CN208471815U - 一种ao工艺与芬顿系统配套的高浓度污水处理系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种AO工艺与芬顿系统配套的高浓度污水处理系统，涉及废水处理技术领域，以解决现有技术去除废水中难降解物质的技术难题；其包括通过管路依次连通的调节池Ⅰ、一级芬顿反应器、调节池Ⅱ、二级芬顿反应器和生化处理单元，生化处理单元的结构包括依次连接的水解酸化池‑好氧池‑沉淀池‑MBR池，一级芬顿反应器与二级芬顿反应器之间的管路上以及二级芬顿反应器与生化处理单元之间的管路上均依次连通有絮凝槽、超滤膜和反渗透膜，在絮凝槽上还安装有絮凝剂加入装置。通过实施本技术方案，可有效去除废水中难降解物质，避免对生化系统产生影响，具有显著的经济和环境效益。
Description
技术领域
本实用新型涉及废水处理技术领域，更具体的是涉及一种AO工艺与芬顿系统配套的高浓度污水处理系统。
背景技术
长期以来困扰我国环境保护发展的一个重要的瓶颈因素是水环境保护成本较高，污水处理工作作为水环境保护的关键环节，通常污水处理厂建设后往往因为污水处理运行费用较高地方财政难以支付而导致许多污水处理厂陷于停产状态。污水预处理是污水进入传统的沉淀、生物等处理之前根据后续处理流程对水质的要求而设置的预处理设施，是污水处理厂的咽喉。
目前，国内外对废水的处理已做了较多的研究，治理方法也种类繁多。
(1)物理法：主要为吸附法、萃取法和膜分离法等。吸附法常用吸附材料为合成树脂、天然矿物岩石、活性炭等；萃取法一般使用有机萃取剂对水中的苯胺进行萃取、分离，常用萃取剂为同系物。物理法一般用于生产工段的回收，常用于处理高浓度废水，低浓度废水处理效果较差，且萃取法还易造成二次污染；液膜法处理苯胺废水工艺过程较复杂，且乳状液膜需制乳、破乳等工序，分离过程中的乳液溶胀和破裂限制了内相浓缩液浓度的进一步提高，且基建投资和运转费用较高，需要定期的化学清理，并且其浓缩废水处理较为困难。
⑵生物法：生物法对苯胺类物质的处理一般为培养耐药微生物，利用微生物的生长行为对污染物进行分解。但是，苯类物质一般含有剧毒，对微生物伤害大，微生物极难成活，处理效果较差。且苯胺难以降解，生物技术处理苯胺废水存在很多限制；尤其化工行业产生的高盐废水中高盐更是对微生物有致命的伤害，因此，微生物法也不适用于此类污水。
⑶化学法：化学法一般分为光催化氧化法、电化学法和强氧化法；光催化氧化法对处理对象水质要求较高，一般用于低浓度有机物的处理，且很少单独使用，且耗能大成本偏高；电化学法对苯系物处理效果较差，不易打破苯环结构；强氧化法是目前采用较多，较成熟的一种难降解有机物处理方法。常用氧化剂包括臭氧、次氯酸钠、双氧水、Fenton试剂等。
然而，双氧水和次氯酸钠大多用于处理低浓度有机废水，效果较好，在高浓度难降解有机物方面效果稍差；臭氧氧化法耗能巨大，噪音严重。
因此，针对现有技术中的不足，研究设计一种AO工艺与芬顿系统配套的高浓度污水处理系统，用于去除废水中难降解物质的技术，将废水中的难降解有机物在AO工艺前提前去除，降低其对生化系统的影响显得尤为重要。
实用新型内容
鉴于以上所述现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种AO工艺与芬顿系统配套的高浓度污水处理系统，可有效去除废水中难降解物质，避免对生化系统产生影响。
