CN217202415U

CN217202415U - 一种高浓有机废水处理设备

Info

Publication number: CN217202415U
Application number: CN202121059021.2U
Authority: CN
Inventors: 张春悦; 莫志朋; 王永祥; 霍子静; 郭建良; 王晶; 杨荣荣
Original assignee: Hebei Shoulang New Energy Technology Co ltd
Current assignee: Hebei Shoulang New Energy Technology Co ltd
Priority date: 2021-05-18
Filing date: 2021-05-18
Publication date: 2022-08-16
Anticipated expiration: 2031-05-18

Abstract

本实用新型公开了一种高浓有机废水处理设备，特别是高COD有机废水，其中含惰性COD的有机废水，该设备包括依次连通的如下装置：厌氧反应装置，用于将预处理有机废水进行厌氧生化反应并第一过滤，获得第一处理液；第一硝化反硝化装置，用于将所述第一处理液进行第一硝化反硝化反应并第二过滤，获得第二处理液；第一臭氧催化氧化装置，用于将所述第二处理液进行臭氧催化氧化反应，获得第三处理混合液；第二硝化反硝化装置，用于将所述第三处理混合液进行第二硝化反硝化反应，获得第四处理混合液；除磷装置，将所述第四处理混合液进行除磷并第三过滤，获得低COD纯净水；该设备占地面积小、运行成本低，减少了外加碳源量，改善了出水指标。

Description

一种高浓有机废水处理设备

技术领域

本实用新型实施例涉及有机废水处理技术领域，尤其涉及一种高浓有机废水处理设备。

背景技术

国家制定的污水排放标准越来越严格，然而，当前大部分污水处理厂普遍存在低碳、氮磷相对高的水质特点，或者厌氧、好氧组合工艺上，厌氧后废水碳含量低。由于有机物含量偏低，采用常规脱氮工艺无法满足缺氧反硝化阶段对碳源的需求，导致反硝化过程受阻，大大影响了污水处理厂脱氮效果。大部分污水处理厂或企业为了解决这一问题，一方面可以通过增加反消化缺氧区的体积，延长反消化时间来增加脱氮效果，但这种方法需要扩建污水处理厂，基建费用高，可操作性不强；另一方面，可以通过向缺氧区投加外碳源，以补充碳源的方式提高反消化速率。目前市面上常用的碳源：甲醇、乙酸、乙酸钠、面粉、葡萄糖等。在使用过程中，需要根据实际工程情况选择合适的碳源。但这些物质普遍存在以下弊端：(1)废水处理占地面积大、管理难度大、运行成本高；具体地：作为化学药剂，采购及运输成本相对较高；部分化学品为易燃易爆品，管理上增加难度；产泥量大，污泥处理费用增加；需要现场配置成溶液，劳动强度大，投加精准性差，大型污水处理厂无法使用；(2)补充碳源量多，具体地，响应时间较慢，这几类化学品并不能被所有微生物利用，需要一定的适应期直到它完全富集；(3)不环保，具体地，部分化学品比如甲醇具有一定的毒害作用，长期用甲醇作为碳源，对尾水的排放也会造成一定影响。

