CN111410369A

CN111410369A - 一种有机废水处理系统及其处理方法

Info

Publication number: CN111410369A
Application number: CN202010298946.6A
Authority: CN
Inventors: 杨瑞洪; 钱琛; 左志芳; 单丹; 仇实; 马振雄
Original assignee: Yangzhou Polytechnic Institute
Current assignee: Yangzhou Polytechnic Institute
Priority date: 2020-04-16
Filing date: 2020-04-16
Publication date: 2020-07-14

Abstract

本发明公开了一种有机废水处理系统，包括：初沉池，用以去除废水中的泥沙及悬浮物；微电解装置，用以对pH调节后的有机废水进行处理；混凝池，利用微电解反应产生的铁离子与碱反应形成铁的氢氧化物沉淀对废水中的有机物进行吸附去除；生化池，用以在厌氧区中利用厌氧微生物降解大分子有机物，并提高废水的可生化性；膜生物反应器，用以将处理后的水收集走，本发明通过设置气浮和浓度检测，提高有机废水处理效能。

Description

一种有机废水处理系统及其处理方法

技术领域

本发明涉及一种废水处理系统，特别涉及一种有机废水处理系统及其处理方法，属于有机废水处理领域。

背景技术

随着我国社会经济的高速发展和工业化进程的不断加速，越来越多的工业有机废水排放到水体环境中，尤其是高浓度有机废水，存在着有机物浓度高、成分复杂、处理难度大、环境污染严重、对水生环境污染严重等诸多问题，严重威胁到人类社会的健康发展和环境的生态安全。因此，高浓度有机废水需要通过有效的处理手段进行处理。同时，由于我国是一个水资源严重紧缺的国家，急需对现有的有机废水资源进行有效的回收利用，在污染物高效去除的同时，实现污染物的资源化、能源化利用及水资源的可持续发展。

现有技术中公开了一种难生物降解有机废水处理设备及工艺，其公开号为：CN110746039 A，其在废水处理过程中并未对废水COD浓度进行检测，也未设置回流系统，如果过进水COD浓度较高，微电解预降解处理后COD浓度仍然较高，会对后续生化池造成冲击，从而容易影响生化系统的正常运行，导致系统出水难以达标，在生化池前端设置COD浓度监测控制系统，有利于确保生化池的稳定运行。

发明内容

本发明的目的是提供一种有机废水处理系统及其处理方法，通过设置气浮和浓度检测，提高有机废水处理效能。

本发明的目的是这样实现的：一种有机废水处理系统，包括：

初沉池，用以去除废水中的泥沙及悬浮物，所述初沉池的末端隔出1/3区域作pH调节池，进水端接有机废水源，出水端接微电解处理装置；

微电解装置，用以对pH调节后的有机废水进行处理，在酸性条件下，通过原电池反应对有机物进行催化降解，出水端接混凝池；

混凝池，利用微电解反应产生的铁离子与碱反应形成铁的氢氧化物沉淀对废水中的有机物进行吸附去除，混凝池内部隔出一部分区域作为气浮区，其与混凝区之间通过隔板相连，底部留有连通气浮区与混凝区的缺口，气浮区底部设置有曝气系统，产生大量微小的气浮气泡，出水端接生化池；

生化池，包括经隔板的厌氧区和好氧区，用以在厌氧区中利用厌氧微生物降解大分子有机物，并提高废水的可生化性，有利于后续的好氧处理，并进行厌氧反硝化实现脱氮，在好氧区中利用好氧微生物降解小分子有机物，并进行好氧硝化；

膜生物反应器，用以将处理后的水收集走，不能被降解的杂质和活性污泥被膜生物反应器分离后留在膜池内，其设置在好氧区内，池底设置曝气系统，提高好氧池的溶解氧浓度。

作为本发明的进一步限定，所述混凝池与生化池之间经三通管相连，三通管直通路的两端分别接混凝池的出水端和生化池的进水端，所述三通管旁通路经阀门与初沉池的进水端相连，所述混凝池的出水端设置有浓度检测传感器。

