CN201062225Y

CN201062225Y - 一种用于炸药废水的污水处理系统

Info

Publication number: CN201062225Y
Application number: CNU2007200509604U
Authority: CN
Inventors: 潘远来
Original assignee: GUANGZHOU HAOLAN ENVIRONMENTAL PROTECTION TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: Cnhomeland Environmental Co ltd; GUANGZHOU HOMELAND ENVIRONMENTAL ENGINEERING CO LTD
Priority date: 2007-04-28
Filing date: 2007-04-28
Publication date: 2008-05-21
Anticipated expiration: 2017-04-28

Abstract

本实用新型公开了一种用于炸药废水的污水处理系统。它主要由物化处理系统和生化处理系统组成，物化处理系统包括依次顺序连接的格栅井、调节池、酸析反应池、气浮沉淀池、微电解处理池、PH回调池；生化处理系统包括依次顺序连接的厌氧反应器、一级好氧池、二级好氧池、吸附反应池、二沉池；且物化系统中的PH回调池与生化处理系统中的厌氧反应器相连接。与现有技术相比，本实用新型将物化处理系统和生化处理系统相结合，降低污水处理系统的运行成本，避免和减少废水对环境的污染。同时在微电解处理池内设置“动态铁屑床”，从而解决了在硝基类污水处理装置铁屑床的“结疤”和“钝化”现象。

Description

一种用于炸药废水的污水处理系统

技术领域

本实用新型是一种对污水进行净化的处理系统，特别是一种专门用于炸药废水的污水处理系统，属于环境保护技术领域。

技术背景

目前世界上产量最高的主要炸药是TNT、DNT，因此炸药废水中的主要污染物是一硝基、二硝基化合物及其副产物，硝基化合物浓度500~700mg/L，pH值7~9，COD4000~8000mg/L，废水呈橙红色，其有机污染物浓度偏高，并含有油类等污染物质，这些物质对土壤和水域都会产生严重的污染。

美国专利5163875公开了一种现场降解炸药废水的生物处理装置，它包括微生物储槽和反应室两部分。生物处理时，废水和储槽中的微生物通过不同的管路流入反应室进行反应，原水浓度为40.6mg/L的TNT废水，在好氧条件下运行3天后出水TNT浓度为5.32mg/L，5周后TNT浓度为0.62mg/L；厌氧条件下运行3天后出水TNT浓度为0.31mg/L，5周后TNT浓度为0mg/L。虽然该生物处理装置的处理效果较好，但由于需要投入大量的微生物，使得其运行成本昂贵。而且该系统低负荷运行，停留时间长，占地面积大，同时微生物处于A/O交替的环境中，专性菌功能减弱，浪费动力。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是克服上述现有技术的缺点，提供一种经济适用、专门用于炸药废水的污水处理系统，将物化处理系统和生化处理系统相结合，降低污水处理系统的运行成本，避免和减少废水对环境的污染。

本实用新型的技术方案是：一种用于炸药废水的污水处理系统，其特征在于包括有物化处理系统和生化处理系统，物化处理系统包括依次顺序连接的格栅井、调节池、酸析反应池、气浮沉淀池、微电解处理池、PH回调池；生化处理系统包括依次顺序连接的厌氧反应器、一级好氧池、二级好氧池、吸附反应池、二沉池；且物化系统中的PH回调池与生化处理系统中的厌氧反应器相连接。

所述微电解处理池内设有动态铁屑床。该动态铁屑床包括水平放置的转筒，转筒壁表面装有隔板和惰性电极，惰性电极与转筒外的电极座相连，转筒内填充铸铁屑和碳粒，转筒轴与减速电机的输出轴联动。利用经活化处理的废铁屑和碳粒作为原料，置于一箱体内，由于碳的电位高，而铁的电位低，在电解质溶液中可组成阴阳两级反应环境。

