CN209957611U - 一种生物不可降解废水的深度处理装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于废水处理技术领域，尤其是一种生物不可降解废水深度处理装置，它包括依次设置的臭氧溶气器、臭氧发生器、超声反应器、臭氧反应器、CBR生物膜反应池；本实用新型通过将臭氧协同超声氧化技术与CBR生化处理技术耦合联用，不仅能够降低臭氧处理成本，而且能够最大化利用臭氧，使得生物不可降解废水达到最佳的处理效果，同时无污泥等危废产生，不会对环境造成二次污染，工艺实施费用较低，出水水质优良，适合推广应用。
Description
技术领域
本实用新型属于废水处理技术领域，特别涉及一种生物不可降解废水或尾水（统称生物不可降解废水）的深度处理装置。
背景技术
经过生化处理后的生物不可降解废水，几乎无可生化性，特别是化工废水生化处理出水，一般COD浓度为50-300mg/L，残余污染物基本为生物不可降解有机物质。目前化工或化工园区废水处理设施出水直排水体的，排放标准一般要求一级A，也即COD低于50mg/L，有的甚至要求COD低于30mg/L才能排放。目前针对这类生物不可降解废水的处理方法主要有高级氧化法（如臭氧氧化、芬顿氧化、次氯氧化、UV等）或活性炭吸附，这些处理方法有较强的选择性，没有一种可以解决所有废水难题，且成本昂贵。芬顿氧化需要消耗大量药剂且产生大量化学污泥，更存在二次污染风险；次氯氧化会产生潜在致癌的氯化有机物，且效果相对一般；UV氧化也效果一般；同样，活性炭吸附也有很强的选择性，并且会造成大量的废活性炭（目前政府一般将其归类危废）需要处置。利用臭氧氧化或催化臭氧氧化处理生物不可降解废水能够取得较好的处理效果，但是臭氧氧化成本也高，且臭氧氧化效率随着臭氧投加量的增加而下降，因此适度控制臭氧投加量、利用臭氧分解成较小的分子然后采用生化降解进一步去除有机物即耦合一体化处理设施，在确保处理效率和出水水质达标的前提下具有更好地经济合理性。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，针对生物不可降解废水提供一种处理效果好、运行成本较低，无或几乎无污泥等二次污染物产生的生物不可降解废水的深度处理装置。
为了达到上述目的，本实用新型所设计的一种生物不可降解废水的深度处理工艺，包括如下步骤：
步骤1：臭氧超声协同氧化处理：生物不可降解废水流入溶气器的进水端，臭氧发生器产生的臭氧气体由溶气器的臭氧通入孔进入待处理废水中，与废水进行充分混合，控制臭氧投加量与所需降解COD量的比例关系，简称O/C比，来控制臭氧投加量，O/C比控制在1-3mgO3/mgCOD；然后溶解有臭氧气体的废水由溶气器的扩散段排出并进入超声反应器（液哨式或簧片式超声发生器），在超声空化作用下，臭氧与废水中污染物发生声化学反应，控制超声射流强度，使之产生频率20-40kHz的功率超声，声能密度达到1-3W/cm2；废水中的有机物分子被有效撕裂分解，降低COD的同时增强废水的可生化性；经过超声空化处理的废水流向臭氧反应器，反应时间为0.2-4小时；
步骤2：生化处理：经臭氧超声耦合处理后的废水进入生物载体流动床反应池即CBR生物膜反应池，通过进一步的生化处理，COD降至可达标排放的范围内；控制曝气强度，确保生物膜反应池载体呈悬浮流动状态，溶解氧浓度达到1-3mg/L，曝气池水力停留时间以0.5-6小时为宜。
本实用新型的目的是提供一种生物不可降解废水深度处理装置，它包括依次设置的臭氧溶气器、臭氧发生器、超声反应器、臭氧反应器、CBR生物膜反应池；溶气器包括入口段、收缩段、喉道和扩散段，在溶气器的喉道处设有臭氧通入孔，所述臭氧通入孔与臭氧发生器连通；溶气器入口段的进口与进水泵连接，溶气器扩散段的出口与超声反应器的进口且超声反应器的出口与臭氧反应器的进水端连接，臭氧反应器的出水端与CBR生物膜反应池的进水端连接，所述CBR生物膜反应池中设有一级或多级生物载体填料流动床。
