CN111072196A - 一种有机污染场地污水处理装置及处理工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种有机污染场地污水处理装置及处理工艺，包括：气浮装置，用于对有机污染场地污水进行悬浮颗粒物去除处理，得到第一处理废水；光催化氧化反应装置，用于对第一处理废水进行光催化氧化处理，得到第二处理废水；活性炭过滤装置，用于对第二处理废水进行过滤，得到第三处理废水；若第三处理废水达标，则进入清水池回用；污泥浓缩池，用于对气浮装置中的污泥进行浓缩处理，得到预处理污泥；污泥脱水装置，用于对预处理污泥进行脱水处理，脱水后的污泥通过外送集中处置。本发明可以对不同类型有机污染场地，如化工、原油、染料、农药等有机废水进行处理并回用，满足地下水回用标准或排放标准。
Description
技术领域
本发明涉及废水处理技术领域，具体涉及一种有机污染场地污水处理装置及处理工艺。
背景技术
污染场地修复过程中不可避免存在地下水的处理，有机污染场地地下水中常见的污染物主要包括石油烃类、卤代烃、酚类、苯系物等挥发性和难挥发的有机物。污染场地修复一般都涉及地下水达标处理及回灌要求；因此，地下水达标处理成为有机污染场地修复至关重要的一环。化学氧化技术是常见的有机污染物去除技术，通过强氧化性自由基等能有效降解多种有机污染物，降低地下水中污染物浓度，满足污染场地修复的需求。
本发明提供了一种新型的集有机污染场地污水达标处理和回用的光催化氧化处理、回用工艺及装置，能够应用于有机污染场地不同类型污染物的处理和回用，具有十分广阔的应用市场。
发明内容
针对上述问题中存在的不足之处，本发明提供一种有机污染场地污水处理装置及处理工艺，能够应用于有机污染场地不同类型污染物的处理和回用，具有十分广阔的应用市场。
本发明公开了一种有机污染场地污水处理装置，包括：
气浮装置，用于对有机污染场地污水进行悬浮颗粒物去除处理，得到第一处理废水；
光催化氧化反应装置，用于对所述第一处理废水进行光催化氧化处理，得到第二处理废水；
活性炭过滤装置，用于对所述第二处理废水进行过滤，得到第三处理废水；若所述第三处理废水达标，则进入清水池回用；
污泥浓缩池，用于对所述气浮装置中的污泥进行浓缩处理，得到预处理污泥；
污泥脱水装置，用于对所述预处理污泥进行脱水处理，脱水后的污泥通过外送集中处置。
作为本发明的进一步改进，所述光催化氧化反应装置包括相连的光催化氧化装置和催化剂分离装置；
所述光催化氧化装置内部安装有多个模块化的一体化紫外灯组件，多个灯组件按水流方向以一定规律排布。
所述光催化氧化装置上连接有催化剂和氧化剂加药装置，所述催化剂和氧化剂加药装置配套有超声分散装置；
所述催化剂分离装置包括催化剂回流、筛选装置和膜过滤装置，所述催化剂回流、筛选装置把截留的催化剂回流到所述光催化氧化装置内，所述膜过滤装置的出水进入活性炭过滤装置。
作为本发明的进一步改进，
所述有机污染场地污水通过提升泵进入所述气浮装置；
所述催化剂回流、筛选装置把截留的催化剂通过回流泵回流到所述光催化氧化装置；
所述光催化氧化反应装置与所述活性炭过滤装置之间设有中间水池，所述膜过滤装置的出水通过膜产水自吸泵提升至所述中间水池，所述中间水池通过提升泵进入所述活性炭过滤装置；
所述活性炭过滤装置中的第三处理废水通过提升泵进入所述清水池，所述清水池与所述活性炭过滤装置之间设有反冲洗泵；
所述预处理污泥通过提升泵进入所述污泥脱水装置中。
作为本发明的进一步改进，若所述第三处理废水不达标，则通过回流泵回流至所述气浮装置。
作为本发明的进一步改进，所述污泥脱水装置脱水后的废水返回至所述气浮装置前端。
本发明还公开了一种有机污染场地污水处理工艺，包括：
通过气浮装置对有机污染场地污水进行悬浮颗粒物去除处理，得到第一处理废水；
通过光催化氧化反应装置对所述第一处理废水进行光催化氧化处理，得到第二处理废水；
通过活性炭过滤装置对所述第二处理废水进行过滤，得到第三处理废水；若所述第三处理废水达标，则进入清水池回用；
通过污泥浓缩池对所述气浮装置中的污泥进行浓缩处理，得到预处理污泥；
