CN206051806U - 高浓度废水处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高浓度废水处理系统；所述系统包括依次相连通的废水预处理单元、综合废水调节池、综合废水气浮池、复合式厌氧池、好氧曝气池和MBR池；所述废水预处理单元包括并列设置的高浓度废水预处理单元和低浓度废水预处理单元，所述高浓度废水预处理单元包括依次相连的高浓度废水调节池、破乳装置、沉淀池和预处理气浮池。本实用新型针对高浓度废水进行“破乳装置+沉淀池+预处理气浮池”预处理，然后再与机械过滤后的低浓度废水混合，去除了大部分的高浓度废水中油类物质；再经综合废水气浮池进行气浮处理，使得综合废水气浮池出水确保油类小于5mg/L，达到水质净化目的，最大程度上提高了废水处理效果。

Description

高浓度废水处理系统

技术领域

本实用新型涉及废水处理装置，具体涉及一种高浓度废水处理系统。

背景技术

化工高浓度废水处理系统多采用传统好氧工艺(即好氧+二沉池工艺，以下简称传统好氧)。传统好氧工艺处理化工废水，污泥膨胀是普遍存在的问题，因为容易生物降解有机底物会刺激丝状菌的生长，因而活性污泥在二沉池的沉降性能会受到严重影响，相应最终出水的SS和CODcr会上升。此外，传统好氧工艺需要后续二沉池及机械过滤等辅助单元，因此系统设备庞大，动力消耗高，这意味着高维护和运行成本。而不论从理论上还是运行实践都表现出较高的维护保养成本。并且占用大量土地，导致了投资成本增加。并且，传统好氧工艺收工艺本身局限性限制，会产生大量的含水率较高的活性污泥，不仅大大增加了污泥脱水机负荷，而且在混合污泥中，如此高的活性污泥比例使最终的泥饼的干度收到限制。此外，化工高浓度废水往往含有乳化状油剂，采用传统好氧工艺无法使得处理效果达到排放标准。

随着工业不断发展，土地资源已成为限制企业发展的一个重要因素，根据以往工程经验，工业企业污水处理系统所占面积约合厂区面积的10％。因此占地面积小，处理效率高的工艺必然成为未来污水处理主导工艺。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对上述现有技术存在的不足，提供一种高浓度废水处理系统；

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

本实用新型涉及一种高浓度废水处理系统，所述系统包括依次相连通的废水预处理单元、综合废水调节池、综合废水气浮池、复合式厌氧池、好氧曝气池和MBR池；所述废水预处理单元包括并列设置的高浓度废水预处理单元和低浓度废水预处理单元，所述高浓度废水预处理单元包括依次相连的高浓度废水调节池、破乳装置、沉淀池和预处理气浮池。

优选的，所述高浓度废水为含乳化状油剂的高浓度废水。

优选的，综合废水气浮池出水与复合式厌氧池相连的管道上设有增温换热器。

优选的，所述低浓度废水预处理单元包括机械格栅。

优选的，所述系统还包括与MBR池排水管相连的一级RO膜系统。

优选的，所述系统还包括分别与综合废水气浮池泥出口、复合式厌氧池泥出口、好氧曝气池泥出口和MBR池污泥出口相连的污泥浓缩池；所述污泥浓缩池还分别与破乳装置、沉淀池和预处理气浮池相连。

优选的，所述好氧曝气池设计最低溶解氧浓度为2mg/L，污泥浓度为3～5Gtss/L，污泥负荷为0.1kgBOD/kgVSS/d。

优选的，所述好氧曝气池采用多套变频控制的射流曝气器。

优选的，所述好氧曝气池的末端安装有溶解氧仪。

优选的，所述MBR池设计污泥浓度5～12g/L，停留时间为4～6h。

优选的，所述MBR池为内设MBR膜反应器的平流式沉淀池。

优选的，所述MBR膜反应器采用PVDF材质平板式MBR膜。

优选的，在所述好氧曝气池与MBR膜反应器、平流式沉淀池分别相连的管道上设有电磁阀。通过控制电磁阀，实现MBR膜反应器和平流式沉淀池的切换。

优选的，所述破乳装置上分别设有氯化钙投加口、酸投加口和絮凝剂投加口。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

1)本实用新型针对高浓度废水进行“破乳装置+沉淀池+预处理气浮池”预处理，然后再与机械过滤后的低浓度废水混合，去除了大部分的高浓度废水中油类物质；再经综合废水气浮池进行气浮处理，使得综合废水气浮池出水确保油类小于5mg/L，达到水质净化目的，最大程度上提高了系统处理效果；

