CN116947266A - 一种综合污水及高盐废水的处理工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种综合污水及高盐废水的处理工艺，涉及污水处理技术领域。所述处理工艺为将综合污水分为冷却炉渣废水、生活污水和其余综合废水分批处理，其中冷却炉渣废水经由碳酸氢钠、PAC、PAM进行处理后沉淀，上清液混合其余综合废水进行除氯后继续加碳酸氢钠、PAC、PAM进行除硬处理后厌氧、好氧处理再采用MBR膜组进行处理，高盐废水采用碳酸氢钠、PAC、PAM混合絮凝+管式膜系统（TUF）+双效蒸发器处理后回用于湿法洗涤塔和急冷塔补水。本发明克服了现有技术的不足，有效提升对综合污水和高盐废水的净化处理效果，同时减少对膜处理系统的损坏，降低处理成本，提升水资源的循环再利用。
Description
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，具体涉及一种综合污水及高盐废水的处理工艺。
背景技术
医疗废物处理厂区的排放污水包括两类，一类是综合污水其包括周转桶冲洗与地面消毒废水、医疗废物收运车消毒清洗废水、冷却炉渣废水和生活污水等；另一类则是厂区内的高盐废水，高盐废水是指水体中总溶解性固体（TDS）的质量分数大于等于3.5%的废水。
一般来说综合污水中包含医疗废物残留物、消毒剂残留物和有机物等物质，这类废水的特点是悬浮物浓度高、化学需氧量（COD）和生化需氧量（BOD）高，处理这类废水的工艺包括生物处理工艺、膜分离工艺和化学氧化工艺等，A2/O工艺常用于此类废水处理。
A2/O 法即厌氧/缺氧/好氧活性污泥法，其构造是在 A/O 工艺的厌氧区之后、好氧区之前增设一个缺氧区，好氧区具有硝化功能，并使好氧区中的混合液回流至缺氧区进行反硝化，使之脱氮。污水在流经三个不同功能分区的过程中，在不同微生物菌群作用下，使污水中的有机物、氮和磷得到去除，达到同时进行生物除磷和生物除氮的目的。污水在流经三个不同功能分区的过程中，在不同微生物菌群作用下，改善污水可生化性并使污水中的有机物、氮和磷得到去除。该工艺在系统上是最简单的同步除磷脱氮工艺，总水力停留时间小于其它同类工艺，在厌氧（缺氧）、好氧交替运行的条件下可抑制丝状菌繁殖，克服污泥膨胀，SVI值一般小于100，有利于处理后污水与污泥的分离。可以充分利用硝化液中的硝态氮来氧化有机物，回收了部分硝化反应的需氧量，反硝化反应所产生的碱度可以部分补偿硝化反应消耗的碱度。由于厌氧、缺氧和好氧三个区严格分开，有利于不同微生物菌群的繁殖生长。
但是传统A2/O工艺存在以下缺点：能耗较高，传统A2/O工艺需要分别提供缺氧区和好氧区的氧气供应，以满足废水中有机物和氮磷的降解需求。氧气供应需要耗用大量能源，使得传统A2/O的工艺能耗较高。传统A2/O的工艺对废水中的有机物和氮磷的去除效果受到多种因素的影响，包括温度、负荷波动等。这使得传统A2/O工艺对于出水水质的稳定性较差，需要对处理系统进行不断调整和优化。传统A2/O工艺需要采用一次沉淀+二次池淀的方式来实现废水的固液分离。设计和投资成本较高，占地面积较大。一次沉淀通常采用比较大的沉淀池，但沉淀效果不理想，沉淀性能差，易造成污泥浓度不稳定，影响二次沉淀的效果。同时，由于A2/O工艺中的二次沉淀池通常只有一层，沉降效果较差，易造成悬浮物的残留和泥浆中的有机物流失，从而影响其污泥质量。其次，传统A2/O工艺的二沉池处理容量有限，占地面积大。最后，传统A2/O工艺的二沉池易造成污泥堵塞、沉淀区域的附着物增多等问题，影响正常运行。
