CN112093972A - 一种生物法工业废水处理系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种生物法工业废水处理系统，包括通过管路依次连接的初步沉淀池、活性污泥反应池和二级沉淀池；初步沉淀池通过分隔板划分为反应室和沉淀室，反应室下部设有废水进水管，沉淀室内相对于溢流口的侧壁上部开设有出水口，沉淀室底部设置有第一排污管；活性污泥反应池下部设置有布水管，布水管通过管路与沉淀室的出水口相连通，布水管底部设置有布水孔，布水管的下方设有曝气盘，曝气盘与设置于活性污泥反应池外的鼓风机相连；活性污泥反应池上部通过出水管与二级沉淀池相连通，二级沉淀池底部通过回流管路与活性污泥沉淀池相连通。该系统有效吸附、降解工业废水中的有机污染物，改善净化效果，提高废水的净化率。

Description

一种生物法工业废水处理系统及方法

技术领域

本发明涉及工业废水处理技术领域，具体涉及一种生物法工业废水处理系统及方法。

背景技术

生物活性污泥法是依据污染源的类别选择适用的优势菌群对有机工业废水进行处理的方法，它能从污水中去除溶解性的和胶体状态的可生化有机物以及能被活性污泥吸附的悬浮固体和其他一些物质，同时也能去除一部分磷素和氮素，活性污泥法具有操作简单、对污水的适应范围广、建设费用低、污泥可循环利用、对水中污染物去除效率高等特点，广泛应用于各行业有机废水的处理过程。

现有生物法工业废水处理过程中，活性污泥的活性污泥法负荷不高，不能适应废水水质的突然变化。活性污泥法是利用菌胶团(菌种)吸附、分解水中有机物，再利用菌胶团的絮凝性，从被处理水中分离菌种的废水生化处理方法，其处理废水的关键是：(1)有足够的菌胶团吸附分解水中有机物；(2)菌胶团有足够的絮凝性，快速彻底的与清水分离。当被处理废水的水质水量突然变化时，会立即使活性污泥的污泥负荷产生变化。如污泥负荷低于一定值，或高于一定值时，都会大幅降低活性污泥的絮凝性，引起污泥膨胀，使排水夹带难于分离的分散菌种变得浑浊，泥水分离困难，排水COD大幅上升，菌种大量流失，且高的污泥负荷，导致微生物活性降低，这些都大大降低活性污泥对有机物的吸附、降解的效率，造成污水处理不达标。

发明内容

为了解决上述背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种生物法工业废水处理系统及方法，有效吸附、降解工业废水中的有机污染物，改善净化效果，提高废水的净化率。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明的第一方面，提供一种生物法工业废水处理系统，包括通过管路依次连接的初步沉淀池、活性污泥反应池和二级沉淀池；

所述初步沉淀池通过分隔板划分为反应室和沉淀室，所述分隔板上部开设有溢流口，所述反应室下部设有废水进水管，所述反应室内设置有搅拌装置，所述反应室顶部设置有药剂箱，所述药剂箱通过加药管路与所述反应室相连通，所述沉淀室内相对于所述溢流口的侧壁上部开设有出水口，所述出水口处设有溢水堰，所述沉淀室底部设计为锥形结构，且所述沉淀室底部设置有第一排污管；

所述活性污泥反应池下部设置有布水管，所述布水管通过管路与所述沉淀室的出水口相连通，所述布水管底部设置有布水孔，所述布水管的下方设有曝气盘，所述曝气盘与设置于活性污泥反应池外的鼓风机相连，所述活性污泥反应池的上部安装有溶氧量检测装置，所述布水管上方设置有填料，所述填料内吸附有孔径为1-10μm、孔隙率超过80％的微生物载体，所述微生物载体内部定植有含有厌氧氨氧化菌的活性污泥，所述微生物载体外部定植有含有好氧菌的活性污泥；

