CN110407413A - 一种医药化工废水处理系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种医药化工废水处理系统,包括物化处理系统、生化处理系统、深度处理系统和清水消毒池;废水依次通过物化处理系统、生化处理系统、深度处理系统和清水消毒池进行净化处理;所述物化处理系统包括调节系统、还原处理和混凝沉淀系统;所述调节系统包括调节罐,所述调节罐内设置有调节池和事故池;所述还原处理系统包括还原塔、曝气风机;所述混凝沉淀系统包括混凝沉淀池,所述混凝沉淀池包括混合池、絮凝池;本发明的废水处理方法能高效的去除医药生化废水中的COD、NH3‑N和TN等污染物。

Description

一种医药化工废水处理系统及方法
技术领域
本发明属于废水处置技术领域,尤其涉及一种用于医药化工废水处理系统及方法。
背景技术
本样本医药化工废水主要来源于浙江省某工业园区和某工业启动区一期内的医化、制药、电力、轻纺等企业的化工废水,其中约一半水量来源于浙江某药业股份有限公司。
根据污水处理厂对化工废水进水水质的实际监测结果及进水水质分析,化工废水中CODcr、BOD5等污染物将会对污水处理厂产生一定的冲击负荷。
进水CODcr浓度范围为244~1180mg/L,平均值为563.2mg/L,按90%保证率为810mg/L。
进水BOD5浓度范围为43~283mg/L,平均值为92mg/L,按90%保证率为160mg/L。
进水NH3-N浓度范围为3.8~290mg/L,平均值为54.1mg/L,按90%保证率为70mg/L。
进水TN浓度范围为24~390mg/L,平均值为125.1mg/L,按90%保证率为160mg/L。
进水SS浓度范围为5~710mg/L,平均值为238mg/L,按90%保证率为400mg/L,未出现连续多天SS指标较高的情况。
进水TP浓度范围为1.2~20mg/L,平均值为3.65mg/L,按90%保证率为5.35mg/L。
该化工废水的处理重点是水质水量波动大,难点水COD、氨氮的去除。
发明内容
本发明提供一种医药化工废水处理系统及方法,旨在解决上述存在的问题。
本发明是这样实现的,一种医药化工废水处理系统,包括物化处理系统、生化处理系统、深度处理系统和清水消毒池;废水依次通过物化处理系统、生化处理系统、深度处理系统和清水消毒池进行净化处理;
所述物化处理系统包括调节系统、还原处理系统和混凝沉淀系统;所述调节系统包括调节罐,所述调节罐内设置有调节池和事故池;所述还原处理系统包括还原塔、曝气风机;所述混凝沉淀系统包括混凝沉淀池,所述混凝沉淀池包括混合池、絮凝池;
所述生化处理系统包括:一级A/O生化池、二沉池和曝气系统。
所述深度处理系统包括:高效沉淀池、高级氧化系统、MBR系统、过滤器;高效沉淀池包括第二混合池和第二絮凝池;所述第二絮凝池设置有刮泥机、污泥回流泵和排泥泵;
所述高级氧化系统包含高级氧化塔、循环泵和缓冲池;所述缓冲池设置在高级氧化塔之后;
所述MBR系统包含二级A/O生化池、MBR膜池和MBR膜车间。
作为优选的,所述混凝沉淀池和高效沉淀池均加入PAC、PAM对废水进行沉降。
作为优选的,混凝沉淀池采用斜板沉淀形式;所述高效沉淀池采用斜管沉淀形式。
本发明还提供一种医药化工废水处理方法:所述方法包括以下步骤:
步骤一、医药化工废水进入调节罐,进行水质和水量均调节;
步骤二、调节罐出水进入还原塔,还原塔中的微电解材料产生1.2V电位差对废水进行电解;持续对还原塔曝气;
步骤三、还原塔出水进入混凝沉淀池,向水中投加混凝剂和助凝剂,所述混凝反应池中投加药剂浓度,需要严格确定;
步骤四、混凝沉淀池出水先进入一级A/O生化池中的缺氧段,再进入好氧段,末端的混合液与二沉池的污泥同时回流到缺氧池,同时在缺氧池内补充反硝化所需要的碳源;
