CN205024046U - 一种高盐高浓度有机废水的处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种高盐高浓度有机废水处理系统，它包括混合组件、与所述混合组件相连接的电解组件、与所述电解组件相连接的第一沉淀组件、与所述第一沉淀组件相连接用于承接其第一上清液的微电解组件、与所述微电解组件相连接的第二沉淀组件、与所述第二沉淀组件相连接用于承接其第二上清液的脱盐组件、与所述脱盐组件相连接的厌氧组件以及与所述厌氧组件相连接的厌氧好氧处理组件。本实用新型高盐高浓度有机废水处理系统，通过将混合组件、电解组件、第一沉淀组件、微电解组件等部件依次组合使用，这样能有效提高对污水中有机物和盐类的去除效率，确保污水的达标排放。

Description

一种高盐高浓度有机废水的处理系统

技术领域

本实用新型属于污水处理设备，具体涉及一种高盐高浓度有机废水的处理系统。

背景技术

高浓度有机废水一般是指由造纸、皮革、印染、化工、制药及食品等行业排出的化学需氧量（COD）在2000mg/L以上的废水；而高盐废水是指总含盐质量分数至少1%的废水，其主要来自化工厂及石油和天然气的采集加工等，其产生途径广泛，水量也逐年增加。高盐高浓度有机废水是指既具有高浓度有机物又含有高浓度无机或有机盐的污水，如果直接排放，会造成严重污染，对人类自身的健康也会构成严重的威胁；而且有机污染物，尤其是高浓度有机污染物，在水中存在时间长、迁移范围广，而且危害大、处理难度高；虽然无机盐离子是微生物生长所必需的营养元素，在微生物的生长过程中起着促进酶反应，维持膜平衡和调节渗透压的重要作用，但是若这些离子浓度过高，会对微生物产生抑制和毒害作用，主要表现：盐浓度高、渗透压高、微生物细胞脱水引起细胞原生质分离；盐析作用使脱氢酶活性降低；氯离子高对细菌有毒害作用；盐浓度高，废水的密度增加，活性污泥易上浮流失，从而严重影响生物处理系统的净化效果。因此，高盐高浓度有机废水的处理一直是环保领域的一个重要研究课题。

授权公告号为CN101628769B的中国发明专利公开了一种高浓度废水处理装置，它包括多个相连接的加热室、分离室。使用该装置处理高浓度废水时需要消耗大量的水蒸气，浪费能量；而且原先COD含量为91800mg/L的废水经过该设备一次处理后COD降为3200mg/L，虽然COD含量大幅下降，但是仍不符合排放的标准；而且它也不适用于高盐废水的处理。

发明内容

本实用新型目的是为了克服现有技术的不足而提供一种高盐高浓度有机废水的处理系统。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种高盐高浓度有机废水处理系统，它包括混合组件、与所述混合组件相连接的电解组件、与所述电解组件相连接的第一沉淀组件、与所述第一沉淀组件相连接用于承接其第一上清液的微电解组件、与所述微电解组件相连接的第二沉淀组件、与所述第二沉淀组件相连接用于承接其第二上清液的脱盐组件、与所述脱盐组件相连接的厌氧组件以及与所述厌氧组件相连接的厌氧好氧处理组件。

优化地，它还包括与所述第一沉淀组件相连接用于抽取其底部污泥的第一压滤机以及与所述第二沉淀组件相连接用于抽取其底部污泥的第二压滤机。

优化地，所述电解组件包括与所述混合组件相连接的电化学氧化槽、与所述电化学氧化槽底部相连通的循环冷却塔、与所述电化学氧化槽上部相连通的第一氧化槽、用于向所述电化学氧化槽和所述第一氧化槽内加入双氧水的第一加药器、与所述氧化槽相连通的第一曝气吹脱槽以及与所述第一曝气吹脱槽相连通的中间水槽。