本实用新型的基础方案为：一种AO工艺与芬顿系统配套的高浓度污水处理系统，包括通过管路依次连通的调节池Ⅰ、一级芬顿反应器、调节池Ⅱ、二级芬顿反应器和生化处理单元，所述生化处理单元的结构包括依次连接的水解酸化池、好氧池、沉淀池和MBR池，所述一级芬顿反应器与二级芬顿反应器之间包括通过管路依次连通的絮凝槽、超滤膜和反渗透膜，废水经一级芬顿反应器处理后进入絮凝槽，且废水经超滤膜和反渗透膜处理后进入调节池Ⅱ；二级芬顿反应器与生化处理单元之间包括通过管路依次连通的絮凝槽、超滤膜和反渗透膜，经二级芬顿反应器处理后的废水进入絮凝槽，且废水经超滤膜和反渗透膜处理后进入生化处理单元，在絮凝槽上还安装有絮凝剂加入装置。
本实用新型基础方案的工作原理为：将难降解有机废水首先进入调节池Ⅰ调节水质水量，均匀水质，再经过一级芬顿反应器和二级芬顿反应器的芬顿强氧化反应将废水中99％以上的难降解有机物去除，可有效减轻后续生化系统处理废水的负担，提高废水的可生化性，经芬顿反应后的废水经絮凝槽加入絮凝剂后，经过超滤膜和反渗透膜后进入水解酸化池内，反渗透膜出水的截留率高、色值去除率高，通量稳定；进一步利用水解酸化池内的厌氧微生物种群的新陈代谢作用将大分子有机物分解为小分子有机物；将水解酸化池内经过厌氧反应后的废水送入好氧池进行好氧反应，通过好氧微生物种群的新陈代谢作用可有效去除废水中的COD和BOD等污染物；最后，经好氧反应后的废水送入沉淀池进行固液分离，再经MBR池处理而达标排放。经本方法处理后的废水中COD<220mg/L，BOD<130mg/L，COD和BOD去除率达99％以上，达到《国家污水综合排放标准》(GB8978-2002)排放标准而排放。
Fenton(芬顿)氧化：H2O2在Fe2+的催化作用下生产羟基自由基，其具有强氧化性，Fenton试剂能氧化某些难降解及有毒性的物质；Fenton试剂在处理有机废水时能产生铁水络合物，同样能起到絮凝作用。
具体地，通过所述絮凝剂加入装置加入的试剂为PAC试剂和PAM试剂，且PAC试剂的投加量为0.6L/m3～0.8L/m3,PAM试剂的投加量为0.08L/m3～0.12L/m3。可有效利用PAM试剂的絮凝作用和PAC试剂的净化作用，增大苯胺废水中颗粒物的去除率。
进一步地，所述一级芬顿反应器和二级芬顿反应器通过污泥管道连接至污泥池Ⅰ，所述污泥池Ⅰ上还安装有叠螺机A。可及时排出一级芬顿反应器和二级芬顿反应器内的污泥，避免长期堆积对后来积水造成二次污染。
进一步地，所述沉淀池的底部通过污泥管道连接至污泥池Ⅱ，所述污泥池Ⅱ上还安装有叠螺机B。可及时排出沉淀池内的污泥，避免长期堆积对沉淀池内的后来积水造成二次污染。
进一步地，所述水解酸化池内通过格栅分隔有一级反应池和二级反应池，且一级反应池和二级反应池内分别设有不同的厌氧微生物种群。利用不同种群的厌氧微生物存在竞争，优胜劣汰，利于降解大分子有机物的厌氧微生物种群便存活下来，进一步促进水解酸化池内的厌氧反应。
进一步地，所述一级反应池和二级反应池内均设有潜水搅拌器。可加速一级反应池和二级反应池内的厌氧反应。
进一步地，所述好氧池内通过格栅分隔有前段好氧池和后段好氧池，且前段好氧池和后段好氧池内分别设有不同的好氧微生物种群。同上所述，利用不同种群的厌氧微生物存在竞争，优胜劣汰，利于降解大分子有机物的好氧微生物种群便存活下了，可进一步促进好氧池内的好氧反应。
进一步地，所述前段好氧池和后段好氧池内均设置有风机曝气装置，且前段好氧池内的曝气量为2.8～3mg/L；后段好氧池内的曝气量为2.2～2.5mg/L。好氧微生物种群的需氧量不同，经申请人多次实验，优选前段好氧池内的曝气量为2.8～3mg/L，后段好氧池内的曝气量为2.2～2.5mg/L，大分子有机物的分解率最高，可有效促进好氧池内好氧微生物种群的好氧反应，充分发挥其好氧作用。
