CN214735164U - 一种废水处理系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种废水处理系统及处理方法,包括:依次连接的机械搅拌器、臭氧催化氧化单元、活性炭吸附单元及人工湿地,其中臭氧催化氧化单元包括一个或多个臭氧催化氧化装置,所述活性炭吸附单元包括活性炭吸附反应池及置于所述活性炭吸附反应池内的过滤滤芯,所述人工湿地为潜流式人工湿地,铺有填料层,种植有耐受淡盐水的的沼泽植被。与现有技术相比,本发明提供废水处理系统进行高浓度废水处理时,操作简便,系统维护简单,经济成本低;采用臭氧催化氧化装置可将废水中的大分子有机物质氧化成小分子,便于后续吸收,采用人工湿地进行处理,进一步提高处理效果。

Description

一种废水处理系统
技术领域
本发明属于环保领域,具体涉及一种废水处理系统。
背景技术
目前,普通的污水处理方法已经日趋成熟,在普通的污水处理中常常会出现有害物质浓缩的步骤而产生高浓度废水,例如膜处理技术逐渐发展成为工业和日常生活中广泛应用的水处理技术。其中,反渗透(RO)技术具有出水水质好、回收率高等特点已被成功应用于污水中水回用。废水经处理后进人RO工艺装置,RO膜实际收水率在年平均为43%,仍会产生大量的浓水,其中不仅盐度高,还含有较高浓度的难降解有机物,其直接排放会严重危害水生态。RO浓水及类似膜处理浓缩液都需要进行有机物的深度处理才能外排。
中水回用的来水大多是经过生化处理的二沉池出水,之后再经过超滤+RO的浓缩,污水的有机物和盐类含量随着回收率的提高而增加。这类水中的有机物有两种特点:第一原水已经过生化处理而未被降解,可生化性较差,直接生化有机物去除效果较差;第二RO浓水含盐量较高,对后续生化处理有一定的影响。
因此有许多研究集中RO浓水的预处理,经过一定的预处理措施以提高浓水的可生化性,例如电催化、电絮凝、铁炭微电解、臭氧氧化等,然后再进行生化处理。如中国专利CN201310482321.5公开了一种反渗透浓水的处理方法,废水经过电解催化氧化、铁碳微电解、双氧水氧化、絮凝沉淀之后经过曝气生物滤池降解,该方法流程复杂,加药量大,维护运行困难。
发明内容
为解决上述技术问题,本发明提供一种废水处理系统。
具体技术方案如下:
一种废水处理系统,其不同之处在于,所述废水处理系统包括:
依次连接的机械搅拌池、臭氧催化氧化单元、活性炭吸附单元及人工湿地;
所述机械搅拌池用于进行废水的软化反应;
所述臭氧催化氧化单元包括一个或多个臭氧催化氧化装置,用于将废水进行臭氧催化氧化反应;
所述活性炭吸附单元包括活性炭吸附反应池及置于所述活性炭吸附反应池内的过滤滤芯,用于将吸附废水中的污染物并截留吸附后的活性炭;
所述人工湿地为潜流式人工湿地,铺有填料层,种植有耐受淡盐水的的沼泽植被,所述人工湿地用于将废水进一步的净化。
与现有技术相比,本发明系统适用于可生化性较差的COD在 70~200mg/L的高浓度废水,经本发明处理后,出水可达到 COD≤50mg/L的排放标准,为高浓度废水达标处理提供了一条新途径;操作简便,系统维护简单,经济成本低;采用臭氧催化氧化装置可将废水中的大分子有机物质氧化成小分子,便于后续吸收,采用人工湿地进行处理,进一步提高处理效果。
进一步,所述臭氧催化氧化装置为催化氧化塔。
进一步,所述臭氧催化氧化单元还包括与所述臭氧催化氧化装置连接的臭氧发生器。
进一步,所述臭氧催化装置与所述活性炭吸附反应池之间通管管道连接有储水箱,所述储水箱与所述活性炭吸附反应池之间通管管道安装有进水泵。
