CN114620892B

CN114620892B - 一种化工污水处理工艺及其处理系统

Info

Publication number: CN114620892B
Application number: CN202210258754.1A
Authority: CN
Inventors: 舒建军; 谷金秋
Original assignee: Hunan Jin Yi Environmental Protection Co ltd
Current assignee: Hunan Jin Yi Environmental Protection Co ltd
Priority date: 2022-03-16
Filing date: 2022-03-16
Publication date: 2023-03-24
Anticipated expiration: 2042-03-16
Also published as: CN114620892A

Abstract

本发明公布了一种化工污水处理工艺，它属于污水处理领域，其步骤包括：1)污水初步过滤后对可生化性进行调节，调节完成后进入CASS生化池进行预处理；2)完成预处理的污水进入芬顿系统内通过芬顿反应进行二次处理；3)完成二次处理的在消毒池完成消毒后排出。本发明的目的是提供一种化工污水处理工艺以及用于处理工艺的处理系统，本发明的目的是提高对化工污水的处理效果，并提高处理效率。

Description

一种化工污水处理工艺及其处理系统

技术领域

本发明涉及污水处理领域，具体为一种化工污水处理工艺及其处理系统。

背景技术

现有的化工污水处理工艺如说明书附图1，首先污水通过格栅进入调节池池，污水在调节池内完成酸碱中和以及去除部分重金属离子，然后污水再进入装填有填料的酸化水解池，经厌氧菌的作用，使得污水中的大分子有机物降解为小分子有机物；从酸化水解池处理后的污水再进入CASS池内进行循环活性污泥工艺（CASS反应），污水首先在CASS池的预处理区与微生物混合，通过微生物的生物选择作用，从而抑制丝状菌的生长繁殖，防止污泥膨胀；污水经隔离装置通过预处理区后进入到主反应区，进行曝气、沉淀、排水、排泥等，实现脱氮除磷；有机物在好氧条件下被微生物进一步分解。CASS池的出水经滗水器进入紫外消毒渠，经消毒后，除一部分作为生产用水外，其余经管道直接排入污水处理厂的受纳系统内。

但现有的化工污水COD均值在500-1200mg/L，且主要污染物是芳香基团作为母体且带有显色基团的复杂污染物，以及部分含有毒性较大的硝基、氨基化合物和镍、汞、砷等重金属污染物；致使现有的处理工艺存在有机物处理、氨氮处理、除磷能力、重金属离子去除等处理能力不足。

发明内容

本发明的目的是针对以上问题，提供一种化工污水处理工艺，提高对化工污水的处理效果。

为实现以上目的，本发明采用的技术方案是：一种化工污水处理工艺，其过程包括以下步骤：

1）污水初步过滤后对可生化性进行调节，调节完成后进入CASS生化池进行预处理；

2）完成预处理的污水进入芬顿系统内通过芬顿反应进行二次处理；

3）完成二次处理的在消毒池完成消毒后排出。

进一步的，污水在芬顿系统内首先将pH值调节至2-4，然后加入过氧化氢以及二价铁离子与污水进行芬顿反应，反应后的污水完成絮凝后排出；通过芬顿反应后，能满足《污水综合排放标准（GB8978—1996）》中三级标准，达到污水处理厂设计进水浓度要求。

进一步的，完成二次处理的污水在进入消毒池之前还需通过超滤-反渗透系统，超滤-反渗透系统对水中的杂质颗粒进行拦截；超滤-反渗透系统能够进一步去除水中的悬浮物、胶体、色度、浊度、有机物等污染物。反渗透系统中的超滤装置中采用亲水化处理PVDF的中空纤维膜，增加表面亲水性，对胶体、悬浮颗粒、色度、浊度、细菌、大分子有机物具有良好的分离能力；超滤后的污水送入反渗透池，借助透过（半透过）性膜深度去除其中的杂质，如：离子、有机物、细菌、病毒等被去除，从而达到深度分离净化目的，能满足《城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918—2002）中表1之一级A标准。

为了提升化工污水处理工艺步骤2中的效率，同时适应不同絮凝物的排水要求，本发明还公开的一种化工污水处理系统，它包括用于调节pH值的调节部以及进行芬顿反应和絮凝的反应部，所述调节部包括调节壳体，所述调节壳体内设置有通过调节电机带动的调节搅拌杆，所述反应部包括反应壳体，所述反应壳体通过连接管道与调节壳体连接，所述反应壳体内设置有通过反应电机带动的主搅拌杆，所述反应壳体侧壁下部设置有排水管，所述反应壳体内由上至下依次设置为搅拌区和沉淀区，所述沉淀区由上至下依次为管状区和漏斗区，所述漏斗区下端与排泥管连接；所述管状区内径小于搅拌区，所述反应壳体内设置有沿其高度方向移动的载物板，所述载物板外径与管状区内径相适配。