优化地，所述微电解机构包括与所述第一沉淀组件相连通的第一中间水箱以及与所述第一中间水箱相连通的催化微电解塔。

进一步地，所述第一沉淀组件包括与所述中间水槽相连通的第二pH调节槽、与所述第二pH调节槽相连通的第一絮凝槽、用于向所述第一絮凝槽中添加碱液和絮凝剂的第三加药器、与所述第一絮凝槽相连通的第一斜管沉淀池、与所述第一斜管沉淀池底部相连通用于收集其底部污泥的第一污泥浓缩槽；所述第二沉淀组件包括与所述催化微电解塔相连通的第二氧化槽、用于向所述第二氧化槽中添加双氧水的第四加药器、与所述第二氧化槽相连通的第二曝气吹脱槽、与所述第二曝气吹脱槽相连通的第二中间水箱、与所述第二中间水箱相连通的第三pH调节槽、与所述第三pH调节槽相连通的第二絮凝槽、与所述第二絮凝槽相连通的第二斜管沉淀槽、用于向所述第三pH调节槽和所述第二絮凝槽中添加化学药品的第五加药器以及与所述第五加药器相连通的第三中间水箱。

由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：本实用新型高盐高浓度有机废水处理系统，通过将混合组件、电解组件、第一沉淀组件、微电解组件等部件依次组合使用，这样能有效提高对污水中有机物和盐类的去除效率，确保污水的达标排放。

附图说明

附图1为本实用新型高盐高浓度有机废水处理方法的工艺流程图；

附图2为本实用新型高盐高浓度有机废水处理系统的电解组件结构示意图；

附图3为本实用新型高盐高浓度有机废水处理系统的微电解组件结构示意图；

附图4为本实用新型高盐高浓度有机废水处理系统的厌氧好氧处理组件结构示意图；

其中，1、混合组件；11、高浓度废水收集桶；12、第二加药器；13、配水箱；14、布袋过滤器；15、计量槽；16、第一pH调节槽；2、电解组件；21、电化学氧化槽；22、循环冷却塔；23、第一加药器；24、第一氧化槽；25、第一曝气吹脱槽；26、中间水槽；3、第一沉淀组件；31、第二pH调节槽；32、第一絮凝槽；33、第一斜管沉淀池；34、第三加药器；35、第一污泥浓缩槽；4、第一压滤机；5、微电解组件；51、第一中间水箱；52、第六加药器；53、催化微电解塔；6、第二沉淀组件；60、第二污泥浓缩槽；61、第二氧化槽；62、第二曝气吹脱槽；63、第二中间水箱；64、第四加药器；65、第五加药器；66、第三pH调节槽；67、第二絮凝槽；68、第二斜管沉淀槽；69、第三中间水箱；7、厌氧组件；71、第五中间水箱；72、IC厌氧塔；8、厌氧好氧处理组件；81、厌氧机构；811、厌氧池；812、第一初沉淀池；813、第一污泥泵；82、好氧机构；821、生物接触氧化池；822、第二初沉淀池；823、第二污泥泵；83、污泥处理机构；831、污泥浓缩池；832、压缩泵机；833、第三压滤机；84、鼓风机；85、出水计量槽；9、脱盐组件；91、第四中间水箱；92、MVR蒸发器；93、离心机；10、第二压滤机。

具体实施方式

下面结合附图所示的实施例对本实用新型作进一步描述。

实施例1

本实施例提供一种高盐高浓度有机废水的处理方法，它包括以下步骤：

（a）根据废水来源的不同，将废水按浓度的不同分成高浓度废水（20m³/d，即一天产生20m³）和低浓度废水（300m³/d）分开收集；低浓度废水为MVR蒸发冷凝水、清洗废水及其它废水，它直接通过管道输送；其中，MVR蒸发冷凝水COD＜2000mg/L，TDS（总含盐量）＜2000mg/L；清洗废水及其它废水的pH为6~9，COD为500~1500mg/L，SS（固体悬浮物浓度）为300mg/L；MVR蒸发冷凝水和清洗废水、其它废水混合后的COD＜2500mg/L。高浓度废水为MVR蒸发浓缩水，其COD为＜50×10⁴mg/L，盐的质量浓度＜10%，它收集于高浓度废水收集桶11（50m³的PE桶）中。