对于高盐废水，该类污水来源于医疗废物处理厂区的焚烧车间湿法烟气脱酸，该污水不仅含有有机物，而且含有大量的氯化钠、SO42-、Na+、Ca2+等。这些含盐、有机物含量高的废水如果不经过处理，将会对水体的生物、生活饮用水、工业和农业生产造成严重的影响。此类高浓度废水具有不能单纯采用化学方法进行处理、物理处理工艺复杂、成本高等特点，是目前国内外公认的一种高技术难处理的废水。国内常见的高盐废水处理技术有多级闪蒸技术（MSF）、膜分离技术。多级闪蒸技术发展始于20世纪50年代，处理过程是将高盐废水加热，随后依次经过闪蒸室，盐水在蒸发降温的同时逐渐浓缩输送到结晶器内析出固体混盐，最后再将蒸气通过冷凝处理得到淡水。发展至今，多级闪蒸技术已日臻成熟，具有运行稳定、对原料要求低、产水水质高等优点。目前多用于海水淡化工程中浓海水的浓缩。膜分离技术是常见的高盐废水处理方法，包括反渗透、纳滤和超滤等。这些技术利用半透膜或微孔膜将废水中的盐和其他溶质分离出来，从而达到净化水质的目的。其可有效去除废水中的盐分、重金属、溶解性有机物等。其分离性能较好，可以实现高达90%以上的盐去除率。
但是多级闪蒸技术存在以下缺点：多级闪蒸技术传热面积较大，由于多级闪蒸产生淡水依赖的是含盐水吸收的显热，所以多级闪蒸需要更多的动力消耗。其还存在设备腐蚀和结垢速度快等现象影响处理效果和后续处理成本。
并且膜分离技术处理高盐废水会产生浓水，即通过膜分离后剩余的废水中盐分浓度较高。浓水的处理需要进一步解决。此外，高盐废水的盐分和其他溶解物质容易在膜表面积聚，形成膜污染问题。膜污染会降低膜的通量和分离效率，同时还会增加清洗和维护的成本。对于膜的耐盐性要求高，高盐废水处理要求膜能够耐受高浓度的盐溶液，这对膜的材质和制备工艺提出了更高的要求。膜寿命较短，高盐废水中盐分和溶解物易于在膜表面聚集，形成膜污染，导致膜的寿命较短。
所以针对现在综合废水和高盐废水的处理需要进一步的改进来减少处理的损耗和成本，提升整体污水的处理效果。
发明内容
针对现有技术不足，本发明提供一种综合污水及高盐废水的处理工艺，有效提升对综合污水和高盐废水的净化处理效果，同时减少对膜处理系统的损坏，降低处理成本，提升水资源的循环再利用。
为实现以上目的，本发明的技术方案通过以下技术方案予以实现：
一种综合污水及高盐废水的处理工艺，所述处理工艺包括以下步骤：
（1）将综合污水分成冷却炉渣废水、生活污水和其余综合废水；
（2）将冷却炉渣废水除渣后沉淀分离，上清液依次加入碳酸氢钠、PAC、PAM进行处理后沉淀，最终上清液流入循环洗涤池进行再利用，多余部分流入综合污水调节池进行下一步处理；
（3）其余综合废水直接打入综合污水调节池进行初步除氯，后依次加入碳酸氢钠、PAC、PAM进行反应絮凝后沉淀，脱除污泥，得除硬污水；
（4）将上述除硬污水和生活污水一起打入厌氧池处理后流入好氧池，后采用MBR膜组进行处理，出水进行回用或经过RO系统进一步处理；
（5）RO系统出水进行回用，并收集RO浓水；
（6）高盐废水直接打入高盐废水调节池，后打入沉淀池，再加入碳酸氢钠、PAC、PAM进行处理后沉淀，脱除污泥，留存上清液；
（7）将上清液进入TUF膜系统进行处理，出水与上述步骤（5）的RO浓水一同进行双效蒸发浓缩，收集结晶盐，蒸发冷凝水进行回用。
优选的，所述其余综合废水包括周转桶冲洗与地面消毒废水、医疗废物收运车消毒清洗废水。
