CN110183000B - 工业园区综合性废水中难降解有机物高标准深度处理系统及运行方法 - Google Patents
工业园区综合性废水中难降解有机物高标准深度处理系统及运行方法 Download PDFInfo
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Abstract
一种工业园区综合性废水中难降解有机物高标准深度处理系统，包括加酸调节区、亚铁投加区、主反应区、加碱调节区、助凝区和沉淀区，其中主反应区分为多个反应格，采用推流形式。相邻的区域由隔墙分隔，所述的隔墙上均设置有连通口，相邻的区域通过连通口保持连通。本发明采用Fe2+/H2O2耦合粉炭的高效吸附催化氧化处理系统，根据待处理水有机物含量(CODcr)和处理出水有机物含量(CODcr)要求，灵活调控反应pH值及粉炭投加点及其投加量，充分发挥粉炭的催化吸附性能，提高处理效率，降低药剂投加量，保障有机物高标准稳定达标。
Description
技术领域
本发明属于水处理技术领域，涉及一种工业园区综合性废水中难降解有机物高标准深度处理系统及运行方法。
背景技术
随着我国城市建设和经济建设的发展，工业项目逐步向园区集中，目前我国建成和在建的工业园区或集聚区已经达到了9000多个。工业园区综合性废水的水质、水量波动大，成分复杂，难降解和有毒有害物质含量高，使得工业园区或集聚区集中污水处理厂处理达标难度大，尤其是有机污染物，经过生物系统处理后的残余有机物具有浓度低、难降解等特征，深度去除难度大。目前，京津地区、太湖流域、巢湖流域等地区均制定了较现行《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)更严格的地方排放标准，特别是对于有机物(CODcr)指标，如天津市《城镇污水处理厂污染物排放标准》(DB12/599-2015)规定当城镇污水处理厂设计规模≥10000m3/d时出水CODcr浓度低于30mg/L。《太湖地区城镇污水处理厂及重点工业行业主要水污染物排放限值》(DB32/1072-2017)规定太湖流域一、二级保护区内的各类工业园区、工业集聚区集中污水处理厂出水CODcr低于40mg/L。因此在当前高排放标准要求下，工业园区或集聚区集中污水处理厂稳定达标面临更大的难度和挑战。
针对难降解有机物深度处理主要采取活性炭吸附、芬顿和臭氧氧化等氧化技术，其中臭氧氧化技术对有机物去除具有选择性，能够去除部分有机物，但去除率往往有限，且臭氧投加量较大、运行成本较高、且处理效果不稳定。而芬顿氧化技术，采用羟基自由基对有机物氧化无选择性，处理效果较好，但在面对高标准处理要求时存在药剂投加量大、运行成本高、污泥产量大等问题。以某工业集聚区集中污水处理厂为例，其采用芬顿氧化进行有机物深度处理，双氧水(27％)投加量达到400-600mg/L，药剂投加成本达到2.0-2.5元/吨水。
因此，在高排放标准要求下，有必要针对工业园区或集聚区的综合性废水中难降解有机物的稳定达标，提出一种高效经济的深度处理方法。
发明内容
本发明的目的就在于克服上述现有技术中存在的不足，而提供一种工业园区综合性废水中难降解有机物高标准深度处理系统，使用该处理系统在高排放标准要求下，可有效地去除工业园区综合性废水经生物系统处理后的残留难降解有机物，且去除效果稳定、能耗物耗低。