作为本发明的进一步限定，所述气浮区内的曝气系统的端部连接有喷气盘，所述喷气盘顶部均匀安装有若干竖直朝上的喷气嘴，喷出的气流方向为竖直朝上；所述气浮区内设置有倾斜布置的导流板和水平布置的挡板，所述导流板与挡板共同将气浮区分隔成上浮区和抽水区，上浮区顶部设置有用以收集上浮区顶部渣滓的刮渣机，所述挡板开设有若干连通上浮区和抽水区的通孔，所述抽水区内设置有抽水管，抽水管的抽水孔设置在抽水管的底部，抽水管的出口连通生化池。

作为本发明的进一步限定，所述好氧区内位于膜生物反应器下方设置有旋流喷气组件，所述旋流喷气组件包括同轴设置有的多个环形管道，且相互之间连通设置，所述环形管道的顶部均匀开设有若干出气孔，出气孔上设置有倾斜喷嘴，所述倾斜喷嘴喷出螺旋状气流。

作为本发明的进一步限定，所述倾斜喷嘴与水平面之间的夹角为7-15°，所述倾斜喷嘴与对应出气孔直径面之间的夹角为25-35°。

一种有机废水处理方法，包括以下步骤：

步骤1）初沉淀：将有机废水导入初沉淀池中，去除废水中的泥沙及悬浮物，并在末端隔出1/3区域作调节池加酸调节pH到3-4；

步骤2）微电解：将pH调节后的有机废水导入微电解装置内，在酸性条件下，通过原电池反应对有机物进行催化降解；

步骤4）混凝气浮：在混凝池中利用微电解反应产生的铁离子与碱反应形成进一步铁的氢氧化物沉淀对废水中的有机物进行吸附去除，同时在该区域内隔出一部分区域作为气浮区，通过气浮作用去除铁混凝体形成的浮渣；

步骤5）厌氧好氧：在厌氧区中利用厌氧微生物降解大分子有机物，并提高废水的可生化性，有利于后续的好氧处理，并进行厌氧反硝化实现脱氮；在好氧区中利用好氧微生物降解小分子有机物，并进行好氧硝化；

步骤6）膜分离：将膜生物反应器置于好氧区，不能被降解的杂质和活性污泥被膜组件分离后留在膜池内，处理后的废水被收集走。

作为本发明的进一步限定，步骤4）与步骤5）之间的还包括浓度检测步骤，通过检测混凝池出水端的浓度来控制流向生化池的量，若混凝池输出浓度高于设定值，则将废水经三通管旁通路分流一部分回流至初沉池进行稀释。

作为本发明的进一步限定，所述，步骤5）中好氧处理时，在好氧区底部设置有旋流喷气组件，使其产生旋流，实现充分氧气接触。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1）本发明通过混凝池后设置气浮而不用沉淀，能快速的去除水中的铁的氢氧化物及悬浮胶体，效率和速度更优；

2）通过在气浮区内设置导流板与挡板再次将气浮区进行分区，从而进一步起到隔离的作用，同时通过设置抽水管并将抽水孔开设在抽水管的底部，进一步保证处理效果；

3)在生化池前端设置COD浓度监测控制系统，有利于确保生化池进水水质的稳定性，从而确保生化池的稳定运行；

4）在好氧区底部设置有旋流喷气组件，使其产生旋流，与传统的曝气系统比，能提高氧的传递速率，增加水中溶解氧浓度，促进好微生物的氧降解；

5）本发明中的混凝池与生化池均为一体化箱式结构，其内部通过隔板进行分区，在保证效果的同时，优化了整体的尺寸。

附图说明

图1为本发明系统结构示意图。

图2为本发明中混凝池放大图。

图3为本发明中生化池放大图。

图4为本发明中导流板与挡板一体成型结构示意图。

图5为本发明中抽水管结构示意图。

图6为本发明中旋流喷气组件结构俯视图。

图7为本发明中旋流喷气组件结构正视图。

其中，1初沉池，2微电解装置，3混凝池，31隔板，32气浮区，33导流板，34挡板，341通孔，35刮渣机，36抽水管，361抽水孔，37喷气盘，4生化池，41厌氧区，42好氧区，43旋流喷气组件，431环形管道，432倾斜喷嘴，44隔板，5膜生物反应器，6三通管，7浓度检测传感器。