所述一级好氧池内设有若干相互间隔分布的穿孔曝气管和曝气器，相邻穿孔曝气管和曝气器之间间距为300～700mm。

所述二级好氧池内设有若干呈立体状均匀分布的生物填料，相邻生物填料之间间距150～170mm。二级好氧池的生物填料下方还设有若干曝气器，所述曝气器通过管道与罗茨风机相连。大部分微生物固着在生物填料上，还有部分微生物悬浮，通过这些微生物的好氧代谢对废水中的有机污染物进行降解从而达到去除有机物的目的。由于二级好氧池内填料比表面积大，池内充氧条件好，氧化池内单位容积的生物量高于活性污泥法、曝气池及生物滤池，故可达到较高的容积负荷。由于大部分微生物固着生长在填料表面，不存在污泥膨胀问题，运行管理简便。这样的结构设计，可以适应不同浓度的炸药废水；同时对水质波动具有较强抗冲击性；废水所需停留时间(HRT)较短，废水中残留物去除率高；而且运行性能稳定，产生剩余污泥量少，降低了运行费用。

所述物化处理系统的气浮沉淀池底部设有污泥收集装置。

由于废水有机污染物含量较高，且悬浮物浓度较高，因此对废水在进入生化处理前进行一定的预处理将有利于降低生化处理的负荷，也可节省工程投资。因此，在物化处理系统中设有气浮沉淀池，所述气浮沉淀池内装有絮凝剂投加装置、助凝剂投加装置和溶气水反应系统。通过絮凝剂与助凝剂的作用，使废水中的悬浮物形成大颗粒的絮体，从而提高悬浮物的沉降性能，把悬浮物较好的沉淀分离，沉淀下来的污泥通过污泥收集装置收集后，进入污泥干化池。

与现有技术相比，本实用新型用于炸药废水的污水处理系统通过将物化处理系统和生化处理系统相结合，使得整个污水处理系统的运行成本降低，特别是在微电解处理池内设置动态的铁屑床，从而解决了在硝基类污水处理装置铁屑床的“结疤”和“钝化”现象。使得炸药废水的处理效果好，对废水中色度等的去除也有很好的作用。本实用新型提供的炸药污水处理系统经济节约，电耗少、造价低、占地少；同时易于管理，操作方便，设备性能稳定。

附图说明：

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说：

附图1为炸药污水处理系统的结构示意图；

附图2为图1中二级别好氧池的结构示意图；

附图3为图1中微电解池内的动态铁屑床的结构示意图。

图中：1、格栅井；2、机械格栅；3、调节池；4、污水提升泵；5、酸析反应池；6、酸液投加装置；7、罗茨风机；8、PH调节装置；9、絮凝剂投加装置；10、助凝剂投加装置；11、溶气水反应系统；12、气浮沉淀池；13、微电解处理池；14、PH调节池；15、溶药搅拌装置；16、碱液投加装置；17、HL厌氧反应器；18、一级好氧池；19、二级好氧池；20、吸附反应池；21、吸附剂投加装置；22、二沉池；23、排放池；24、穿孔曝气管；25、曝气器；26、生化填料；27、支架；28、动态铁屑床。

具体实施方式：

如附图1所示为本实施例用于炸药废水(如TNT、DNT)的污水处理系统，废水首先进入物化处理系统A的格栅井1→调节池3→酸析反应池5→气浮沉淀池12→微电解处理池13→PH调节池14，再从PH调节池14进入生化处理系统B的HL厌氧反应器17→一级好氧池18→二级好氧池19→吸附反应池20→二沉池22，最后进入排放池23达标排放。

格栅井1内设有机械格栅2，废水从进水口进格栅井1，经机械格栅2拦截废水中粗大及细小颗粒物，防止其对后续处理系统和处理设备的影响。废水从机械格栅2的栅条流出，进入调节池3。调节池3的主要功能是调节水量、调匀水质。调节池3内设有污水提升泵4，将调匀的废水提升至酸析反应池5内。酸析反应池5内设有酸液投加装置6和PH调节装置7，通过酸液投加装置6向酸析反应池5中加入稀硫酸调节废水的pH至2～3，使得废水中部分有机污染物在酸性条件下凝聚析出。预处理后的废水气浮沉淀池5。气浮沉淀池5将气浮和沉淀两种工艺结合在一起，在气浮沉淀池5内分别设有絮凝剂投加装置9、助凝剂投加装置10、溶气水反应系统11，它的主要功能是通过在污水中加入助凝剂及絮凝剂，使絮凝剂与污水充分混合，形成较大的絮体，提高沉淀效果。同时针对此类炸药废水在混凝沉淀的工艺作用下，悬浮物大部分已经沉淀下来，通过溶气水反应系统11，使部分细小物质飘浮在水面上，另外在池体底部设有污泥收集系统，将所收集的污泥送入污泥干化池。经过气浮沉淀的废水进入微电解处理池13，通过微电解工艺对废水进行净化处理。

