CN215161970U - 增加生物强化装置的氟化工废水处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了增加生物强化装置的氟化工废水处理系统，包括：废水处理系统及污泥处理系统，所述污泥处理系统与所述废水处理系统连通；所述废水处理系统包括依次连通的碱性废水贮池、酸性废水贮池、微电解反应槽、氧化反应槽、中和槽、凝聚槽、沉淀槽、再中和槽、调节池、厌氧系统、好氧系统、二沉池、清水池及标准化排放井，有效提高了净化效率，更加节省成本。

Description

增加生物强化装置的氟化工废水处理系统

技术领域

本实用新型涉及废气处理领域，特别是指增加生物强化装置的氟化工废水处理系统。

背景技术

氟化工废水，具有盐分高、有机物浓度高并且难生化处理。并且对人体的组织系统都有一定的致癌作用等特点。其主要污染物是含F^-化合物、难降解有机物等。传统的化工废水处理工艺如化学沉淀法、电解法、生物法等均存在效果不佳、二次污染等局限性。

公开的有关氟化工废水的处理方法中，包含“一种氟化工废水的处理工艺”(申请号CN201310731188.2)，该专利是由浙江工商大学冯华军等发明。该处理工艺包括(按管道连接顺序)：一级调节池、铁碳反应池、铁碳沉淀池、第一钙盐反应池、第一钙盐沉淀池、二级调节池、生物电催化池、好氧接触氧化池、第二钙盐反应池、第二钙盐沉淀池。该专利的工艺流程虽然简单，易于实现废水处理设施的自动化运行，但该工艺氧化处理比较单一，对于高浓度氟化工废水的氧化处理能力有限，不能保证废水的净化率；生化处理单元较少，氟化工废水具有盐度高、生物毒性强、生化性差的特点，生化处理单元少不能保证生化处理效果；另外，该处理工艺投加钙盐的工艺节点较多，会增加废水的盐度，造成药品的浪费，增加处理成本。

实用新型内容

本实用新型提出增加生物强化装置的氟化工废水处理系统，通过用废水自身酸碱度调节pH，减少了药剂投加，避免外来离子引入，降低废水盐度，有效提高了净化效率，更加节省成本；中和槽中加入Ca(OH)₂作为PH调节剂，Ca²⁺与废水中的F^-形成CaF₂沉淀，Fe³⁺形成Fe(OH)₃胶体絮凝剂，吸附在氟化钙沉淀四周，增大氟化钙沉淀晶核重量，促进了沉淀效果；调节池中加入的生物在线强化装置可在线培养微生物，可以按照氟化工废水性质培养出适用于该种废水的特征微生物，微生物繁殖能力强，反应速度快，适应性强，提高生化反应速率；在线强化装置还可以在线控制精准投加菌剂，实现了投加菌剂的顺畅性、准确可靠性、投菌量的可调性，省去培养和驯化微生物时间，周期短、见效快；每段工艺的回流比为200％，回流一方面可以起到稀释作用，一方面可以补充微生物的量；如果回流比太低达不到处理效果，回流比太高则增加处理成本；同时，一级接触氧化阶段和二级接触氧化阶段采取耐盐菌生长填料，适宜耐盐菌的生长。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

增加生物强化装置的氟化工废水处理系统，包括：废水处理系统及污泥处理系统，所述污泥处理系统与所述废水处理系统连通；

所述废水处理系统包括依次连通的碱性废水贮池、酸性废水贮池、微电解反应槽、氧化反应槽、中和槽、凝聚槽、沉淀槽、再中和槽、调节池、厌氧系统、好氧系统、二沉池、清水池及标准化排放井；

所述碱性废水贮池同时与所述氧化反应槽连通；

所述碱性废水处理系统包括依次连通的碱性废水贮池、所述酸性废水贮池、微电解反应槽、所述氧化反应槽、所述中和槽、所述凝聚槽、所述沉淀槽、所述再中和槽、所述调节池、所述厌氧系统、所述好氧系统、二沉池、清水池及标准化排放井，所述碱性废水贮池同时与所述氧化反应槽连通；

