CN108821422A

CN108821422A - 一种改善废水生化性的装置

Info

Publication number: CN108821422A
Application number: CN201810694471.5A
Authority: CN
Inventors: 牛凤奇; 李靖梅; 王金晨; 张旭磊
Original assignee: Nanjing Cec Environmental Protection Co Ltd
Current assignee: Nanjing Cec Environmental Protection Co Ltd
Priority date: 2018-06-29
Filing date: 2018-06-29
Publication date: 2018-11-16

Abstract

本发明提出一种改善废水生化性的装置，包括本体、进水分布单元、第一曝气单元、进气管、出气口、进水管、出水口和排污口，废水由进水管进入，经进水分布单元分布后以喷洒方式从顶部进入反应区；臭氧由进气管进入，经第一曝气单元由底部进入反应区；在反应区内，废水与臭氧逆向流动并发生氧化分解反应，经氧化分解反应后的气体由出气口排出，经氧化分解反应后的废水通过折流通道折流向上进入调节区，最终通过出水口溢出。该装置利用臭氧的强氧化作用，将废水中难降解有机物氧化分解为小分子有机物，提高废水可生化性。该装置还可配套气相循环和液相循环系统，提高废水与臭氧的接触效果，并辅助网型催化剂，提高生化性处理效果。

Description

一种改善废水生化性的装置

技术领域

本发明涉及一种改善废水生化性的装置，主要用于化工废水处理及深度回用处理。

背景技术

随着社会经济的高速发展，水污染日益严重，已受到社会的高度关注，工业废水排放的有机污染物对生态环境已造成了不可估量的危害。消除工业污染源的排放，减少进入水环境中有机污染物的量，减少其造成污染的程度和范围，是水环境中有机污染物治理的重点。研究开发高效、经济的废水处理新技术成为全世界环保工作者关心的热点。

工业废水中有机污染物主要来自化工、石油、冶金、炼焦、轻工等行业，污染物种类繁多，有的有机污染物浓度相对较高，对环境造成极大的危害。工业废水未经处理而排放，是造成水体有机污染的主要根源。对于大部分化工和石油废水，由于废水中难降解有机物成分复杂，很难简单通过生化处理即可满足达标排放的要求。针对此类污水深度处理，当前很多都是采用高级氧化，但是完全依靠高级氧化处理此类废水，运行费用很高，不经济。因此，在难降解工业废水处理过程中，采用高级氧化工艺提高废水可生化性，以提高后续生化处理效果，降低运行费用的研究具有重要的意义。

发明内容

为解决上述问题，本发明旨在结合工程实际应用，提供一种改善废水生化性的装置，利用臭氧的强氧化作用，将废水中难降解有机物氧化分解为小分子有机物，提高废水的可生化性。

为实现上述目的，本发明技术方案如下：

一种改善废水生化性的装置，包括本体、进水分布单元、第一曝气单元、进气管、出气口、进水管、出水口和排污口，其中：本体配置有反应区和调节区，反应区和调节区相互独立并通过装置底部(反应区和调节区底部)的折流通道连通；进水管伸入反应区的顶部并与进水分布单元连接，出水口位于调节区的上部侧壁；进气管伸入反应区的底部并与第一曝气单元连接；出气口位于反应区的顶部；排污口位于装置的底部侧壁；

废水由进水管进入，经进水分布单元分布后以喷洒方式从顶部进入反应区；臭氧由进气管进入，经第一曝气单元由底部进入反应区；在反应区内，废水与臭氧逆向流动并发生氧化分解反应，经氧化分解反应后的气体由出气口排出，经氧化分解反应后的废水通过折流通道折流向上进入调节区，最终通过出水口溢出。

作为一种优选方案，还包括气相循环管路，通过气相循环管路中布置的气相循环泵将反应区顶部的气体回流至装置底部。

作为一种优选方案，气相循环管路的出气端配置有第二曝气单元。

作为一种优选方案，第一曝气单元和第二曝气单元均选用微孔曝气器。

作为一种优选方案，还包括液相循环管路，通过液相循环管路中布置的废水循环泵将装置底部的废水提升至反应区顶部。

作为一种优选方案，还包括位于反应区内的至少一组网型催化单元。

作为一种优选方案，进水分布单元配置有雾化喷嘴。

作为一种优选方案，废水在反应区内的流速控制在0.06cm/s。

作为一种优选方案，进水分布单元与出水口的垂直距离为0.8～1.2m。

作为一种优选方案，进水管和液相循环管路中废水循环泵出水口侧均配置有流量计，流量计和废水循环泵均连接至外部控制系统。

作为一种优选方案，本体为由反应区和调节区构成的内、外双层塔状结构，反应区位于内层，调节区位于外层。反应区底部设有通孔，作为连接反应区与调节区的折流通道。或者，反应区底部为敞口式结构，并与调节区的底面留一定的过水间隙，作为连接反应区与调节区的折流通道。