步骤五、一级A/O生化池出水流进入二沉池;所述二沉池表面负荷q=0.6~1.2(m3/m2.h);
步骤六、二沉池上清液出水提升至高效沉淀池;在高效沉淀池内投加PAC和PAM;
步骤七、高效沉淀池的出水经提升进入高级氧化塔,进行高级氧化反应;氧化部分难降解CODcr同时对污水中有机物成分改性;反应后的液体进入缓冲池中;步骤八、缓冲池出水流进入MBR系统中,在MBR系统的缺氧池内投加碳源,利用MBR系统的高浓度微生物降解污水中的有机污染物,同时利用反应器内的硝化细菌转化污水中的氨氮;MBR系统的好氧池末端混合液以一定比例回流至缺氧段进行反硝化,通过膜进行高效的固液分离出水;
步骤九、MBR系统后设有吸附罐进行吸附去除污染物;所述吸附罐滤速需要严格确定;
步骤十、吸附罐出水最后进入清水池,加消毒剂消毒后,外排。
作为优选的,所述步骤一中调节罐停留时间为18~36h,通过循环泵进行调节,循环强度为设计流量的40%~60%;步骤三中所述混凝反应池中投加药剂浓度,PAC为15~40mg/L,PAM为0.8~2.0mg/L。
作为优选的,所述步骤二中铁炭还原塔内pH维持在3.5~5.0,曝气强度1.6~1.9L/(m2·s);所述步骤五中二沉池表面负荷q为0.6~1.2(m3/m2.h)。
作为优选的,所述步骤四中废水在A生化池停留时间为12~15h,在O生化池停留时间为16~21h,污泥浓度:3.0~4.0gMLSS/L,COD污泥负荷:0.20~0.32kgBOD5/kgMLSS.d。
作为优选的,所述步骤六中高密度沉淀池混合时间t=40~70s,絮凝反应时间12~16min,斜管区上升流速8~12m/h,表面负荷q为0.7~1.2(m3/m2.h)。
作为优选的,所述步骤八中废水在缓冲池停留时间为0.5~1.5h,在第二A生化池停留时间为5~9h,在第二O生化池停留时间为3~5h,污泥浓度为:6~10gMLSS/L,总氮负荷率为:0.03~0.06kgTN/kgMLSS.d,MBR膜组件过滤流速为:15~18L/m2/h。
作为优选的,所述步骤七中高级氧化塔的氧化剂投加量:85~120mg/L;所述步骤九中所述活性炭吸附罐滤速为8~12m3/m2.h量。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
1、本发明适用于处理组分复杂、水质和水量波动大、可生化性差医药化工废水;
2、本发明可有效去除医药化工废水中的污染物,系统运行稳定,出水各项指标可达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级B标准要求;
3、废水处理过程中产生的污泥经处理后送焚烧车间焚烧,不产生“二次污染”的问题。
4、本发明的废水处理方法能高效的去除医药生化废水中的COD、NH3-N和TN等污染物,本方法污水处理处理效果优良、本发明的系统运行稳定、且维护和使用成本低廉。
附图说明
图1为本发明中医药化工废水处理方法的流程示意图。
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,以下结合附图及实施例,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。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,在本发明的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