微电解工艺是目前国内运行费用较低、处理较好的铁屑内电解法。传统的方法均采用静态铁屑床法，但存在铁屑换料困难的缺点，填料“结疤”“钝化”问题也一直没有很好解决，从而限制了它的推广使用。如附图3所示，本实用新型的微电解处理池内采用“动态铁屑床”，成功地解决了这一技术难题，使它在硝基类污水处理装置中减少“结疤”和“钝化”现象。该动态铁屑床28的主体为一水平放置的转筒281，筒壁表面装有隔板282和惰性电极283，转筒281内填充铸铁屑和碳粒，惰性电极283和隔板282相结合并与转筒281外的电极座284相连，由整流装置提供经整流后的30V的直流电压，用于“动态铁屑床”的微电解过程，水平转筒281由减速电机驱动，转筒281的转速在8r/min。该装置具有运行费用低、能耗小的特点；而且卸装填料十分方便，在电机的带动下，转筒281带动废水激起的漩涡有利于反应的效率提高并可延长铁屑床的老化时间，而且转筒281的不停旋转也起了搅拌兼防止铁屑结块的作用。

由于碳的电位高，而铁的电位低，在酸性介质中，转筒281内经活化处理的废铁屑和碳粒，在电解质溶液中可组成其反应机理如下：

阳极(Fe)：Fe→Fe²⁺+2e；

阴极(C)：2H⁺+2e→H₂(酸性介质)

一方面阳极反应中新生的Fe²⁺有极高的活性，在酸性条件下，对炸药废水中的某些有机物有很好的降解作用。

另一方面由Fe-C组成的许多微小原电池会产生许多小的电场，在该电场力的作用下，废水中的重金属离了、有机物等会发生絮凝反应和氧化还原反应。同时还可利用机械增氧曝气的方法使Fe²⁺转化为Fe³⁺，进而转化为Fe(OH)₃胶体，由于该正电胶体的絮凝作用去除废水中的负电荷基团，并且对COD的去除亦有较好的作用。同时，由于碳粒有很强的吸附能力，尤其是废水中的固体微粒，很容易被它吸附除去。该动态铁屑床结构紧凑一体化，处理效果好，COD去除率在40～60％左右，B/C值可提高0.1-0.3，色度可去掉80-90％。

通过微电解处理的废水流入PH回调池14，回调废水PH至中性范围内。在PH回调池14内设有1套碱液投加装置16、1套PH调节装置8、1套溶药搅拌装置15。PH值回调至中性范围的废水进入生化处理系统B的HL厌氧反应器17内。厌氧反应器17可以季节性或间歇性运转，具有污泥产生量低，氮、磷营养需要量较少，特别是厌氧活性污泥可以长期贮存，大大降低了系统的运行费用。

经过HL厌氧反应器17的废水进入一级好氧池18，一级好氧池18内设有若干相互间隔分布的穿孔曝气管24和曝气器25，相邻穿孔曝气管25和曝气器24之间间距为300～700mm，以500mm为最佳。穿孔曝气管24和曝气器25的一端与罗茨风机7相连，另一端浸在一级好氧池18内。一级好氧池18的主要作用是对废水进行曝气，增加废水中的溶解氧，有利于后续的二级好氧生化处理。一级好氧池18内采用活性污泥法，活性污泥由好氧和兼氧微生物(包括细菌、真菌、原生动物和后生动物)及其代谢的和吸附的有机物、无机物组成，具有降解废水中有机物的能力。

二级好氧池19内设有若干生物填料26以及填料支架27、多台微孔曝气器25，如附图2所示，生物填料26固定在填料支架27上，相邻生物填料26之间间距为150～170mm，以160mm为最佳。二级好氧池19采用生物接触氧化法。