因此，如何寻找一种高浓有机废水处理设备，以解决高浓有机废水处理占地面积大、运行成本高，补充碳源量多，不环保等技术问题，成为有机废水处理领域的迫切需要。

实用新型内容

本申请实施例通过提供一种高浓有机废水处理设备，占地面积小、运行成本低，减少了池体体积和外加碳源量，改善了出水指标，且环保。

本申请通过本申请的一实施例提供如下技术方案：

本实用新型提供了一种高浓有机废水处理设备，包括：

预处理装置，用于收集高COD有机废水并除去悬浮物，获得预处理有机废水；

厌氧反应装置，用于将所述预处理有机废水进行厌氧生化反应并进行第一过滤，获得第一处理液；

第一硝化反硝化装置，用于将所述第一处理液进行第一硝化反硝化反应并进行第二过滤，获得第二处理液；

第一臭氧催化氧化装置，用于将所述第二处理液进行臭氧催化氧化反应，获得第三处理混合液；

第二硝化反硝化装置，用于将所述第三处理混合液进行第二硝化反硝化反应，获得第四处理混合液；

除磷装置，用于将所述第四处理混合液进行除磷并第三过滤，获得低COD纯净水；

所述预处理装置、厌氧反应装置、第一硝化反硝化装置、第一臭氧催化氧化装置、第二硝化反硝化装置和除磷装置依次连通。

进一步地，所述预处理装置包括收集池和用于投入所述收集池内的絮凝剂和助凝剂。

进一步地，所述厌氧反应装置包括：

厌氧反应器，用于将所述预处理有机废水进行厌氧生化反应，获得第一混合液；

斜板沉淀器，用于将所述第一混合液进行第一过滤，获得第一处理液；

所述预处理装置、所述厌氧反应器、所述斜板沉淀器和所述第一硝化反硝化装置依次相连通。

进一步地，所述第一硝化反硝化装置包括依次连通的第一硝化反硝化池、二沉池和过滤器。

进一步地，所述过滤器包括砂滤器和活性炭过滤器中的至少一种。

进一步地，所述第二硝化反硝化装置包括依次连通的第二硝化反硝化池和三沉池。

所述第一臭氧催化氧化装置包括：

空压机，用于对空气进行压缩，获得压缩空气；

制氧机，用于将所述压缩空气进行制备获得氧气；所述制氧机与所述空压机相连通；

臭氧发生器，用于将所述氧气进行氧化反应，获得臭氧混合气；所述臭氧发生器与所述制氧机相连通；

催化氧化塔，用于将所述臭氧混合气和所述所述第二处理液进行臭氧催化氧化反应，获得第三处理混合液。

进一步地，所述除磷装置包括混凝沉淀池和用于加入所述混凝沉淀的铁盐和絮凝剂。

进一步地，所述高浓有机废水处理设备还包括第二臭氧催化氧化装置和反渗透装置，所述除磷装置、所述第二臭氧催化氧化装置和所述反渗透装置依次相连通。

本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少含有如下技术效果或优点：

本实用新型实施例公开了一种高浓有机废水处理设备，包括：预处理装置，用于收集高COD有机废水并除去悬浮物，获得预处理有机废水；厌氧反应装置，用于将所述预处理有机废水进行厌氧生化反应并进行第一过滤，获得第一处理液；第一硝化反硝化装置，用于将所述第一处理液进行第一硝化反硝化反应并进行第二过滤，获得第二处理液；第一臭氧催化氧化装置，用于将所述第二处理液进行臭氧催化氧化反应，获得第三处理混合液；第二硝化反硝化装置，用于将所述第三处理混合液进行第二硝化反硝化反应，获得第四处理混合液；除磷装置，用于将所述第四处理混合液进行除磷并第三过滤，获得低COD纯净水；所述预处理装置、厌氧反应装置、第一硝化反硝化装置、第一臭氧催化氧化装置、第二硝化反硝化装置和除磷装置依次连通。本实用新型实施例将高COD有机废水依次通过预处理、厌氧生化反应、第一硝化反硝化反应、臭氧催化氧化反应、第二硝化反硝化反应和除磷，获得低COD纯净水；本实用新型申请人发现将第一臭氧催化氧化装置设置在第一硝化反硝化装置和第二硝化反硝化装置之间，在颜色深、难降解COD高的废水处理上效果尤为显著，具体地：经第一硝化反硝化反应降解之后的废水所含COD大部分为惰性COD，对于微生物来讲，需要更长的时间降解，这样会增加第二硝化反硝化装置所需要的容积，以及外加的碳源量，而本实用新型实施例将第一臭氧催化氧化装置设置在第一硝化反硝化装置和第二硝化反硝化装置之间，用臭氧氧化断链后，减少了二硝化反硝化装置所需要的池体体积和外加碳源量，甚至不用外加碳源，改善了出水指标。因此，本实用新型实施例的一种高浓有机废水处理设备，占地面积小、运行成本低，减少了池体体积和外加碳源量，改善了出水指标，且环保。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型实施例的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本实用新型实施例提供的一种高浓有机废水处理设备的结构示意图；