优选的，所述步骤（2）中除渣沉淀分离的方式为采用细格栅机除渣，并在除渣后利用切割型潜水泵将泥水混合物打到竖流式沉淀池内进行泥水分离，并将污泥由污泥泵打到污泥池。
优选的，所述步骤（3）中初步除氯的方式为向污水中加入亚硫酸氢钠，且加入量为30-35mg/L，于除氯反应装置中搅拌反应30-40min后完成初步除氯。
优选的，所述步骤（3）脱除的污泥和步骤（4）中MBR系统过滤的污泥一起加入污泥脱水系统，进脱水处理后将滤液回收打入综合污水调节池进行循环处理。
优选的，所述步骤（2）、（3）、（6）中碳酸氢钠、PAC、PAM的加药量均为：碳酸氢钠5mg/L、PAC 5mg/L、PAM 2mg/L，且在加碳酸氢钠后均调节pH至10.5进行加药沉淀反应，且沉淀反应时间为30min以上。
优选的，所述步骤（4）中出水回用的方式为用于洗桶用水或冲洗地面用水，所述步骤（5）中RO系统出水的回用为用于次氯酸钠配药用水及洗车用水，所述步骤（7）中蒸发冷凝水用于湿法洗涤塔和急冷塔补水。
优选的，所述步骤（4）中好氧池连接两套MBR膜组，其中一套作为MBR 膜清洗时的备用组。
优选的，所述步骤（6）中沉淀的污泥经过板框压滤机进行压滤后滤液回高盐废水调节池进行处理，压滤得到的污泥收集外运。
优选的，所述步骤（6）中高盐废水进入高盐废水调节池后由潜水搅拌机搅拌进行水质水量调节，再用提升泵提升至沉淀池，脱除未加药时产生的沉淀，与加药后的沉淀合并进行压滤，后滤液回高盐废水调节池进行处理，压滤得到的污泥收集外运。
本发明提供一种综合污水及高盐废水的处理工艺，与现有技术相比优点在于：
（1）本工艺将综合污水分为冷却炉渣废水、生活污水和其余综合废水，其中对于冷却炉渣废水过滤后单独采用碳酸氢钠、PAC、PAM进行反应沉淀后再混合其余综合废水进行消毒后沉淀处理，有效提升对综合污水的处理效果，同时将生活污水直接参与厌氧、好氧处理后MBR 膜过滤，减少其前序处理工艺，节约处理资源，同时提升整个综合污水的处理效率。
（2）本工艺设置生化反应依次为厌氧处理、好氧处理，即先入厌氧池，后入好氧池再与MBR系统串联起来，解决了传统A2/O占地面积大，以及后续出水不稳定的问题，且在厌氧、好氧交替运行条件下，丝状菌不能大量增殖，不易发生污泥丝状膨胀，SVI值一般小于100，解决了传统工艺易发生污泥膨胀的问题。
（3）本工艺对于高盐废水处理则是利用混凝处理+管式膜系统+双效蒸发串联，解决了高盐废水盐分高难处理的问题，同时将综合废水RO膜过滤的浓水加入共同进行双效蒸发，能够有效解决膜分离过程中产生的浓水后续处理的问题，同时有效降低能耗，减少结垢。
（4）本发明综合污水进入MBR前，进行除硬处理，通过碳酸氢钠、PAC、PAM 混合使用来解决传统混凝反应硬度去除率，沉降性差，以及结絮慢，沉淀时间长的问题，有效除硬，能够减少后续MBR膜表面结垢，提升MBR膜的使用寿命，同时通过新增一套在线MBR膜组，以解决MBR膜清洗时系统被迫停运问题，综合提升工艺的连续性。
附图说明
图1为本发明实施例2污水处理流程图；
图2为本发明实施例1中实验组1-3中综合废水第一步加药静置15min的沉淀情况示意图，且水样自左向右分别为实验组1、实验组2、实验组3；
图3为本发明实施例1中实验组1-3中综合废水第一步加药静置30min的沉淀情况示意图，且水样自左向右分别为实验组1、实验组2、实验组3；
