CN109970184A - 一种用于去除工业废水cod的好氧生物处理方法 - Google Patents

一种用于去除工业废水cod的好氧生物处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于工业废水处理领域，公开了一种用于去除工业废水COD的好氧生物处理方法；在氧化沟工艺的基础上，将曝气量可调式鼓风底曝工艺和表面曝气工艺相结合，形成富氧混合曝气区，增加水体溶解氧和混合强度，提高生物活性，利于COD的去除；增设气提内回流系统，通过调整气提内回流比，使部分废水越过缺氧区直接回流至好氧区，持续好氧处理。同时，气提回流调控了缺氧区和平流沉淀区的水体流速及停留时间，针对性的提高废水可生化性和污泥的沉降性，利于对COD的持续去除及提高出水水质。平流沉淀区的污泥通过刮吸泥系统回流至缺氧区。本发明适用于工业废水处理，提高了污泥浓度及对COD的去除率，废水COD的去除率达97％以上。

Description

一种用于去除工业废水COD的好氧生物处理方法
技术领域
本发明属于工业废水处理领域，具体涉及一种用于去除工业废水COD的好氧生物处理方法。
背景技术
工业废水COD含量高，给环境造成了较大污染。目前，废水生物处理多采用氧化沟工艺，其中卡鲁塞尔(Carrousel)氧化沟以较为突出的污水处理效果被深入的研究和广泛的应用。卡鲁赛尔氧化沟对污水COD的去除率达到了70％以上，具有工艺流程简单、管理方便、投资省、运行费用低、工艺稳定性高等优点，是目前技术较为成熟的污水处理工艺，在较长一段时间内满足了企业对废水处理的要求。近年来，由于我国环境污染的压力增大，水资源保护的要求提高，环保对企业外排水的水质要求日趋严格，经传统的氧化沟处理后的废水水质已不能满足排放要求，氧化沟工艺也面临着更广泛的应用与升级改造，因此，研究氧化沟工艺在污水处理中的应用，开发对废水处理效率更高的生物处理技术，或在原有生物处理工艺的基础上，经一些必要的工艺调整及改造，提高对工业废水COD的去除效率，对企业的可持续发展及环境保护具有重大的意义。
发明内容
为满足越来越严格的废水排放要求，本发明对普遍采用的卡鲁塞尔氧化沟工艺进行技术改造和工艺调整，旨在提供一种用于去除工业废水COD的好氧生物处理方法及系统，以提高对COD的去除效果，节约废水处理成本。
为实现本发明的目的，对卡鲁赛尔氧化沟工艺进行技术改造和工艺调整，提出了一种内设平流沉淀区的矩形结构的氧化沟生物处理工艺，并在氧化沟内设置富氧混合曝气区、缺氧区、废水气提内回流系统。如附图所示，废水由最下侧第1廊道处的进水口进入氧化沟，在推流器的推流作用及表面曝气机的引流作用下向左侧流动，经矩形弯道流至第2廊道；在第1廊道与第2廊道的矩形弯道处设置表面曝气机和曝气量可调式鼓风底曝系统，在表面曝气机、曝气量可调式鼓风底曝系统、矩形弯道的共同作用下，废水溶解氧升高且紊动、碰撞剧烈，形成富氧混合曝气区；废水在推流器的推流作用及表面曝气机的引流作用下发生180°折流，经第2廊道向右侧流动，溶解氧含量逐渐降低，至第2廊道与第3廊道的矩形弯道处时，在此处设置的表面曝气机和曝气量可调式鼓风底曝系统以及矩形弯道的共同作用下，形成第2个富氧混合曝气区；之后又180°折流，经第3廊道继续向左侧流动，溶解氧含量逐渐降低；如此经多次重复富氧混合曝气后，废水经最上侧廊道向右侧流动，溶解氧含量逐渐降低，直至形成缺氧状态，废水流至氧化沟右侧时，在矩形沟体作用下发生90°折流，在推流器的推流作用下流向第1廊道，至第1廊道后向左侧流动循环处理。其中，在氧化沟最上侧廊道内设有推流器和a区，在第2廊道内设有b区，a区到b区设有废水气提内回流系统；废水在氧化沟最右侧廊道形成缺氧区，在缺氧区外侧设有矩形结构的平流沉淀区，平流沉淀区沉淀的污泥经刮吸泥系统回流至缺氧区，平流沉淀区末端设有出水口，经氧化沟循环处理及平流沉淀区沉淀后的废水经出水口流出。