为提高臭氧气体在废水中的溶解效率、增强氧化效果，臭氧反应器内设置布水系统，臭氧反应器内可根据需要设置催化剂床层以强化臭氧氧化效率。为避免溢出气体对环境的污染，臭氧反应器顶部设有尾气收集与破坏装置。以纯氧作为臭氧源时，破坏后尾气可以作为后续CBR生物膜反应池或其它生化处理反应器的气源，实现资源综合利用。臭氧反应器可以是池体或罐体。
为适应已建污水厂的改造或因现场条件限制， CBR生物膜反应池可以是池体或罐体，CBR生物膜反应池包括曝气系统和悬浮CBR载体，即底部设置曝气搅拌及充氧设备，对CBR生物膜提供溶解氧的同时实现生物载体等搅拌，CBR反应池出口还设有截留筛网，确保CBR载体不流失。
为保证臭氧溶气效率和功率超声的实现，在臭氧反应器的出水端通过回流泵和管道连接至臭氧反应器的进水端。当废水流量不足时，可采用臭氧反应器（池）出水作为进水的补充，确保臭氧气体的溶入和超声发生器正常工作。
本实用新型所述臭氧超声协同氧化，即通过在臭氧反应器中设置臭氧溶气器和液哨式超声发生器，使得臭氧与废水充分接触混合，并在进入反应池时额外还获得声化学反应；通过控制臭氧通入量、超声协同和反应时间，使COD 去除率控制在10-70％，在有效降低COD的同时，提升废水的可生化性，又能合理控制运行成本，提高经济效益。
本实用新型的CBR生物膜反应池，采用生物载体流化床反应器，利用载体上附着生长的生物膜降解水中有机污染物。本工艺中载体流化床反应器具有微生物浓度高、传质阻力小、不易阻塞、水力停留时间短和几乎无剩余污泥等优点，CBR填料采用复合塑料和高分子添加剂改性加工而成，具有比表面积大、亲水性好、抗冲击负荷能力强和易挂膜等优点，去除残余有机物和氨氮能力显著，有机物去除率可以达到30-70％，而氨氮转化率可以达到90％以上，并且，CBR载体可提高氧的利用率3-5％，降低充氧能耗。
本实用新型主要针对进行物化处理和生化处理后生物不可降解废水，再进一步进行深度处理，采用臭氧协同超声和CBR生物膜耦合处理，可达到国家规定的最严苛排放标准。其中，臭氧协同超声氧化处理工艺具有反应迅速、对水质适应性强和无二次污染等优点，生物膜处理工艺具有经济、高效和无害化等优点，整个工艺流程的可操作性强；本实用新型通过将臭氧协同超声氧化技术与CBR生化处理技术耦合联用，不仅能够降低臭氧处理成本，而且能够最大化利用臭氧，使得生物不可降解废水达到最佳的处理效果，同时无污泥等危废产生，不会对环境造成二次污染，工艺实施费用较低，出水水质优良，适合推广应用。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为本实用新型的溶气器的结构示意图。
具体实施方式
实施例1：
某一化工园区集中污水处理厂生化处理后出水COD高达200-300mg/L（BOD小于5mg/L，已不可生物降解），进行如下处理：
步骤1：臭氧超声协同氧化处理：生物不可降解废水流入溶气器的进水端，臭氧发生器产生的臭氧气体由溶气器的臭氧通入孔进入待处理废水中，与废水进行充分混合，控制臭氧投加量与所需降解COD量的比例关系，简称O/C比，来控制臭氧投加量，O/C比控制在2mgO3/mgCOD；然后溶解有臭氧气体的废水由溶气器的扩散段排出并进入超声反应器（液哨式或簧片式超声发生器），在超声空化作用下，臭氧与废水中污染物发生声化学反应，控制超声射流强度，使之产生频率20-40kHz的功率超声，声能密度达到2.1W/cm2；废水中的有机物分子被有效撕裂分解，降低COD的同时增强废水的可生化性；经过超声空化处理的废水流向臭氧反应器，反应时间为1-4小时；