本发明的另一目的是提供上述工业园区综合性废水中难降解有机物高标准深度处理系统的运行方法。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种工业园区综合性废水中难降解有机物高标准深度处理系统，其特征在于，包括加酸调节区(2)、亚铁投加区(3)、主反应区(4)、加碱调节区(5)、助凝区(6)和沉淀区(7)，相邻的区域由隔墙分隔，隔墙上均设置有连通口，相邻的区域通过连通口保持连通，其中，加酸调节区(2)与亚铁投加区(3)连通，亚铁投加区(3)与主反应区(4)连通，主反应区(4)与加碱调节区(5)连通，加碱调节区(5)与助凝区(6)连通，助凝区(6)与沉淀区(7)连通；
所述主反应区(4)分为多个反应格，采用推流形式，相邻的反应格由隔墙分隔，隔墙上均设置有连通口，相邻的区域通过连通口保持连通，第1反应格内设置有H2O2投加点(12)，最后反应格内设置碱液投加点(13)、粉炭投加点(14)和在线pH监控显示仪(18)；
所述加酸调节区(2)与进水管道相连，区内设置有酸液投加点(9)和在线pH监控显示仪(17)；
所述亚铁投加区(3)内设置有亚铁投加点(10)和粉炭投加点(11)；
所述加碱调节区(5)内设置有碱液投加点(15)和在线pH监控显示仪(19)。
所述助凝区(6)内设置有助凝剂投加点(16)；
所述沉淀区(7)与出水管道相连接，且通过管道与加酸调节区(2)连通，管道上安装有污泥回流泵(20)，沉淀区(7)区内设置有斜板，通过污泥回流泵(20)将沉淀区(7)产生的含铁和粉炭污泥回流到加酸调节区(2)。
上述工业园区综合性废水中难降解有机物高标准深度处理系统的运行步骤如下：
a.待处理水(1)经进水管道和沉淀区(7)沉淀污泥一起进入加酸调节区(2)，通过酸液投加点(9)投加酸液；
b.加酸调节区(2)出水经隔墙上的连通口进入加亚铁区(3)，通过亚铁投加点(10)投加亚铁；
c.加亚铁区出水经隔墙上的连通口进入主反应区(4)第1个反应格，通过H2O2投加点(12)投加H2O2，水流通过隔墙上的连通口依次推流进入最后的反应格，通过碱液投加点(13)投加碱液和粉炭投加点(14)投加粉炭；
d.主反应区(4)出水通过隔墙上的连通口进入加碱调节区(5)，通过碱液投加点(15)投加碱液；
e.加碱调节区出水通过隔墙上的连通口进入助凝区(6)，通过助凝剂投加点(16)投加PAM；
f.助凝剂区出水进入沉淀区(7)，进行泥水分离；
g.处理出水(8)通过出水管道排出。
所述加酸调节区(2)、亚铁投加区(3)、主反应区(4)、加碱调节区(5)、助凝区(6)内均设置有搅拌器。
所述的主反应区(4)分为四个反应格(4-1、4-2、4-3和4-4)，四个反应格内均设置搅拌器，其中第一反应格(4-1)设置有H2O2投加点(12)，第四反应格(4-4)内设置碱液投加点(13)、粉炭投加点(14)和在线pH监控显示仪(18)。
所述加酸调节区(2)的pH调控值为3.0-5.5，当待处理水有机物含量(CODcr)高于40mg/L时，通过酸液投加点(9)投加酸液，调控加酸调节区(2)区内的pH调控值为3.0-4.5。当待处理水有机物含量(CODcr)低于40mg/L时，酸液投加点(9)投加酸液，调控加酸调节区(2)区内的pH调控值为4.5-5.5。
所述加酸调节区(2)的pH调控值为3.0-4.5时，通过主反应区(4)最后反应格的碱液投加点(13)投加碱液，且调控主反应区(4)最后反应格的pH调控值为4.5-5.5并通过粉炭投加点(14)投加粉炭；所述加酸调节区(2)的pH调控值为4.5-5.5时，通过亚铁投加区(3)粉炭投加点(11)投加粉炭。
所述加碱调节区(5)区内的pH调控值为6.5-7.5。
本发明具有以下优点和积极效果：
1、本发明采用Fe2+/H2O2耦合粉炭的高效吸附催化氧化体系，利用粉炭对亚铁离子及污染物的吸附聚集和催化作用来提高羟基自由基的氧化效率，进而提升系统对难降解有机物的去除效果。