图4为本发明实施例1中实验组1-3中综合废水第二步加药静置30min的沉淀情况示意图，且水样自左向右分别为实验组1、实验组2、实验组3；
图5为本发明实施例1中实验组4-6中高盐废水第一步加药静置15min的沉淀情况示意图，且水样自左向右分别为实验组4、实验组5、实验组6；
图6为本发明实施例1中实验组4-6中高盐废水第一步加药静置30min的沉淀情况示意图，且水样自左向右分别为实验组4、实验组5、实验组6；
图7为本发明实施例1中实验组4-6中高盐废水第二步加药静置30min的沉淀情况示意图，且水样自左向右分别为实验组4、实验组5、实验组6。
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，下面结合本发明实施例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作出创造性劳动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。
实施例1：
检测碳酸氢钠、PAC、PAM 混合使用的除硬效果（其中水质硬度采用聚创JC-CA-1钙离子分析仪进行检测）：
（1）综合废水除硬效果：
抽取同一批综合废水水样，检测水样硬度为220mg/L（Ca2+）按照每组250ml分为实验组1、实验组2和实验组3，每组均分两步投加相应药物，即在第一步投药后调节pH至10.5，再搅拌3min，静置沉淀30min，进行第二步投药，搅拌3min后静置30min，具体投药情况和投药后沉淀情况如下表1和表2所示：
表1：实验组1-3第一步投药情况和沉淀情况
表2：实验组1-3第二步投药情况和沉淀情况
同时检测各实验组在两步投药静置后脱去沉淀的上清液水质硬度，具体结果如下表3所示：
表3实验组1-3两步投药后上清液水质硬度
综上所述经过碳酸氢钠+PAC+PAM的两步投药的方法，硬度去除效果最佳，硬度最佳去除率达到81.8%，沉降性快，沉降絮状大、泥量占比高。
（2）高盐废水除硬效果：
抽取同一批高盐废水水样，检测水样硬度为350mg/L（Ca2+）按照每组250ml分为实验组4、实验组5和实验组6，每组均分两步投加相应药物，即在第一步投药后调节pH至10.5，再搅拌3min，静置沉淀30min，进行第二步投药，搅拌3min后静置30min，具体投药情况和投药后沉淀情况如下表4和表5所示：
表4实验组4-5第一步投药情况和沉淀情况
表5实验组4-5第二步投药情况和沉淀情况
同时检测实验组4-6在两步投药静置后脱去沉淀的上清液水质硬度，具体结果如下表6所示：
表6实验组4-6两步投药后上清液水质硬度
综上所述，高盐废水在分别投加碳酸氢钠、PAC、PAM混合使用下，硬度去除效果最佳，硬度最佳去除率达到71.4%，沉降性快，沉降絮状大。
即可知采用碳酸氢钠、PAC、PAM混合加药能够有效对水质除硬，同时提升沉淀效果。
实施例2：
设计如图1所示的污水处理系统，对广州市医疗废物处置中心的 综合废水和高盐废水进行处理：
由于污水来自多个处理车间，并不是在一天内都是均匀的，故设计调节池来缓冲不均匀进水可能带来的冲击负荷，同时较长的水力停留时间可具备一定的水解酸化功能，提高水质的可生化性能。
具体处理工艺为：
