CN203959998U - 一种工业难降解废水的深度处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种工业难降解废水的深度处理系统，包括废水调节池(1)，及通过输送泵连接的高效澄清池(2)、浮渣池(7)、监测水池(8)，其特征是：所述高效澄清池(2)通过输送泵连接有臭氧氧化池(3)；所述臭氧氧化池(3)通过输送泵连接有稳定池(4)和生物流化床(A池/O池)(5)；所述生物流化床(A池/O池)(5)通过输送泵连接有气浮沉淀池(6)；所述气浮沉淀池(6)与所述浮渣池(7)和监测水池(8)分别连接。本实用新型能快速降解污水中的有机污染物质，使出水COD到达50mg/L以下，特别适用于工业难降解废水的深度处理。

Description

一种工业难降解废水的深度处理系统

技术领域

本实用新型涉及一种工业废水处理系统，尤其涉及一种工业难降解废水的深度处理系统，特别涉及制药、化工、石油、石化、煤化工和钢铁行业领域的一种工业难降解废水的深度处理系统。

背景技术

随着国内现代工业经济的迅猛发展，工业难降解废水的排放量日益增加，目前国内外对高浓度难降解工业废水的处理尚没有成熟的方法，从而导致大量工业废水处理较难达到排放标准，流入江河湖泊给环境造成较严重的污染，势必威胁人们的身体健康。因此近年来各地政府部门对企业污水排放提出了更高的要求，如何能更好的利用污水资源，减少污水的排放，实现循环利用成为企业一项重要的任务。

工业难降解废水深度处理是实现节水减排、控制水污染的重要途径。工业难降解废水水质随生产工艺和生产方式的不同成分比较复杂，具有以下特点：(1)有机污染物质量浓度高，化学需氧量COD含量较高；(2)可生化性差，主要是含有一些如高级脂肪烃、多环芳烃、多环芳香化合物等难降解有机污染物；(3)大多数工业废水质水量变化较大，含盐量高，难以直接采用常规处理后回用，如果未经处理而直接排放，将对水环境产生严重的污染。因此，迫切需要寻找高效降解污染物的处理方法是解决工业难降解废水处理难题的关键。

当前工业废水处理中所采用的处理系统主要有臭氧催化氧化工艺、反渗透工艺、生物流化床工艺处理系统等，取得了一定的效果，但存在以下问题：大多数工业废水经过二级处理后，生化性较差，如直接采用生物流化床工艺设备处理，处理效果不理想，COD等相关指标的去除率达不到回用的标准；如直接采用臭氧催化氧化工艺设备处理，臭氧利用率较低，则处理成本较高，经济效益较差。需要寻找一种高效的臭氧氧化催化工艺处理系统，这种系统能大大提高臭氧利用率，降低运行成本。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种工业难降解废水的深度处理系统，克服了现有工业难降解废水处理工艺系统中存在的不足，该处理系统能快速降解污水中的有机污染物质，且易于操作管理，运行费用较低，处理后的废水COD去除率达到65％以上，使出水COD到达50mg/L以下。

本实用新型基于以下原理：

针对工业废水的水质特征和现有处理系统存在的问题，为了提高臭氧利用率及氧化效果，采用添加臭氧催化氧化工艺系统处理方式，将废水中高分子化合物直接氧化或是分解成小分子化合物，降低COD的同时提高废水B/C值，即生化需氧量与化学需氧量的比值，为后续生化处理废水创造良好条件；采用流化床生物膜工艺，这是基于结构填料的生物流化床处理系统，其优点是处理负荷高，提升反应池的处理能力和处理效果，基建费用小，将臭氧催化氧化与流化床生物膜工艺的高效、经济性结合而探寻的一种工业难降解废水的深度处理系统，具有重大经济效益和社会效益。

本实用新型所要解决的技术问题是通过以下技术方案实现：

一种工业难降解废水的深度处理系统，包括废水调节池，及通过输送泵连接的高效澄清池、浮渣池、监测水池，所述高效澄清池通过输送泵连接有臭氧氧化池；所述臭氧氧化池通过输送泵连接有稳定池和生物流化床(A池/O池)；稳定池和生物流化床(A池/O池)串联，稳定池起到消除残余的臭氧，以防对后续生化系统造成影响，生物流化床(A池/O池)作用是通过大量微生物富集到悬浮生物载体填料上提高生化处理效率，降低污水处理水力停留时间。

在所述生物流化床A池中进行缺氧反硝化，硝态氮在缺氧环境之下发生反硝化反应，生成氮气释放到大气中，完成了脱氮。在所述生物流化床O池中，氨氮在有氧的环境下，在亚硝酸菌和硝酸菌的作用下发生硝化反应，转化成硝态氮；所述生物流化床(A池/O池)通过输送泵连接有气浮沉淀池；所述气浮沉淀池与所述浮渣池和监测水池分别连接。