作为一种优选方案，反应区和调节区的顶部均为锥形，锥角相同且具有同一顶点。

本发明具有以下有益效果：

(1)利用臭氧的强氧化作用，可有效分解工业废水中大分子及含苯化有机物，提高废水可生化性。

(2)反应区内，废水从顶部以喷洒方式进入，臭氧经曝气后从底部进入，废水与臭氧逆向流动并发生氧化分解反应，经反应后的废水通过折流通道折流向上，进入调节区，最后由调节区溢流而出。这种设计大大提升了废水与臭氧接触时间和接触效果，增加反应器的生化处理效果。

(2)配套气相循环系统和废水循环系统，一方面，提高了臭氧利用率，提升废水的可生化效果；另一方面，减少臭氧的用量，降低运行成本。

(3)采用网型催化剂，阻力小，能减轻催化剂填料的污堵，并对气泡起到分割作用，提高臭氧氧化效果，充分提高装置的处理效率，降低设备投资。

(4)采用内外双层塔状结构，且废水进、出水接口均在反应器上部的设计，可有效确保反应器内液位平稳，反应稳定。

(5)采用一体化的结构设计，结构紧凑，占地面积小，便于现场布置，在工况较的情况下，还可串联多组装置进行深度处理。

(6)可应用于难降解有机废水及不达标废水的深度处理系统的预处理，布置在生化处理单元前端，通过提高废水可生化性，继而提高后续生化处理系统处理效果，使出水达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)一级标准的A标准。

附图说明

图1一种改善废水生化性的反应器；

附图标注：1反应器外塔体，2进水分布器，3气相循环泵，4废水循环泵，5微孔曝气器，6网型催化剂，7反应器内塔体，8进水管，9出水接口，10排污接口，11进气管，12出气接口，13微孔曝气器。

具体实施案例

实施案例中给出一种改善废水生化性的反应器(简称反应器)，对生化处理后工业废水进行深度处理，反应器的主要进水水质为：COD_Cr180mg/L、BOD25mg/L，进水量210m³/h，经反应器深度处理后出水水质：COD_Cr160mg/L、BOD55mg/L，废水可生化性大幅提高。经后续生化处理后，废水达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)一级标准的A标准。具体如下：

如图1所示，该反应器主要由塔体、进水分布器2、气相循环泵3、废水循环泵4、微孔曝气器5和网型催化剂6组成。该装置主要用于化工废水处理及深度回用处理中的废水预处理，利用臭氧的强氧化作用，将废水中难降解有机物氧化分解为小分子有机物，提高废水可生化性。

塔体采用内外双层结构，包括反应器外塔体1(简称外塔1)和反应器内塔体7(简称内塔7)，内塔7的顶部与外塔1的顶部固定连接，内塔7的底部为敞口式结构，与外塔1的底板保留一定的过水间隙(即折流通道)，控制过隙流速＜0.06cm/s。废水由反应器顶部的进水管8进入内塔7，内塔7中水流向下，经内塔7与外塔1底板间的过水间隙后折流向上，最终经反应器上部出水接口9排出。

进水管8穿设于反应器外塔体1的顶面，并与设置在内塔7顶部的进水分布器2连通。进水分布器2由配水管及雾化喷嘴组成。出水接口9布置在外塔1的上部的侧壁。废水从塔顶以雾化喷洒方式进入内塔7，可以实现废水与装置顶部臭氧预接触，提高臭氧利用率。外塔体1底部的侧壁还布置有排污接口10，用于设备检修时放空塔体液体。

进气管11穿设于外塔体1底部的侧壁，并伸入内塔7底部，并与微孔曝气器5连通。

内塔7内设置有网型催化单元6，网型催化单元6由附着催化剂的多层小孔细径筛网组成，细径筛网可减少污染物附着，减轻催化剂填料的污堵，对气泡起到分割作用，可提高臭氧氧化效果，并具有阻力小的特点。

该反应器还包括气相循环管路，可通过气相循环泵3将反应器顶部集气区内的气体回流至反应器底部。作为一种优选方案，气相循环管路的出气端配有微孔曝气器13，以提高布气效果。