冷却炉渣废水8m3/h：对于炉渣冷却水采用细格栅机除渣，除渣后利用切割型潜水泵将泥水混合物打到竖流式沉淀池内进行泥水分离，污泥由污泥泵打到污泥池。竖流式沉淀池表面水力负荷为1.2m3/m2·h，停留时间2h，圆型竖流池直径为3m，高度为4m；经除渣除泥后初沉池的上清液，经提升至玻璃钢材质的一体化除硬度装置，依次为加入5mg/L碳酸氢钠、5mg/L的PAC和2mg/L的PAM后经沉淀池沉淀，由于冷却炉渣废水含盐量较高，将上清液流入循环洗涤池利用，多余部分流入综合废水调节池进行下一步处理。各药物添加后停留静置时间为30 min，沉淀池表面水力负荷为0.7m3/m2·h，停留时间3h；该设备尺寸3*5*3m。
综合废水（150m3/d）：先通过添加35mg/L的亚硫酸氢钠进行初步的除氯，具体反应为：
2NaHSO3 + 2HOCl—>H2SO4 + 2HCl + Na2SO4
后进行加5mg/L的碳酸氢钠、5mg/L的PAC和2mg/L的PAM进行除硬处理，并于混凝沉淀池进行沉淀，将沉淀的污泥进入污泥脱水系统后得到滤液返回综合废水调节池，将混凝沉淀池的上清液合并生活污水加入厌氧池，后再从厌氧池进入好氧池，最终经过 MBR 膜生物反应器，MBR 产水分别经过消毒后大部分（106t/d）回用于洗桶用水及冲洗用水，剩余小部分进入 RO系统，产水用于配药和洗车，浓水收集进入高盐污水处理系统，且整个过程中为了保证MBR系统维护时整个工艺的连续性，另外设置一套备用的MBR系统；
高盐废水（72m3/d）：高盐废水采用絮凝+管式膜系统（TUF）+ 双效蒸发器处理后回用于湿法洗涤塔和急冷塔补水，产生的结晶盐外运，其中高盐废水先到高盐废水调节池由潜水搅拌机搅拌进行水质水量调节，再用提升泵提升到反应池1加入碳酸氢钠药剂反应后流入反应池2，随后流入沉淀池，沉淀池一用一备，经沉淀后污泥送至板框压滤机压缩后沉淀物外运，滤液进入调节池处理，沉淀的上清液直接用泵输送到TUF管式膜系统进行处理，废水进中间池合并RO系统过滤后的浓水，置于双效蒸发器进行处理，双效蒸发器浓缩约为10倍，使每天结晶出来的结晶物约为8t/d，蒸馏出来的产水到回用水池2，再回用到湿法洗涤和急冷却塔补水。
针对上述处理过程，进行检测：以下检测中化学需氧量（BOD5）采用聚创JC-870H多参数水质分析仪检测；重铬酸盐需氧量（CODcr）为采用博风科技DH310C1在线自动监测仪器检测；悬浮物（SS）采用NOBOTECH的ZS-680在线悬浮物检测仪检测；总溶解固体（TDS）采用雅戈TPH01111便携式水质分析仪检测。
首先对于综合废水调节池中的废水和生活污水，以及高盐废水进行检测（于2022年9月20日8:00收集第一批水样，后每隔8h收集一次水样，总共收集3组），具体检测结果如下表7所示：
表7：各类废水的水质
于2022年9月21日接MBR出水和双效蒸发后的水样为样品检测（其中全盐量、各金属成分、总磷、总氮、氨氮均采用聚创JC-870H多参数水质分析仪检测），具体检测结果如下表8：
表8：MBR出水检测
表9双效蒸发后的水样检测
且检测结果小于检出限或未检出时，以检出限并加标志位“L”表示，以上检测可知MBR出水能够用于洗桶用水及冲洗用水，双效蒸发用水能够用于湿法洗涤。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，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。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种综合污水及高盐废水的处理工艺，其特征在于，所述处理工艺包括以下步骤：
（1）将综合污水分成冷却炉渣废水、生活污水和其余综合废水；