通过污泥脱水装置对所述预处理污泥进行脱水处理，脱水后的污泥通过外送集中处置。
作为本发明的进一步改进，所述气浮装置的悬浮颗粒物去除处理方法为：
通过加入助凝剂和絮凝剂，加强对污水中的悬浮污染物的去除。
作为本发明的进一步改进，所述光催化氧化反应装置的光催化氧化处理方法为：
通过加入催化剂和氧化剂，对有机废水光催化氧化处理，实现废水中难降解有机物的深度处理，去除大部分的COD并降低色度。
作为本发明的进一步改进，所述活性炭过滤装置的过滤方法为：
通过活性炭对水中微量有机污染物进一步吸附，降低出水有机物浓度，使出水达到排放和回用水标准。
作为本发明的进一步改进，
若所述第三处理废水不达标，则通过回流泵回流至所述气浮装置；
所述污泥脱水装置脱水后的废水返回至所述气浮装置前端。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明采用半导体光催化氧化技术为核心工艺，通过紫外光和半导体催化剂的作用产生强氧化羟基自由基，对有机物进行彻底氧化，最终生成水和二氧化碳，氧化彻底，无污泥和臭气产生，通过催化剂回收系统可以实现催化剂的循环多次利用，降低药剂投加量，减少运行成本；
从应用的角度，本发明可以对不同类型有机污染场地，如化工、原油、染料、农药等有机废水进行处理并回用，满足地下水回用标准或排放标准；并且，本发明中所采用的各装置只有在组合并按特定顺序使用后才可以使水达到排放和重新回灌的要求，系统装置具有占地面积小，自动化程度高、运行稳定、处理成本低等优势。
附图说明
图1为本发明一种实施例公开的有机污染场地污水处理装置的结构示意图。
图中：
1、气浮装置；2、光催化氧化反应装置；3、中间水池；4、活性炭过滤装置；5、清水池；6、污泥浓缩池；7、污泥脱水装置。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面结合附图对本发明做进一步的详细描述：
如图1所示，本发明提供一种有机污染场地污水处理装置，包括：气浮装置1、光催化氧化反应装置2、中间水池3、活性炭过滤装置4、清水池5、污泥浓缩池6和污泥脱水装置7；其中：
本发明上述装置的连接关系为：
根据废水流向：顺序连接的气浮装置1、光催化氧化反应装置2、中间水池3、活性炭过滤装置4、清水池5；活性炭过滤装置4与气浮装置1相连，清水池5与活性炭过滤装置4之间设有反冲洗管道；中间水池3与光催化氧化反应装置2之间设有反冲洗管道和催化剂回流管道。
根据污泥流向：气浮装置1中产生污泥的装置均与污泥浓缩池8相连，污泥浓缩池8与污泥脱水装置9相连，污泥脱水装置9与气浮装置1相连。
本发明的光催化氧化反应装置2包括相连的光催化氧化装置和催化剂分离装置；光催化氧化装置内部安装有多个模块化一体式紫外灯组件，并依水流方向定点排布；光催化氧化装置前端通过管道连接有催化剂和氧化剂加药装置；催化剂和氧化剂加药装置配套有催化剂超声分散装置，，在水中对催化剂进行超声振荡分散，提高催化剂在水中的分散均匀性；催化剂分离装置包括催化剂回流、筛选装置和膜过滤装置，催化剂回流、筛选装置把截留的催化剂回流到光催化氧化装置内，膜过滤装置的出水进入活性炭过滤装置。
进一步，上述装置之间通过对应的管道相连，各管道上根据需求对应设置水泵或污泥泵；例如：有机污染场地污水通过提升泵M1进入气浮装置1；催化剂回流、筛选装置把截留的催化剂通过回流泵M2回流到光催化氧化装置2；膜过滤装置的出水通过膜产水自吸泵M3提升至中间水池3，中间水池3通过提升泵M4进入活性炭过滤装置4；活性炭过滤装置4中的第三处理废水通过提升泵进入清水池5，清水池5与活性炭过滤装置4之间设有反冲洗泵M5；预处理污泥通过提升泵M6进入污泥脱水装置7，污泥脱水装置脱水后的废水通过回流泵M7返回至气浮装置1。
本发明上述装置的作用为：
气浮装置1，用于对有机污染场地污水进行悬浮颗粒物去除处理，得到第一处理废水；
具体的：有机污染场地污水经提升泵M1进入气浮装置1，通过气浮装置1对有机污水进行预处理，去除水中的悬浮污染物，提高污水的透明度。并通过气浮装置1调节污水水量，稳定经气浮装置进入光催化氧化装置2的水量。
