CN112777882A - 一种锰砂-臭氧一体化baf系统及相应处理废水的方法 - Google Patents

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Abstract

一种锰砂‑臭氧一体化BAF系统及相应废水处理方法，属于废水处理技术领域。锰砂‑臭氧一体化BAF系统包括曝气生物滤池和臭氧发生器，滤池底部设有进水口、反冲洗进水口、气洗反洗进气口和相应管道，滤池底部设有布水装置；布水装置上方为曝气装置，臭氧发生器与曝气装置连接；曝气装置上方为臭氧反应区，臭氧反应区填有锰砂填料；臭氧反应区上方为生物反应区，生物反应区填有生物滤池填料；滤池顶部设有溢流口、出水口和反洗水浓水出水口。臭氧在锰砂催化下产生羟基自由基，氧化难降解有机物，增强生物滤池处理效果；同时锰砂可促进臭氧快速分解，降低进入生化反应区的臭氧浓度，避免臭氧对生化处理的抑制，间接增强生物滤池的处理效果。

Description

一种锰砂-臭氧一体化BAF系统及相应处理废水的方法
技术领域
本发明属于废水处理技术领域，涉及一种锰砂-臭氧一体化BAF系统及相应废水处理方法。
背景技术
曝气生物滤池（BAF）集废水生物处理与深层过滤于一身，具有占地面积小、基建投资少、不发生污泥膨胀、运行管理方便、出水水质好等优点，被广泛应用于中低浓度有机废水的常规处理和深度处理工艺。但由于其对焦化废水、制药废水等含有难生物降解有机物的废水处理效果不佳，所以往往和臭氧联用，以提高废水的可生化性，增强处理效果。然而，未分解的臭氧进入生物区后会对微生物产生抑制作用，甚至杀死微生物，造成了生化反应效率的下降，因此必须消除未分解臭氧对微生物的抑制作用，才能保证臭氧-BAF系统的处理效果。
CN101070216A公开了一种一体式BAF新型水处理装置，加装臭氧接触反应室，废水首先与臭氧混合反应，然后进入BAF，以臭氧分解后产生的氧气作为曝气气源，取消了曝气装置。该装置取得了较好的处理效果，并有效减少了运行成本。但该装置的主要缺陷如下：
1.需要额外增加臭氧接触反应室，改造成本与占地面积较大。
2.仅凭借分解的臭氧作为气源，曝气强度不足。
3.采用臭氧单独氧化，效率较低。
CN206359384U公开了一种高效臭氧-BAF一体化反应装置，废水预先在臭氧反应器中与臭氧混合反应，然后再进入BAF系统进行反应。该装置虽然解决了臭氧对生化反应的抑制问题，但是仍然采用臭氧单独氧化，效率较低，且采用了分体式装置，占地面积及能耗均较一体式设备高。
臭氧-BAF系统在水处理上应用越来越广，但一体化设备中的臭氧会对生物处理产生抑制作用，而将臭氧与BAF分开又会存在臭氧单独氧化效率低，设备占地面积大，运行管理维护工作增加等问题，人们迫切需要一种高效的臭氧-BAF一体化系统，克服现有的BAF和臭氧联用反应装置的缺陷。
发明内容
本发明的目的是提供一种锰砂-臭氧一体化BAF系统，克服现有技术存在的各种缺陷，既实现BAF和臭氧的一体化联用，又避免未分解的臭氧进入生物区后对微生物产生抑制作用。本发明的目的通过以下技术方案实现。
一种锰砂-臭氧一体化BAF系统，其特征在于，包括曝气生物滤池和臭氧发生器，滤池底部设有进水口、反冲洗进水口、气洗反洗进气口和相应管道，滤池底部设有布水装置；布水装置上方为曝气装置，臭氧发生器与曝气装置连接；曝气装置上方为臭氧反应区，臭氧反应区填有锰砂填料；臭氧反应区上方为生物反应区，生物反应区填有生物滤池填料；滤池顶部设有溢流口、出水口和反洗水浓水出水口。
废水通过进水口进入滤池底部的布水装置，臭氧发生器产生的臭氧气体经过曝气装置进行曝气。废水首先与臭氧反应，锰砂填料起到催化剂的作用，催化臭氧与废水进行非均相高级氧化反应，同时催化臭氧分解。废水在与臭氧反应之后进入生物填料区，进行生化处理。生化处理后的废水通过溢流口流出，经过出水口回用或外排。系统运行一定时间需要气洗时，气体由进气口进入，对设备进行气反洗。系统运行一定时间需要清洗时，清洗水由反洗水进水口进入，对设备进行清洗，清洗水由溢流口流出，经过反冲洗浓水出水口外排。
在一些具体实施方案中，锰砂填料高度为滤池高度的1/5~1/3，锰砂粒径为20~30mm。
在一些具体实施方案中，生物滤池填料为粒径3~5mm的陶粒。
在一些具体实施方案中，溢流口设有滤网。处理后的废水经滤网过滤后，由溢流口流出。
本发明的另一目的是提供一种处理废水的方法，具体技术方案如下。
一种采用本发明的系统处理废水的方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）废水通过进水口进入滤池底部的布水装置；
（2）臭氧发生器产生的臭氧气体经过曝气装置进行曝气；
（3）废水与臭氧反应，锰砂填料催化臭氧与废水进行非均相高级氧化反应，同时催化臭氧分解；
（4）废水在与臭氧反应之后进入生物填料区，进行生化处理；
（5）生化处理后的废水通过溢流口流出，经过出水口回用或外排。
在一些具体实施方案中，滤池内气水比为3:1~6:1。
在一些具体实施方案中，滤池内水力停留时间（HRT）为1h~4h。
在一些具体实施方案中，系统运行一定时间需要气洗时，气体由进气口进入，对设备进行气反洗，气洗时间5~15min。
在一些具体实施方案中，系统运行一定时间需要清洗时，清洗水由反洗水进水口进入，对设备进行清洗，清洗水由溢流口流出，经过反冲洗浓水出水口外排，清洗时间5~15min。
