CN108358382A - 臭氧组合系统及利用其处理超滤产水或膜浓缩液的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种臭氧组合系统及利用其处理超滤产水或膜浓缩液的方法，该系统包括依次连接的原水池、第一混凝池、第一沉淀池、第二混凝池、第二沉淀池、中间水池和多段臭氧高级氧化装置和生物活性炭装置；所述的多段为至少两端，且每一段臭氧高级氧化装置和生物活性炭装置交替连接；本发明采用的处理方法和工艺，与现有技术相比具有如下优点：1)没有浓缩液产生；2)可长时间持续运行；3)设备简单；4)维护成本低；5)操作简便；6)通过设置多段式AOP塔+BAC塔，相比一段式而言，可大大减少催化剂的使用量，并提高BAC塔的处理效率。降低运行成本。

Description

臭氧组合系统及利用其处理超滤产水或膜浓缩液的方法

技术领域

本发明涉及垃圾渗滤液、工业废水深度处理领域，具体为一种臭氧组合系统及利用其处理超滤产水或膜浓缩液的方法。

背景技术

垃圾渗滤液或工业废水膜浓缩液具有污染物浓度高、成分复杂，处理难度大等特点。目前，国内垃圾渗滤液或工业废水的处理工艺多为物理处理和生物化学处理这两种方法混合处理，一般工艺为“预处理+生物处理+膜处理”，膜处理普遍采用超滤、纳滤、反渗透或其组合。

膜处理技术具有出水水质好，安全可靠，操作简单等优点，但是膜处理技术只是物理分离过程，污染物总量并未减少，在实际运用过程中，会产生原水总量30％左右的浓缩液，这些浓缩液由于其含盐量高、有机物浓度高且不易生化分解等特点，导致传统物理、化学方法很难处理；目前国内垃圾渗滤液膜浓缩液及工业废水浓缩液主要处理技术有Fenton、回喷、膜浓缩、电化学、膜蒸馏、蒸发等，但上述处理技术存在处理不彻底、设备不稳定、会产生二次污染物等问题，无法彻底解决。

发明内容

本发明针对现有技术的上述不足，提供一种将臭氧氧化用于垃圾焚烧渗滤液深度处理，以彻底解决垃圾渗滤液中膜过滤浓缩液污染治理难题的问题,即提供一种臭氧组合系统及利用其处理超滤产水或膜浓缩液的方法。

首先，本发明提供一种臭氧组合系统，该系统包括依次连接的原水池、第一混凝池、第一沉淀池、第二混凝池、第二沉淀池、中间水池和多段臭氧高级氧化装置和生物活性炭装置；所述的多段为至少两端，且每一段臭氧高级氧化装置和生物活性炭装置交替连接。

采用上述结构，通过设置多段式AOP装置+BAC装置，相比一段式而言，可大大减少催化剂的使用量，并提高BAC塔的处理效率。降低运行成本。

作为优选，所述的臭氧高级氧化装置和生物活性炭装置之间设置有出水池；采用该结构，可以将从臭氧高级氧化装置出来的水在出水池预储存，可以对处理量进行把控，同时也可以对从臭氧高级氧化装置出来的水在出水池中静置。

作为优选，所述的第一混凝池中添加酸碱调节剂、混凝剂和助凝剂对水体进行混凝沉淀。

作为优选，所述的第二混凝池中添加酸碱调节剂和助凝剂对水体进行混凝沉淀。

本发明所述的臭氧高级氧化装置连接有臭氧发生器。

本发明还提供一种利用上述臭氧组合系统处理超滤产水或膜浓缩液的方法，处理步骤包括：

首先将MBR(膜生物反应器)产水或膜浓缩液通过混凝沉淀，去除废水中的胶体颗粒；然后将混凝沉淀出水打入臭氧组合系统中，臭氧组合系统为多段臭氧高级氧化装置与生物活性炭装置相结合的系统；