所述一种用于去除工业废水COD的好氧生物处理方法及系统，包括三单元四廊道氧化沟和五单元六廊道氧化沟。设置有进水口、表面曝气机、曝气量可调式鼓风底曝区、矩形沟体、富氧混合曝气区、推流器、气提内回流系统、缺氧区、平流沉淀区、刮吸泥系统、出水口。其中：在氧化沟最下端廊道设置有进水口，在氧化沟最右侧廊道设有缺氧区，在缺氧区外侧设有矩形结构的平流沉淀区，平流沉淀池内设置有刮吸泥系统，平流沉淀区沉淀的污泥经刮吸泥系统回流至缺氧区，平流沉淀区下端设有出水口，经氧化沟循环处理及平流沉淀区沉淀后的废水经出水口流出；在氧化沟最上侧廊道内设有推流器和a区，在第2廊道内设有b区，a区到b区设有废水气提内回流系统，通过调节废水气提内回流系统的废水回流量可以控制缺氧区的水力停留时间。
所述一种用于去除工业废水COD的好氧生物处理方法，其特征在于：⑴.采用矩形结构的氧化沟生物处理工艺，并在氧化沟内设置平流沉淀区。⑵.在氧化沟相邻廊道的弯道处安装表面曝气机和曝气量可调式鼓风底曝系统，与沟体共同形成富氧混合曝气区。⑶.在氧化沟最上侧廊道设置a区，最下侧第2廊道设置b区，a区到b区设置废水气提内回流系统。⑷.氧化沟最上侧廊道、最下侧廊道和缺氧区廊道内安装推流器，辅助推流。⑸.平流沉淀区安装刮吸泥装置，将沉淀污泥回流至缺氧区。⑹.氧化沟最下侧廊道设置进水口，平流沉淀区末端设置出水口。
本发明优选工艺条件为：氧化沟进水化学需氧量(CODCr)800-8000mg/L；污泥浓度(MLSS)：3000-8000mg/L；总水力停留时间(HRT)：40-120h；a区到b区的废水气提内回流量为a区处廊道断面废水流量的0-50％。
本发明的另一目的在于所述的好氧生物处理方法在制浆造纸废水处理中的应用。
本发明的另一目的在于所述的好氧生物处理方法在玉米/红薯/木薯加工废水处理中的应用。
本发明的另一目的在于所述的好氧生物处理方法在含PVA/淀粉的印染坯布退浆废水处理中的应用。
综上所述，本发明的优点及积极效果为：
在氧化沟内划分富氧混合曝气区、气提内回流系统、缺氧区，平流沉淀区。(1)富氧混合曝气区：在可调式鼓风底曝系统和表面曝气机联合充氧，以及矩形沟体的共同作用下，形成富氧混合曝气区。通过调节鼓风底曝系统的曝气量大小，有效调整水中溶解氧含量在2-4mg/L、4-8mg/L、6-12mg/L，在氧化沟内形成不同的溶解氧含量梯度，增加微生物菌群的活跃性，提高对COD的去除率。在富氧混合曝气区，水体富阳混合、碰撞激烈、紊动剧烈，生物活跃，利用在废水中形成良好的活性生物絮凝体，有效增加对水体中有机污染物和悬浮物的吸附能力，提高了氧化沟内的生物活性，使生物处理效率得以提高，有利于COD的去除，并且提高了平流沉淀池内污泥的沉降速度及澄清效果。为维持水体流速，防止污泥在氧化沟内沉淀，在廊道内配置推流器，辅助推流。(2)气提内回流系统。在氧化沟内设置气提内回流系统，根据水质情况调控不同的内回流比，使经富氧混合曝气后的最上端廊道内的废水，直接回流至第2廊道，继续富氧混合曝气，连续好氧去除COD。同时，气提内回流调控了缺氧区的废水流速和停留时间。