2、本发明根据来水有机物含量(CODcr)和出水有机物含量(CODcr)要求，灵活调整加酸调节区的pH调控值及粉炭投加点及其投加量，最大程度的发挥粉炭的吸附催化效果。
3、本发明由于提高了系统的氧化效率，因此可降低药剂投加量。
4、本发明提供的难降解有机物深度处理方法及系统结构简单、运行灵活、可操作性强，较适用于工业园区复杂综合性水质条件下的难降解有机物高标准深度处理。
附图说明
图1为本发明的平面示意图。
图中：1-待处理水；2-加酸调节区；3-加亚铁区；4-主反应区(包含4个反应格：4-1、4-2、4-3和4-4)；5-加碱调节区；6-助凝区；7-沉淀区；8-处理出水；9-酸液投加点；10-亚铁投加点；11-粉炭投加点；12-H2O2投加点；13-碱液投加点；14-粉炭投加点；15-碱液投加点；16-助凝剂投加点；17-pH在线检测仪；18-pH在线检测仪；19-pH在线检测仪；20-污泥回流泵。
具体实施方式
如图1所示：一种工业园区综合性废水中难降解有机物高标准深度处理系统，包括加酸调节区(2)、亚铁投加区(3)、主反应区(4)、加碱调节区(5)、助凝区(6)和沉淀区(7)，其中主反应区(4)分为4个反应格(4-1、4-2、4-3和4-4)，采用推流形式。相邻的区域由隔墙分隔，所述的隔墙上均设置有连通口，相邻的区域通过连通口保持连通。其中，加酸调节区(2)与亚铁投加区(3)连通，亚铁投加区(3)与主反应区(4)连通，主反应区(4)与加碱调节区(5)连通，加碱调节区(5)与助凝区(6)连通，助凝区(6)与沉淀区(7)连通。
所述加酸调节区(2)与进水管道相连，区内设置有搅拌器，设置有酸液投加点(9)和在线pH监控显示仪(17)；
所述亚铁投加区(3)设置有搅拌器、亚铁投加点(10)和粉炭投加点(11)；
所述主反应区(4)的四个反应格内均设置搅拌器，其中第一反应格(4-1)设置有H2O2投加点(12)，第四反应格(4-4)设置有碱液投加点(13)、粉炭投加点(14)和在线pH监控显示仪(18)；
所述加碱调节区(5)设置有搅拌器、碱液投加点(15)和在线pH监控显示仪(19)，并通过加碱投加点(15)投加碱液，调控区内的pH至6.5-7.5；
所述助凝区(6)设置有搅拌器和助凝剂投加点(16)；
所述沉淀区(7)与出水管道相连接，且通过管道与加酸调节区(2)连通，管道上安装有污泥回流泵(20)，沉淀区(7)区内设置有斜板，通过污泥回流泵(20)将沉淀区(7)产生的含铁和粉炭污泥回流到加酸调节区(2)。
本发明根据来水有机物含量(CODcr)和出水有机物含量(CODcr)要求，灵活调整加酸调节区的pH调控值及粉炭投加点及其投加量。
1、当加酸调节区(2)的pH调控值为3.0-5.5，当待处理水有机物含量(CODcr)高于40mg/L时，通过酸液投加点(9)投加酸液，调控加酸调节区(2)区内的pH调控值为3.0-4.5。当待处理水有机物含量(CODcr)低于40mg/L时，酸液投加点(9)投加酸液，调控加酸调节区(2)区内的pH调控值为4.5-5.5。
2、根据加酸调节区(2)所调控pH值灵活调整粉炭投加位置。当加酸调节区(2)的pH调控值为3.0-4.5时，通过主反应区(4)最后反应格的碱液投加点(13)投加碱液，且调控主反应区(4)最后反应格的pH调控值为4.5-5.5并通过粉炭投加点(14)投加粉炭。当加酸调节区(2)的pH调控值为4.5-5.5时，通过亚铁投加区(3)粉炭投加点(11)投加粉炭。
上述工业园区综合性废水中难降解有机物高标准深度处理系统的运行步骤如下：
实施方式1：