具体的处理程序为先经臭氧高级氧化装置再经生物活性炭装置处理的交替处理方式：混凝沉淀出水先通过一段臭氧高级氧化装置进行处理，然后将通过臭氧高级氧化装置处理后的出水引入到一段生物活性炭装置进行处理；再将一段生物活性炭装置处理后的出水引入二段臭氧高级氧化装置中进行处理，此段臭氧高级氧化装置中利用臭氧和催化剂联合反应；然后再将处理后的出水进入二段生物活性炭装置中处理；交替进行上述过程最终出水达标。

本发明所述的混凝沉淀为向水中投加混凝剂和/或助凝剂，使水中难以沉淀的颗粒能互相聚合而形成胶体，然后与水体中的杂质结合形成更大的絮凝体，絮凝体具有强大吸附力，不仅能吸附悬浮物，还能吸附部分细菌和溶解性物质。絮凝体通过吸附，体积增大而下沉。

本发明所述的混凝剂有三氯化铁、聚合氯化铁、聚合硫酸铝等中的一种或多种；助凝剂为聚丙烯酰胺；混凝剂的投加量一般为待处理水重量的0.01～0.2％，助凝剂投加量一般为待处理水重量的0.05～0.015％，具体投加量视水质情况进行调整。

本发明所述的臭氧高级氧化装置处理以使得难分解的有机物转变为可生化小分子的易分解有机物、提高废水的可生化性，同时去除一部分COD。

本发明所述的生物活性炭装置处理为通过颗粒活性炭巨大的比表面积及发达的空隙机构对水中有机物和溶解氧吸附在一起，作为生物载体代替传统的生物填料，微生物去除小分子有机物。

本发明所述的多段臭氧高级氧化装置中的二段及以后为同时含有臭氧和催化剂联合使用。

本发明所述的多段臭氧高级氧化装置与生物活性炭装置为至少两段。

本发明所述的MBR产水或膜浓缩液混凝沉淀前先进行pH调节。

本发明所述的添加混凝剂进行混凝后进入第一沉淀池沉淀，然后再进入第二沉淀池沉淀。

本发明所述的第二沉淀池之后还设置有中间水池。

本发明所述的催化剂为双氧水。

本发明所述的臭氧高级氧化装置中臭氧投加量一般为待处理水重量的0.01～0.2％，催化剂投加量一般为待处理水重量的0.01～0.2％，具体投加量视水质情况进行调整。

本发明所述的生物活性炭装置中的活性炭填充量一般为水的日处理重量的1～10％，具体填充量视水质情况进行调整。

本发明的优点和有益效果：

本发明采用的处理方法和工艺，与现有技术相比具有如下优点：1)没有浓缩液产生；2)可长时间持续运行；3)设备简单；4)维护成本低；5)操作简便；6)通过设置多段式AOP塔+BAC塔，相比一段式而言，可大大减少催化剂的使用量，并提高BAC塔的处理效率。降低运行成本。

附图说明

附图1本发明工艺流程图。

附图2本发明臭氧组合系统结构示意图。

具体实施方式：

以下结合附图与具体实施方式对本发明做进一步描述，但是本发明不仅限于以下具体实施方式。

实施例

根据本发明附图1-2的工艺流程图可知，本发明的臭氧组合系统，该系统包括依次连接的原水池1、第一混凝池2、第一沉淀池3、第二混凝池4、第二沉淀池5、中间水池(中间池)6和多段臭氧高级氧化装置和生物活性炭装置；所述的多段为至少两端，且每一段臭氧高级氧化装置7和生物活性炭装置8交替连接。采用上述结构，通过设置多段式AOP装置+BAC装置，相比一段式而言，可大大减少催化剂的使用量，并提高BAC塔的处理效率。降低运行成本。如附图所示，本实施例采用两端臭氧高级氧化装置和生物活性炭装置，且每段臭氧高级氧化装置和生物活性炭装置之间均设置有出水池9，并通过泵抽取水进入到生物活性炭装置中，采用该结构，可以将从臭氧高级氧化装置出来的水在出水池预储存，可以对处理量进行把控，同时也可以对从臭氧高级氧化装置出来的水在出水池中静置。此外，本发明的原水池中的水也是通过泵抽取水进入到第一混凝池中。如工艺流程图1可见，尾气分解系统、污泥处理系统和PAM投加系统均是为了使得整个臭氧组合系统结构更好的允许而进行的设置划分。