(3)缺氧区。使废水中难以降解的大分子物质转化为易于生化处理的小分子物质，有效提高废水的可生化性，利于废水循环至好氧区后微生物对废水COD的去除。同时，缺氧区的建立，污泥中的氮、磷等营养元素得以释放，减少了营养盐的投加量。且通过气提内回流比的调控，直接调整了缺氧区的废水流速和停留时间，污泥在此区域内富集、沉降并定时冲刷，提高缺氧水解酸化及反硝化效率。且可根据不同的水质条件，针对性的改善并提高废水的水解酸化处理效果和反硝化效果，提高废水的可生化性，进一步降解COD。缺氧区廊道内配置变频式推流器，辅助推流，且能调控污泥在缺氧区的沉降。(4)平流沉淀区。平流沉淀区池底呈15-30°的倾斜角度，利于沉淀的污泥在重力作用下向缺氧区方向堆积。沉淀的污泥通过刮吸泥系统回流至缺氧区，保障平流沉淀区废水的沉淀效果，保持氧化沟生化功能区的污泥浓度。本发明所述的好氧生物处理方法及系统，对工业废水COD的去除率达到97％以上，与普通氧化沟相比：COD去除率提高20％以上、节能15-25％、节约营养盐50％。
附图说明
图1是本发明实施例提供的三单元四廊道氧化沟结构示意图。
图2是本发明实施例提供的五单元六廊道氧化沟结构示意图。
图中：1、进水口；2、表面曝气机；3、曝气量可调式鼓风底曝区；4、推流器；5、富氧混合曝气区；6、平流沉淀区；7、出水口；8、a区；9、b区；10、气提内回流系统；11、厌氧区。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
下面结合附图对本发明的应用原理作详细的描述。
实施例1：
废水类型：河南某废纸造纸废水，经物化预处理和厌氧处理后，化学需氧量5200mg/L。采用图1所示三单元四廊道布局的矩形结构的氧化沟好氧生物处理方法：⑴.氧化沟最下侧廊道设有进水口和推流器；⑵.氧化沟相邻廊道的弯道处安装表面曝气机和曝气量可调式鼓风底曝系统，与沟体共同形成富氧混合曝气区。鼓风式底部曝气系统的每个主布气管和支布气管上均安装气量调节阀门，用于控制鼓风曝气量，底部曝气系统配套风机；⑶.氧化沟最上侧廊道设置a区，最下侧第2廊道设置b区，a区到b区设置废水气提内回流系统；⑷.氧化沟右侧设有缺氧区和平流沉淀区，平流沉淀区设有刮吸泥系统，将沉淀污泥回流至缺氧区，平流沉淀区末端设有出水口；⑸.氧化沟最上侧廊道、最下侧廊道和缺氧区廊道内安装推流器，辅助推流。
工艺条件为：污泥浓度(MLSS)：5000-6500mg/L；总水力停留时间(HRT)：96h；a区到b区的废水气提内回流量为a区处廊道断面废水流量的0-50％。
出水水质：化学需氧量112mg/L，去除率97.85％。
具体结果见下表：
实施例2：
废水类型：河南某印染企业PVA坯布退浆废水，经物化预处理和厌氧处理后，化学需氧量6000mg/L。采用图1所示三单元四廊道布局的矩形结构的氧化沟好氧生物处理方法：⑴.氧化沟最下侧廊道设有进水口和推流器；⑵.氧化沟相邻廊道的弯道处安装表面曝气机和曝气量可调式鼓风底曝系统，与沟体共同形成富氧混合曝气区。鼓风式底部曝气系统的每个主布气管和支布气管上均安装气量调节阀门，用于控制鼓风曝气量，底部曝气系统配套风机；⑶.氧化沟最上侧廊道设置a区，最下侧第2廊道设置b区，a区到b区设置废水气提内回流系统；⑷.氧化沟右侧设有缺氧区和平流沉淀区，平流沉淀区设有刮吸泥系统，将沉淀污泥回流至缺氧区，平流沉淀区末端设有出水口；⑸.氧化沟最上侧廊道、最下侧廊道和缺氧区廊道内安装推流器，辅助推流。