2)高浓度废水中主要污染物为乳化状油剂，本实用新型通过在破乳装置上设置氯化钙投加口、酸投加口和絮凝剂投加口，投加药剂氯化钙、少量酸和PAC提高了高浓度废水预处理效率；

3)考虑到冬季水温较低，生化性能随之降低，对出水水质造成影响，本实用新型在综合废水气浮池出水与复合式厌氧池相连的管道上设有增温换热器；

4)本实用新型的MBR池为内设MBR膜反应器的平流式沉淀池，在好氧曝气池与MBR膜反应器、平流式沉淀池分别相连的管道上设有电磁阀；当MBR检修或损坏时，MBR池自动切换成平流式沉淀池；

5)本实用新型的MBR膜反应器采用PVDF材质平板式MBR膜，保障MBR反应器的稳定运行。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本实用新型的高浓度废水处理系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干调整和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。

实施例

本实施例提供了一种高浓度废水处理系统：针对高浓度废水必须先经预处理，然后再与低浓度废水混合，预处理工艺为“破乳装置+沉淀池+预处理气浮池”，高浓度废水经预处理后与低浓度废水在调节池均匀混合进行综合处理，主体工艺采用“综合气浮池+复合式厌氧池+好氧曝气池+MBR池”处理工艺。

本实施例的高浓度废水处理系统结构如图1所示，包括依次相连通的废水预处理单元、综合废水调节池、综合废水气浮池、复合式厌氧池、好氧曝气池、MBR池和一级RO膜系统；所述废水预处理单元包括并列设置的高浓度废水预处理单元和低浓度废水预处理单元，所述高浓度废水预处理单元包括依次相连的高浓度废水调节池、破乳装置、沉淀池和预处理气浮池；所述低浓度废水预处理单元包括机械格栅。系统还包括分别与综合废水气浮池泥出口、复合式厌氧池泥出口、好氧曝气池泥出口和MBR池污泥出口相连的污泥浓缩池；所述污泥浓缩池还分别与破乳装置、沉淀池和预处理气浮池相连。其中，

废水预处理单元：

低浓度废水预处理单元：按照常规的水力规范和工厂实际进水波动设计，配备1mm间歇的机械格栅，去除低浓度废水进水中大颗粒固性物，如木屑、纸片、塑料瓶等，以保护后续运行部件的安全。

高浓度废水预处理单元：包括依次相连的高浓度废水调节池、破乳装置、沉淀池和预处理气浮池。气浮工艺的处理水量为40～50m³/h，主要用于去除水中SS、油类，达到水质净化目的。气浮工艺属于上浮处理，利用溶气系统向水中溶入大量的空气，形成溶气水，进入待处理水中，减压释放后再水中形成大量的微细气泡，气泡与水中杂质、絮粒互相粘附，形成比重小于水的浮体，从而快速浮出水面，经刮渣装置撇出后，完成固、液两相分离。本实用新型主要利用气浮处理机理去除高浓度废水中油类物质。

本实施例高浓度废水中主要污染物为乳化状油剂，因此，破乳工艺段处理效果是影响高浓度废水预处理成功与否关键，对盐析法、凝聚法、混合法和酸化法的比较详见表1。

表1

根据该企业废水的取样实验结果结合表1，选用混合法，具体为投加药剂氯化钙(0.4％)、少量酸(20ppm)、PAC(150ppm)。因此，作为本实施例的一个优选方案，所述破乳装置上分别设有氯化钙投加口、酸投加口和絮凝剂投加口。

本实施例的高浓度废水经高浓度废水调节池收集后进行预处理，由高浓度废水调节池泵入破乳装置，然后自流进入沉淀池进行泥水分离，沉淀池出水再自流入预处理气浮池进行油水分离，最后与机械格栅过滤处理后的低浓度废水进入综合废水调节池均匀混合；

废水在综合废水调节池中后，依靠提升泵，废水进入下一步处理单元-综合废水气浮池。

综合废水气浮池：

综合废水调节池出水泵入综合废水气浮池。综合废水气浮池中，处理水量为40～50m³/h，主要用于去除水中SS、油类，达到水质净化目的。综合废水气浮池出水确保油类小于5mg/L。

复合厌氧池：

在厌氧转化中，在无需冲氧的条件下，大多数有机物的能量转化为甲烷的形式，结果只有很少部分用于合成细胞物质，这部分能量被释放，而产生的沼气可用于锅炉燃烧或加热，厌氧可以描述为以下反应方程式：

