CN208345969U - 一种工业废水处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种工业废水处理系统。这种工业废水处理系统，包括依次连接的纤维转盘滤池、微电解装置、三级内曝气膜装置、超滤装置和光芬顿装置。使用本实用新型的废水处理系统处理工业废水，能够解除重金属对微生物的影响，产泥量低，生化段可自由调整厌氧、缺氧和好氧的状态，运行成本低，流程短，处理效果稳定。

Description

一种工业废水处理系统

技术领域

本实用新型涉及一种工业废水处理系统。

背景技术

随着我国工业发展，产生了大量工业污水和生活污水，对环境造成的污染影响越来越来明显。其中排放的高难度污水，如化工污水、石化污水、垃圾渗滤液、制药污水、电镀污水等，这些污水中含有很多生物毒性物质和难生物降解有机物，有机物成分复杂，此类污水非常难处理。近年来，我国在高难度污水治理领域有了很多研究和技术开发，但相应的环保任务仍然很艰巨。

传统的污水处理方法对工业废水中重金属的毒性耐受性较差，活性污泥法产泥量大，生物膜法采用外部供氧，氧气利用率低，且池体的厌氧、好氧状态固定无法根据水质调整，工艺流程长，组合灵活性差，运营管理复杂。

目前缺乏一种能够解毒的、产泥量低、生化段可自由调整、运行成本低、流程短、处理效果稳定的污水处理系统和方法。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种工业废水处理系统。

本实用新型所采取的技术方案是：

一种工业废水处理系统，包括依次连接的纤维转盘滤池、微电解装置、三级内曝气膜装置、超滤装置和光芬顿装置；三级内曝气膜装置从进水端到出水端依次分为第一级厌氧段、第二级缺氧段和第三级好氧段，每段装置内均设有中空纤维膜；第一级厌氧段的中空纤维膜与第一级厌氧段的压力表、阀门相连接，最终与供氧风机相连；第二级缺氧段的中空纤维膜与第二级缺氧段的压力表、阀门相连接，最终与供氧风机相连；第三级好氧段的中空纤维膜与第三级好氧段的压力表、阀门相连接，最终与供氧风机相连。

工业废水处理系统中，超滤装置拦截的废水出口通过管道与微电解装置的进水端相连接；三级内曝气膜装置的出水端与超滤装置的进水端相连接；超滤装置的出水端与光芬顿装置的进水端相连接。

工业废水处理系统中，微电解装置充填铁碳微电解填料。

工业废水处理系统中，超滤装置内设有中空纤维式超滤膜。

工业废水处理系统中，光芬顿装置内设有紫外灯和双氧水加料装置。

本实用新型的有益效果是：

使用本实用新型的废水处理系统处理工业废水，能够解除重金属对微生物的影响，产泥量低，生化段可自由调整厌氧、缺氧和好氧的状态，运行成本低，流程短，处理效果稳定。

具体而言：

1)与现有污水处理工艺相比，省去了现有污水处理工艺中的粗格栅、细格栅、沉砂池、二沉池等工艺单元，简化了处理流程，节约占地，便于管理。

2)采用中空纤维膜作为微生物的附着载体，具有特殊的生物膜结构。三级内曝气装置可以进行厌氧、缺氧、好氧的自由组合，调整各段比例，让系统具有极大的灵活性。

3)超滤装置截流水回流至微电解装置前端，光芬顿装置出水部分回流至三级曝气膜装置前端，充分发挥了各工艺段的效率，总体提高了污染物的去除率。

4)本处理系统采用模块化设计，工厂化生产，可随意拼装，土建施工简单，工程施工周期短，操作控制简单，占地面积小，不受地形地块限制。可根据不同污水水质水量，进行灵活组合。