（b）将高浓度废水和低浓度废水按体积比为1：1~5的比例混合后调节pH至2~3，加入双氧水后以Fe或Al为阳极和阴极进行电解；调节其pH至8~9，加入絮凝剂进行沉淀，静置分层得第一上清液和污泥；在本实施例中，将高浓度废水通过泵输入配水箱13（10m³的PE桶）中，并通过管道向其中引入与高浓度废水体积相同的低浓度废水，混合后的污水COD大致为25.2×10⁴mg/L、盐的质量浓度大致为5%，随后利用磁力泵由第二加药器12向配水箱中13输入质量浓度为50%的H₂SO₄，调节混合后的废水pH值为4~5；配水箱中13的提升泵通过液位控制，高液位开启，低液位停止。将混合废水通过提升泵泵入布袋过滤器14中除去不溶性颗粒和杂质，再导入计量槽15中进行稳流以4m³/h的速度输出；打入两级第一pH调节槽16中，利用第二加药器12加入硫酸调节废水的pH至2左右。

随后导入电化学氧化槽21中进行电化学处理，需要利用第一加药器23向电化学氧化槽21中添加双氧水，（电化学氧化槽21内安装有多组相配合的阳极和阴极，阳极和阴极的材质可以相同，也可以不同，阳极为铁或铝，阴极则为铁或铝或者电极电势高于其的金属或非金属，施加在阳极和阴极之间的电压为0~100V，电流为0~250A；可以在阳极和阴极之间使用使用脉冲电源，其脉冲频率为0~5000hz，正负换向时间为10~60秒，这样能解除电极的钝化，延长其使用寿命），一般保持工作电压在100V、电流200A左右。由于电化学氧化槽21中进行电化学处理容易产生大量的热量，因此电化学氧化槽21底部连通有循环冷却塔22，用于将其中的污水进行冷却后再导入电化学氧化槽21中。其原理为：利用阳极和阴极对间距为1cm~2cm之间的水加上一定的电压，阳极氧化产生Fe²⁺或Al³⁺，H₂O₂在Fe²⁺或Al³⁺的催化作用下生成具有极高氧化电位的羟基自由基（·OH），·OH氧化降解废水中的有机污染物，使水中的各种有机物破碎分解，将大分子破碎成小分子，再参与水中的电子流运动得到电子或失去电子，最终与铁极板或铝极板析出的铁盐或铝盐产生共沉析出，而水中的重金属离子则在一定的电压、电流作用下先打断其在水中复杂的络合链或螯合链，再参与得到电子或失去电子的置换反应（主要是与水中的Fe、Al离子）最终会部分成为细微的分子粒状态沉淀或仍然以金属离子的氢氧化物沉淀形式与Fe，Al氢氧化物共沉析出，具备强氧化-自产氧化剂、强还原-自产还原剂、絮凝-自产絮凝剂、气浮-自产气浮超细气泡以及灭菌、脱色与脱臭七大功能于一体，该过程只需传统化学芬顿法的十分之一的添加量，同时也只需电解法五分之一的电耗，产生的污泥量少，一次投资成本低、操作费用省、维护简单、处理废水范围广。第一氧化槽24与电化学氧化槽21上部相连通，第一加药器23也可以向第一氧化槽24中添加双氧水（双氧水的质量浓度为26%），从而将废水中的大分子物质进一步氧化分解。第一曝气吹脱槽25与第一氧化槽24相连通，在其内通过空气搅拌，吹脱废水中的少量气体并均匀水质水量，废水自流进入中间水槽26，通过第三加药器34投加质量浓度为40%的NaOH，调整其内污水pH值在4~5之间，中间水槽26提升泵通过液位控制，高液位开启，低液位停止，以20m³/h的速度将水泵入后续的第二pH调节槽31中。通过第三加药器34投加NaOH、PAC，调整pH值在8-9之间，直至废水中产生细小矾花；废水自流进入第一絮凝槽32，再通过计量泵投加PAM，废水产生较大矾花，出水自流进入第一斜管沉淀槽33，在其中固液分离，形成第一上清液（流量为20m³/h，COD此时约为15×10⁴mg/L，盐的质量浓度大致为5%，COD去除率为40%）和污泥。污泥通过与第一斜管沉淀槽33底部相连通的第一污泥浓缩槽35进行浓缩收集，并导入第一压滤机4中进行压缩，泥饼外运处理，压滤水则回流至中间水槽26中。