本发明具有以下有益技术效果：（1）臭氧在锰砂的催化下产生羟基自由基，氧化难降解有机物，增强生物滤池处理效果。（2）锰砂可促进臭氧快速分解，有效减少进入生化反应区的臭氧浓度，减小臭氧对生化处理的抑制效果，间接增强生物滤池的处理效果。（3）分解后的臭氧可有效增加水中氧气浓度，提升生化处理效果。（4）不需要额外增加鼓风曝气系统，降低运行能耗。（5）现有的BAF系统经过简单改造即可得到本发明的锰砂-臭氧一体化BAF系统。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
附图标记：1-曝气生物滤池，2-生物滤池填料，3-锰砂填料，4-曝气装置，5-布水装置，6-气洗反冲洗进气，7-反冲洗浓水出水口，8-出水口，9-滤网，10-进水口，11-反冲洗进水口。
具体实施方式
以下结合附图对本发明做进一步说明。
实施例1
某纺织厂二沉池出水CODcr=110mg/L，BOD5=30mg/L，SS=70mg/L，色度64倍。原工艺为普通BAF，改进后工艺为本发明的锰砂—臭氧一体化BAF系统，气源为臭氧。
具体实施步骤：
（1）废水进入调节池汇集、处理，经过输送泵输送，通过进水口10进入曝气生物滤池1底部的布水装置5。
（2）通过臭氧发生器获得的臭氧化气体经过曝气装置4进行曝气。
（3）废水首先与臭氧反应，锰砂填料3起到催化剂的作用，催化臭氧与废水进行非均相高级氧化反应，同时催化臭氧分解。锰砂填料高度1m，锰砂粒径20~30mm。
（4）废水在与臭氧反应之后进入生物填料区2，进行生化处理。生物滤池填料为粒径3~5mm的陶粒。滤池气水比为3~6:1，HRT为1h~4h。
（5）生化处理后的废水经过滤网9过滤后通过溢流口流出，经过出水口8流入下一单元处理或外排。
（6）设备气洗时，气体由进气口6进入，对设备进行气反洗。气洗时间10min。
（7）设备清洗时，清洗水由反洗水进水口10进入，对设备进行清洗，清洗水由溢流口流出，经过反冲洗浓水出水口7外排。清洗时间10min。
原BAF出水CODcr=60mg/L，BOD5=17mg/L，SS=50mg/L，色度34倍；改进后BAF出水CODcr=40mg/L，BOD5=13mg/L，SS=44mg/L，色度15倍。
实施例2
某钢厂焦化废水，BAF工艺出水为68=mg/L，BOD5=11.9mg/L，采用本发明的锰砂-臭氧一体化BAF处理。
具体实施步骤：
（1）废水进入调节池汇集、处理，经过输送泵输送，通过进水口10进入曝气生物滤池1底部的布水装置5。
（2）通过臭氧发生器获得的臭氧化气体经过曝气装置4进行曝气。
（3）废水首先与臭氧反应，锰砂填料3起到催化剂的作用，催化臭氧与废水进行非均相高级氧化反应，同时催化臭氧分解。锰砂填料高度1m，锰砂粒径20~30mm。
（4）废水在与臭氧反应之后进入生物填料区2，进行生化处理。生物滤池填料为粒径3~5mm的陶粒。滤池气水比为3~6:1，HRT为1h~4h。
（5）生化处理后的废水经过滤网9过滤后通过溢流口流出，经过出水口8流入下一单元处理或外排。
（6）设备气洗时，气体由进气口6进入，对设备进行气反洗。气洗时间10min。
（7）设备清洗时，清洗水由反洗水进水口10进入，对设备进行清洗，清洗水由溢流口流出，经过反冲洗浓水出水口7外排。清洗时间10min。
处理后出水CODcr为30~40mg/L，BOD5下降为4.5~6.7mg/L。
实施例3
某化工厂二沉淀池出水，CODcr=150mg/L，SS=80mg/L，色度90倍。原工艺为BAF+膜处理，改进后工艺为二级锰砂—臭氧一体化BAF+膜处理工艺。
具体实施步骤：
（1）废水进入调节池汇集、处理，经过输送泵输送，通过进水口10进入曝气生物滤池1底部的布水装置5。
（2）通过臭氧发生器获得的臭氧化气体经过曝气装置4进行曝气。
（3）废水首先与臭氧反应，锰砂填料3起到催化剂的作用，催化臭氧与废水进行非均相高级氧化反应，同时催化臭氧分解。锰砂填料高度1m，锰砂粒径20~30mm。
（4）废水在与臭氧反应之后进入生物填料区2，进行生化处理。生物滤池填料为粒径3~5mm的陶粒。滤池气水比为3~6:1，HRT为1h~4h。
（5）生化处理后的废水经过滤网9过滤后通过溢流口流出，经过出水口8流入下一单元处理或外排。
（6）设备气洗时，气体由进气口6进入，对设备进行气反洗。气洗时间10min。
（7）设备清洗时，清洗水由反洗水进水口10进入，对设备进行清洗，清洗水由溢流口流出，经过反冲洗浓水出水口7外排。清洗时间10min。
实施例4
某化工厂二沉淀池出水，COD130mg/L，SS65mg/L，色度75倍。原工艺为普通BAF，改进后工艺为锰砂—臭氧一体化BAF。
具体实施步骤：
（1）废水进入调节池汇集、处理，经过输送泵输送，通过进水口10进入曝气生物滤池1底部的布水装置5。
（2）通过臭氧发生器获得的臭氧化气体经过曝气装置4进行曝气。
（3）废水首先与臭氧反应，锰砂填料3起到催化剂的作用，催化臭氧与废水进行非均相高级氧化反应，同时催化臭氧分解。锰砂填料高度1m，锰砂粒径20~30mm。
（4）废水在与臭氧反应之后进入生物填料区2，进行生化处理。生物滤池填料为粒径3~5mm的陶粒。滤池气水比为3~6:1，HRT为1h~4h。
（5）生化处理后的废水经过滤网9过滤后通过溢流口流出，经过出水口8流入下一单元处理或外排。
（6）设备气洗时，气体由进气口6进入，对设备进行气反洗。气洗时间10min。
（7）设备清洗时，清洗水由反洗水进水口10进入，对设备进行清洗，清洗水由溢流口流出，经过反冲洗浓水出水口7外排。清洗时间10min。
原BAF出水CODcr=90mg/L，SS=50mg/L，色度54倍；改进后BAF出水CODcr=40mg/L，SS=30mg/L，色度15倍。