（2）将冷却炉渣废水除渣后沉淀分离，上清液依次加入碳酸氢钠、PAC、PAM进行处理后沉淀，最终上清液流入循环洗涤池进行再利用，多余部分流入综合污水调节池进行下一步处理；
（3）其余综合废水直接打入综合污水调节池进行初步除氯，后依次加入碳酸氢钠、PAC、PAM进行反应絮凝后沉淀，脱除污泥，得除硬污水；
（4）将上述除硬污水和生活污水一起打入厌氧池处理后流入好氧池，后采用MBR膜组进行处理，出水进行回用或经过RO系统处理；
（5）RO系统出水进行回用，并收集RO浓水；
（6）高盐废水直接打入高盐废水调节池，后打入沉淀池，再加入碳酸氢钠、PAC、PAM进行处理后沉淀，脱除污泥，留存上清液；
（7）将上清液进入TUF膜系统进行处理，出水与上述步骤（5）的RO浓水一同进行双效蒸发浓缩，收集结晶盐，蒸发冷凝水进行回用。
2.根据权利要求1所述的一种综合污水及高盐废水的处理工艺，其特征在于：所述其余综合废水包括周转桶冲洗与地面消毒废水、医疗废物收运车消毒清洗废水。
3.根据权利要求1所述的一种综合污水及高盐废水的处理工艺，其特征在于：所述步骤（2）中除渣沉淀分离的方式为采用细格栅机除渣，并在除渣后利用切割型潜水泵将泥水混合物打到竖流式沉淀池内进行泥水分离，并将污泥由污泥泵打到污泥池。
4.根据权利要求1所述的一种综合污水及高盐废水的处理工艺，其特征在于：所述步骤（3）中初步除氯的方式为向污水中加入亚硫酸氢钠，且加入量为30-35mg/L，于除氯反应装置中搅拌反应30-40min后完成初步除氯。
5.根据权利要求1所述的一种综合污水及高盐废水的处理工艺，其特征在于：所述步骤（3）脱除的污泥和步骤（4）中MBR系统过滤的污泥一起加入污泥脱水系统，进脱水处理后将滤液回收打入综合污水调节池进行循环处理。
6.根据权利要求1所述的一种综合污水及高盐废水的处理工艺，其特征在于：所述步骤（2）、（3）、（6）中碳酸氢钠、PAC、PAM的加药量均为：碳酸氢钠5mg/L、PAC 5mg/L、PAM 2mg/L，且整个加药过程分为两步，第一步为在加碳酸氢钠后均调节pH至10.5静置30min，第二步为加入PAC 和PAM，静置反应沉淀30-50min。
7.根据权利要求1所述的一种综合污水及高盐废水的处理工艺，其特征在于：所述步骤（4）中出水回用的方式为用于洗桶用水或冲洗地面用水，所述步骤（5）中RO系统出水的回用为用于次氯酸钠配药用水及洗车用水，所述步骤（7）中蒸发冷凝水用于湿法洗涤塔和急冷塔补水。
8.根据权利要求1所述的一种综合污水及高盐废水的处理工艺，其特征在于：所述步骤（4）中好氧池连接两套MBR膜组，其中一套作为MBR 膜清洗时的备用组。
9.根据权利要求1所述的一种综合污水及高盐废水的处理工艺，其特征在于：所述步骤（6）中沉淀的污泥经过板框压滤机进行压滤后滤液回高盐废水调节池进行处理，压滤得到的污泥收集外运。
10.根据权利要求1所述的一种综合污水及高盐废水的处理工艺，其特征在于：所述步骤（6）中高盐废水进入高盐废水调节池后由潜水搅拌机搅拌进行水质水量调节，再用提升泵提升至沉淀池，脱除未加药时产生的沉淀，与加药后的沉淀合并进行压滤，后滤液回高盐废水调节池进行处理，压滤得到的污泥收集外运。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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