（c）调节所述第一上清液的pH至2~3，使其通过颗粒填料层进行微电解催化反应，随后调节其pH值至8~9，加入絮凝剂进行沉淀，静置分层得第二上清液和污泥；在本实施例中，第一上清液分层两部分，一部分流量为4m³/h，传输至第一中间水箱51中（一天工作时间约为10小时，因此污水产率为40m³/d）；另一部分流量为16m³/h，回流至第一曝气吹脱槽25中用于稀释原水的浓度。通过计量泵由第六加药器52投加H₂SO₄至第一中间水箱51中，（本发明中投入的相同化学物质的质量浓度前后一致）调整pH值在4-5之间，第一中间水箱51提升泵通过液位控制，高液位开启，低液位停止，将水打入催化微电解塔53（10m³/h），在催化微电解塔53进水口处投加H₂SO₄，将催化微电解塔53内pH值调整至2.5左右，催化微电解塔53内部安装有供污水通过的催化微电解填料层，该填料层由铁、碳并复合相应的催化剂（可以选用市场购买的现有催化剂）制作而成，这样铁-碳颗粒间能够形成无数个细微原电池，当污水通过时能够产生内电解而分解有机物并形成絮凝沉淀，其原理非常简单：就是利用铁-碳颗粒之间存在着电位差而形成了无数个细微原电池，这些细微电池是以电位低的铁为阴极，电位高的碳做阳极，在含有酸性电解质的水溶液中发生电化学反应的，反应的结果是铁受到腐蚀变成二价的铁离子进入溶液，由于铁离子有混凝作用，它与污染物中带微弱负电荷的微粒异性相吸，形成比较稳定的絮凝物（也叫铁泥）而去除；当污水通过含铁和碳的填料时，铁成为阳极，碳成为阴极，并有微电流流动，形成了千千万万个微小电池，产生“内电解”，发生腐蚀，由于废水中有机物参预阴极的还原反应，使官能团发生了变化改变了原有机物性质，降低了色度，改善了B/C值；废水的胶体粒子和微小分散的污染物受电场作用，产生电泳现象，向相反电荷的电极移动，并聚集在电极上使水澄清；阳极生成的Fe²⁺经石灰中和生成的Fe(OH)₃，有极强的吸附能力，使水得以澄清；阴极生成的氢气，具有气浮效应。本发明中，铁-碳颗粒由多元金属熔合多种催化剂通过高温熔炼形成一体化合金，保证“原电池”效应持续高效，不会像物理混合那样出现阴阳极分离，影响原电池反应；架构式微孔结构形式，提供了极大的比表面积和均匀的水气流通道，对废水处理提供了更大的电流密度和更好的催化反应效果；活性强，比重轻，不钝化、不板结，反应速率快，长期运行稳定有效；可以针对不同废水调整不同比例的催化成份，提高了反应效率，扩大了对废水处理的应用范围；在反应过程中填料所含活性铁做为阳极不断提供电子并溶解进入水中，阴极碳则以极小颗粒的形式随水流出，当使用一定周期后，可通过直接投加的方式实现填料的补充，及时恢复系统的稳定，还极大地减少了工人的操作强度；填料对废水的处理集氧化、还原、电沉积、絮凝、吸附、架桥、卷扫及共沉淀等多功能于一体；处理成本低，在大幅度去除有机污染物的同时，可极大地提高废水的可生化性；配套设施可根据规模和用户要求实现构筑物式和设备化，满足多种需求；规格：1cm*3cm（填料形式多样，有颗粒球形、多孔柱形及其他，大小可定制）；比重：1.0吨/m³，比表面积：1.2平方米/克，空隙率：65%，物理强度：≥1000kg/cm²。催化微电解塔53处理后的污水中，4m³/h的流量流入第二氧化槽61中，利用第四加药器64向第二氧化槽61中加入双氧水，将污水中的有机物进一步分解；剩余6m³/h的流量回流至第一中间水箱51中稀释原水。上述第二氧化槽61的出水自流入第二曝气吹脱槽62中，在第二曝气吹脱槽62内通过空气搅拌，吹脱废水中的少量气体并均匀水质水量；随后自流入第二中间水箱63中，通过第五加药器65向第二中间水箱63中加入NaOH，调节pH为4~5，第二中间水箱63提升泵通过液位控制，高液位开启，低液位停止，将水以10m³/h的流量打入后续第三pH调节槽66中，再通过第五加药器65向第三pH调节槽66中加入NaOH和PAC，调整污水的pH值为8~9，直至废水中产生细小矾花，废水自流进入第二絮凝槽67，再通过计量泵投加PAM，废水产生较大矾花，废水自流进入第二斜管沉淀槽89，在第二斜管沉淀槽89内固液分离，得到第二上清液（COD此时约为10×10⁴mg/L，盐的质量浓度大致为5%）和污泥。在本实施例中，第二上清液分层两部分（COD此时约为10×10⁴mg/L，盐的质量浓度大致为5%，），一部分流量为4m³/h，传输至第三中间水箱69（体积55m³）中；另一部分流量为6m³/h，回流至第二曝气吹脱槽62中用于稀释原水的浓度；污泥通过与第二斜管沉淀槽68底部相连通的第二污泥浓缩槽60进行浓缩收集，并导入第二压滤机10中进行压缩，泥饼外运处理，压滤水则回流至第二中间水箱63中。