进一步,所述活性炭吸附反应池底部安装有曝气管道,所述曝气管道与设置于所述活性炭吸附反应池的风机连接。
采用上述进一步技术方案的有益效果在于:采用曝气管道可以将活性炭与污水进行混合。
进一步,所述过滤滤芯为0.2微米~0.5微米陶瓷膜或者带支撑结构的800目~1200目钢丝网。
采用上述进一步技术方案的有益效果在于,可以充分去除污水中的活性炭。
进一步,所述人工湿地铺有填料层,种植有耐受淡盐水的的沼泽植被,所述填料层为砾石填料层,厚度为1m~1.5m,孔隙率为 26%~48%。
进一步,所述人工湿地铺有填料层,种植植被为黑麦草、水葱和灯芯草,所述填料层1102为砾石填料层和沙土面层,总厚度为1.5 米,孔隙率为32%。
一种利用上述系统的废水处理方法,其不同之处在于,所述废水处理方法包括:
步骤S1,石灰软化:往废水中投入石灰,将废水软化;
步骤S2,臭氧催化氧化:往废水中通入臭氧,并加入催化剂进行臭氧催化氧化;
步骤S3,活性炭吸附过滤:往经步骤S2处理后的废水投入活性炭粉末混合,吸附后再过滤截留活性炭;
步骤S4,人工湿地处理,将步骤S3处理后的废水放流至人工湿地;
其中,所述步骤S2采用一级或多级催化氧化,所述催化剂为负载型催化剂层:包括Cu2+、Fe2+、Fe3+、Mn2+、Ni2+、Ag+、Zn2+、 CuO、FeO、Fe2O3、MnO、NiO、AgO或ZnO中的一种或几种。
与现有技术相比,本发明的有益效果在于:(1)臭氧催化氧化不仅能部分降解有机污染物,还可将大分子有机物开环断链降解成小分子有机物,更有利于后续活性炭吸附的进行,同时提高了废水的可生化性,有利于人工湿地有机物的去除;(2)粉末活性炭在本系统中可以重新回收利用,经济性更优;(3)本发明处理后的污水出水可达到 COD≤50mg/L的排放标准,为反渗透浓水及膜浓缩废水达标处理提供了一条新途径;(4)采用石灰软化废水,可以去除废水中大量钙镁离子及硫酸根。
进一步,做所述步骤S1中,同时投加絮凝剂,所述絮凝剂包括聚合氯化铝和/或聚丙烯酰胺。
采取上述进一步技术方案的有益效果在于:可以降低出水中的悬浮颗粒物。
进一步,在进行臭氧催化氧化之前,在废水中通入H2O2,所述步骤S2中,将步骤S2中每级臭氧催化氧化所用的臭氧投加浓度为 1mg/L~3mg/L,臭氧停留时间为2min~20min,所述催化剂层的厚度为1.2m~1.5m。
选择上述进一步技术方案的有益效果在于:通入过氧化氢可增强后续步骤S2的氧化效果。
进一步,所述步骤S2中,催化剂为ZnO/沸石负载型催化剂或 Fe-Mn/AC负载型催化剂。
进一步,所述步骤S2中,中,催化剂为Fe-Mn/AC负载型催化剂。
所述步骤S3中,活性炭的投入量为200mg/L~500mg/L。
所述步骤S4中,所述人工湿地的厚度为1m~1.5m,孔隙率为 26%~48%,在所述人工湿地的停留时间为1d~3d。
附图说明
图1为本发明的结构示意图;
A-臭氧催化氧化单元,B-活性炭吸附单元,1-臭氧发生器,2-臭氧催化氧化装置,3-尾气处理装置,4-中间储水箱,5-进水泵,6-风机,7-活性炭吸附反应池,8-活性炭过滤滤芯,9-产水泵,10-排炭泵, 11-人工湿地,1101-湿地池体,1102-填料层、1103-植物,12-机械搅拌池。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述,所举实例只用于解释本发明,并非用于限定本发明的范围。