进一步地，所述超滤膜的截留分子量范围在5000～200000Da或者其平均孔径是20nm～30nm。由于超滤膜的孔径过小而难以用电子显微镜等来测定膜表面的孔径，所以用称为截留分子量的值代替平均孔径来作为孔径大小的指标。关于截留分子量，如本领域的教科书中所记载的那样：“将以溶质分子量为横轴、阻止率为纵轴，对数据进行绘制而成的曲线称为截留分子量曲线。而且将阻止率为90％的分子量称为膜的截留分子量”，截留分子量作为表示超滤膜的膜性能的指标，为本领域技术人员所熟知。
进一步地，所述一级芬顿反应器与二级芬顿反应器内均配设有酸碱度测定仪。经申请人多次实验可得，由于Fenton试剂中Fe2+采用硫酸亚铁溶液，利用质量分数均为10％硫酸对芬顿试剂进行酸化不会产生其他物质，酸化效果好；且pH值调至3进行Fenton反应，有机物的去除率最大，当pH值小于3时，有机物去除率会有一定下降，当pH值超过3以后，随着pH值的增大有机物去除率下降得很快，当pH值大于7有机物去除率低于50％；从而在一级芬顿反应器与二级芬顿反应器内均配设酸碱度测定仪，可有效控制一级芬顿反应器与二级芬顿反应器内的pH值控制在3左右，保证有机物的去除率最大。
如上所述，本实用新型的有益效果如下：
1、本实用新型将难降解有机废水经一级芬顿反应器和二级芬顿反应器的芬顿强氧化反应将废水中99％以上的难降解有机物去除后，再进入后续生化系统处理废水，本次设计为先芬顿后生化处理废水，这样设计可有效降低废水中的有机物对生化系统的影响，可有效减轻后续生化处理废水的负担，提高废水的可生化性。
2、本实用新型中生化处理单元严格按照厌氧反应-好氧反应-沉淀-MBR过滤这一顺序进行，具体地，厌氧反应分别设有不同的厌氧微生物种群进行二级反应，由于不同种群的厌氧微生物存在竞争，优胜劣汰，厌氧微生物的种类不同其新陈代谢作用也不同，利于降解有机物的厌氧微生物种群便存活下了，可有效促进水解酸化池内的厌氧反应；同上所述，好氧反应分别设有不同的好氧微生物种群进行前段好氧反应和后段好氧反应，且前段好氧反应和后段好氧反应溶解氧不同，可有效促进好氧池内好氧微生物种群的好氧反应，充分发挥其好氧作用。
3、本实用新型在一级芬顿反应器与二级芬顿反应器之间的管路上以及二级芬顿反应器与生化处理单元之间的管路上均依次连通有超滤膜和反渗透膜，反渗透膜出水的截留率高、色值去除率高，通量稳定；可有效去除废水中的COD和BOD等污染物。
4、本实用新型难降解有机废水经处理后，废水中COD<220mg/L，BOD<130mg/L，COD和BOD去除率达99％以上，处理效果显著，出水达到《国家污水综合排放标准》(GB8978-2002)排放标准而排放，不会引起二次污染，具有显著的经济和环境效益。
附图说明
图1为本实用新型一种AO工艺与芬顿系统配套的高浓度污水处理系统的流程模块连接示意图。
具体实施方式
为了本技术领域的人员更好的理解本实用新型，下面结合附图和以下实施例对本实用新型作进一步详细描述。
如图1所示，本实施例提供一种AO工艺与芬顿系统配套的高浓度污水处理系统，包括通过管路依次连通的调节池Ⅰ、一级芬顿反应器、调节池Ⅱ、二级芬顿反应器和生化处理单元，所述生化处理单元的结构包括依次连接的水解酸化池、好氧池、沉淀池和MBR池，所述一级芬顿反应器与二级芬顿反应器之间包括通过管路依次连通的絮凝槽、超滤膜和反渗透膜，废水经一级芬顿反应器处理后进入絮凝槽，且废水经超滤膜和反渗透膜处理后进入调节池Ⅱ；二级芬顿反应器与生化处理单元之间包括通过管路依次连通的絮凝槽、超滤膜和反渗透膜，经二级芬顿反应器处理后的废水进入絮凝槽，且废水经超滤膜和反渗透膜处理后进入生化处理单元，在絮凝槽上还安装有絮凝剂加入装置。