CODcr→CH4+CO2+(少量)新生厌氧污泥

实际上整个厌氧反应过程远比以上反应公式复杂，微观分析表明，厌氧降解过程可分为四步，水解、酸化、产氢产酸及产甲烷。

因考虑到冬季水温较低，生化性能随之降低，对出水水质造成影响，作为本实施例的一个优选技术方案，综合废水气浮池出水先经换热器增温后(冬季温度较低时使用，蒸汽企业自供)泵入复合式厌氧池。

好氧曝气池：

经过厌氧处理提高废水可生化性后自流进入好氧曝气池，好氧曝气池出水自流入MBR池。

好氧处理的主要目的是将可生物降解的CODc_r转化成CO₂和H₂O，在活性污泥系统的整个生化反应可用下式描述：

CODcr+O2→CO2+H2O+新好氧污泥

实际上就是一个氧化净化过程，如上式所示，部分有机物将用于新菌体污泥的合成，这部分污泥将作为剩余污泥排出。

为使有机物顺利转化，这里必须将两个参数控制得当，一是维持好氧曝气池中足够的溶解氧浓度为微生物提供充足的氧，通常溶解氧浓度大于2mg/L。二是好氧曝气池中维持足够的活性污泥浓度以进行生物转化，在化工废水的好氧曝气池内的污泥浓度可以维持在3～5Gtss/L。

具体而言，好氧曝气池设计污泥浓度3.5g/L，污泥负荷为0.1kgBOD/kgVSS/d。

好氧曝气池有效水深选择为5.5m，好氧曝气池有效容积为2150m³。在好氧曝气池中发生实质性的CODcr到CO₂和H₂O转化。部分有机污染物转化成污泥(生物生长)，因为整个系统的污泥量由于生长而增加，曝气池的污泥量将会上升。为保持好氧曝气池的污泥量在预设值，必须将剩余污泥从系统中抽出。

曝气方式采用射流曝气的方式，无需建立鼓风机房及设置打了的布气管道和曝气头，设施简单、集中，处理效果好。根据好氧曝气池需要的实际氧量，设计多套射流曝气器，并采用变频控制。

在好氧曝气池的末端安装溶解氧仪，连续监测好氧曝气池的溶解氧浓度。

MBR池：

MBR系统由以下几个部分组成：

生物反应系统：MBR系统的生化系统不是单一的，前处理过程中的缺氧、厌氧、好氧与MBR膜池中的好氧生化构成了一个完整的生化体系。

预处理系统：毛发等纤维状固体物质会在膜表面聚集，给膜组件造成危害，必须在污水进入MBR系统前除去，建议使用一至两级≤1mm格栅。

膜组架：包括膜组件、膜框架、导轨及辅助的管道、阀门等。

膜产水系统：包括产水抽吸泵、抽真空装置、辅助管路、阀门等。

化学清洗系统：包括加药泵、加药箱、加药漏斗及辅助管路、阀门等。

仪表及监测系统：包括压力、液位、流量、分析仪表以及一次测量组件和变送器，过程驱动开关、仪表阀门及附件、仪表管路和接线盒。

控制及电气系统：包括就地控制柜以及MBR系统所有设备所需要的配电柜、就地电气设备、流量液位压力等仪表及变送器、线缆桥架等；PLC配置触摸屏可选择性增加，触摸屏设计良好人机操作界面，便于调试、维护等现场操作控制。

其他配套辅助系统：主要包括压缩空气系统、排泥放空系统。

本实施例中，膜分离活性污泥法工艺是处理该含乳化状油剂的高浓度废水的最佳选择。

具体而言，MBR池设计污泥浓度5-12g/L，停留时间为5.12h。

MBR池有效水深选择5.5m，MBR池有效容积为232.5m³，MBR池是把传统生物处理技术和膜过滤生物反应液相结合的污水处理技术，技术优势表现在，其出水经过了膜过滤，水质更好；膜过滤将所有的微生物体截留在生物反应器中，使得生物反应器效率大大提高，进而使一些难降解物得到降解，也大大降低了占地面积。