光催化氧化反应装置2，用于对第一处理废水进行光催化氧化处理，得到第二处理废水；
具体的：气浮装置1预处理后的有机污水自流进入光催化氧化装置2，进行光催化氧化深度处理，光催化剂为粒径20-1000nm的半导体纳米材料，光催化剂在紫外光作用下被激发，生成电子和空穴对，空穴活化污水中的水、氧气、双氧水等分子，产生羟基自由基和超氧负离子自由基等强氧化性自由基，能对污水中不同种类的有机物进行无差别氧化降解，使出水污染有机物浓度、COD以及色度等满足要求。经过光催化氧化处理后的水进入到催化剂分离装置内，膜过滤装置把纳米催化剂颗粒截留在催化剂分离装置内，清水则通过膜产水自吸泵M3进入到中间水池中，催化剂回流和筛选装置则把截留的催化剂通过催化剂回流泵M2回流到光催化氧化装置内，催化剂回流比根据水质情况在30％-60％范围内调整。当膜过滤率装置的跨膜压差超过限定值以后，或者运行一定时间膜过滤能力下降时，将通过膜加药装置向膜系统注入药剂(如，柠檬酸、草酸、次氯酸钠等)，对膜组件进行清洗，恢复膜通量。
活性炭过滤装置4，用于对第二处理废水进行过滤，得到第三处理废水；若第三处理废水达标，则进入清水池5回用；若第三处理废水不达标，则通过回流泵回流至气浮装置1；
具体的：光催化氧化装置2的出水经膜产水自吸泵M3进入中间水池，然后通过提升泵M4提升至活性炭过滤装置4，活性炭进一步吸附光催化氧化装置出水中少量的有机物，保障出水有机物浓度达标。活性炭装置4连接有反冲洗泵M5，当活性炭过滤装置中截留的物质过多，过滤压力升高后或出水水质变差时，将通过反冲洗泵M5，从清水池5抽水至活性炭过滤装置4，对过滤装置进行反冲洗，反冲洗水从底部进入，反冲洗污水从管道排入气浮装置1进水端。
污泥浓缩池6，用于对气浮装置1中的污泥进行浓缩处理，得到预处理污泥；
污泥脱水装置7，用于对预处理污泥进行脱水处理，脱水后的污泥通过外送集中处置，脱水后的废水返回至气浮装置1；
具体的：污泥浓缩池6中污泥通过提升泵M6，进入污泥脱水装置6，经脱水装置6将污泥含水率降低至80％以下，然后通过外送集中处置。根据污泥脱水的需求，可通过PAM加药装置来投加1-200ppmPAM来改善污泥的脱水性能。脱水装置的出水经提升泵M7提升至前端气浮装置1。
本发明提供一种利用上述处理装置的有机污染场地污水处理工艺，包括：
步骤1、有机污染场地污水经提升泵进入气浮装置1，对废水中的悬浮污染物进行去除，去除一部分悬浮物，降低COD并提高有机污水透明度；
步骤2、气浮装置1排出的废水自流进入光催化氧化反应装置2，对废水中的有机物进行高级氧化处理，去除大部分难降解的有机物；
步骤3、光催化氧化反应装置2处理完水样进入中间水池3，然后经提升泵进入活性炭过滤装置4，对水中有机物进行进一步吸附，降低出水有机物浓度、COD以及色度；
步骤4、由活性炭过滤装置4处理达标的出水进入清水池5进行回用；
步骤5、气浮装置1外排的污泥进入污泥浓缩池6后，经污泥脱水装置脱水至含水率80％以下，外运集中处置。
实施例：
以石油类有机污染场地污水处理为例，本发明更具体的工艺过程如下：其中本发明中污染场地污水进水指标如1所示：
步骤1、石油类有机污水经提升泵M1，提升进入气浮装置1，由气浮装置对污水进行预处理，通过混凝试剂加强对污水中的悬浮污染物的去除，提高污水透明度，并通过气浮装置1调节进入光催化氧化装置2的进水水量。
步骤2、气浮装置1预处理后的污水，经自流进入光催化氧化装置，通过光催化氧化处理，将水中石油类及其他有机物进行氧化分解，去除水中大部分COD并将石油类污染物含量降低至排放标准控制范围内。经过光催化氧化处理后的水进入到催化剂分离装置内，膜过滤装置把纳米催化剂颗粒截留在催化剂分离装置内，清水则通过膜产水自吸泵M3进入到清水池中，催化剂回流和筛选装置则把截留的催化剂通过催化剂回流泵M2回流到光催化氧化装置内，回流比控制在50％左右，催化剂循环利用。经过光催化氧化装置处理后的污水COD降低到100mg/L以下，石油类有机物浓度低于0.5mg/L，色度低于30倍。基本能满足有机污染场地污水处理排放及回用标准