所述臭氧氧化池与臭氧发生器连接；所述臭氧发生器产生臭氧，与废水进行催化氧化反应，将结构稳定的有机污染物氧化成结构不稳定的易于微生物降解的物质，或被彻底氧化分解成H₂O、CO₂等无害的无机物。

在所述气浮沉淀池池内和池外输送线路之间设有溶气罐。所述溶气罐实现了水和空气的充分接触，空气通过泵送入压力溶气罐，在0.5Mpa压力下被强制溶解在水中，在突然释放的情况下，溶解在水中的空气析出，形成大量至密的微气泡群在缓慢上升过程中吸附在悬浮物密度下降而上浮，达到去除悬浮物(SS)和化学需氧量(COD)的目的。

所述高效澄清池与所述浮渣池连接；

所述气浮沉淀池与所述浮渣池连接。

所述臭氧氧化池为2个或2个以上的氧化池体串联或并联；优选在所述氧化池内装填有体积比20％-100％的负载过渡金属离子催化剂，所述负载过渡金属离子催化剂为臭氧氧化催化剂，可以为活性炭、硅胶、陶粒、沸石、分子筛、三氧化二铝中的一种或多种混配组成，负载Fe、Cu、Mn、Co、Pd、Ni、Mn的一种或多种为活性组分。

所述的生物流化床(A池/O池)选用好氧生物流化床或厌氧生物流化床，或所述两种流化床方式的串联设置；所述好氧生物流化床与曝气装置相连接；所述曝气装置的作用是搅动均化液体，使废水与空气接触充氧并防止池内悬浮生物载体填料下沉，加强池内有机物与微生物与溶解氧接触的目的，从而保证池内微生物在有充足溶解氧的条件下，对污水中有机物的氧化分解作用；所述厌氧生物流化床内部设有搅拌装置。

优选所述生物流化床(A池/O池)填入悬浮生物载体填料，所述悬浮生物载体填料利于降解难降解有机物的微生物生长，有效解决了活性污泥法难以富集厌氧氨氧化菌及生物膜法易堵塞等问题，采用多道凹槽和网架，内部空心的结构。所述悬浮生物载体填料包括外环圈、内环圈、径向筋板、小鳍片、径向辐射鳍片；所述外环圈和内环圈通过两片垂直相交的径向筋板连接；所述外环圈和内环圈之间设有连接筋板；在外环圈和内环圈之间形成多个腔室；所述径向辐射鳍片，间隔设置在外环圈的外侧表面上；所述小鳍片间隔设置在内环圈的外侧表面上。

所述悬浮生物填料由PE材质制作，尤其加入亲水剂、抗氧化剂及比重调节剂的PE材质制作。

所述臭氧氧化池通过一反冲水装置和所述监测水池连接；所述反冲洗水泵，用于定期冲洗臭氧氧化池中的催化剂表面截留的悬浮物，防止催化剂板结。

所述浮渣池连接污泥处理系统；所述监测水池连接排水管道。

所述高效澄清池设有计量泵，通过该计量泵加入碱和絮凝剂；所述臭氧发生器连接尾气破坏装置，消除臭氧氧化池外排气体残余的臭氧，防止臭氧对周围环境带来污染；所述生物流化床(A池/O池)与加料箱连接，所述加料箱存储尿素、磷酸二氢钾和碳酸钠等原料，为生化反应提供了适量有利的碱度和营养化学元素。

本实用新型处理系统的核心部分为臭氧催化氧化工艺部分和生物流化床(A池/O池)工艺部分的配合设置：

所述臭氧催化氧化池处理的基本原理：臭氧催化氧化设备是一种处理高浓度、难降解有机废水的设备，特点是臭氧在负载过渡金属离子催化剂的作用下，有效生成和增加反应体系内的自由基，从而产生全面和激烈的氧化反应，以去除或分解转化高难降解的COD成分。该反应无须在高温、高压下进行，在通常条件下即可达到反应要求，获得很高的氧化处理效率。

生物流化床(A池/O池)处理的基本原理：通过向反应池中投加一定量的悬浮生物载体填料，提高反应池中的生物量及生物种类，从而提高反应器的处理效率。由于该填料独特结构设计和材料，使得悬浮填料比重接近水，在挂膜前后与水体密度相近，使其可在水中悬浮，使生物流化床(A池/O池)较传统流化床工艺运行方式灵活，防止阻塞，且具有更高的污泥浓度、更均匀的流化态，从而获得更好的净化效果。