本发明的第一混凝池中添加酸碱调节剂、混凝剂和助凝剂对水体进行混凝沉淀；第一混凝池中设置有搅拌桨对待处理的水和调节剂、混凝剂和助凝剂搅拌混合。本发明所述的第二混凝池中添加酸碱调节剂和助凝剂对水体进行混凝沉淀。

如附图2所示：本发明的第一混凝池和第二混凝池中均设置有搅拌桨，可以将各种物料混合均匀；第一沉淀池和第二沉淀内也同样具有搅拌桨，搅拌均匀后静置沉淀，需要消除的杂质更加充分的与试剂接触，实现沉淀。

本发明原水池中的原料通过泵和管道打入到第一混凝池中；同样，中间水池和一段臭氧高级氧化装置之间，以及臭氧高级氧化装置和生物活性炭装置之间也是通过泵和管道实现介质的传输。本发明各个装置之间通过管道连接。本发明的臭氧发生器10的出料端通过并联方式与各个臭氧高级氧化装置连接，实现臭氧的供应。

本实施例采用两段式臭氧高级氧化装置和生物活性炭装置的臭氧组合系统，最终处理后的介质从最后一段生物活性炭装置的排料口排出。

具体的实施例中，臭氧高级氧化装置为臭氧氧化反应塔，生物活性炭装置为生物活性炭反应塔。

本发明臭氧高级氧化装置中的臭氧以液氧为气源，通过臭氧发生器10产生的臭氧通入其中。

具体的利用臭氧及其组合技术处理超滤产水或膜浓缩液的方法，工艺流程图见图1，具体的它包括以下步骤：

(1)、将需要处理的膜浓缩液或超滤产水送至混凝沉淀槽，分别经过pH调节剂(pH值设定范围为3-12)、混凝槽(停留时间15-30分钟)进入第一沉淀池(1#沉淀池)进行沉淀分离(停留时间5-12小时)，出水经调节pH(pH设定范围6-12)后进入第二沉淀池(停留时间5-12小时)(2#沉淀池)，经沉淀后的水于中间水池中，然后经过泵泵入到AOP系统；

(2)、臭氧以液氧为气源(臭氧发生器产生的臭氧通入到臭氧高级氧化装置)，通过加入少量空气在臭氧发生器中制备一定浓度的臭氧(浓度为10％)，以供AOP塔使用。

(3)、在AOP1塔中沉淀池出水和臭氧按照一定比例投加(臭氧投加量一般为处理水量的0.01～0.2％)，臭氧去除一部分COD，同时提高废水的可生化性。

(4)、AOP1塔出水进入BAC1塔中，通过活性炭吸附去除部分难降解有机物，而活性炭作为生物载体代替传统的生物填料，微生物去除小分子有机物。

(5)、BAC1塔产水进入AOP2塔中，在AOP2中水和臭氧按照一定比例加入(臭氧投加量一般为处理水量的0.01～0.2％)，并加入足量双氧水H2O2作为催化剂(双氧水投加量一般为处理水量的0.01～0.2％)，产生大量羟基自由基对废水中有机成分进行氧化反应去除有机物。