具体实施方式

如图1-7所示的一种有机废水处理系统，包括：

初沉池1，用以去除废水中的泥沙及悬浮物，初沉池1的末端隔出1/3区域作pH调节池，进水端接有机废水源，出水端接微电解处理装置，通过水泵提供流体动力；

微电解装置2，用以对pH调节后的有机废水进行处理，在酸性条件下，通过原电池反应对有机物进行催化降解，出水端接混凝池3；

混凝池3，利用微电解反应产生的铁离子与碱反应形成进一步铁的氢氧化物沉淀对废水中的有机物进行吸附去除，混凝池3的前端通过搅拌进行混凝，混凝池3内部隔出一部分区域作为气浮区32，其与混凝区之间通过隔板31相连，底部留有连通气浮区32与混凝区的缺口，气浮区32底部设置有曝气系统，曝气系统的端部连接有喷气盘37，喷气盘37顶部均匀安装有若干竖直朝上的喷气嘴，喷出的气流方向为竖直朝上；气浮区32内设置有倾斜布置的导流板33和水平布置的挡板34，挡板34和导流板33可为一体成型结构，导流板33与挡板34共同将气浮区32分隔成上浮区和抽水区，上浮区顶部设置有用以收集上浮区顶部渣滓的刮渣机35，挡板34开设有若干连通上浮区和抽水区的通孔341，抽水区内设置有抽水管36，抽水管36的抽水孔361设置在抽水管36的底部，抽水管36的出口连通生化池4，出水端接生化池4，混凝池3与生化池4之间经三通管6相连，三通管6直通路的两端分别接混凝池3的出水端和生化池4的进水端，三通管6旁通路经阀门（此处可选用电磁阀，并配合后端的浓度检测传感器7工作）与初沉池1的进水端相连，需要说明的是，此处的三通管6的设计，并非像图中那样从系统的顶部走线，图中仅仅为流向的示意图，生化池4的进水端设置有浓度检测传感器7，当浓度检测传感器7检测到COD浓度过高，则控制阀门打开，使其一部分回流至初沉池1内；

生化池4，包括经隔板44的厌氧区41和好氧区42，用以在厌氧区41中利用厌氧微生物降解大分子有机物，并提高废水的可生化性，有利于后续的好氧处理，并进行厌氧反硝化实现脱氮，在好氧区42中利用好氧微生物降解小分子有机物，并进行好氧硝化，好氧区42内位于膜生物反应器5下方设置有旋流喷气组件43，旋流喷气组件43包括同轴设置有的多个环形管道431，在本实施例中设置有两圈，且相互之间连通设置，环形管道431的顶部均匀开设有若干出气孔，本实施例中位于外圈的出气孔设置有16个，位于内圈的出气孔设置有8个，且都均匀开设在环形管道431上，出气孔上设置有倾斜喷嘴432，倾斜喷嘴432喷出螺旋状气流，倾斜喷嘴432与水平面之间的夹角为7-15°，倾斜喷嘴432与对应出气孔直径面之间的夹角为25-35°，此处角度的设计是可根据现场的需要调节角度来调节溶解氧量；

膜生物反应器5，用以将处理后的水收集走，不能被降解的杂质和活性污泥被膜生物反应器5分离后留在膜池内，其设置在好氧区42内，位于膜生物反应器5的下方设置曝气系统。

如图2所示的一种有机废水处理方法，使用上述处理设备，包括以下步骤：

步骤2）微电解：将pH调节后的有机废水导入微电解装置2内，在酸性条件下，通过原电池反应对有机物进行催化降解；

步骤4）混凝气浮：在混凝池3中利用微电解反应产生的铁离子与碱反应形成进一步铁的氢氧化物沉淀对废水中的有机物进行吸附去除，同时在该区域内隔出一部分区域作为气浮区32，通过气浮作用去除铁混凝体形成的浮渣；

步骤5）浓度检测步骤：通过检测混凝池3出水端的浓度来控制流向生化池4的量，若混凝池3输出浓度高于设定值，则将废水经三通管6旁通路分流一部分回流至初沉池1进行稀释；

步骤6）厌氧好氧：在厌氧区41中利用厌氧微生物降解大分子有机物，并提高废水的可生化性，有利于后续的好氧处理，并进行厌氧反硝化实现脱氮；在好氧区42中利用好氧微生物降解小分子有机物，并进行好氧硝化，在好氧区42底部设置有旋流喷气组件43，使其产生旋流，实现充分氧气接触；