MBR池产水经抽吸泵送至MBR产水池。MBR产水池中水溢流至厂区现有回用水池，一部分MBR产水直接回用，另一部分经过一级RO膜系统脱盐软化处理后回用。

作为本实施例的一个优选方案，MBR尺设计时考虑结合平流式沉淀池结构，当MBR检修或损坏时，MBR池自动切换成平流式沉淀池，设置4套电磁阀，用于切换。

此外，膜是膜生物反应器中最重要的组件，因此选择膜形式是否合理，将直接影响反应器能否稳定运行，甚至影响出水水质。

各种膜特性比较详见表2。

表2

MBR膜常用材质性能比较详见表3。

表3

项目	PVDF	PE	PVC
				亲水性	有	无	无
力学性能	强	强	一般
				抗变形	强	一般	一般
耐酸碱性	一般	一般	一般
				抗氧化性	一般	差	一般
使用范围	较广	很少	较少

根据表1、2的参数对比，结合含乳化状油剂的高浓度废水的性质，本实施例采用PVDF材质平板膜较为合适。

脱盐处理：

根据含乳化状油剂的高浓度废水的取样检测数据，废水电导率300～500us/cm，进水中盐分不高，但达不到回用水电导率小于200us/cm要求，因此，需要增设一套处理能力1000m³/d的脱盐系统(一级RO膜系统)，出水电导率可低于50us/cm(视企业进水而定)，满足企业回用水要求。

具体应用实例如下：

某企业排放废水从污染程度分为高浓度废水和低浓度废水，其中，处理对象为与本工程低浓度废水相同，从现有污水处理系统实际运行不难看出，低浓度废水处理难度相对较小，可通过生化工艺降解至CODc_r为60mg/L以下；高浓度废水为废丝回收过程中产生废水，废水中乳状油剂，处理难度较大，导致传统污水废水处理装置的整体处理效果欠佳。

对样品水样分析，该股废水具有如下特点：

1、低浓度废水中有一定量的油类物质，需要预处理；

2、高浓度废水CODc_r较高，进水水量不稳定，需单独收集预处理；

3、废水来源相对较单一，水质相对稳定，但废水排放不稳定，需考虑收集调节；

4、该股废水治理主要污染因子为CODc_r，虽然浓度相对较高，但生化性较好(根据现有污水处理系统实际运行情况判断)；

5、电导率不高，但达不到回用水电导率要求，因此应考虑脱盐；

根据上述污水特点及企业污水处理标准，确定污水处理工艺遵循如下原则：

1、污水中有机污染物质成分复杂，但均可用指标反应，因此CODc_r指标作为处理工艺的主要指标；

2、高浓度废水中含有大量的油状物(含乳化状油剂)，因此需考虑单独收集预处理，处理后与低浓度废水混合进入综合废水处理系统；

3、由于废水中含有一定的油类物质，生化工艺较难去除，因此须采用物化方法除油，考虑系统稳定性除油单元应设置两组；

4、根据企业水质特点，水量波动明显，须有足够的调节时间，生化处理工艺须采用抗冲击能力较强的处理工艺；

5、从经济角度考虑，选用处理工艺应具备运行成本合理，处理效果稳定的工艺。

综合上述分析，该企业废水适合采用本实施例的含乳化状油剂的高浓度废水处理系统进行处理；系统去除率分析详见表4。

表4

以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本实用新型的实质内容。

Claims (8)

1.一种高浓度废水处理系统，其特征在于，所述系统包括依次相连通的废水预处理单元、综合废水调节池、综合废水气浮池、复合式厌氧池、好氧曝气池和MBR池；所述废水预处理单元包括并列设置的高浓度废水预处理单元和低浓度废水预处理单元，所述高浓度废水预处理单元包括依次相连的高浓度废水调节池、破乳装置、沉淀池和预处理气浮池。

2.根据权利要求1所述的高浓度废水处理系统，其特征在于，所述低浓度废水预处理单元包括机械格栅。

3.根据权利要求1所述的高浓度废水处理系统，其特征在于，所述系统还包括与MBR池排水管相连的一级RO膜系统。

4.根据权利要求1所述的高浓度废水处理系统，其特征在于，所述破乳装置上分别设有氯化钙投加口、酸投加口和絮凝剂投加口。

5.根据权利要求1所述的高浓度废水处理系统，其特征在于，所述好氧曝气池采用多套变频控制的射流曝气器。

6.根据权利要求1所述的高浓度废水处理系统，其特征在于，所述好氧曝气池的末端安装有溶解氧仪。

7.根据权利要求1所述的高浓度废水处理系统，其特征在于，所述MBR池为内设MBR膜反应器的平流式沉淀池；在好氧曝气池分别与MBR膜反应器、平流式沉淀池相连的管道上设有电磁阀。

8.根据权利要求7所述的高浓度废水处理系统，其特征在于，所述MBR膜反应器采用PVDF材质平板式MBR膜。