工艺条件为：污泥浓度(MLSS)：4500-6000mg/L；总水力停留时间(HRT)：108h；a区到b区的废水气提内回流量为a区处廊道断面废水流量的0-50％。
出水水质：化学需氧量135mg/L，去除率97.75％。
具体结果见下表：
实施例3：
废水类型：某企业以玉米为主要原料，加工生产乳酸，其废水经物化预处理和厌氧处理后，化学需氧量3000mg/L。采用图2所示五单元六廊道布局的矩形结构的氧化沟好氧生物处理方法：⑴.氧化沟最下侧廊道设有进水口和推流器；⑵.氧化沟相邻廊道的弯道处安装表面曝气机和曝气量可调式鼓风底曝系统，与沟体共同形成富氧混合曝气区。鼓风式底部曝气系统的每个主布气管和支布气管上均安装气量调节阀门，用于控制鼓风曝气量，底部曝气系统配套风机；⑶.氧化沟最上侧廊道设置a区，最下侧第2廊道设置b区，a区到b区设置废水气提内回流系统；⑷.氧化沟右侧设有缺氧区和平流沉淀区，平流沉淀区设有刮吸泥系统，将沉淀污泥回流至缺氧区，平流沉淀区末端设有出水口；⑸.氧化沟最上侧廊道、最下侧廊道和缺氧区廊道内安装推流器，辅助推流。
工艺条件为：污泥浓度(MLSS)：3500-4500mg/L；总水力停留时间(HRT)：96h；a区到b区的废水气提内回流量为a区处廊道断面废水流量的0-50％。
出水水质：化学需氧量77mg/L，去除率97.43％。
具体结果见下表：
本发明实施例提供的一种用于去除工业废水COD的好氧生物处理方法，适用于如制浆造纸废水、玉米/红薯/木薯淀粉废水、含PVA/淀粉的印染坯布退浆废水等高COD工业废水的处理，对COD去除率＞97％。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种用于去除工业废水COD的好氧生物处理方法，其特征在于：⑴.采用矩形结构的氧化沟生物处理工艺，并在氧化沟内设置平流沉淀区。⑵.在氧化沟相邻廊道的弯道处安装表面曝气机和曝气量可调式鼓风底曝系统，与沟体共同形成富氧混合曝气区。⑶.在氧化沟最上侧廊道设置a区，最下侧第2廊道设置b区，a区到b区设置废水气提内回流系统。⑷.氧化沟最上侧廊道、最下侧廊道和缺氧区廊道内安装推流器，辅助推流。⑸.平流沉淀区安装刮吸泥装置，将沉淀污泥回流至缺氧区。⑹.氧化沟最下侧廊道设置进水口，平流沉淀区末端设置出水口。
2.如权利要求1所述的一种用于去除工业废水COD的好氧生物处理方法，其特征在于，工艺条件为：进水化学需氧量(CODCr)800-8000mg/L；污泥浓度(MLSS)：3000-8000mg/L；总水力停留时间(HRT)：40-120h。
3.如权利要求1所述的一种用于去除工业废水COD的好氧生物处理方法，其特征在于：a区到b区的废水气提内回流量为a区处廊道断面废水流量的0-50％。
4.一种实现如权利要求1所述的用于去除工业废水COD的好氧生物处理方法，其特征在于，所述氧化沟包括：进水口、曝气量可调式鼓风底曝系统、表面曝气机、矩形沟体、富氧混合曝气区、推流器、废水气提内回流系统、缺氧区、平流沉淀区、刮吸泥系统、出水口。
5.一种如权利要求1-4所述的好氧生物处理方法在制浆造纸废水处理中的应用。
6.一种如权利要求1-4所述的好氧生物处理方法在玉米/红薯/木薯加工废水处理中的应用。
7.一种如权利要求1-4所述的好氧生物处理方法在含PVA/淀粉的印染坯布退浆废水处理中的应用。
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