Claims (9)

1.一种锰砂-臭氧一体化BAF系统，其特征在于，包括曝气生物滤池和臭氧发生器，滤池底部设有进水口、反冲洗进水口、气洗反洗进气口和相应管道，滤池底部设有布水装置；布水装置上方为曝气装置，臭氧发生器与曝气装置连接；曝气装置上方为臭氧反应区，臭氧反应区填有锰砂填料；臭氧反应区上方为生物反应区，生物反应区填有生物滤池填料；滤池顶部设有溢流口、出水口和反洗水浓水出水口。
2.根据权利要求1所述的BAF系统，其特征在于，锰砂填料高度为滤池高度的1/5~1/3，锰砂粒径为20~30mm。
3.根据权利要求1所述的BAF系统，其特征在于，生物滤池填料为粒径3~5mm的陶粒。
4.根据权利要求1所述的BAF系统，其特征在于，溢流口设有滤网。
5.采用权利要求1-4任一权利要求所述的BAF系统处理废水的方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）废水通过进水口进入滤池底部的布水装置；
（2）臭氧发生器产生的臭氧气体经过曝气装置进行曝气；
（3）废水与臭氧反应，锰砂填料催化臭氧与废水进行非均相高级氧化反应，同时催化臭氧分解；
（4）废水在与臭氧反应之后进入生物填料区，进行生化处理；
（5）生化处理后的废水通过溢流口流出，经过出水口回用或外排。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，滤池内气水比为3:1~6:1。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，滤池内水力停留时间为1h~4h。
8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，系统运行一定时间需要气洗时，气体由进气口进入，对设备进行气反洗，气洗时间5~15min。
9.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，系统运行一定时间需要清洗时，清洗水由反洗水进水口进入，对设备进行清洗，清洗水由溢流口流出，经过反冲洗浓水出水口外排，清洗时间5~15min。
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