进一步的，为了提升絮凝剂和污水的混合效率和混合效果，所述主搅拌杆设置于转动部下端，所述转动部上端与反应电机的输出端连接，所述主搅拌杆上部设置有主动齿轮，所述主动齿轮与副搅拌杆上的传动齿轮啮合，所述副搅拌杆上端与转动部上的轴承连接，通过主搅拌杆带动副搅拌杆转动，减少驱动机构数量，降低维护成本的前提下能增加搅动面积以及提高污水的紊乱程度，加快搅拌效率。

进一步的，由于絮凝后的沉淀物会堆积在载物板上端，为了将絮凝物排出，所述载物板上端面设置为锥形，从而使得絮凝物能向下滑动，以方便从排泥管排出。

进一步的，由于絮凝物具有一定的黏性的半流体，为了收集絮凝物，所述主搅拌杆下端设置有与载物板上端面斜度相适配的刮板，当主搅拌杆带动刮板旋转时，即可将载物板上的絮凝物刮除。

进一步的，为了驱动载物板升降，所述沉淀区内设置有与其同轴的保护壳，所述保护壳内设置有直线驱动机构，所述直线驱动机构的活塞杆伸出保护壳顶壁与载物板连接。

进一步的，为了提升载物板升降的稳定性，同时对沉淀区内侧壁进行清洁，所述载物板下端设置有清洗管和空心管，所述清洗管和空心管的上端均与载物板内的流道连通，所述保护壳顶壁上设置有与空心管外径相适配的限位孔，所述空心管下端与进水管连接，所述清洗管设置于管状区和保护壳之间，所述清洗管侧壁上设置有液体喷头。

进一步的，由于液体喷头的覆盖面有限，为了全面清洁，所述管状区上下端两端分别与搅拌区和漏斗区转动连接，所述管状区与清洁电机的输出端传动连接，通过清洁电机带动管状区转动，以使得液体喷头喷射的清洁液能完全覆盖管状区内侧壁。

进一步的，为了快速调节pH值，所述调节搅拌杆内设置有通道，所述通道上端与调节搅拌杆上端的进气旋转接头连接，所述调节搅拌杆于反应壳体的液面下设置有喷气头，所述喷气头与通道连通。

本发明的有益效果：通过载物板的升降，能够根据絮凝物的多少，来调整固-液分界线的高度，从而便于将水排出；水排出后，载物板上升至最高点，此时絮凝物可从载物板和管状区之间的缝隙穿过，并最终从排泥管排出。

1、载物板上升至最高点时，随着刮板的转动，以将絮凝物从载物板上端扫落。

2、液体喷头将清洁液喷出，随着管状区的旋转，清洁液喷射至管状区内侧壁上，以将粘附在管状区的絮凝物给冲刷下来。

附图说明

图1为现有的化工污水处理工艺。

图2为实施例1的化工污水处理工艺。

图3为实施例2的化工污水处理工艺。

图4为本发明的化工污水处理系统结构示意图。

图5为反应壳体的结构示意图。

图6为图5中的局部放大示意图A。

图7为调节搅拌杆内部结构示意图。

图中所述文字标注表示为：1、调节壳体；2、反应壳体；3、连接管道；4、排水管；5、排泥管；101、调节电机；102、调节搅拌杆；103、通道；104、进气旋转接头；105、喷气头；201、反应电机；202、主搅拌杆；203、搅拌区；204、沉淀区；2041、管状区；2042、漏斗区；205、载物板；206、转动部；207、主动齿轮；208、副搅拌杆；209、传动齿轮；210、刮板；211、保护壳；212、直线驱动机构；213、清洗管；214、空心管；215、流道；216、进水管；217、液体喷头；218、清洁电机。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。