请参阅图1,本发明提供一种技术方案:一种医药化工废水处理系统,包括物化处理系统、生化处理系统、深度处理系统和清水消毒池;废水依次通过物化处理系统、生化处理系统、深度处理系统和清水消毒池进行净化处理,所述物化处理系统包括调节系统、还原处理系统和混凝沉淀系统;所述调节系统包括调节罐,所述调节罐内设置有调节池和事故池,医用废水和化工废水进入到调节池进行水质调节,当水量过大时,废水进入到事故池中进行预调节,当调节池中水量调节完成后,事故池中的液体优先进入到调节池中进行调节,调节罐用于对废水的水量水质进行初步调节,在调节水质和水量时,需要确定废水在进入调节池中停留时间。
所述还原处理系统包括还原塔、曝气风机;所述废液进入还原塔中,用还原塔中的微电解材料产生1.2V电位差对废水进行电解处理,并开启曝气风机,阻止废水中悬浮物下,是废水充分与微电解材料反应,降解废水中有机污染物,改善废水可生化性。
所述混凝沉淀系统包括混凝沉淀池,混凝沉淀池内投加PAC、PAM对废水进行沉降,所述混凝沉淀池包括混合池、絮凝池、混合桨叶式搅拌机和絮凝框式搅拌机,所述混合桨叶式搅拌机设置在混合池中,絮凝框式搅拌机设置在絮凝池中,混合池与絮凝池连通,药剂和废水充分混合后,在絮凝池进行沉降,所述絮凝池设置有沉淀斜板、设刮(吸)泥机或泥斗、排泥泵;所述沉淀采用斜板沉淀形式,通过刮泥机和排泥泵将沉淀排出;需确定混凝沉淀池表面负荷。
所述生化处理系统包括:一级A/O生化池、二沉池和曝气系统;所述一级A/O生化池中A池内设置立式双曲面搅拌机,控制参数包含废水在A池中停留时间、废水在O池中停留时间、COD污泥负荷、沉淀池表面负荷;所述曝气系统为风机鼓风曝气系统。
所述深度处理系统包括:高效沉淀池、高级氧化系统、MBR系统、过滤器和清水消毒池;所述高效沉淀池内投加PAC、PAM,高效沉淀池包括第二混合池和第二絮凝池,为了加快沉降速度,在第二混合池中设置有快速混合立式搅拌器加快药剂和废液的第二次混合,在第二絮凝池设置有慢速搅拌器,使废水中的细分子颗粒再次沉降;沉淀采用斜管沉淀形式,为了更好的处理沉降物,所述第二絮凝池设置有刮泥机、污泥回流泵和排泥泵;
所述高级氧化系统包含氧化塔、循环泵和缓冲池,控制参数包含氧化剂种类及投加量;缓冲池设置在高级氧化塔之后;
所述MBR系统包含二级A/O生化池、MBR膜池和MBR膜车间,所述二级A/O生化池中:控制参数包含缓冲池停留时间、A池停留时间、O池停留时间。MBR膜池为钢筋砼框架结构,所述MBR膜池包括膜格栅、MBR膜组件、真空水射器、产水泵、反冲洗水泵、膜池污泥回流泵、膜池排空泵/剩余污泥泵、柠檬酸投加装置、次氯酸钠投加装置、膜擦洗风机等;
所述过滤器包含吸附罐、反洗风机和反洗水泵,控制参数包含过滤器内填料种类、吸附罐滤速。清水(消毒)池内投加含氯消毒剂,停留时间不小于2h。
本发明还提供一种用于医药化工废水处理方法:
所述方法包括以下步骤:
步骤一、医药化工废水进入调节罐,进行水质和水量均调节,保证后续处理工艺的稳定运行;调节罐停留时间为18~36h,通过循环泵进行调节,循环强度为设计流量的40%~60%;步骤三中所述混凝反应池中投加药剂浓度,PAC为15~40mg/L,PAM为0.8~2.0mg/L。
步骤二、调节罐出水进入还原塔,利用还原塔中的微电解材料产生1.2V电位差对废水进行电解处理,来达到降解污水中有机污染物,改善废水可生化性;铁炭还原塔内pH维持在3.5~5.0,曝气强度1.6~1.9L/(m2·s);所述步骤五中二沉池表面负荷q为0.6~1.2(m3/m2.h)。
步骤三、还原塔出水进入混凝沉淀池,向水中投加PAC和PAM,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。絮凝体通过吸附部分细菌和溶解性物质,体积增大而下沉后排出,废水在A生化池停留时间为12~15h,在O生化池停留时间为16~21h,污泥浓度:2.5~4.0gMLSS/L,COD污泥负荷:0.20~0.32kgBOD5/kgMLSS.d。