a.待处理水(1)通过进水管道进入加酸调节区(2)，沉淀区(7)污泥通过污泥回流泵(20)回流至加酸调节区，开启搅拌器，当来水有机物含量高于40-60mg/L时，通过酸液投加点(9)投加酸液，pH在线检测仪实时检测pH值，调控区内的pH为3.0-4.5；
b.加酸调节区的出水通过隔墙上的连通口进入加亚铁区(3)，开启搅拌器，通过亚铁投加点(10)投加亚铁溶液；
c.加亚铁区的出水通过隔墙上的连通口进入主反应区(4)第1格(4-1)，开启搅拌器，通过H2O2投加点(12)投加H2O2，水流通过隔墙上的连通口依次推流进入第4格(4-4)，通过碱液投加点(13)投加碱液，pH在线检测仪(18)实时检测pH值，调控第4格(4-4)的pH为4.5-5.5，并通过粉炭投加点(14)投加粉炭；
d.主反应区出水通过隔墙上的连通口进入加碱调节区(5)，开启搅拌器，通过碱液投加点(15)投加碱液，pH在线检测仪(19)实时检测pH值，调控区内的pH至6.5-7.5；
e.加碱调节区出水通过隔墙上的连通口进入助凝区(6)，开启搅拌器，通过助凝剂投加点(16)投加PAM；
f.助凝剂区出水进入沉淀区(7)，进行泥水分离；
g.处理出水(8)通过出水管道排出。
实施方式2：
a.待处理水(1)通过进水管道进入加酸调节区(2)，沉淀区(7)污泥通过污泥回流泵(20)回流至加酸调节区，开启搅拌器，当来水有机物含量低于30-40mg/L时，通过酸液投加点(9)投加酸液，pH在线检测仪实时检测pH值，调控区内的pH为4.5-5.5；
b.加酸调节区的出水通过隔墙上的连通口进入加亚铁区(3)，开启搅拌器，通过亚铁投加点(10)投加亚铁溶液，通过粉炭投加点(11)投加粉炭；
c.加亚铁区的出水通过隔墙上的连通口进入主反应区(4)第1格(4-1)，开启搅拌器，通过H2O2投加点(12)投加H2O2，水流通过隔墙上的连通口推流依次通过第2格(4-2)至第4格(4-4)；
d.主反应区出水通过隔墙上的连通口进入加碱调节区(5)，开启搅拌器，通过碱液投加点(15)投加碱液，pH在线检测仪(19)实时检测pH值，调控区内的pH至6.5-7.5；
e.加碱调节区出水通过隔墙上的连通口进入助凝区(6)，开启搅拌器，通过助凝剂投加点(16)投加PAM；
f.助凝剂区出水进入沉淀区(7)，进行泥水分离；
g.处理出水(8)通过出水管道排出。
本发明采用Fe2+/H2O2耦合粉炭的高效吸附催化氧化处理系统，根据待处理水有机物含量(CODcr)和处理出水有机物含量(CODcr)要求，灵活调控反应pH值及粉炭投加点及其投加量，充分发挥粉炭的催化吸附性能，提高处理效率，降低药剂投加量。
实验例
某工业园区集中污水处理厂，采用水解酸化+MBR工艺，出水执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级B标准，出水有机物(CODcr)浓度为35-60mg/L。采用本发明深度处理系统进行有机物深度处理，并与常规Fe2+/H2O2氧化处理系统进行对比，运行参数及效果如表所示。
表Fe2+/H2O2-粉炭耦合系统与常规Fe2+/H2O2系统对比
上述实施方式并非是本发明的限制性实施方式，凡本领域的技术人员在本发明的实质内容的基础上所进行的修饰或等效变形，均在本发明的技术范畴。
Claims (4)
1.一种基于工业园区综合性废水中难降解有机物高标准深度处理系统的运行方法，其特征在于：该运行方法适用于工业园区综合性废水中难降解有机物高标准深度处理系统，该系统包括加酸调节区(2)、亚铁投加区(3)、主反应区(4)、加碱调节区(5)、助凝区(6)和沉淀区(7)，相邻的区域由隔墙分隔，隔墙上均设置有连通口，相邻的区域通过连通口保持连通，其中，加酸调节区(2)与亚铁投加区(3)连通，亚铁投加区(3)与主反应区(4)连通，主反应区(4)与加碱调节区(5)连通，加碱调节区(5)与助凝区(6)连通，助凝区(6)与沉淀区(7)连通；