实施例1：一种化工污水处理工艺，如图2所示，其过程包括以下步骤：

1、污水首先进行初步过滤，初步过滤可采用格栅过滤的方式，即污水通过格栅后，较大的固体物质被格栅拦停，从而去除污水中绝大多数的固体物质，以完成初步过滤；初步过滤后的污水依次通过调节池和酸化水解池进行调节，调节池中投加氢氧化钠以调节污水的酸碱度，酸化水解池中的厌氧菌将污水中的有机物降解为小分子有机物，从而提高污水的可生化性；调节完成后进入CASS生化池进行预处理，本实施例中的CASS生化池由前至后分割为预反应区和主反应区，在预反应区内，微生物通过酶的快速转移机理迅速吸附污水中大部分可溶性有机物，经历一个高负荷的基质快速积累过程，这对进水的水质、水量、pH和有毒有害物质起到较好的缓冲作用，同时对丝状菌的生长起到抑制作用，可有效防止污泥膨胀：随后在主反应区经历一个较低负荷的基质降解过程；污染物的降解在时间上是一个推流过程，而微生物则处于好氧、缺氧、厌氧周期性变化之中，从而达到对污染物去除作用，同时还具有较好的脱氮、除磷功能。主反应区后部安装了可升降的自动撇水装置。整个工艺的曝气、沉淀、排水等过程在同一池子内周期循环运行，省去了常规活性污泥法的二沉池和污泥回流系统：同时可连续进水，间断排水。

2、完成预处理的污水进入芬顿系统内通过芬顿反应进行二次处理；本实施例中芬顿系统包括了pH值调节区，芬顿反应发生区以及絮凝区，污水在pH值调节区时，投入硫酸，以将pH值控制在2-4的范围内；然后污水进入芬顿反应发生区，此时投入过氧化氢和硫酸亚铁，本实施例中27.5%的H₂O₂投加量为10～20ml/L，反应时间为60～300min，m（H₂O₂/Fe^2＋）比值为2～5，并进行搅拌；芬顿反应完成后进行絮凝，絮凝后剩下的污水和絮凝物分别排出。

3、完成二次处理的污水在消毒池完成消毒后排出，消毒可采用紫外消毒。

经检验，进水的COD、BOD5、SS、氨氮、TP的最大浓度约为1164.08 mg/L、390 mg/L、450 mg/L、80.8 mg/L、25.92 mg/L；经过处理后，COD、BOD5、SS、氨氮、TP浓度（去除率）均值为291.02mg/L（75%）、39mg/L（90%）、337.5mg/L（25%）、105.9mg/L（30%）、15.6mg/L（40%），完全能满足《污水综合排放标准（GB8978—1996）》中三级标准，达到污水处理厂设计进水浓度要求。

实施例2：如图3所示，其它步骤与实施例1相同，但本实施中，完成二次处理的污水在进入消毒池之前还需通过超滤-反渗透系统，超滤-反渗透系统对水中的杂质颗粒进行拦截。

本实施例中超滤-反渗透系统包括依次连接的过滤装置、超滤以及反渗透，过滤装置采用多介质过滤器，多介质过滤器内可填充石英砂、无烟煤等，以提高后续超滤设备的使用寿命；超滤是利用多孔材料的拦截能力，以物理截留的方式去除水中一定大小的杂质颗粒。在压力驱动下，废水中的水分子、有机低分子、无机离子等尺寸小的物质可通过纤维壁上的微孔到达膜的另一侧，溶液中菌体、胶体、颗粒物、有机大分子等大尺寸物质则不能通过纤维壁而被截留，使废水得到进一步净化，根据实验，超滤-反渗透系统处理后的污水其COD、BOD5、SS、氨氮、TP浓度（去除率）分别为1.77mg/L（95%）、0.2mg/L（95%）、0.2mg/L（99%）、0.7mg/L（95%）、0.1mg/L（95%），可以达到一般企业回用水标准。

实施例3：本实例公开一种化工污水处理系统，其用于实施例1和2中的芬顿反应，如图4-5所示，它包括作为pH值调节区的调节部以及作为芬顿反应发生区、絮凝区的反应部，其中图4中的反应壳体2为芬顿反应时的结构示意图，此时载物板205降至沉淀区204内，图5中的反应壳体2为絮凝完成且清水排出的结构示意图，此时载物板205上升到搅拌区203，以方便絮凝物的排出；所述调节部包括调节壳体1，所述调节壳体1内设置有通过调节电机101带动的调节搅拌杆102，所述反应部包括反应壳体2，所述反应壳体2通过连接管道3与调节壳体1连接，调节壳体1和反应壳体2上部均设置有进料管、加料管等，以方便污水的进入、添加物的投入等，所述反应壳体2内设置有通过反应电机201带动的主搅拌杆202，所述反应壳体2侧壁下部设置有排水管4，所述反应壳体2内由上至下依次设置为搅拌区203和沉淀区204，搅拌区203和沉淀区204同轴设置，所述沉淀区204由上至下依次为管状区2041和漏斗区2042，管状区2041为空心圆柱体结构，所述漏斗区2042下端与排泥管5连接；所述管状区2041内径小于搅拌区203，所述反应壳体2内设置有沿其高度方向移动的载物板205，所述载物板205外径与管状区2041内径相适配，所述载物板205上端面设置为锥形。