所述活性污泥反应池上部通过出水管与所述二级沉淀池相连通，所述二级沉淀池底部通过回流管路与所述活性污泥沉淀池相连通，所述回流管路上设有循环泵。

优选地，所述微生物载体由聚丙烯颗粒、聚醚砜颗粒、聚偏氟乙烯颗粒、聚乙烯醇凝胶颗粒、聚乙二醇凝胶颗粒中的一种或几种混合而成，所述微生物载体的孔径为3-6μm、空隙率为87％-92％。

优选地，所述沉淀室内靠近于所述溢流口处设置有挡板，所述挡板一端固定在所述沉淀室内顶部，所述挡板另一端向下延伸至低于所述溢流口处，所述挡板与分隔板之间形成废水进入到沉淀室的废水通道。

优选地，所述二级沉淀池底部设计为锥形结构，且所述二级沉淀池底部还设有用于将沉淀物排出的第二排污管。

优选地，所述活性污泥反应池底部设计为锥形结构，且所述活性污泥反应池底部设有用于将活性污泥排出的第三排污管。

本发明的第二方面，提供一种上述生物法工业废水处理系统进行废水处理的方法，包括以下步骤：

S1、工业废水通过废水进水管进入到初步沉淀池中的反应室内，利用搅拌装置将从药剂箱加入的药剂与废水充分搅拌混合，在药剂作用下废水中的污染物被氧化分解，经过处理后的废水通过溢流口进入到沉淀室内，污泥在重力作用下下沉到沉淀区的下部，通过底部的第一排污管排出，经过泥水分离处理后的废水通过溢水堰和管路进入到活性污泥反应池下部；

S2、废水由布水管均匀布水，曝气盘产生大量的微气泡，根据溶氧量检测装置检测到的溶氧量调控鼓风机工作，确保活性污泥反应池中的溶氧量大于2mg/L，填料表面附着有微生物载体，通过微生物载体内部定植的含有厌氧氨氧化菌的活性污泥以及微生物载体外部定植的含有好氧菌的活性污泥可有效的对废水中的有机物进行降解，微生物载体形成的生物膜在上升气流的作用下，不断更新，更新的生物膜在重力的作用下下沉到活性污泥反应池的底部，通过底部的第三排污管将经过多次使用活性较低的活性污泥排出，处理后的废水通过出水管进入到二级沉淀池；

S3、经过活性污泥净化后的废水进入到二级沉淀池进行泥水分离，澄清后的水进入下一工序继续处理或直接达标排出，二级沉淀池底部的污泥一部分直接通过第二排污管排出，另一部分通过回流管路返回到活性污泥反应池中；

S4、初步沉淀池的沉淀室、活性污泥反应池和二级沉淀池产生的污泥脱水后外运。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明中初步沉淀池中的反应室，通过药剂箱向反应室内添加药剂，在药剂作用下将废水中的污染物被氧化分解，提高废水的可生化性，废水随后进入到沉淀室内进行泥水分离，降低了后续活性污泥反应池的处理负荷，能够在一定范围内适应废水水质的突然变化；本发明中选用孔径为1-10μm、孔隙率超过80％的微生物载体吸附到填料上，增大了废水与载体内活性污泥的接触面积，提高了反应效率，提高了活性污泥的处理负荷，能够适应废水水质的变化；且微生物载体内部定植有含有厌氧氨氧化菌的活性污泥，微生物载体外部定植有含有好氧菌的活性污泥，每个载体都是一个微型反应器，硝化反应和反硝化反应同时存在，能够高效的降低废水中的COD值，实现了污水处理的同时兼具有去除废水中的氨氮以及生物除磷效果，且微生物活性较高，生物处理系统能够长期稳定地运行。