步骤四、混凝沉淀池出水先进入A/O池中的缺氧段,再进入好氧段,末端的混合液与二沉池的污泥同时回流到缺氧池,控制参数包含混合液回流比、污泥回流比等。由于污水和好氧池混合液同时回流至缺氧池,为缺氧池内的反硝化提供了尽可能多的碳源有机物,同时缺氧池内需要补充反硝化所需要的碳源。缺氧池内进行反硝化后,污水进入好氧池,好氧池需要补充生化所需要的碱度,并配有单级离心鼓风机进行曝气,为进一步降解污水中有机物和硝化提供充足的氧气;所述控制参数包含废水在A生化池停留时间、废水在O生化池停留时间、污泥浓度、COD污泥负荷、混合液回流比,污泥回流比。
步骤五、生化池出水自流进入二沉池;所述控制参数包含二沉池表面负荷。
步骤六、二沉池上清液出水提升至高效沉淀池。在高效沉淀池内投加PAC和PAM。污水经过絮凝、沉淀去除二沉池难以沉降的其它微小悬浮物和部分COD,以减少后续高级氧化的氧化剂的消耗量;高密度沉淀池混合时间t=40~70s,絮凝反应时间12~16min,斜管区上升流速8~12m/h,表面负荷q为0.7~1.2(m3/m2.h)。
步骤七、高效沉淀池的出水经提升进入高级氧化塔,进行高级氧化反应。与某氧化剂单独作为氧化剂相比,该氧化剂在催化剂的作用下形成的OH·与有机物的反应速率更高,氧化性更强,几乎可以氧化所有的有机物。在反应塔内通入氧化剂,氧化部分难降解CODcr同时对污水中有机物成分改性。为避免水中残余氧化剂破坏后续生物处理单元中微生物的生长,在高级氧化塔后设置缓冲池;高级氧化塔的氧化剂投加量:85~120mg/L;所述步骤九中所述活性炭吸附罐滤速为8~12m3/m2.h量。
步骤八、缓冲池出水自流进入MBR池膜生物反应池,MBR缺氧池内补充MBR好氧池内硝化反应所消耗的碱度,以及反硝化所需碳源。利用MBR池的高浓度微生物降解污水中的有机污染物,同时利用反应器内的硝化细菌转化污水中的氨氮。MBR好氧池末端混合液以一定的比例回流至缺氧段进行反硝化,通过膜进行高效的固液分离出水;废水在臭氧缓冲池停留时间为0.5~1.5h,在第二A生化池停留时间为5~9h,在第二O生化池停留时间为3~5h,污泥浓度为:6~10gMLSS/L,总氮负荷率为:0.03~0.06kgTN/kgMLSS.d,MBR膜组件过滤流速为:15~18L/m2/h。
步骤九、MBR后设有吸附罐进行吸附去除污染物。在MBR池出水达标的情况下,有超越管线可超越吸附罐;所述控制参数包含吸附罐滤速、吸附剂种类。
步骤十、吸附罐出水最后进入清水池,加消毒剂消毒后,外排。
通过本方法和系统能对几种典型医药化工废水处理后的水质前后的数据如下表:
各处理单元主要水质指标预测表
通过本系统和方法可以看出,在通过一系列的生化反应和沉降作用,使废水中的COD、NH3-N和TN等污染的浓度大大的降低,尤其是对难点水COD、氨氮的去除率达到预期。
本发明的系统装置密集紧凑,线路管道短,使整个废水处理过程效率较高,且经济性良好,经由本发明处理后的化工废水可以稳定的达到排放标准以上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 (10)

1.一种医药化工废水处理系统,其特征在于:包括物化处理系统、生化处理系统、深度处理系统和清水消毒池;废水依次通过物化处理系统、生化处理系统、深度处理系统和清水消毒池进行净化处理;
所述物化处理系统包括调节系统、还原处理和混凝沉淀系统;所述调节系统包括调节池和事故池;所述还原处理系统包括还原塔、曝气风机;所述混凝沉淀系统包括混凝沉淀池,所述混凝沉淀池包括混合池、絮凝池;
所述生化处理系统包括:一级A/O生化池、二沉池和曝气系统,