（d）对所述第二上清液进行MVR蒸发，离心分离得盐和浓缩液，将所述浓缩液依次导入IC厌氧塔72、厌氧/好氧生化池（即厌氧池811和生物接触氧化池821）和生物沉淀池中进行反应后排放。在本实施例中，通过泵浦将第二中间水箱63中部分废水（30m³/d）提升至第四中间水箱91中，经过MVR蒸发器92、离心机93的处理后得到1200kg的盐、冷凝水25.5m³/D和含盐母液3m³/d；另一部分废水（10m³/d）则与上述的冷凝水、含盐母液和部分低浓度废水（280m³/d，COD约为2500mg/L）混合后自流至第五中间水箱71中。IC厌氧塔72与第五中间水箱71相连通，污水由第五中间水箱71中进入IC厌氧塔72中，经过厌氧菌的作用降解废水中的有机物，同时提高废水可生化性便于后续的好氧处理。在本实施例中，IC厌氧塔72是一种高效的多级内循环反应器，为第三代厌氧反应器的代表类型（UASB为第二代厌氧反应器的代表类型），经过其处理后的污水：COD为4×10³mg/L，含盐量为0.18%。与第二代厌氧反应器相比，它具有占地少、有机负荷高、抗冲击能力更强，性能更稳定、操作管理更简单。当COD为10000~15000mg/L时的高浓度有机废水，第二代UASB反应器一般容积负荷为5~8kgCOD/m³；它的容积负荷率可达15-30kgCOD/m³。IC厌氧塔72的出水依次经过厌氧池811、第一初沉淀池812、生物接触氧化池821、第二初沉淀池822处理后通过出水计量槽85到达接管外排，此时污水的参数为：COD＜500mg/L，含盐量为0.18%，流量为320m³/d。第一初沉淀池812和第二初沉淀池822会产生污泥，需要借助对应的第一污泥泵813、第二污泥泵823从其底部抽出，部分污泥回流至对应的厌氧池811、生物接触氧化池821中（其底部对应与鼓风机81连接），剩余的部分则导入污泥浓缩池831中经第三压滤机833进行压缩，泥饼外运处理，压滤水则可以回流至第二中间水箱63或中第五中间水箱71中。

实施例2

本实施例提供一种上述高盐高浓度有机废水处理方法对应的处理系统，它包括混合组件1、与混合组件1相连接的电解组件2、与电解组件2相连接的第一沉淀组件3、与第一沉淀组件3相连接用于承接其第一上清液的微电解组件5、与微电解组件5相连接的第二沉淀组件6、与第二沉淀组件6相连接用于承接其第二上清液的脱盐组件9、与脱盐组件9相连接的厌氧组件7以及与厌氧组件7相连接的厌氧好氧处理组件8。