该反应器还包括液相循环管路，可通过废水循环泵4将反应器底部的废水提升至顶部。

该反应器在应用时，废水与臭氧分别由顶部、底部进入反应器内塔7，具体的，臭废水经进水分布器2由反应器顶部进入内塔7，臭氧由进气管11进入，经微孔曝气器5曝气后由反应器底部进入内塔7，废水与臭氧逆向流动。废水在向下流动过程中，经网型催化单元6，并与向上流动的臭氧充分接触，在催化剂作用下，利用臭氧的强氧化作用氧化分解废水中含苯及长链有机物，提高废水可生化性，废水在内塔中流至反应器底部后，折流进入外塔1，在外塔1内废水转为向上流动，经出水接口9溢出，外排气体由可与尾气破坏器连接的出气接口12排出，经尾气破坏器处理后最终排入大气。在此过程中，气相循环泵3可将反应器顶部的气体回流至反应器底部，提高臭氧利用率。废水循环泵4可将反应器底部的废水提升至顶部，提高废水在反应器内下向流流速，提升废水与臭氧接触效果，增加反应器的生化处理效果。此外，该反应器通过外塔、内塔的结构设计，且废水进、出水接口均在反应器上部，可有效确保反应器内液位平稳。

在本实施例中，主要设备参数设置如下：

反应器塔体(即外塔1)的直径为3.5m，高度为13.5m，进水量为210m³/h；进水分布器2与废水液面的间距保持在0.8～1.2m。臭氧投加量为2.5kg/h；气相循环泵的流量为1.1～3m³/min，废水循环泵的流量为210～450m³/h(可调)。废水与臭氧逆向流动，废水在内塔7内的流速控制在0.06cm/s，接触反应时间控制在15min左右，这样有助于提高废水与臭氧接触时间及效果。其中，废水循环泵4可采用变频控制，具体可在进水管8的管路及废水循环泵4的出口管路中设置流量计，通过流量反应流速，废水循环泵4和流量计均接入控制系统，通过调整流量控制废水在反应器内流速。当然气相循环泵3同样也接入控制系统，以实现在线控制。该反应器为整体钢制设备，结构紧凑，现场占地小。

需要注意的是，上述参数仅是针对本实施例而设计，针对不同应用场景和应用需求，对设备参考根据实际情况进行调整即可。例如，内塔7的直径选择主要取决于废水在内塔7内的流速，外塔1的体积则主要取决于内塔7的体积和场地的大小。臭氧投加量可根据水质情况和需求进行调整。在水质特别差时，还可串联两座甚至多座这样的反应器，以达到预期处理效果。

该反应器可应用于难降解有机废水及不达标废水的深度处理系统的预处理，布置在生化处理单元前端，通过提高废水可生化性，继而提高后续生化处理系统处理效果。实施例中的工业废水若仅经生化处理，出水不能达排放标准，且可生化性较差。先经实施例中改善废水生化性的反应器深度处理后，大幅提高出水可生化性，经后续生化处理达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)一级标准的A标准。

需要说明的是，实施例中，反应器内连通外双层结构的折流通道并不限于实施例中这种方式，例如，内塔底部与外塔底部固定连接，在内塔底部开设一定数量或一定面积的通孔，形成折流通道即可。此外，实施例中，反应器设计的是顶部为锥形的塔状结构，也可以将顶部设计成拱形结构。更进一步的，反应器的内、外塔其实相应当于两个区域，即反应区和调节区，这两个区域既可设计成内外双层结构，也可通过一块隔板直接分隔成两个区域，具体可根据实际需求进行设计，此处不再赘述。

虽然本发明已结合实施实例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims

1.一种改善废水生化性的装置，其特征在于，包括本体、进水分布单元、第一曝气单元、进气管、出气口、进水管、出水口和排污口，其中：所述本体配置有相互独立的反应区和调节区，反应区和调节区通过装置底部的折流通道连通；所述进水管伸入反应区的顶部并与进水分布单元连接，所述出水口位于调节区的上部侧壁；所述进气管伸入反应区的底部并与第一曝气单元连接；所述出气口位于反应区的顶部；所述排污口位于装置的底部侧壁；

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括气相循环管路，通过气相循环管路中布置的气相循环泵将反应区顶部的气体回流至装置底部。

3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括液相循环管路，通过液相循环管路中布置的废水循环泵将装置底部的废水提升至反应区顶部。

4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括位于反应区内的至少一组网型催化单元。

5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述进水分布单元配置有雾化喷嘴。

6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，进水管和液相循环管路中废水循环泵出水口侧均配置有流量计，流量计和废水循环泵均连接至外部控制系统。

7.如权利要求1至6任意一项所述的装置，其特征在于，所述本体为由反应区和调节区构成的内、外双层塔状结构，反应区位于内层，调节区位于外层。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述反应区底部为敞口式结构，并与调节区的底面留一定的过水间隙，作为连接反应区与调节区的折流通道。

9.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述反应区底部设有通孔，作为连接反应区与调节区的折流通道。

10.如权利要求1至6任意一项所述的装置，其特征在于，所述废水在反应区内的流速控制在0.06cm/s，所述进水分布单元与出水口的垂直距离为0.8～1.2m。