具体地，通过所述絮凝剂加入装置加入的试剂为PAC试剂和PAM试剂，且PAC试剂的投加量为0.6L/m3～0.8L/m3,PAM试剂的投加量为0.08L/m3～0.12L/m3。可有效利用PAM试剂的絮凝作用和PAC试剂的净化作用，增大苯胺废水中颗粒物的去除率。
进一步地，一级芬顿反应器和二级芬顿反应器通过污泥管道连接至污泥池Ⅰ，所述污泥池Ⅰ上还安装有叠螺机A。可及时排出一级芬顿反应器和二级芬顿反应器内的污泥，避免长期堆积对后来积水造成二次污染。
此外，沉淀池的底部通过污泥管道连接至污泥池Ⅱ，所述污泥池Ⅱ上还安装有叠螺机B。可及时排出沉淀池内的污泥，避免长期堆积对沉淀池内的后来积水造成二次污染。
进一步地，生化处理单元的结构包括依次连接的水解酸化池-好氧池-沉淀池-MBR池，具体地，水解酸化池内通过格栅分隔有一级反应池和二级反应池，所述一级反应池和二级反应池内分别设有不同的厌氧微生物种群。利用不同种群的厌氧微生物存在竞争，优胜劣汰，利于降解大分子有机物的厌氧微生物种群便存活下来，进一步促进水解酸化池内的厌氧反应；一级反应池和二级反应池内均设有潜水搅拌器。可加速一级反应池和二级反应池内的厌氧反应，厌氧细菌可选反硝化细菌和第三代反硝化细菌。
更具体地，好氧池内通过格栅分隔有前段好氧池和后段好氧池，所述前段好氧池和后段好氧池内分别设有不同的好氧微生物种群。同上所述，利用不同种群的厌氧微生物存在竞争，优胜劣汰，利于降解大分子有机物的好氧微生物种群便存活下了，可进一步促进好氧池内的好氧反应。
进一步地，前段好氧池和后段好氧池内均设置有风机曝气装置，且前段好氧池内的曝气量为2.8～3mg/L；后段好氧池内的曝气量为2.2～2.5mg/L。好氧微生物种群的需氧量不同，经申请人多次实验，优选前段好氧池内的曝气量为2.8～3mg/L，后段好氧池内的曝气量为2.2～2.5mg/L，大分子有机物的分解率最高，可有效促进好氧池内好氧微生物种群的好氧反应，充分发挥其好氧作用，好氧细菌可选亚硝酸菌和硝酸菌。
此外，超滤膜的截留分子量范围在5000～200000Da或者其平均孔径是20nm～30nm。由于超滤膜的孔径过小而难以用电子显微镜等来测定膜表面的孔径，所以用称为截留分子量的值代替平均孔径来作为孔径大小的指标。关于截留分子量，如本领域的教科书中所记载的那样：“将以溶质分子量为横轴、阻止率为纵轴，对数据进行绘制而成的曲线称为截留分子量曲线。而且将阻止率为90％的分子量称为膜的截留分子量”，截留分子量作为表示超滤膜的膜性能的指标，为本领域技术人员所熟知。
更进一步地，一级芬顿反应器与二级芬顿反应器内均配设有酸碱度测定仪。经申请人多次实验可得，由于Fenton试剂中Fe2+采用硫酸亚铁溶液，利用质量分数均为10％硫酸对芬顿试剂进行酸化不会产生其他物质，酸化效果好；且pH值调至3进行Fenton反应，有机物的去除率最大，当pH值小于3时，有机物去除率会有一定下降，当pH值超过3以后，随着pH值的增大有机物去除率下降得很快，当pH值大于7有机物去除率低于50％；从而在一级芬顿反应器与二级芬顿反应器内均配设酸碱度测定仪，可有效控制一级芬顿反应器与二级芬顿反应器内的pH值控制在3左右，保证有机物的去除率最大。