5)本处理系统不投加混凝药剂，产泥量少，总体运营成本低。

附图说明

图1是本实用新型废水处理系统的示意图；

图2是本实用新型实施例的示意图。

具体实施方式

一种工业废水处理系统，包括依次连接的纤维转盘滤池、微电解装置、三级内曝气膜装置、超滤装置和光芬顿装置。

优选的，工业废水处理系统中，纤维转盘滤池纤维转盘的直径为2.5m～3.5m，孔径为 80μm～120μm；进一步的，纤维转盘由聚酯纤维制备而成。

优选的，工业废水处理系统中，超滤装置拦截的废水出口通过管道与微电解装置的进水端相连接。

优选的，工业废水处理系统中，三级内曝气膜装置的出水端与超滤装置的进水端相连接。

优选的，工业废水处理系统中，微电解装置充填铁碳微电解填料；进一步的，铁碳微电解填料中铁的质量百分比为75％～85％，余量为碳。

优选的，微电解装置中，铁碳微电解填料的比表面积为1m²/g～1.5m²/g；孔隙率为60％～70％；物理强度≥1000kg/cm。

优选的，工业废水处理系统中，三级内曝气膜装置从进水端到出水端依次分为第一级厌氧段、第二级缺氧段和第三级好氧段，每段装置内均设有中空纤维膜。

优选的，工业废水处理系统中，三级内曝气膜装置的中空纤维膜通过管道与供氧风机相连接。

优选的，工业废水处理系统中，超滤装置内设有中空纤维式超滤膜；进一步优选的，中空纤维式超滤膜为中空纤维式PVDF膜。

优选的，工业废水处理系统中，光芬顿装置内设有紫外灯和双氧水加料装置。

本实用新型废水处理系统的示意图可见附图1。

下面进一步对使用本实用新型系统处理废水的方法做具体说明：

本实用新型废水处理系统中，纤维转盘滤池对污水进行预处理；微电解装置重点去除废水中的重金属，对废水进行解毒，同时提高废水的可生化性；三级内曝气膜装置采用生物膜法降低污泥产率，内曝气形成特殊的生物膜结构，通过控制曝气压力可改变池体的厌氧、缺氧、好氧状态，对污染物进行降解；超滤装置保证出水SS达标并节流大分子物质；光芬顿装置重点去除不可生物降解的污染物，确保出水达标。

废水的处理方法包括如下步骤：

步骤1：待处理废水经过纤维转盘滤池，滤池采用进口高效过滤布作为过滤介质，在微孔纤维转盘的过滤和拦截作用下，将废水中的悬浮物和颗粒较大的污染物从废水中分离。过滤精度最高可达到20μm。

纤维转盘滤池代替了传统污水处理方法中的粗格栅、细格栅、混凝池、初沉池等一系列预处理单元。在达到去除悬浮物目的的同时简化了处理流程。

步骤2：经过步骤1处理后的废水进入微电解装置。在不通电的情况下，利用填充在废水中的微电解填料自身产生的电位差对废水进行电解处理。在填料阴极，反应产生大量新生态的[H]和[O]，在偏酸性的条件下，添加双氧水，这些活性成分均能与废水中的许多组分发生氧化还原反应，使有机大分子发生断链降解，提高了废水的可生化度。同时也使废水中重金属离子转变为单质或沉淀物而被除去，不仅对废水进行解毒，而且提高了废水的可生化性，为后续生化系统减轻了负荷，提高了效率。

步骤3：经过步骤2处理后的废水进入三级内曝气膜装置。三级内曝气膜装置包括三个单元。每个单元内均设置中空纤维膜均匀分布其中。中空纤维膜的内部中空部分通过膜组件和管道最终与曝气风机相连，由风机进行供气，提供微生物所需氧气。中空纤维膜的外表面附着生长着微生物群体，形成特殊结构的生物膜结构，降解废水中的污染物。该装置的优点是，供气压力大小决定该生物膜处于厌氧、缺氧还是好氧状态，或者三个状态共存。可以进行多种工艺组合，实现同时除碳、脱氮、除磷的目的。使废水中的含碳、含氮、含磷污染物等大部分去除。

所述中空纤维膜表面的微生物群体的结构分层与传统生物膜的结构分层相反。其最靠近膜丝的部分为好氧层，最靠近水体的部分为缺氧层或厌氧层。好氧层、缺氧层、厌氧层的厚度由曝气压力控制。