由于二级好氧池19内挂满具有巨大表面积的生物填料26，大部分微生物固着在填料26上，还有部分微生物悬浮，在曝气器25曝气充氧的条件下，使水中维持一定的氧量，大量的微生物通过好氧吸附代谢作用对废水中的有机污染物进行降解，从而达到去除有机物的目的。由于池内生物填料26表面积大，池内充氧条件好，所以二级好氧化池19内单位容积的生物固体量高于活性污泥法曝气池及生物滤池，具有较高的容积负荷。

经过二级好氧池19的废水进入吸附反应池20，主要是通过吸附剂投加装置21投入吸附剂，如活性碳等，由于活性碳有很强的吸附能力，尤其是废水中的固体微粒，很容易被它吸附除去。另外，它对废水中色度等的去除也有很好作用。

经过吸附反应后的废水进入二沉池22。二沉池22的主要作用是实现泥水分离，通过絮凝剂投加装置9和助凝剂投加装置10，使絮凝剂与污水充分混合，形成较大的絮体，去进一步去除悬浮物。池底设有污泥收集系统，将沉淀分离的污泥送入污泥干化池。经二沉池22沉降分离出来的上清液即可达标排放，通过排放池23排放。

炸药废水原水水质特征如下表(表中除pH外其余指标单位为mg/L)：

废水指标	PH	COD_Cr	硝基化合物	SS
废水指标	PH	COD_Cr	硝基化合物	SS	原水水质	7～9	4000～8000	500～700	2000

经过上述污水处理系统后的出水符合《污水综合排放标准》(GB8978-1996)第二类污染物一级排放标准和《兵器工业水污染物排放标准》火炸药(GB14470.1-2002)标准。

上述的污水处理系统不仅适用与TNT、DNT炸药废水，也适用于其它种类的炸药废水，如RDX、HMX等。

Claims

1.一种用于炸药废水的污水处理系统，其特征在于包括有物化处理系统(A)和生化处理系统(B)，物化处理系统(A)包括依次顺序连接的格栅井(1)、调节池(3)、酸析反应池(5)、气浮沉淀池(12)、微电解处理池(13)、PH回调池(14)；生化处理系统(B)包括依次顺序连接的厌氧反应器(17)、一级好氧池(18)、二级好氧池(19)、吸附反应池(20)、二沉池(22)；且物化系统(A)中的PH回调池(14)与生化处理系统(B)中的厌氧反应器(17)相连接。

2.根据权利要求1所述用于炸药废水的污水处理系统，其特征在于：所述微电解处理池(13)内设有动态铁屑床(28)。

3.根据权利要求2所述用于炸药废水的污水处理系统，其特征在于：所述动态铁屑床(28)包括水平放置的转筒(281)，转筒壁表面装有隔板(282)和惰性电极(283)，惰性电极(283)与转筒(281)外的电极座(284)相连，转筒(281)内填充铸铁屑和碳粒，转筒(281)的轴与减速电机的输出轴联动。

4.根据权利要求3所述用于炸药废水的污水处理系统，其特征在于：所述惰性电极(283)与隔板(282)结合在一起。

5.根据权利要求1所述用于炸药废水的污水处理系统，其特征在于：所述物化处理系统(A)的气浮沉淀池(12)内设有分别独立的絮凝剂投加装置(9)、助凝剂投加装置(10)和溶气水反应系统(11)。

6.根据权利要求5所述用于炸药废水的污水处理系统，其特征在于：所述气浮沉淀池(12)底部设有污泥收集装置。

7.根据权利要求1至5任一项所述用于炸药废水的污水处理系统，其特征在于：所述一级好氧池(18)内设有若干相互间隔分布的穿孔曝气管(24)和曝气器(25)，相邻穿孔曝气管和曝气器之间间距为300～700mm。

8.根据权利要求1至5任一项所述用于炸药废水的污水处理系统，其特征在于：所述二级好氧池(19)内设有若干呈立体状均匀分布的生物填料(26)，相邻生物填料之间间距150～170mm。

9.根据权利要求8所述用于炸药废水的污水处理系统，其特征在于：所述二级好氧池(19)的生物填料(26)下方还设有若干曝气器(25)，所述曝气器(25)通过管道与罗茨风机(7)相连。