在本实施例中，它还包括与所述第一沉淀组件3相连接用于抽取其底部污泥的第一压滤机4以及与第二沉淀组件6相连接用于抽取其底部污泥的第二压滤机10。电解组件2包括与混合组件1相连接的电化学氧化槽21、与电化学氧化槽21底部相连通的循环冷却塔22、与电化学氧化槽21上部相连通的氧化槽24、用于向电化学氧化槽21和氧化槽24内加入双氧水的第一加药器23、与氧化槽24相连通的曝气吹脱槽25以及与曝气吹脱槽25相连通的中间水槽26。微电解机构5包括与第一沉淀组件3相连通的第一中间水箱51以及与第一中间水箱51相连通的催化微电解塔52。第一沉淀组件3包括与中间水槽26相连通的第二pH调节槽31、与第二pH调节槽31相连通的第一絮凝槽32、用于向第一絮凝槽32中添加碱液和絮凝剂的第三加药器34、与第一絮凝槽32相连通的第一斜管沉淀池33、与第一斜管沉淀池33底部相连通用于收集其底部污泥的第一污泥浓缩槽35；第二沉淀组件6包括与催化微电解塔52相连通的第二氧化槽61、用于向第二氧化槽61中添加双氧水的第四加药器64、与第二氧化槽61相连通的第二曝气吹脱槽62、与第二曝气吹脱槽62相连通的第二中间水箱63、与第二中间水箱63相连通的第三pH调节槽66、与第三pH调节槽66相连通的第二絮凝槽67、与第二絮凝槽67相连通的第二斜管沉淀槽68、用于向第三pH调节槽66和第二絮凝槽67中添加化学药品的第五加药器65以及与第五加药器65相连通的第三中间水箱69。

上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种高盐高浓度有机废水处理系统，其特征在于：它包括混合组件、与所述混合组件相连接的电解组件、与所述电解组件相连接的第一沉淀组件、与所述第一沉淀组件相连接用于承接其第一上清液的微电解组件、与所述微电解组件相连接的第二沉淀组件、与所述第二沉淀组件相连接用于承接其第二上清液的脱盐组件、与所述脱盐组件相连接的厌氧组件以及与所述厌氧组件相连接的厌氧好氧处理组件。

2.根据权利要求1所述高盐高浓度有机废水处理系统，其特征在于：它还包括与所述第一沉淀组件相连接用于抽取其底部污泥的第一压滤机以及与所述第二沉淀组件相连接用于抽取其底部污泥的第二压滤机。

3.根据权利要求1所述高盐高浓度有机废水处理系统，其特征在于：所述电解组件包括与所述混合组件相连接的电化学氧化槽、与所述电化学氧化槽底部相连通的循环冷却塔、与所述电化学氧化槽上部相连通的第一氧化槽、用于向所述电化学氧化槽和所述第一氧化槽内加入双氧水的第一加药器、与所述氧化槽相连通的第一曝气吹脱槽以及与所述第一曝气吹脱槽相连通的中间水槽。

4.根据权利要求1所述高盐高浓度有机废水处理系统，其特征在于：所述微电解机构包括与所述第一沉淀组件相连通的第一中间水箱以及与所述第一中间水箱相连通的催化微电解塔。

5.根据权利要求4所述高盐高浓度有机废水处理系统，其特征在于：所述第一沉淀组件包括与所述中间水槽相连通的第二pH调节槽、与所述第二pH调节槽相连通的第一絮凝槽、用于向所述第一絮凝槽中添加碱液和絮凝剂的第三加药器、与所述第一絮凝槽相连通的第一斜管沉淀池、与所述第一斜管沉淀池底部相连通用于收集其底部污泥的第一污泥浓缩槽；所述第二沉淀组件包括与所述催化微电解塔相连通的第二氧化槽、用于向所述第二氧化槽中添加双氧水的第四加药器、与所述第二氧化槽相连通的第二曝气吹脱槽、与所述第二曝气吹脱槽相连通的第二中间水箱、与所述第二中间水箱相连通的第三pH调节槽、与所述第三pH调节槽相连通的第二絮凝槽、与所述第二絮凝槽相连通的第二斜管沉淀槽、用于向所述第三pH调节槽和所述第二絮凝槽中添加化学药品的第五加药器以及与所述第五加药器相连通的第三中间水箱。