所述污泥处理系统与所述沉淀槽、厌氧系统、好氧系统及二沉池连通。

进一步，所述厌氧系统包括依次连通的厌氧池及兼性厌氧池，所述厌氧池与所述调节池连通，所述兼性厌氧池与所述好氧系统连通。

进一步，所述好氧系统包括依次连通的一级接触氧化池、中沉池及二级接触氧化池，同时所述一级接触氧化池与所述兼氧池连通，所述二级接触氧化池与所述二沉池连通。

进一步，所述污泥处理系统包括污泥浓缩槽、污泥脱水机及污泥储池；

所述二沉池与所述污泥储池连通，所述污泥储池与所述沉淀槽分别通过第一污泥外排管路及第二污泥外排管路与所述污泥浓缩槽连通，所述污泥浓缩槽与所述污泥脱水机连通；

所述污泥储池通过第一污泥回流管路、第二污泥回路管路及第三污泥回路管路分别与所述二级生物接触氧化池、兼氧池及厌氧池连通；

所述中沉池同时通过第四污泥回流管路与所述一级生物接触氧化池连通。

进一步，所述氧化反应槽连接有双氧水释放装置，所述双氧水释放装置内盛装有双氧水。

进一步，所述中和槽连通有PH调节剂释放装置，所述PH调节剂释放装置内盛装有氢氧化钙。

进一步，所述凝聚槽连通有絮凝剂释放装置，所述絮凝剂释放装置内盛装有PAM絮凝剂。

进一步，所述再中和槽连通有硫酸释放装置，所述硫酸释放装置内盛装有硫酸。

进一步，所述调节池内设置有生物强化装置。

更进一步，所述一级生物接触氧化池及二级生物接触氧化池内均加入有耐盐菌生长的填料。

本实用新型通过废水自身酸碱度调节pH，减少了药剂投加，避免外来离子引入，降低废水盐度，有效提高了净化效率，更加节省成本；中和槽中加入Ca(OH)₂作为PH调节剂，Ca^{2 +}与废水中的F^-形成CaF₂沉淀，Fe³⁺形成Fe(OH)₃胶体絮凝剂，吸附在氟化钙沉淀四周，增大氟化钙沉淀晶核重量，促进了沉淀效果；调节池中加入的生物在线强化装置可在线培养微生物，可以按照氟化工废水性质培养出适用于该种废水的特征微生物，微生物繁殖能力强，反应速度快，适应性强，提高生化反应速率；在线强化装置还可以在线控制精准投加菌剂，实现了投加菌剂的顺畅性、准确可靠性、投菌量的可调性，省去培养和驯化微生物时间，周期短、见效快；每段工艺的回流比为200％，回流一方面可以起到稀释作用，一方面可以补充微生物的量；如果回流比太低达不到处理效果，回流比太高则增加处理成本；同时，一级接触氧化阶段和二级接触氧化阶段采取耐盐菌生长填料，适宜耐盐菌的生长。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术顾客员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型具体实施例中的增加生物强化装置的氟化工废水处理系统的结构连接关系图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的具体实施例中，见图1，增加生物强化装置的氟化工废水处理系统，包括：废水处理系统及污泥处理系统，所述污泥处理系统与所述废水处理系统连通；

所述废水处理系统包括依次连通的碱性废水贮池101、酸性废水贮池102、微电解反应槽103、氧化反应槽104、中和槽105、凝聚槽106、沉淀槽107、再中和槽108、调节池109、厌氧系统110、好氧系统111、二沉池112、清水池113及标准化排放井114；

所述碱性废水贮池102同时与所述氧化反应槽104连通；

所述污泥处理系统与所述沉淀槽107、厌氧系统110、好氧系统111及二沉池112连通。

在本实用新型的具体实施例中，见图1，所述厌氧系统110包括依次连通的厌氧池1101及兼性厌氧池1102，所述厌氧池1101与所述调节池109连通，所述兼性厌氧池1102与所述好氧系统111连通。

在本实用新型的具体实施例中，见图1，所述好氧系统111包括依次连通的一级接触氧化池1111、中沉池1112及二级接触氧化池1113，同时所述一级接触氧化池1111与所述兼氧池1102连通，所述二级接触氧化池1113与所述二沉池112连通。

在本实用新型的具体实施例中，见图1，所述污泥处理系统包括污泥浓缩槽22、污泥脱水机23及污泥储池21；

所述二沉池112与所述污泥储池21连通，所述污泥储池21与所述沉淀槽107分别通过第一污泥外排管路a及第二污泥外排管路b与所述污泥浓缩槽22连通，所述污泥浓缩槽22与所述污泥脱水机23连通；