步骤2：生化处理：经臭氧超声耦合处理后的废水进入生物载体流动床反应池即CBR生物膜反应池，通过进一步的生化处理，COD降至可达标排放的范围内；控制曝气强度，确保生物膜反应池载体呈悬浮流动状态，溶解氧浓度达到3mg/L，曝气池水力停留时间为2-6小时。
上述废水经臭氧超声协同处理后COD可降低至150mg/L，再经CBR生物膜反应后，COD可降低至25-40mg/L。
实施例2：
如图1所示，本实施例描述的一种生物不可降解废水的深度处理装置，它包括臭氧反应器1、溶气器4、超声发生器6和CBR生物膜反应池2，所述溶气器4与臭氧发生器3、进水泵、超声发生器6相连接，超声发生器6与臭氧反应器1连接，如图2所示，溶气器4包括入口段4-1、收缩段4-2、喉道4-3和扩散段4-4，在溶气器4的喉道4-3处设有臭氧通入孔5，所述臭氧通入孔5与臭氧发生器3连通；溶气器4入口段4-1的进口与进水泵连接，溶气器4扩散段4-4的出口与液哨式超声发生器6连接；臭氧反应器1的出水端与CBR生物膜反应池2的进水端连接，所述CBR生物膜反应池2中可以分多级设置生物填料床，CBR生物膜反应池2出口设有载体截留筛网7。在臭氧反应器1的出水端通过回流泵和管道连接至臭氧反应器1的进水端。
Claims (8)
1.一种生物不可降解废水深度处理装置，其特征在于：包括溶气器、臭氧发生器、超声反应器、臭氧反应器、CBR生物膜反应池；溶气器包括入口段、收缩段、喉道和扩散段，在溶气器的喉道处设有臭氧通入孔，所述臭氧通入孔与臭氧发生器连通；溶气器入口段的进口与进水泵连接，溶气器扩散段的出口与超声反应器的进口且超声反应器的出口与臭氧反应器的进水端连接，臭氧反应器的出水端与CBR生物膜反应池的进水端连接，所述CBR生物膜反应池中设有一级或多级生物载体填料流动床。
2.根据权利要求1所述的一种生物不可降解废水深度处理装置，其特征在于：臭氧反应器内设置布水系统。
3.根据权利要求1所述的一种生物不可降解废水深度处理装置，其特征在于：臭氧反应器内设置催化剂床层以强化臭氧氧化效率。
4.根据权利要求1所述的一种生物不可降解废水深度处理装置，其特征在于：臭氧反应器顶部设有尾气收集与破坏装置。
5.根据权利要求1所述的一种生物不可降解废水深度处理装置，其特征在于：以纯氧作为臭氧源时，破坏后尾气作为后续CBR生物膜反应池或其它生化处理反应器的气源。
6.根据权利要求1所述的一种生物不可降解废水深度处理装置，其特征在于：臭氧反应器为池体或罐体。
7.根据权利要求1所述的一种生物不可降解废水深度处理装置，其特征在于：CBR生物膜反应池为池体或罐体，CBR生物膜反应池包括曝气系统和悬浮CBR载体，即底部设置曝气搅拌及充氧设备， CBR反应池出口还设有截留筛网，确保CBR载体不流失。
8.根据权利要求1所述的一种生物不可降解废水深度处理装置，其特征在于：在臭氧反应器的出水端通过回流泵和管道连接至臭氧反应器的进水端。
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Cited By (2)
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| CN110040913A (zh) * | 2019-05-10 | 2019-07-23 | 浙江巨能环境工程有限公司 | 一种生物不可降解废水的深度处理工艺及装置 |
| CN112062365A (zh) * | 2020-09-30 | 2020-12-11 | 南通科技职业学院 | 一种用于废水处理的多级臭氧催化氧化装置及方法 |
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