具体工作时，污水进入调节壳体1，然后向调节壳体1加入硫酸等用于调节污水pH值的反应物，通过调节搅拌杆102的搅拌使得反应物与污水充分混合；混合后的污水通过连接管道3进入反应壳体2，连接管道3上设置有水泵，此时载物板205位于管状区2041的下部，且载物板205将管状区2041给封闭住，以避免未经反应的污水通过排泥管5排出。

污水进入反应壳体2后，加入过氧化氢和硫酸亚铁，并通过主搅拌杆202进行搅拌，通过芬顿反应对污水进行处理，与去除部分有机物，并将大分子转为小分子；芬顿反应发生完成后，反应时间为60-300min，加入PAM等作为絮凝剂、助凝剂，以使得污水在搅拌区203发生絮凝，絮凝产生的絮凝物沉淀至沉淀区204的载物板205上端。

絮凝反应完成后，根据絮凝物的多少，调节载物板的高度，此时需确保载物板205一直位于管状区2041，通过调节载物板的高度，使得固液分界线靠近排水管4的下方，然后打开排水管4，使得清水排出，而絮凝物停留在载物板205上，当污水排出后，关闭排水管4，载物板205继续上升至伸入搅拌区203，使得絮凝物能从载物板205和管状区2041之间的缝隙流动到排泥管5。

实施例4，如图4-5所示，本实施例的其它结构可参考实施例3，但本实施例中，所述主搅拌杆202设置于转动部206下端，本实施例中转动部206为圆盘形结构，所述转动部206上端与反应电机201的输出端连接，反应电机201安装于反应壳体2外侧，所述主搅拌杆202上部固定设置有与其同轴的主动齿轮207，所述主动齿轮207与副搅拌杆208上的传动齿轮209啮合，所述副搅拌杆208上端与转动部206上的轴承连接。

具体工作时，主搅拌杆202在做恒星旋转时，带动副搅拌杆208做行星旋转，以充分搅动反应壳体2内的污水，使得过氧化氢、硫酸亚铁等充分与污水混合。

实施例5，如图4-5所示，本实施例的其它结构可参考实施例3，但本实施例中，所述主搅拌杆202下端设置有与载物板205上端面斜度相适配的刮板210。

芬顿反应时，载物板205可作为搅拌叶，搅动反应壳体2内的污水；当絮凝完成且清水排出后，载物板205上升至与刮板210接触，随着刮板210的旋转，可将载物板205上的絮凝物扫落。

实施例6，如图5-6所示，本实施例的其它结构可参考实施例3，但本实施例中，为了安装驱动载物板205升降的机构，所述沉淀区204内设置有与其同轴的保护壳211，保护壳211为封闭的空心壳体结构，且外壁与沉淀区204内壁形状相适配，保护壳211与沉淀区204同轴设置，保护壳211外壁和漏斗区2042内壁之间通过环形阵列设置的支撑柱连接，支撑柱内部设置有用于进水管216穿过的通孔，所述保护壳211内设置有直线驱动机构212，所述直线驱动机构212的活塞杆伸出保护壳211顶壁与载物板205连接，直线驱动机构212可采用液压缸、电动推杆等，本实施例中采用液压缸。

所述载物板205下端设置有清洗管213和空心管214，所述清洗管213和空心管214的上端均与载物板内的流道215连通，所述保护壳211顶壁上设置有与空心管214外径相适配的限位孔，空心管214和限位孔的配合一方面用于提升载物板升降的稳定性，另一方面也作为水流移动的管道，为此，所述空心管214下端与进水管216连接，进水管216穿过支撑柱后伸出反应壳体2与水源连接，在水源内的水泵作用下，使得水流可沿进水管216进入到载物板内，然后再进入清洗管213内，所述清洗管213设置于管状区2041和保护壳211之间，所述清洗管213侧壁上设置有液体喷头217，清洗管213内的水从液体喷头217喷出，以对管状区2041内壁进行清洁。

所述管状区2041上下端两端分别与搅拌区203和漏斗区2042转动连接，连接处设置有轴承和轴封，所述管状区2041与清洁电机218的输出端传动连接，本实施例中，管状区2041外壁设置有一圈与其同心的被动齿轮，被动齿轮与清洁电机218输出轴上的驱动齿轮啮合。