所述污泥储池21通过第一污泥回流管路c、第二污泥回路管路d及第三污泥回路管路e分别与所述二级生物接触氧化池、兼氧池及厌氧池连通；

所述中沉池1112同时通过第四污泥回流管路f与所述一级生物接触氧化池1111连通。

在本实用新型的具体实施例中，见图1，所述氧化反应槽104连接有双氧水释放装置1041，所述双氧水释放装置1041内盛装有双氧水。

在本实用新型的具体实施例中，见图1，所述中和槽105连通有PH调节剂释放装置1051，所述PH调节剂释放装置1051内盛装有氢氧化钙。

在本实用新型的具体实施例中，见图1，所述凝聚槽106连通有絮凝剂释放装置1071，所述絮凝剂释放装置1061内盛装有PAM絮凝剂。

在本实用新型的具体实施例中，见图1，所述再中和槽108连通有硫酸释放装置1081，所述硫酸释放装置1081内盛装有硫酸。

在本实用新型的具体实施例中，见图1，所述调节池109内设置有生物强化装置。

在本实用新型的具体实施例中，见图1，所述一级生物接触氧化池1111及二级生物接触氧化池1113内均加入有耐盐菌生长的填料。

本实用新型的有益效果为：

1、将氟化工废水分类收集，即①酸性废水、②碱性废水，分别对两种性质的废水进行收集，碱性废水与酸性废水在酸性废水贮池混合，这样适当利用酸碱性废水的中和作用调节废水的pH，不足部分用pH调节剂调整，用废水自身酸碱度调节pH，减少了药剂投加，避免外来离子引入，降低废水盐度；

2、在芬顿氧化反应中利用微电解槽内电解形成的Fe²⁺，减少了Fe²⁺药剂的费用，降低了运行成本；

3、在中和槽中，Ca²⁺与废水中的F^-形成CaF₂沉淀，Fe³⁺形成Fe(OH)₃胶体絮凝剂，吸附在氟化钙沉淀四周，增大氟化钙沉淀晶核重量，促进沉淀效果；同时适当加入碱性废水用于调节pH值，有效节省大量药剂，避免过剩钙盐的产生；

4、利用生产区生活污水和初期雨水与经物化处理后的高浓度生产废水混合，有效利用厂区内的其它废水，一方面，可以引入易生化的有机营养物质，另一方面进一步降低水中盐分浓度，控制盐度在1-2％，对微生物起到保护作用，有益于下一步生化反应的进行；

5、在厌氧池前的调节池内增加生物强化装置，生物在线强化装置可在线培养微生物，可以按照氟化工废水性质培养出适用于该种废水的特征微生物，微生物繁殖能力强，反应速度快，适应性强，提高生化反应速率；在线强化装置还可以在线控制精准投加菌剂，实现了投加菌剂的顺畅性、准确可靠性、投菌量的可调性，省去培养和驯化微生物时间，周期短、见效快。

6、在生化处理过程中厌氧系统分为厌氧系统和兼性厌氧系统；好氧系统分为一级接触氧化阶段和二级接触氧化阶段；并且每段工艺的回流比为200％。回流一方面可以起到稀释作用，一方面可以补充微生物的量；如果回流比太低达不到处理效果，回流比太高则增加处理成本；同时，一级接触氧化阶段和二级接触氧化阶段采取耐盐菌生长填料，适宜耐盐菌的生长；