本例中，将难降解有机废水首先进入调节池Ⅰ调节水质水量，均匀水质，再经过一级芬顿反应器和二级芬顿反应器的芬顿强氧化反应将废水中99％以上的难降解有机物去除，可有效减轻后续生化系统处理废水的负担，提高废水的可生化性，经芬顿反应后的废水经絮凝槽加入絮凝剂后，经过超滤膜和反渗透膜后进入水解酸化池内，反渗透膜出水的截留率高、色值去除率高，通量稳定；进一步利用水解酸化池内的厌氧微生物种群的新陈代谢作用将大分子有机物分解为小分子有机物；将水解酸化池内经过厌氧反应后的废水送入好氧池进行好氧反应，通过好氧微生物种群的新陈代谢作用可有效去除废水中的COD和BOD等污染物；最后，经好氧反应后的废水送入沉淀池进行固液分离，再经MBR池处理而达标排放。经本方法处理后的废水中COD<220mg/L，BOD<130mg/L，COD和BOD去除率达99％以上，达到《国家污水综合排放标准》(GB8978-2002)排放标准而排放。
以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，本实用新型的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本实用新型的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本实用新型的保护范围内。
Claims (9)
1.一种AO工艺与芬顿系统配套的高浓度污水处理系统，其特征在于：包括通过管路依次连通的调节池Ⅰ、一级芬顿反应器、调节池Ⅱ、二级芬顿反应器和生化处理单元，所述生化处理单元的结构包括依次连接的水解酸化池、好氧池、沉淀池和MBR池，所述一级芬顿反应器与二级芬顿反应器之间包括通过管路依次连通的絮凝槽、超滤膜和反渗透膜，废水经一级芬顿反应器处理后进入絮凝槽，且废水经超滤膜和反渗透膜处理后进入调节池Ⅱ；二级芬顿反应器与生化处理单元之间包括通过管路依次连通的絮凝槽、超滤膜和反渗透膜，经二级芬顿反应器处理后的废水进入絮凝槽，且废水经超滤膜和反渗透膜处理后进入生化处理单元，在絮凝槽上还安装有絮凝剂加入装置。
2.根据权利要求1所述的一种AO工艺与芬顿系统配套的高浓度污水处理系统，其特征在于：所述一级芬顿反应器和二级芬顿反应器通过污泥管道连接至污泥池Ⅰ，所述污泥池Ⅰ上还安装有叠螺机A。
3.根据权利要求1所述的一种AO工艺与芬顿系统配套的高浓度污水处理系统，其特征在于：所述沉淀池的底部通过污泥管道连接至污泥池Ⅱ，所述污泥池Ⅱ上还安装有叠螺机B。
4.根据权利要求1所述的一种AO工艺与芬顿系统配套的高浓度污水处理系统，其特征在于：所述水解酸化池内通过格栅分隔有一级反应池和二级反应池。
5.根据权利要求4所述的一种AO工艺与芬顿系统配套的高浓度污水处理系统，其特征在于：所述一级反应池和二级反应池内均设有潜水搅拌器。
6.根据权利要求1所述的一种AO工艺与芬顿系统配套的高浓度污水处理系统，其特征在于：所述好氧池内通过格栅分隔有前段好氧池和后段好氧池。
7.根据权利要求6所述的一种AO工艺与芬顿系统配套的高浓度污水处理系统，其特征在于：所述前段好氧池和后段好氧池内均设置有风机曝气装置，且前段好氧池内的曝气量为2.8～3mg/L；后段好氧池内的曝气量为2.2～2.5mg/L。
8.根据权利要求1所述的一种AO工艺与芬顿系统配套的高浓度污水处理系统，其特征在于：所述超滤膜的截留分子量范围在5000～200000Da或者其平均孔径是20nm～30nm。
9.根据权利要求1所述的一种AO工艺与芬顿系统配套的高浓度污水处理系统，其特征在于：所述一级芬顿反应器与二级芬顿反应器内均配设有酸碱度测定仪。
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