所述主反应区(4)分为多个反应格，采用推流形式，相邻的反应格由隔墙分隔，隔墙上均设置有连通口，相邻的区域通过连通口保持连通，第1反应格内设置有H2O2投加点(12)，最后反应格内设置碱液投加点(13)、粉炭投加点(14)和在线pH监控显示仪(18)；
所述加酸调节区(2)与进水管道相连，区内设置有酸液投加点(9)和在线pH监控显示仪(17)；
所述亚铁投加区(3)内设置有亚铁投加点(10)和粉炭投加点(11)；
所述加碱调节区(5)内设置有碱液投加点(15)和在线pH监控显示仪(19)；
所述助凝区(6)内设置有助凝剂投加点(16)；
所述沉淀区(7)与出水管道相连接，且通过管道与加酸调节区(2)连通，管道上安装有污泥回流泵(20)，沉淀区(7)区内设置有斜板，通过污泥回流泵(20)将沉淀区(7)产生的含铁和粉炭污泥回流到加酸调节区(2)；该系统的运行方法步骤如下：
a.待处理水(1)经进水管道和沉淀区(7)沉淀污泥一起进入加酸调节区(2)，通过酸液投加点(9)投加酸液；
b.加酸调节区(2)出水经隔墙上的连通口进入亚铁投加区(3)，通过亚铁投加点(10)投加亚铁；
c.亚铁投加区(3)出水经隔墙上的连通口进入主反应区(4)第1个反应格，通过H2O2投加点(12)投加H2O2，水流通过隔墙上的连通口依次推流进入最后的反应格，通过碱液投加点(13)投加碱液和粉炭投加点(14)投加粉炭；
d.主反应区(4)出水通过隔墙上的连通口进入加碱调节区(5)，通过碱液投加点(15)投加碱液；
e.加碱调节区出水通过隔墙上的连通口进入助凝区(6)，通过助凝剂投加点(16)投加PAM；
f.助凝剂区出水进入沉淀区(7)，进行泥水分离；
g.处理出水(8)通过出水管道排出；
所述加酸调节区(2)的pH调控值为3.0-5.5，当待处理水有机物含量(CODcr)高于40mg/L时，通过酸液投加点(9)投加酸液，调控加酸调节区(2)区内的pH调控值为3.0-4.5，当待处理水有机物含量(CODcr)低于40mg/L时，酸液投加点(9)投加酸液，调控加酸调节区(2)区内的pH调控值为4.5-5.5；
所述加酸调节区(2)的pH调控值为3.0-4.5时，通过主反应区(4)最后反应格的碱液投加点(13)投加碱液，且调控主反应区(4)最后反应格的pH调控值为4.5-5.5并通过粉炭投加点(14)投加粉炭；
所述加酸调节区(2)的pH调控值为4.5-5.5时，通过亚铁投加区(3)粉炭投加点(11)投加粉炭。
2.根据权利要求1所述的一种基于工业园区综合性废水中难降解有机物高标准深度处理系统的运行方法，其特征在于：所述加酸调节区(2)、亚铁投加区(3)、主反应区(4)、加碱调节区(5)、助凝区(6)内均设置有搅拌器。
3.根据权利要求1所述的一种基于工业园区综合性废水中难降解有机物高标准深度处理系统的运行方法，其特征在于：所述的主反应区(4)分为四个反应格(4-1、4-2、4-3和4-4)，四个反应格内均设置搅拌器，其中第一反应格(4-1)设置有H2O2投加点(12)，第四反应格(4-4)内设置碱液投加点(13)、粉炭投加点(14)和在线pH监控显示仪(18)。
4.根据权利要求1所述的一种基于工业园区综合性废水中难降解有机物高标准深度处理系统的运行方法，其特征在于：所述加碱调节区(5)区内的pH调控值为6.5-7.5。
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