7、本实用新型具有处理成本低，净化效率高等特点。

本实施例使用时，步骤如下：

(1)将氟化工废水分为酸性废水、碱性废水，分别对两种性质的废水进行储存；

(2)按照比例将酸性废水与碱性废水混合，如果混合后的PH值未达到目标要求，再用pH调节剂调整混合后出水的pH为3-4，然后进入微电解反应槽进行微电解分解；

(3)进行微电解分解后的水进入氧化反应槽，此时在氧化反应槽内通入双氧水，经微电解分解后的水在氧化反应槽内进行芬顿氧化反应；

(4)芬顿氧化反应的出水进入中和槽，在中和槽内加入Ca(OH)₂调节剂，以将中和槽中废水的pH调整到8，同时进行混凝反应；

(5)中和槽出水进入凝聚槽，投加PAM助凝剂进行凝聚反应；

(6)凝聚槽出水进入沉淀槽，废水在沉淀槽内进行固液分离，得到上清液和污泥，污泥通过第二污泥外排管路b进入污泥浓缩池22，上清液流入再中和槽；

(7)在再中和槽内加入H₂SO₄，以将废水PH调至中性，使其适合微生物生长；

(8)再中和槽出水进入调节池，调节池内设置生物强化装置，生物强化装置对废水进行生化处理，以快速激活生化处理微生物，减少调节池的启动时间；

(9)厌氧池前的可；

下面以阜新氟化工产业园区某厂生产废水300吨，进水水质指标如表1所示：

表1 2种废水的水质

处理工艺如下：

■氟化工废水分类收集

将氟化工废水分为2类，即酸性废水、碱性废水，化工生产线产生的化工废水通过管道分类排入相应的酸性贮池、碱性贮池内；

■微电解单元

用pH调节剂调整废水的pH为3-4然后进入微电解反应槽进行微电解分解；

微电解反应式如下：

阳极(Fe):Fe-2e→Fe²⁺,

阴极(C):2H⁺+2e→2[H]→H₂,

反应中，产生的了初生态的Fe²⁺和原子H，它们具有高化学活性,能改变废水中许多有机物的结构和特性,使有机物发生断链、开环、去除水中的色度并改善废水的可生化性等作用；

在曝气状态下进行微电解分解，因为曝气可起到搅拌作用而缓解铁屑板结，增大微电解槽的使用时间；其中废水在微电解槽内HRT＝2h；

■芬顿氧化单元

经微电解分解后的出水进入氧化反应槽进行芬顿氧化反应，芬顿反应是以亚铁离子为催化剂的一系列自由基反应，主要反应如下：

Fe²⁺+H₂O₂＝＝Fe³⁺+OH^-+HO·

Fe³⁺+H₂O₂+OH^-＝＝Fe²⁺+H₂O+HO·

Fe³⁺+H₂O₂＝＝Fe²⁺+H⁺+HO₂

HO₂+H₂O₂＝＝H₂O+O₂↑+HO·

芬顿试剂通过以上反应，不断产生HO·(羟基自由基，电极电势2.80EV，仅次于F2)，使得整个体系具有强氧化性，可以氧化氯苯、氯化苄、油脂等难以被一般氧化剂氧化的物质，将废水的生化性近一步提高，其中废水在氧化反应槽内HRT≥40min；

■中和、混凝单元

芬顿反应出水进入到中和槽，加入Ca(OH)₂将pH调整到8左右，一方面利用Ca(OH)₂的碱性调整水中的pH值，将Fe³⁺形成Fe(OH)₃胶体絮凝剂，可有效地吸附、凝聚水中的污染物，从而增强对废水的净化效果；另一方面利用Ca(OH)₂中的Ca²⁺与废水中的F^-形成CaF₂沉淀，去除水中的F^-；在此过程中适当加入碱性废水用于调节pH值，因而节省了大量药剂；其中废水在中和槽内HRT≥25min；

■凝聚单元

中和反应的出水进入凝聚槽内，加入适量PAM进行凝聚反应，使得混凝形成的絮体更大；

■沉淀及污泥排放单元

凝聚反应的出水流入沉淀槽。在沉淀槽内进行固液分离，沉淀排放至污泥浓缩槽；

■再中和单元

经沉淀槽固液分离后得到的上清液进入再中和槽，加入H₂SO₄调至PH为中性；

■调节池单元

调节池也可以理解为生化处理准备阶段，再中和槽出水与生产生活污水在调节池内混合均匀，稀释废水浓度，控制盐度在1-2％。调节池有效利用了厂区内的其它废水，不仅可对生产废水进行稀释，而且引入了易生化的有机营养物质，提高废水的可生化性；