本实用新型与现有技术相比所具有的特点和优点是：

1.本实用新型COD去除率高：在负载过渡金属离子催化剂的作用下，产生全面和激烈的氧化反应，以去除或分解转化高难降解的COD成分，进而达到脱除COD的目的。臭氧催化氧化反应无须在高温、高压下进行，在通常条件下即可达到反应要求。

2.生物流化床(A池/O池)系统添加独特的悬浮生物载体填料，通过采用多道凹槽和网架，内部空心的结构设计，大大增加了填料的比表面积，比表面积在500m²/m³以上，微生物持留效果好，使填料表面附着的生物膜数量和浓度大为增加，利于降解难降解有机物的微生物生长，生物菌群丰富，有效解决了活性污泥法难以富集厌氧氨氧化菌及生物膜法易堵塞等问题；由于悬浮填料的流化，促进了活性较差的生物膜的老化、脱落及更新，并排出系统，让系统内的微生物处于较高的活性。

3.悬浮填料在反应器内处于流化状态，其反应形态类似于完全混合反应器，填料与气、水接触比较充分，悬浮填料层基本没有水头损失，有利于布水的均匀性，可以有效防止固定床生物膜法的堵塞情况。

4.本实用新型占地面积小，建设工期短，运行成本低，处理费用省，具有明显的经济和社会效益。

附图说明

图1是本实用新型工艺流程图

图2是本实用新型结构示意图

图3-1是本实用新型生物流化床(A池/O池)悬浮生物载体填料结构示意图

图3-2是图3-1悬浮生物载体填料侧面示意图

其中：1-废水调节池，2-高效澄清池，3-臭氧氧化池，4-稳定池，5-生物流化床(A池/O池)，6-气浮沉淀池，7-浮渣池，8-监测水池，9-臭氧发生器，10-曝气装置，11-溶气罐，12-反冲水装置，13-尾气破坏装置，14-加料箱，15-悬浮生物载体填料，16-外环圈，17-内环圈，18-径向筋板，19-小鳍片，20-径向辐射鳍片，21-连接筋板，22-腔室

具体实施方式

如图1、图2、图3-1，图3-2所述的一种工业难降解废水的深度处理系统，包括废水调节池1，高效澄清池2、浮渣池7、监测水池8，所述高效澄清池2通过输送泵连接有臭氧氧化池3、稳定池4和生物流化床(A池/O池)5、气浮沉淀池6；所述气浮沉淀池6与所述浮渣池7和监测水池8分别连接。所述臭氧氧化池3与臭氧发生器9连接。在所述气浮沉淀池6池内和池外输送线路之间设有溶气罐11。所述高效澄清池2还与所述浮渣池7连接；所述臭氧氧化池3为2个或2个以上的氧化池体串联或并联；在所述氧化池内装填有体积比20％-100％的负载过渡金属离子催化剂。

所述的生物流化床(A池/O池)5选用好氧生物流化床或厌氧生物流化床，或所述两种流化床方式的串联设置；所述好氧生物流化床与曝气装置10相连接；所述厌氧生物流化床内部设有搅拌装置。

所述生物流化床(A池/O池)5加入悬浮生物载体填料15，采用多道凹槽和网架，内部空心的结构设计；所述悬浮生物载体填料15在池内呈现为颗粒状物质，包括外环圈16、内环圈17、径向筋板18、小鳍片19、径向辐射鳍片20；所述外环圈和内环圈通过两片垂直相交的所述径向筋板连接；所述外环圈和内环圈之间设有8条连接筋板21；在所述外环圈和内环圈之间形成多个腔室22；所述径向辐射鳍片为32个，间隔均匀设置在外环圈的外侧表面上；所述小鳍片为12个，间隔均匀设置在内环圈的外侧表面上。

所述悬浮生物填料可以由PE材质制作，如加入亲水剂、抗氧化剂及比重调节剂等的PE材质制作，其比重为0.94-0.98，所述悬浮生物填料堆积后的比表面积为400-500m²/m³。

所述臭氧氧化池3通过反冲水泵12和所述监测水池8连接。所述浮渣池7与污泥处理系统连接；所述监测水池8连接排水管道。所述高效澄清池)设有计量泵，通过该计量泵加入碱和絮凝剂等；所述臭氧发生器9还连接有尾气破坏装置13；所述生物流化床(A池/O池)5与加料箱14连接。

通过上述系统，具体工艺流程如下：

所述工业难降解废水通过所述废水调节池进行水质水量均化；泵入所述高效澄清池并通过计量泵加入一定量的碱和絮凝剂，除硬、并去除大部分悬浮物；所述高效澄清池2出水泵入所述臭氧氧化池3进一步降解污水中的部分COD；所述臭氧氧化池3出水自流进入所述稳定池4除去残余的臭氧后，进入生物流化床(A池/O池)5进行生化除碳；所述出水自流经所述气浮沉淀池6进一步降低悬浮物含量后；然后进入出水所述监测池，合格后达标外排。所述高效澄清池2、气浮沉淀池6产生的污泥进入浮渣池7收集后进入污泥处理系统统一处理。