具体工作时：直线驱动机构212根据生产需求，控制载物板205升降，当需要对管状区2041进行冲洗时，清洁电机218带动管状区2041旋转，同时水依次通过进水管216、空心管214、流道215和清洗管213，最终从液体喷头217喷出，以对管状区2041内壁进行冲洗。

实施例7，如图4和7所示，本实施例的其它结构可参考实施例3，但本实施例中，所述调节搅拌杆102内设置有通道103，所述通道103上端与调节搅拌杆102上端的进气旋转接头104连接，所述调节搅拌杆102于反应壳体的液面下设置有喷气头105，所述喷气头105与通道103连通。

具体工作时，pH值调节时，空气等通过通道103进入到调节搅拌杆102内，并从喷气头105喷出，喷气头105位于液面下，从而充分搅动调节壳体1内的液体，加速搅拌效率。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种化工污水处理系统，它包括用于调节pH值的调节部以及进行芬顿反应和絮凝的反应部，其特征在于，所述调节部包括调节壳体（1），所述调节壳体（1）内设置有通过调节电机（101）带动的调节搅拌杆（102），所述反应部包括反应壳体（2），所述反应壳体（2）通过连接管道（3）与调节壳体（1）连接，所述反应壳体（2）内设置有通过反应电机（201）带动的主搅拌杆（202），所述反应壳体（2）侧壁下部设置有排水管（4），所述反应壳体（2）内由上至下依次设置为搅拌区（203）和沉淀区（204），所述沉淀区（204）由上至下依次为管状区（2041）和漏斗区（2042），所述漏斗区（2042）下端与排泥管（5）连接；所述管状区（2041）内径小于搅拌区（203），所述反应壳体（2）内设置有沿其高度方向移动的载物板（205），所述载物板（205）外径与管状区（2041）内径相适配，且芬顿反应和絮凝时，载物板（205）一直位于管状区（2041）内；絮凝反应完成后，根据絮凝物的多少，调节载物板（205）的高度，此时需确保载物板（205）一直位于管状区（2041），通过调节载物板（205）的高度，使得固液分界线靠近排水管（4）的下方，然后打开排水管（4），使得清水排出，而絮凝物停留在载物板（205）上，当污水排出后，关闭排水管（4），载物板（205）继续上升至伸入搅拌区（203）使得絮凝物能从载物板（205）和管状区（2041）之间的缝隙流动到排泥管（5）；

所述载物板（205）下端设置有清洗管（213）和空心管（214），所述清洗管（213）和空心管（214）的上端均与载物板内的流道（215）连通，保护壳（211）顶壁上设置有与空心管（214）外径相适配的限位孔，所述空心管（214）下端与进水管（216）连接，所述清洗管（213）设置于管状区（2041）和保护壳（211）之间，所述清洗管（213）侧壁上设置有液体喷头（217），所述管状区（2041）上下端两端分别与搅拌区（203）和漏斗区（2042）转动连接，所述管状区（2041）与清洁电机（218）的输出端传动连接。

2.根据权利要求1所述的一种化工污水处理系统，其特征在于，所述主搅拌杆（202）设置于转动部（206）下端，所述转动部（206）上端与反应电机（201）的输出端连接，所述主搅拌杆（202）上部设置有主动齿轮（207），所述主动齿轮（207）与副搅拌杆（208）上的传动齿轮（209）啮合，所述副搅拌杆（208）上端与转动部（206）上的轴承连接。

3.根据权利要求1所述的一种化工污水处理系统，其特征在于，所述载物板（205）上端面设置为锥形。

4.根据权利要求3所述的一种化工污水处理系统，其特征在于，所述主搅拌杆（202）下端设置有与载物板（205）上端面斜度相适配的刮板（210）。

5.根据权利要求1所述的一种化工污水处理系统，其特征在于，所述沉淀区（204）内设置有与其同轴的保护壳（211），所述保护壳（211）内设置有直线驱动机构（212），所述直线驱动机构（212）的活塞杆伸出保护壳（211）顶壁与载物板（205）连接。

6.根据权利要求1所述的一种化工污水处理系统，其特征在于，所述调节搅拌杆（102）内设置有通道（103），所述通道（103）上端与调节搅拌杆（102）上端的进气旋转接头（104）连接，所述调节搅拌杆（102）于反应壳体的液面下设置有喷气头（105），所述喷气头（105）与通道（103）连通。