■厌氧、好氧处理单元

经综合调节槽调节的出水再进入厌氧系统、好氧系统进行处理，所述厌氧系统分为厌氧系统和兼性厌氧系统，所述好氧系统分为一级接触氧化阶段和二级接触氧化阶段，每段工艺确保回流比在200％，HRT＝24h，所述一级接触氧化阶段包括将厌氧系统处理后的出水依次进入一级接触氧化池、中沉池；二级接触氧化阶段包括将一级接触氧化阶段处理后的出水依次进入二级接触氧化池、二沉池；同时在一级接触氧化池和二级接触氧化池内加入组合填料，确保耐盐菌的生长。处理后水质优于国家综合废水排放标准，出水澄清，运行稳定，运行费用低于同类废水处理工艺，出水水质见表2；

■污泥处理单元

本单元是对产生污泥的后续处理，沉淀槽底部积累的部分污泥定期排入污泥浓缩槽中；经二沉池处理得到的污泥经污泥储池后定期排入污泥浓缩槽中；污泥浓缩槽进一步降低污泥含水率，污泥浓缩槽底部的污泥定期由污泥加压泵输送至隔膜压滤机中，进行压滤；压滤产生的干污泥定期外运至专业固废处理机构进行处理。压滤机滤液返回到调节池。

表2出水水质

项目

pH

SS

BOD<sub>5</sub>

COD<sub>Cr</sub>

NH<sub>3</sub>-N

TN

F<sup>-</sup>

浓度

6-9

≦300mg/L

≤250mg/L

≤300mg/L

≤30mg/L

≤50mg/L

≤10mg/L

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.增加生物强化装置的氟化工废水处理系统，包括：废水处理系统及污泥处理系统，所述污泥处理系统与所述废水处理系统连通；

其特征在于：所述废水处理系统包括依次连通的碱性废水贮池、酸性废水贮池、微电解反应槽、氧化反应槽、中和槽、凝聚槽、沉淀槽、再中和槽、调节池、厌氧系统、好氧系统、二沉池、清水池及标准化排放井；

所述碱性废水贮池同时与所述氧化反应槽连通；

所述污泥处理系统与所述沉淀槽、厌氧系统、好氧系统及二沉池连通。

2.如权利要求1所述的增加生物强化装置的氟化工废水处理系统，其特征在于：所述厌氧系统包括依次连通的厌氧池及兼性厌氧池，所述厌氧池与所述调节池连通，所述兼性厌氧池与所述好氧系统连通。

3.如权利要求2所述的增加生物强化装置的氟化工废水处理系统，其特征在于：所述好氧系统包括依次连通的一级接触氧化池、中沉池及二级接触氧化池，同时所述一级接触氧化池与所述兼性厌氧池连通，所述二级接触氧化池与所述二沉池连通。

4.如权利要求3所述的增加生物强化装置的氟化工废水处理系统，其特征在于：所述污泥处理系统包括污泥浓缩槽、污泥脱水机及污泥储池；

所述二沉池与所述污泥储池连通，所述污泥储池与所述沉淀槽分别通过第一污泥外排管路及第二污泥外排管路与所述污泥浓缩槽连通，所述污泥浓缩槽与所述污泥脱水机连通；

所述污泥储池通过第一污泥回流管路、第二污泥回路管路及第三污泥回路管路分别与所述二级接触氧化池、兼性厌氧池及厌氧池连通；

所述中沉池同时通过第四污泥回流管路与所述一级接触氧化池连通。

5.如权利要求1所述的增加生物强化装置的氟化工废水处理系统，其特征在于：所述氧化反应槽连接有双氧水释放装置，所述双氧水释放装置内盛装有双氧水。

6.如权利要求1所述的增加生物强化装置的氟化工废水处理系统，其特征在于：所述中和槽连通有PH调节剂释放装置，所述PH调节剂释放装置内盛装有氢氧化钙。

7.如权利要求1所述的增加生物强化装置的氟化工废水处理系统，其特征在于：所述凝聚槽连通有絮凝剂释放装置，所述絮凝剂释放装置内盛装有PAM絮凝剂。

8.如权利要求1所述的增加生物强化装置的氟化工废水处理系统，其特征在于：所述再中和槽连通有硫酸释放装置，所述硫酸释放装置内盛装有硫酸。

9.如权利要求1所述的增加生物强化装置的氟化工废水处理系统，其特征在于：所述调节池内设置有生物强化装置。

10.如权利要求3所述的增加生物强化装置的氟化工废水处理系统，其特征在于：所述一级接触氧化池及二级接触氧化池内均加入有耐盐菌生长的填料。

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