附图说明

下面结合附图与具体实施例对本发明作进一步详细说明。

图1为本发明的工艺流程图；

图2为本发明中生物法工业废水处理系统的整体结构图；

图3为本发明中初步沉淀池的内部结构图；

图4为本发明中活性污泥反应池的内部结构图；

图5为图4中布气管的结构图；

图6为图4中布气管的截面图；

其中，具体附图标记为：初步沉淀池1，分隔板2，溢流口3，挡板4，废水进水管5，药剂箱6，反应室7，搅拌装置8，沉淀室9，出水口10，溢水堰11，第一排污管12，活性污泥反应池13，布水管14，布水孔15，曝气盘16，鼓风机17，溶氧量检测装置18，填料19，出水管20，回流管路21，循环泵22，第三排污管23，二级沉淀池24，第二排污管25。

具体实施方式

本发明实施例提供一种生物法工业废水处理系统，如图2所示，包括通过管路依次连接的初步沉淀池1、活性污泥反应池13和二级沉淀池24。

如图3所示，初步沉淀池1通过分隔板2划分为反应室7和沉淀室9，分隔板2上部开设有溢流口3，反应室7下部设有废水进水管5，反应室7内设置有搅拌装置8，反应室7顶部设置有药剂箱6，药剂箱6通过加药管路与反应室7相连通，沉淀室9内相对于溢流口3的侧壁上部开设有出水口10，出水口10处设有溢水堰11，沉淀室9底部设计为锥形结构，且沉淀室9底部设置有第一排污管12。其中，沉淀室9内靠近于溢流口3处设置有挡板4，挡板4一端固定在沉淀室9内顶部，挡板4另一端向下延伸至低于溢流口3处，挡板4与分隔板2之间形成废水进入到沉淀室9的废水通道，废水通过废水通道缓缓流入沉淀室9，避免对沉淀室9内的沉淀过程产生较大的扰动，保证了泥水分离效果。

如图4所示，活性污泥反应池13下部设置有布水管14，布水管14通过管路与沉淀室9的出水口10相连通，布水管14底部设置有布水孔15，如图5和图6所示，布水孔15以成对的方式均匀分布在布水管14上，且两个布水孔15与布水管14中轴连接的夹角为90°。布水管14的下方设有曝气盘16，曝气盘16与设置于活性污泥反应池13外的鼓风机17相连，活性污泥反应池13的上部安装有溶氧量检测装置18，布水管14上方设置有填料19，填料19内吸附有孔径为1-10μm、孔隙率超过80％的微生物载体，微生物载体内部定植有含有厌氧氨氧化菌的活性污泥，微生物载体外部定植有含有好氧菌的活性污泥。其中，微生物载体由聚丙烯颗粒、聚醚砜颗粒、聚偏氟乙烯颗粒、聚乙烯醇凝胶颗粒、聚乙二醇凝胶颗粒中的一种或几种混合而成，填料内吸附有孔径为1-10μm、孔隙率超过80％的微生物载体，其中，微生物载体的孔径优选为3-6μm、空隙率优选为87％-92％。微生物载体的投加量为活性污泥反应池13容积的1/10-1/2。活性污泥反应池13底部设计为锥形结构，且活性污泥反应池13底部设有用于将活性污泥排出的第三排污管23。选用孔径为1-10μm、孔隙率超过80％的微生物载体吸附到填料19上，增大了废水与载体内活性污泥的接触面积，提高了反应效率，提高了活性污泥的处理负荷，能够适应废水水质的变化；且微生物载体内部定植有含有厌氧氨氧化菌的活性污泥，微生物载体外部定植有含有好氧菌的活性污泥，每个载体都是一个微型反应器，硝化反应和反硝化反应同时存在，能够高效的降低废水中的COD值，实现了污水处理的同时兼具有去除废水中的氨氮以及生物除磷效果，且微生物活性较高，生物处理系统能够长期稳定地运行。

活性污泥反应池13上部通过出水管20与二级沉淀池24相连通，二级沉淀池24底部通过回流管路21与活性污泥沉淀池相连通，回流管路21上设有循环泵22。其中，二级沉淀池24底部设计为锥形结构，且二级沉淀池24底部还设有用于将沉淀物排出的第二排污管25，实现了将二级沉淀池24底部的污泥一部分直接通过第二排污管25排出，另一部分通过回流管路21返回到活性污泥反应池13中。