所述深度处理系统包括:高效沉淀池、高级氧化系统、MBR系统、过滤器;高效沉淀池包括第二混合池和第二絮凝池;所述第二絮凝池设置有刮泥机、污泥回流泵和排泥泵;
所述高级氧化系统包含氧化塔、循环泵和缓冲池;所述缓冲池设置在高级氧化塔之后;
所述MBR系统包含二级A/O生化池、MBR膜池和MBR膜车间。
2.根据权利要求1所述的一种医药化工废水处理系统,其特征在于:所述混凝沉淀池和高效沉淀池均加入PAC、PAM对废水进行沉降。
3.根据权利要求1所述的一种医药化工废水处理系统,其特征在于:混凝沉淀池采用斜板沉淀形式;所述高效沉淀池采用斜管沉淀形式。
4.一种基于权利要求1~3之一所述系统的一种医药化工废水处理方法:所述方法包括以下步骤:
步骤一、医药化工废水进入调节罐,进行水质和水量均调节, 控制参数包含调节罐停留时间、搅拌强度;
步骤二、调节罐出水进入还原塔,还原塔中的微电解材料对废水进行电解;持续对还原塔曝气;
步骤三、还原塔出水进入混凝沉淀池,向水中投加PAC和PAM;
步骤四、混凝沉淀池出水先进入一级A/O生化池中的缺氧段,再进入好氧段,末端的混合液与二沉池的污泥同时回流到缺氧池,同时在缺氧池内投加碳源;
步骤五、一级A/O生化池出水流进入二沉池;
步骤六、二沉池上清液出水提升至高效沉淀池;在高效沉淀池内投加PAC和PAM;
步骤七、高效沉淀池的出水经提升进入高级氧化塔,进行氧化反应,氧化部分难降解CODcr同时对污水中有机物成分改性;反应后的液体进入缓冲池中;
步骤八、缓冲池出水进入MBR系统中,在MBR系统的缺氧池内投加碳源,利用MBR系统的高浓度微生物降解污水中的有机污染物,同时利用反应器内的硝化细菌转化污水中的氨氮;MBR系统的好氧池末端混合液以一定的比例回流至缺氧段进行反硝化,通过膜进行高效的固液分离出水;
步骤九、MBR系统后设有吸附罐进行吸附去除污染物;
步骤十、吸附罐出水进入清水池,加消毒剂消毒后,外排。
5.根据权利要求4所述的一种医药化工废水处理方法,其特征在于:所述步骤一中调节罐停留时间为18~36h,通过循环泵进行调节,循环强度为设计流量的40%~60%;步骤三中所述混凝反应池中投加药剂浓度,PAC为15~40mg/L,PAM为0.8~2.0mg/L。
6.根据权利要求4或5所述的一种医药化工废水处理方法,其特征在于:所述步骤二中铁炭还原塔内pH维持在3.5~5.0,曝气强度1.6~1.9L/(m2·s);所述步骤五中二沉池表面负荷q为0.6~1.2(m³/m2.h)。
7.根据权利要求6所述的一种医药化工废水处理方法,其特征在于:所述步骤四中废水在A生化池停留时间为12~15h,在O生化池停留时间为16~21h,污泥浓度:2.5~4.0gMLSS/L,COD污泥负荷:0.20~0.32 kgBOD5/kgMLSS.d。
8.根据权利要求4、5、6之一所述的一种医药化工废水处理方法,其特征在于:所述步骤六中高密度沉淀池混合时间t=40~70s,絮凝反应时间12~16min,斜管区上升流速8~12 m/h,表面负荷q为0.7~1.2 (m³/m2.h)。
9.根据权利要求8之一所述的一种医药化工废水处理方法,其特征在于:所述步骤八中废水在缓冲池停留时间为0.5~1.5h,在第二A生化池停留时间为5~9h,在第二O生化池停留时间为3~5h,污泥浓度为:6~10gMLSS/L,总氮负荷率为:0.03~0.06kgTN/kgMLSS.d,MBR膜组件过滤流速为:15~18L/m2/h。
10.根据权利要求8之一所述的一种医药化工废水处理方法,其特征在于:所述步骤七中高级氧化塔的氧化剂投加量:85~120mg/L;所述步骤九中所述活性炭吸附罐滤速为8~12m3/m2.h。
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