实施例1
本实施例提供一种废水处理系统:
包括:依次连接的机械搅拌池12、臭氧催化氧化单元A、活性炭吸附单元B及人工湿地11,其中臭氧催化氧化单元A包括一个臭氧催化氧化装置2及臭氧发生器1,所述臭氧催化氧化装置2与臭氧发生器1连接,臭氧催化氧化装置2内部设有负载型催化剂层(图中未示出),催化剂层为(ZnO/沸石负载型催化剂),厚度为1.2m~1.5m;
所述臭氧催化氧化装置2与所述活性炭吸附反应池7之间通管管道连接有中间储水箱4,所述中间储水箱4与所述活性炭吸附反应池 7之间通管管道安装有进水泵5,所述臭氧催化装置2与尾气处理装置3连接。
在本实施例中,臭氧催化氧化装置2为催化氧化塔。
所述活性炭吸附单元B包括活性炭吸附反应池7、置于所述活性炭吸附反应池7内的活性炭过滤滤芯8,产水泵9及排碳泵10。
所述活性炭吸附反应池7底部安装有曝气管道(图中未示出),所述曝气管道(图中未示出)与设置于所述活性炭吸附反应池7的风机6连接,所述活性炭吸附反应池7还连接有排碳管道,所述排碳管道上安装有排碳泵10。
所述人工湿地为潜流式人工湿地11,铺有填料层1102,种植有耐受淡盐水的沼泽植被1103,本实施例中,种植制备为灯芯草,所述填料层1102为砾石填料层和石英砂,厚度为1.2米,孔隙率为26%。
本发明系统的使用方法:将废水在机械搅拌池12中,依次投入石灰及絮凝剂,去除沉淀后,将废水通入催化氧化塔,臭氧发生器1 产生臭氧后,将臭氧通入催化氧化塔2中,进行臭氧催化氧化反应,反应完毕后,废水进入中间储水箱,之后将废水抽进活性炭吸附反应池,然后投碳,开启曝气管进行混合,之后关闭曝气,待将活性炭过滤滤芯表面沉积一层膜,之后开启产水泵连续产水,直至装置的过滤压差超过设定压差或者系统的过滤流速低于最低设置流速,进水停止,开启曝气,排除装置内碳水混合物,将吸附过的废水排入人工湿地。
实施例2
采用实施例1的系统进行废水处理:
某印染企业废水采用超滤加反渗透工艺做中水回用,水量为 3000m3/d,所产生的反渗透浓水的水质如下表1所示:
表1待处理废水指标
指标 COD 色度 SS PH
单位 mg/L -- mg/L --
数值 160 150 50 6~9
处理步骤如下所示:
步骤S1,石灰软化:往废水中依次投入石灰,将水质软化,并降低其中的悬浮物,避免在后期处理时造成负担;
步骤S2,臭氧催化氧化:石灰软化后在进入催化氧化塔之前进水管混中加入过氧化氢溶液,增强臭氧催化的效果,往废水中通入臭氧,在催化剂层进行臭氧催化氧化,臭氧催化氧化的接触时间为10min,臭氧投加量为3mg/L。
步骤S3,活性炭吸附过滤:往经步骤S2处理后的废水投入活性炭粉末混合,吸附后再过滤截留活性炭;
在本实施例中,活性炭初期投加量为池容的3%,活性炭的总投入量为200mg/L~500mg/L。回流水清澈之后开启产水泵,负压抽吸出水;
步骤S4,人工湿地处理,将步骤S3处理后的废水放流至人工湿地;
采用石灰软化+臭氧催化氧化+活性炭吸附过滤装置+人工湿地,经过臭氧催化氧化的废水进提升泵进入活性炭吸附过滤装置,之后投炭覆膜,经过活性炭吸附过滤装置之后的水进入潜流式人工湿地,人工湿地所选植被为灯芯草,下表是各阶段水质指标的去除效果如表2 所示。
表2各处理阶段的处理效果
指标 COD(mg/L) 色度倍 SS(mg/L)
石灰软化 154 150 --
臭氧催化氧化出水 101 50 45
