，其特征在于，所述的好氧微生物反应为：生物暴气池(11)内放置有好氧微生物，通过压缩空气管(12)向生物暴气池(11)内的微生物提供氧气，由微生物将废水中的有机污染物分解成水、二氧化碳、无机盐和能量。
5.根据权利要求2所述的高浓度废水处理方法，其特征在于，所述的絮凝剂包括由聚合氧化铝配制成的水溶液。
6.根据权利要求2所述的高浓度废水处理方法，其特征在于，在所述的“通过一级搅拌器(4)对一级絮凝反应槽(3)内的废水进行搅拌”的同时，还向一级絮凝反应槽(3)内加入助凝剂。
7.根据权利要求6所述的高浓度废水处理方法，其特征在于，所述的助凝剂包括含有聚丙烯酰胺的药剂。
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