实施例1

本实施例生物法工业废水处理系统中微生物载体为聚丙烯颗粒与聚乙烯醇凝胶颗粒以质量比为1：2的方式混合而成，微生物载体的孔径为1-2μm，孔隙率为93％，微生物载体的投加量为活性污泥反应池13容积的1/10。

一种采用上述生物法工业废水处理系统进行废水处理的方法，如图1所示，包括以下步骤：

S1、工业废水通过废水进水管5进入到初步沉淀池1中的反应室7内，利用搅拌装置8将从药剂箱6加入的药剂与废水充分搅拌混合，在药剂作用下废水中的污染物被氧化分解，经过处理后的废水通过溢流口3进入到沉淀室9内，污泥在重力作用下下沉到沉淀区的下部，通过底部的第一排污管12排出，经过泥水分离处理后的废水通过溢水堰11和管路进入到活性污泥反应池13下部；

S2、废水由布水管14均匀布水，曝气盘16产生大量的微气泡，根据溶氧量检测装置18检测到的溶氧量调控鼓风机17工作，确保活性污泥反应池13中的溶氧量大于2mg/L，填料19表面附着有微生物载体，通过微生物载体内部定植的含有厌氧氨氧化菌的活性污泥以及微生物载体外部定植的含有好氧菌的活性污泥可有效的对废水中的有机物进行降解，微生物载体形成的生物膜在上升气流的作用下，不断更新，更新的生物膜在重力的作用下下沉到活性污泥反应池13的底部，通过底部的第三排污管23将经过多次使用活性较低的活性污泥排出，处理后的废水通过出水管20进入到二级沉淀池24；

S3、经过活性污泥净化后的废水进入到二级沉淀池24进行泥水分离，澄清后的水进入下一工序继续处理或直接达标排出，二级沉淀池24底部的污泥一部分直接通过第二排污管25排出，另一部分通过回流管路21返回到活性污泥反应池13中；

S4、初步沉淀池1的沉淀室9、活性污泥反应池13和二级沉淀池24产生的污泥脱水后外运。

实施例2

本实施例生物法工业废水处理系统中微生物载体为聚醚砜颗粒与聚偏氟乙烯颗粒以质量比为1：1的方式混合而成，微生物载体的孔径为3-4μm，孔隙率为92％，微生物载体的投加量为活性污泥反应池13容积的1/7。

采用所述的生物法工业废水处理系统进行废水处理的方法可参考实施例1。

实施例3

本实施例生物法工业废水处理系统中微生物载体为聚醚砜颗粒、聚偏氟乙烯颗粒与聚乙二醇凝胶颗粒以质量比为1：1：2的方式混合而成，微生物载体的孔径为5-6μm，孔隙率为91％，微生物载体的投加量为活性污泥反应池13容积的1/6。

采用所述的生物法工业废水处理系统进行废水处理的方法可参考实施例1。

实施例4

本实施例生物法工业废水处理系统中微生物载体为聚乙烯醇凝胶颗粒，微生物载体的孔径为9-10μm，孔隙率为86％，微生物载体的投加量为活性污泥反应池13容积的1/2。

采用所述的生物法工业废水处理系统进行废水处理的方法可参考实施例1。

本发明中实施例1至实施例4中工业废水经过处理之后，水中的COD指标相对于现有技术中活性污泥处理方法再下降50％左右，能达到高效去除氨氮的效果，处理后的浓度原低于排放标准的限制值，同时能达到生物除磷的效果。出水的有机物浓度、氮浓度和磷浓度均相当低，出水可以作为地表水再生使用。

以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。

Claims (6)