活性炭吸附过滤出水 77 35 40
人工湿地出水 46 33 31
实施例3
本实施例提供一种系统进行废水处理,与实施例1相比,催化剂层为(Fe-Mn/AC负载型催化剂)
实施例4
采用实施例3系统进行废水处理,处理结果如表3所示。
表3各处理阶段的处理效果
指标 COD(mg/L) 色度倍 SS(mg/L)
石灰软化 154 150 --
臭氧催化氧化出水 94 40 45
活性炭吸附过滤出水 69 30 20
人工湿地出水 40 30 31
实施例5
本实施例提供一种系统进行废水处理,与实施例1相比,所述人工湿地为潜流式人工湿地系统,本实施例中,种植植被为黑麦草、水葱和灯芯草,所述填料层1102为砾石填料层和沙土面层,总厚度为 1.5米,孔隙率为32%。
实施例6
采用实施例5系统进行废水处理,处理结果如表4所示。
表4各处理阶段的处理效果
Figure DEST_PATH_GDA0003277376340000091
Figure DEST_PATH_GDA0003277376340000101
从上述结果可以看出,按本发明系统及方法处理高浓度废水,经本发明处理后,出水可达到COD≤50mg/L的排放标准;
与此同时,发明人研究团队,通过对臭氧氧化的催化剂及湿地进行优化,发现采用Fe-Mn/AC负载型催化剂催化效果更佳,采用种植植被为黑麦草、水葱和灯芯草的净化效果更佳。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种废水处理系统,其特征在于,所述废水处理系统包括:
依次连接的机械搅拌池、臭氧催化氧化单元、活性炭吸附单元及人工湿地;
所述机械搅拌池用于进行废水的软化反应;
所述臭氧催化氧化单元包括一个或多个臭氧催化氧化装置,用于将废水进行臭氧催化氧化反应;
所述活性炭吸附单元包括活性炭吸附反应池及置于所述活性炭吸附反应池内的过滤滤芯,用于将吸附废水中的污染物并截留吸附后的活性炭;
所述人工湿地为潜流式人工湿地,所述人工湿地用于将废水进一步的净化。
2.根据权利要求1所述的废水处理系统,其特征在于,所述臭氧催化氧化装置与所述活性炭之间连接有通管管道,所述臭氧催化氧化装置与所述活性炭吸附反应池之间的所述通管管道连接有中间储水箱,所述中间储水箱与所述活性炭吸附反应池之间的所述通管管道安装有进水泵。
3.根据权利要求1所述的废水处理系统,其特征在于,所述活性炭吸附反应池底部安装有曝气管道,所述曝气管道与设置于所述活性炭吸附反应池外的风机连接;所述活性炭吸附反应池还连接有排碳管道,所述排碳管道上安装有排碳泵。
4.根据权利要求1所述的废水处理系统,其特征在于,所述过滤滤芯为0.2μm~0.5μm陶瓷膜或者带支撑结构的800目~1200目钢丝网。
5.根据权利要求1所述的废水处理系统,其特征在于,所述人工湿地铺有填料层,所述填料层为砾石填料层,厚度为1m~1.5m,孔隙率为26%~48%。
6.根据权利要求1所述的废水处理系统,其特征在于,所述活性炭吸附单元与所述人工湿地之间连接有通水管道,所述通水管道上安装有产水泵。
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CN114870461A (zh) * 2022-05-26 2022-08-09 宁波碧城生态科技有限公司 一种高盐高负荷的滨海湿地处理装置

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