步骤7）膜分离：将膜生物反应器5置于好氧区42，不能被降解的杂质和活性污泥被膜组件分离后留在膜池内，处理后的废水被收集走。

下面集合具体实例对本发明做进一步说明。

采用本发明的方法和工艺处理某化工企业废水。在微电解反应器5内装填规整化Fe/C微电解填料，填料粒径为20mm左右。待处理的废水水样中COD为520~640mg/L，BOD₅为156~185mg/L。将废水经由泵进入初沉池1中，经工艺处理后自膜分离排出，对排出的废水水样进行测试。

微电解段实验条件：pH为3，辅助电解质0.05 mol/L，水力停留时间80 min，不曝气；气浮段实验条件：气浮采用压力溶气法，容器压力选用0.3-0.4MPa，水流上升速度般为10-20mm/s,水流在室内的停留时间不宜小于60s，表面负荷率取6.0-9.0m3/(m2.h)；生化池4工艺参数：厌氧池DO小于0.5mg/L，MLSS 2000 mg/L左右，停留时间2 h，好氧池DO 2-4mg/L，MLSS 2000 mg/L左右，停留时间6 h。

系统调试好后在此条件下连续运行时15天，出水中COD的去除率稳定在88.2%-92.5%，平均90.35%，出水平均COD含量为55.9 mg/L，水质良好稳定。

本发明并不局限于上述实施例，在本发明公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本发明的保护范围内。

Claims

1.一种有机废水处理系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种有机废水处理系统，其特征在于，所述混凝池与生化池之间经三通管相连，三通管直通路的两端分别接混凝池的出水端和生化池的进水端，所述三通管旁通路经阀门与初沉池的进水端相连，所述混凝池的出水端设置有COD浓度检测传感器。

3.根据权利要求1或2所述的一种有机废水处理系统，其特征在于，所述气浮区内的曝气系统的端部连接有喷气盘，所述喷气盘顶部均匀安装有若干竖直朝上的喷气嘴，喷出的气流方向为竖直朝上；所述气浮区内设置有倾斜布置的导流板和水平布置的挡板，所述导流板与挡板共同将气浮区分隔成上浮区和抽水区，上浮区顶部设置有用以收集上浮区顶部渣滓的刮渣机，所述挡板开设有若干连通上浮区和抽水区的通孔，所述抽水区内设置有抽水管，抽水管的抽水孔设置在抽水管的底部，抽水管的出口连生化池。

4.根据权利要求1或2所述的一种有机废水处理系统，其特征在于，所述好氧区内位于膜生物反应器下方设置有旋流喷气组件，所述旋流喷气组件包括同轴设置有的多个环形管道，且相互之间连通设置，所述环形管道的顶部均匀开设有若干出气孔，出气孔上设置有倾斜喷嘴，所述倾斜喷嘴喷出螺旋状气流。

5.根据权利要求4所述的一种有机废水处理系统，其特征在于，所述倾斜喷嘴与水平面之间的夹角为7-15°，所述倾斜喷嘴与对应出气孔直径面之间的夹角为25-35°。

6.一种有机废水处理方法，其特征在于，使用如权利要求1-5中任一所述有机废水处理系统，包括以下步骤：

步骤6）膜分离：将膜生物反应器置于好氧区，不能被降解的杂质和活性污泥被膜组件分离后留在膜池内，处理后的废水被收集排走。

7.根据权利要求6所述的一种有机废水处理方法，其特征在于，步骤4）与步骤5）之间的还包括COD浓度检测步骤，通过检测混凝池出水端的COD浓度来控制流向生化池的水流量，若混凝池出水COD浓度高于设定值，则将废水经三通管旁通路分流一部分回流至初沉池对进水COD进行稀释，确保生化池进水的水质要求。

8.根据权利要求6或7所述的一种有机废水处理方法，其特征在于，所述，步骤5）中好氧处理时，在好氧区底部设置有旋流喷气组件，使其产生旋流，提高氧的传递速率，增加水中溶解氧浓度，促进好微生物的氧降解。