当曝气压力为0.04-0.06MPa时，氧气穿透率较高，微生物膜全部处于好氧状态，池体整体处于好氧状态，相当于好氧池。当曝气压力为0.01-0.04MPa时，氧气穿透率一般，微生物膜内层处于好氧状态，外层处于缺氧状态，池体整体处于缺氧状态，相当于缺氧池。当曝气压力为0-0.01MPa时，氧气穿透率较弱，微生物膜内层处于好氧状态，中层处于缺氧状态，外层处于厌氧状态，池体整体处于厌氧状态，相当于厌氧池。

三级内曝气膜装置的特殊结构生物膜对污水水质、水量的变化有较强的适应性，有机负荷较高，接触停留时间短，占地面积少，管理方便微生物固着在载体表面、世代时间较长的微生物能大量增殖，生物相更为丰富、稳定，产生的剩余污泥少，避免了污泥膨胀和浮渣问题。

步骤4：经过步骤3处理后的废水进入超滤装置。超滤装置以超滤膜丝为过滤介质，孔径0.02-0.04μm，以膜两侧的压力差为驱动力，压力0.01-0.03MPa，通过膜表面的微孔结构，将废水中的水、无机盐及小分子有机物透过，而将废水中的悬浮物、胶体、蛋白质和微生物等大分子物质截留在外。既保证了出水的SS达标，又能够过滤掉大分子的污染物。保证只有未能降解掉的小分子污染物进入后续工艺单元。

超滤装置占地面积小，结构紧凑，防止微生物流失，出水SS几乎为零，自动化程度高，操作简便、易于控制和维护。

步骤4被截留的大分子污染物，回流至微电解装置前端，重复步骤2，再次通过微电解的氧化还原作用，使有机大分子发生断链降解，提高了废水的可生化度。

步骤5：经过步骤4处理后的出水，进入光芬顿装置。采用波段紫外光，波长200～275nm，能量密度10-100μW/cm²。在紫外光照射下，把双氧水迅速分解成还原电位极高的自由基，可直接把水中的污染物进行氧化，将污染物分解产生对环境无害的水、二氧化碳和氮气，达到净化废水的目的。确保出水达标排放。

光芬顿装置对废水中的污染物的分解没有选择性，可以去除大部分有机物。而且该装置的H₂O₂的利用率较高；紫外光对H₂O₂的分解速度比传统芬顿的催化分解更直接，使有机物矿化程度更高。有机物在紫外线的照射下也可部分分解。

步骤5的出水，一部分回流至三级内曝气装置之前。把部分难降解的污染物通过光芬顿后的分解的小分子物质再次与微生物接触，提高系统的去除率。

以下通过具体的实施例对本实用新型的内容作进一步详细的说明。

实施例：

附图2是本实用新型实施例的废水处理系统示意图。图2中，1-纤维转盘滤池；2-微电解装置；3-三级内曝气膜装置；4-超滤装置；5-光芬顿装置；6-纤维转盘；7-铁碳微电解填料； 8-厌氧段；9-缺氧段；10-好氧段；11-中空纤维膜；12-厌氧段压力表；13-厌氧段阀门；14-缺氧段压力表；15-缺氧段阀门；16-好氧段压力表；17-好氧段阀门；18-供氧风机；19-中空纤维式超滤膜；20-拦截废水回流泵；21-紫光灯；22-双氧水加料装置；23-降解废水回流泵。

下面结合图2，以泉州某印染废水处理项目的3000m³/d印染废水为例，对使用本实用新型的系统处理废水具体方法说明如下：

污水处理系统依次包括纤维转盘滤池(1)、微电解装置(2)、三级内曝气膜装置(3)、超滤装置(4)和光芬顿装置(5)。

待处理废水进入纤维转盘滤池(1)，纤维转盘滤池(1)中设置有纤维转盘(6)。所述纤维转盘(6)直径3m，孔径为100μm，材料为聚酯纤维材质，滤速12m³/m²·h，反冲洗周期为1h。出水自流或提升进入微电解装置(2)。