步骤3、光催化氧化装置2出水进入中间水池并经由提升泵进入活性炭过滤装置，进一步对出水中的微量的有机污染物进行吸附，降低COD和有机物浓度。同时若光催化氧化装置2水质波动，通过活性炭过滤系统可对出水进行活性炭吸附处理，保证出水水质稳定。
步骤4、污泥浓缩池中污泥通过提升泵M6，进入污泥脱水装置6，经脱水装置6将污泥含水率降低至80％以下，然后通过外送集中处置。根据污泥脱水的需求，可通过PAM加药装置来投加1-200ppmPAM来改善污泥的脱水性能。脱水装置的出水经提升泵M7提升至前端气浮装置1。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种有机污染场地污水处理装置，其特征在于，包括：
气浮装置，用于对有机污染场地污水进行悬浮颗粒物去除处理，得到第一处理废水；
光催化氧化反应装置，用于对所述第一处理废水进行光催化氧化处理，得到第二处理废水；
活性炭过滤装置，用于对所述第二处理废水进行过滤，得到第三处理废水；若所述第三处理废水达标，则进入清水池回用；
污泥浓缩池，用于对所述气浮装置中的污泥进行浓缩处理，得到预处理污泥；
污泥脱水装置，用于对所述预处理污泥进行脱水处理，脱水后的污泥通过外送集中处置。
2.如权利要求1所述的有机污染场地污水处理装置，其特征在于，所述光催化氧化反应装置包括相连的光催化氧化装置和催化剂分离装置；
所述光催化氧化装置上连接有催化剂和氧化剂加药装置，所述催化剂和氧化剂加药装置上配套有超声分散装置；
所述催化剂分离装置包括催化剂回流、筛选装置和膜过滤装置，所述催化剂回流、筛选装置把截留的催化剂回流到所述光催化氧化装置内，所述膜过滤装置的出水进入活性炭过滤装置。
3.如权利要求2所述的有机污染场地污水处理装置，其特征在于，
所述有机污染场地污水通过提升泵进入所述气浮装置；
所述催化剂回流、筛选装置把截留的催化剂通过回流泵回流到所述光催化氧化装置；
所述光催化氧化反应装置与所述活性炭过滤装置之间设有中间水池，所述膜过滤装置的出水通过膜产水自吸泵提升至所述中间水池，所述中间水池通过提升泵进入所述活性炭过滤装置；
所述活性炭过滤装置中的第三处理废水通过提升泵进入所述清水池，所述清水池与所述活性炭过滤装置之间设有反冲洗泵；
所述预处理污泥通过提升泵进入所述污泥脱水装置中。
4.如权利要求1所述的有机污染场地污水处理装置，其特征在于，若所述第三处理废水不达标，则通过回流泵回流至所述气浮装置。
5.如权利要求1所述的有机污染场地污水处理装置，其特征在于，所述污泥脱水装置脱水后的废水返回至所述气浮装置前端。
6.一种有机污染场地污水处理工艺，其特征在于，包括：
通过气浮装置对有机污染场地污水进行悬浮颗粒物去除处理，得到第一处理废水；
通过光催化氧化反应装置对所述第一处理废水进行光催化氧化处理，得到第二处理废水；
通过活性炭过滤装置对所述第二处理废水进行过滤，得到第三处理废水；若所述第三处理废水达标，则进入清水池回用；
通过污泥浓缩池对所述气浮装置中的污泥进行浓缩处理，得到预处理污泥；
通过污泥脱水装置对所述预处理污泥进行脱水处理，脱水后的污泥通过外送集中处置。
7.如权利要求6所述的有机污染场地污水处理工艺，其特征在于，所述气浮装置的悬浮颗粒物去除处理方法为：
通过加入助凝剂和絮凝剂，加强对污水中的悬浮污染物的去除。
8.如权利要求6所述的有机污染场地污水处理工艺，其特征在于，所述光催化氧化反应装置的光催化氧化处理方法为：
通过加入催化剂和氧化剂，对有机废水光催化氧化处理，实现废水中难降解有机物的深度处理，去除大部分的COD并降低色度。
9.如权利要求6所述的有机污染场地污水处理工艺，其特征在于，所述活性炭过滤装置的过滤方法为：
通过活性炭对水中微量有机污染物进一步吸附，降低出水有机物浓度，使出水达到排放和回用水标准。
10.如权利要求6所述的有机污染场地污水处理工艺，其特征在于，
若所述第三处理废水不达标，则通过回流泵回流至所述气浮装置；
所述污泥脱水装置脱水后的废水返回至所述气浮装置前端。
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