1.一种生物法工业废水处理系统，其特征在于，包括通过管路依次连接的初步沉淀池、活性污泥反应池和二级沉淀池；

所述初步沉淀池通过分隔板划分为反应室和沉淀室，所述分隔板上部开设有溢流口，所述反应室下部设有废水进水管，所述反应室内设置有搅拌装置，所述反应室顶部设置有药剂箱，所述药剂箱通过加药管路与所述反应室相连通，所述沉淀室内相对于所述溢流口的侧壁上部开设有出水口，所述出水口处设有溢水堰，所述沉淀室底部设计为锥形结构，且所述沉淀室底部设置有第一排污管；

所述活性污泥反应池下部设置有布水管，所述布水管通过管路与所述沉淀室的出水口相连通，所述布水管底部设置有布水孔，所述布水管的下方设有曝气盘，所述曝气盘与设置于活性污泥反应池外的鼓风机相连，所述活性污泥反应池的上部安装有溶氧量检测装置，所述布水管上方设置有填料，所述填料内吸附有孔径为1-10μm、孔隙率超过80％的微生物载体，所述微生物载体内部定植有含有厌氧氨氧化菌的活性污泥，所述微生物载体外部定植有含有好氧菌的活性污泥；

所述活性污泥反应池上部通过出水管与所述二级沉淀池相连通，所述二级沉淀池底部通过回流管路与所述活性污泥沉淀池相连通，所述回流管路上设有循环泵。

2.根据权利要求1所述的生物法工业废水处理系统，其特征在于，所述微生物载体由聚丙烯颗粒、聚醚砜颗粒、聚偏氟乙烯颗粒、聚乙烯醇凝胶颗粒、聚乙二醇凝胶颗粒中的一种或几种混合而成，所述微生物载体的孔径为3-6μm、空隙率为87％-92％。

3.根据权利要求1所述的生物法工业废水处理系统，其特征在于，所述沉淀室内靠近于所述溢流口处设置有挡板，所述挡板一端固定在所述沉淀室内顶部，所述挡板另一端向下延伸至低于所述溢流口处，所述挡板与分隔板之间形成废水进入到沉淀室的废水通道。

4.根据权利要求1所述的生物法工业废水处理系统，其特征在于，所述二级沉淀池底部设计为锥形结构，且所述二级沉淀池底部还设有用于将沉淀物排出的第二排污管。

5.根据权利要求1所述的生物法工业废水处理系统，其特征在于，所述活性污泥反应池底部设计为锥形结构，且所述活性污泥反应池底部设有用于将活性污泥排出的第三排污管。

6.一种如权利要求1至5任一项所述的生物法工业废水处理系统进行废水处理的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、工业废水通过废水进水管进入到初步沉淀池中的反应室内，利用搅拌装置将从药剂箱加入的药剂与废水充分搅拌混合，在药剂作用下废水中的污染物被氧化分解，经过处理后的废水通过溢流口进入到沉淀室内，污泥在重力作用下下沉到沉淀区的下部，通过底部的第一排污管排出，经过泥水分离处理后的废水通过溢水堰和管路进入到活性污泥反应池下部；

S2、废水由布水管均匀布水，曝气盘产生大量的微气泡，根据溶氧量检测装置检测到的溶氧量调控鼓风机工作，确保活性污泥反应池中的溶氧量大于2mg/L，填料表面附着有微生物载体，通过微生物载体内部定植的含有厌氧氨氧化菌的活性污泥以及微生物载体外部定植的含有好氧菌的活性污泥可有效的对废水中的有机物进行降解，微生物载体形成的生物膜在上升气流的作用下，不断更新，更新的生物膜在重力的作用下下沉到活性污泥反应池的底部，通过底部的第三排污管将经过多次使用活性较低的活性污泥排出，处理后的废水通过出水管进入到二级沉淀池；

S3、经过活性污泥净化后的废水进入到二级沉淀池进行泥水分离，澄清后的水进入下一工序继续处理或直接达标排出，二级沉淀池底部的污泥一部分直接通过第二排污管排出，另一部分通过回流管路返回到活性污泥反应池中；

S4、初步沉淀池的沉淀室、活性污泥反应池和二级沉淀池产生的污泥脱水后外运。

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