微电解装置(2)中设置有人工合成铁碳微电解填料(7)。填料的比表面积为1.2m²/g，空隙率65％，物理强度≥1000kg/cm，铁含量75-85wt％，碳质量含量15-25wt％，停留时间50min。经过微电解的废水在泥水分离后自流或提升进入三级内曝气膜装置(3)。

三级内曝气膜装置(3)的第一级为厌氧段(8)，第二级为缺氧段(9)，第三级为好氧段 (10)。三级内曝气膜装置(3)内均设置有中空纤维膜(11)。第一级厌氧段(8)的中空纤维膜与压力表(12)、阀门(13)相连接，最终与供氧风机(18)相连。第二级缺氧段(9) 的中空纤维膜与压力表(14)、阀门(15)相连接，最终与供氧风机(18)相连。第三级好氧段(10)的中空纤维膜与压力表(16)、阀门(17)相连接，最终与供氧风机(18)相连。第一级厌氧段(8)的压力表(12)压力控制为0MPa，不曝气，维持厌氧状态；第二级缺氧段 (9)的压力表(14)压力控制为0.015MPa，微曝气，维持缺氧状态；第三级好氧段(10) 的压力表压力表(16)压力控制为0.04MPa，适当曝气，维持好氧状态。厌氧池的水力停留时间1.5h，COD负荷为1.7g COD/m²·d；缺氧池的水力停留时间4.7h，COD负荷为1.5g COD/m²·d；好氧池的水力停留时间15.2h，COD负荷为1.3g COD/m²·d。废水依次经过三级后自流或提升进入超滤装置(4)。

超滤装置(4)内置中空纤维式超滤膜(19)，超滤膜材质为PVDF，孔径采用0.02μm～0.04μm。采用负压抽吸形式将过滤后的相对干净的废水送至光芬顿装置(5)。负压值控制在10-20kPa。膜池内拦截的废水通过回流泵(20)送至微电解装置(2)前端。

光芬顿装置(5)内设置有紫外灯(21)和双氧水加料装置(22)。紫外灯波长254nm，能量密度50μW/cm²。在紫外光的催化作用下，加入的双氧水140ppm进行快速分解，产生羟基自由基，氧化水中的不可生物降解的污染物，部分出水通过回流泵(23)循环至三级内曝气装置前端，把部分难降解的污染物通过光芬顿后分解的小分子物质再次与微生物接触，继续降解，确保出水达标排放。

经过该系统连续处理这种印染废水一个月，进出水指标如表1所示。

表1废水进出水指标

可见，经过本实用新型的处理系统处理后，出水满足《GB 4287-2012纺织染整工业水污染物排放标准》的直接排放标准。

Claims (5)

1.一种工业废水处理系统，其特征在于：包括依次连接的纤维转盘滤池、微电解装置、三级内曝气膜装置、超滤装置和光芬顿装置；

三级内曝气膜装置从进水端到出水端依次分为第一级厌氧段、第二级缺氧段和第三级好氧段，每段装置内均设有中空纤维膜；第一级厌氧段的中空纤维膜与第一级厌氧段的压力表、阀门相连接，最终与供氧风机相连；第二级缺氧段的中空纤维膜与第二级缺氧段的压力表、阀门相连接，最终与供氧风机相连；第三级好氧段的中空纤维膜与第三级好氧段的压力表、阀门相连接，最终与供氧风机相连。

2.根据权利要求1所述的一种工业废水处理系统，其特征在于：超滤装置拦截的废水出口通过管道与微电解装置的进水端相连接；三级内曝气膜装置的出水端与超滤装置的进水端相连接；超滤装置的出水端与光芬顿装置的进水端相连接。

3.根据权利要求2所述的一种工业废水处理系统，其特征在于：微电解装置充填铁碳微电解填料。

4.根据权利要求2所述的一种工业废水处理系统，其特征在于：超滤装置内设有中空纤维式超滤膜。

5.根据权利要求2所述的一种工业废水处理系统，其特征在于：光芬顿装置内设有紫外灯和双氧水加料装置。