本实用新型通过下述试运行，显示了良好的难降解废水处理效果。

试运行例1

河北某钢铁厂现在需每小时处理反渗透(RO)浓水450m³项目，废水的COD高达100～150mg/L，采用本反渗透(RO)浓水的深度处理系统进行小试试验研究，本实验废水COD为131.2mg/L，为控制碱度，生石灰投加量为200mg/L，澄清时间为1h，臭氧投加量为120mg/L，氧化时间为1h，稳定吹脱时间控制在0.5h，生物流化床(A池)停留3h，生物流化床(O池)停留3h，气浮沉淀池控制在2h，反渗透(RO)浓水出水COD降至46.5mg/L，去除率大于65％，达到了污水综合排放标准。

试运行例2

中国石油黑龙江某炼化厂污水处理厂外排炼化反渗透(RO)浓水约63m³/h，出水COD小于200mg/L。采用该方法进行约0.5m³/h中试实验研究，在所述生物流化床(A池)、生物流化床(O池)、稳定池、气浮沉淀池有效容积固定的条件下(分别为0.5m³，1.5m³，2.0m³，2.0m³)，调整不同的进水量、臭氧投加量、停留时间进行连续测定，经过本实用新型的处理系统对废水的处理结果如下表；

实验表明，通过本实用新型的处理系统对废水的处理效果较好，出水COD降至50mg/L，达到了污水综合排放标准。

以上所述的实施例，只是本发明所选的具体实施方式的一种，而并非对实施方式的限定。对于本领域的技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变动。由此引申出的显而易见的变化和替换都应包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种工业难降解废水的深度处理系统，包括废水调节池(1)，通过输送泵连接的高效澄清池(2)、浮渣池(7)、监测水池(8)，其特征是：所述高效澄清池(2)通过输送泵连接有臭氧氧化池(3)；所述臭氧氧化池(3)通过输送泵连接有稳定池(4)和生物流化床(5)；所述生物流化床(5)通过输送泵连接有气浮沉淀池(6)；所述气浮沉淀池(6)与所述浮渣池(7)和监测水池(8)分别连接。 

2.根据权利要求1所述的工业难降解废水的深度处理系统，其特征是：所述臭氧氧化池(3)与臭氧发生器(9)连接。 

3.根据权利要求1所述的工业难降解废水的深度处理系统，其特征是：在所述气浮沉淀池(6)池内和池外输送线路之间设有溶气罐(11)。 

4.根据权利要求1所述的工业难降解废水的深度处理系统，其特征是：所述高效澄清池(2)与所述浮渣池(7)连接。 

5.根据权利要求3所述的工业难降解废水的深度处理系统，其特征是：所述气浮沉淀池(6)与所述浮渣池(7)连接。 

6.根据权利要求1所述的工业难降解废水的深度处理系统，其特征是：所述臭氧氧化池(3)为2个或2个以上的氧化池体串联或并联。 

7.根据权利要求1所述的工业难降解废水的深度处理系统，其特征是：所述生物流化床(5)为好氧生物流化床或厌氧生物流化床，或所述两种流化床方式的串联设置；所述好氧生物流化床与曝气装置(10)相连接；所述厌氧生物流化床内部设有搅拌装置。 

8.根据权利要求1或7所述的工业难降解废水的深度处理系统，其特征是：所述生物流化床(5)填入悬浮生物载体填料(15)，所述悬浮生物载体填料(15)包括外环圈(16)、内环圈(17)、径向筋板(18)、小鳍片(19)、径向辐射鳍片(20)；所述外环圈(16)和内环圈(17)通过两片垂直相交的所述径向筋板(18)连接；所述外环圈和内环圈之间设有连接筋板(21)；在所述外环圈和内环圈之间形成多个腔室(22)；所述径向辐射鳍片(20)间隔设置在外环圈(16)的外侧表面上；所述小鳍片(19)间隔设置在内环圈(17)的外侧表面上。 

9.根据权利要求1所述工业难降解废水的深度处理系统，其特征是：所述臭氧氧化池(3)通过一反冲水装置(12)与所述监测水池(8)连接；所述浮渣池(7)与污泥处理系统连接；所述监测水池(8)连接有排水管道。 

10.根据权利要求1所述的工业难降解废水的深度处理系统，其特征是：所述高效澄清池(2)设有计量泵；所述臭氧发生器(9)连接有尾气破坏装置(13)；所述生物流化床(5)与加料箱(14)连接。