(6)、AOP2塔出水进入BAC2塔中，强化去除效果，进一步去除难降解有机物。BAC2塔出水达标排放。

(7)、AOP塔出来的尾气通过尾气分解系统，将残留的臭氧分解。

采用本发明附图1-2所示的系统对水体进行处理，以有机物COD均值在2540mg/L的渗滤液纳滤浓缩液进行处理为例，经混凝沉淀处理后，第二沉淀池的上清液出水COD均值在982mg/L，再经AOP1塔(一段臭氧高级氧化装置)处理后COD均值为428mg/L，经BAC1塔(一段生物活性炭装置)处理后出水COD均值为382mg/L，经AOP2塔(二段臭氧高级氧化装置)处理后出水COD均值为108mg/L，经BAC2(二段生物活性炭装置)塔处理后出水COD均值为72mg/L，满足《生活垃圾填埋场控制标准》(GB 16889-2008)所要求的COD排放要求。

Claims (10)

1.一种臭氧组合系统，该系统包括依次连接的原水池、第一混凝池、第一沉淀池、第二混凝池、第二沉淀池、中间水池和多段臭氧高级氧化装置和生物活性炭装置；所述的多段为至少两端，且每一段臭氧高级氧化装置和生物活性炭装置交替连接。

2.根据权利要求1所述的臭氧组合系统，其特征在于：所述的臭氧高级氧化装置和生物活性炭装置之间设置有出水池。

3.根据权利要求1所述的臭氧组合系统，其特征在于：所述的第一混凝池中添加酸碱调节剂、混凝剂和助凝剂对水体进行混凝沉淀。

4.根据权利要求3所述的臭氧组合系统，其特征在于：所述的第二混凝池中添加酸碱调节剂和助凝剂对水体进行混凝沉淀。

5.一种利用臭氧组合系统处理超滤产水或膜浓缩液的方法，其特征在于：处理步骤包括：

首先将MBR产水或膜浓缩液通过混凝沉淀，去除废水中的胶体颗粒；然后将混凝沉淀出水打入臭氧组合系统中，臭氧组合系统为多段臭氧高级氧化装置与生物活性炭装置相结合的系统；

具体的处理程序为先经臭氧高级氧化装置再经生物活性炭装置处理的交替处理方式：混凝沉淀出水先通过一段臭氧高级氧化装置进行处理，然后将通过臭氧高级氧化装置处理后的出水引入到一段生物活性炭装置进行处理；再将一段生物活性炭装置处理后的出水引入二段臭氧高级氧化装置中进行处理，此段臭氧高级氧化装置中利用臭氧和催化剂联合反应；然后再将处理后的出水进入二段生物活性炭装置中处理；交替进行上述过程最终出水达标。

6.根据权利要求5所述的利用臭氧组合系统处理超滤产水或膜浓缩液的方法，其特征在于：所述的混凝剂有三氯化铁、聚合氯化铁、聚合硫酸铝等中的一种或多种；助凝剂为聚丙烯酰胺；混凝剂的投加量为待处理水重量的0.01～0.2％，助凝剂投加量一般为待处理水重量的0.05～0.015％。

7.根据权利要求5所述的利用臭氧组合系统处理超滤产水或膜浓缩液的方法，其特征在于：所述的多段臭氧高级氧化装置中的二段及以后为同时含有臭氧和催化剂联合使用。

8.根据权利要求5所述的利用臭氧组合系统处理超滤产水或膜浓缩液的方法，其特征在于：所述的多段臭氧高级氧化装置与生物活性炭装置为至少两段。

9.根据权利要求5所述的利用臭氧组合系统处理超滤产水或膜浓缩液的方法，其特征在于：所述的MBR产水或膜浓缩液混凝沉淀前先进行pH调节；所述的添加混凝剂进行混凝后进入第一沉淀池沉淀，然后再进入第二沉淀池沉淀；所述的第二沉淀池之后还设置有中间水池。

10.根据权利要求5所述的利用臭氧组合系统处理超滤产水或膜浓缩液的方法，其特征在于：所述的催化剂为双氧水；所述的臭氧高级氧化装置中臭氧投加量为待处理水重量的0.01～0.2％，催化剂投加量为待处理水重量的0.01～0.2％；所述的生物活性炭装置中的活性炭填充量为水的日处理重量的1～10％。