附图标记说明如下：

1-预处理装置、

2-厌氧反应装置、21-厌氧反应器、22-斜板沉淀器；

3-第一硝化反硝化装置、31-第一硝化反硝化池、32-二沉池、33-过滤器、34、产水池；

4-第一臭氧催化氧化装置、

5-第二硝化反硝化装置、51-第二硝化反硝化池、52-三沉池；

6-除磷装置、7-污泥浓缩装置、8-第二臭氧催化氧化装置、9-反渗透装置。

具体实施方式

下文将结合具体实施方式和实施例，具体阐述本实用新型实施例，本实用新型实施例的优点和各种效果将由此更加清楚地呈现。本领域技术人员应理解，这些具体实施方式和实施例是用于说明本实用新型实施例，而非限制本实用新型实施例。

在整个说明书中，除非另有特别说明，本文使用的术语应理解为如本领域中通常所使用的含义。因此，除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本实用新型实施例所属领域技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾，本说明书优先。

除非另有特别说明，本实用新型实施例中用到的各种原材料、试剂、仪器和装置等，均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

本申请实施例通过提供一种高浓有机废水处理设备，解决了现有技术中高浓有机废水处理占地面积大、运行成本高，补充碳源量多，不环保的技术问题。

本申请实施例的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：

作为本申请实施例的一种典型的实施方式，提供了一种高浓有机废水处理设备，如图1所示，包括：

预处理装置1，用于收集高COD有机废水并除去悬浮物，获得预处理有机废水；

厌氧反应装置2，用于将所述预处理有机废水进行厌氧生化反应并进行第一过滤，获得第一处理液；

第一硝化反硝化装置3，用于将所述第一处理液进行第一硝化反硝化反应并进行第二过滤，获得第二处理液；

第一臭氧催化氧化装置4，用于将所述第二处理液进行臭氧催化氧化反应，获得第三处理混合液；

第二硝化反硝化装置5，用于将所述第三处理混合液进行第二硝化反硝化反应，获得第四处理混合液；

除磷装置6，用于将所述第四处理混合液进行除磷并第三过滤，获得低COD纯净水；

所述预处理装置1、厌氧反应装置2、第一硝化反硝化装置3、第一臭氧催化氧化装置4、第二硝化反硝化装置5和除磷装置6依次连通。

本申请实施例将高COD有机废水依次通过预处理、厌氧生化反应、第一硝化反硝化反应、臭氧催化氧化反应、第二硝化反硝化反应和除磷，获得低COD纯净水；本实用新型申请人发现将第一臭氧催化氧化装置设置在第一硝化反硝化装置和第二硝化反硝化装置之间，经第一硝化反硝化反应降解之后的废水所含COD大部分为惰性COD，对于微生物来讲，需要更长的时间降解，这样会增加第二硝化反硝化装置所需要的容积，以及外加的碳源量，而本实用新型实施例用臭氧氧化断链后，减少了二硝化反硝化装置所需要的池体体积和外加碳源量，甚至不用外加碳源，改善了出水指标。

本申请实施例中的高COD有机废水，具体包括含一氧化碳或/和二氧化碳气体发酵制醇获得的有机废水，或其他含高COD、高氨氮、高磷的有机废水。这类废水特点是COD高(惰性COD高)、可生化性好、氨氮高，处理难点是总氮的达标排放。

在本申请实施例中，所述预处理装置1包括收集池和用于投入所述收集池内的絮凝剂和助凝剂。加入絮凝剂和助凝剂是为了去除部分悬浮物，絮凝剂按照其化学成分总体可分为无机絮凝剂和有机絮凝剂两类。其中无机絮凝剂又包括无机凝聚剂和无机高分子絮凝剂；有机絮凝剂又包括合成有机高分子絮凝剂、天然有机高分子絮凝剂和微生物絮凝剂；无机絮凝剂包括硫酸铝、氯化铝、硫酸铁、氯化铁等。

在本申请实施例中，所述厌氧反应装置2包括：

厌氧反应器21，用于将所述预处理有机废水进行厌氧生化反应，获得第一混合液；

斜板沉淀器22，用于将所述第一混合液进行第一过滤，获得第一处理液；

所述预处理装置1、所述厌氧反应器21、所述斜板沉淀器22和所述第一硝化反硝化装置3依次相连通。

高COD有机废水经过预处理装置1预处理后，获得的预处理有机废水经过厌氧反应器21进行厌氧生化处理，后进入斜板沉淀器22进行第一过滤，获得第一处理液；所述第一处理液进入第一硝化反硝化装置3；具体地，厌氧反应器21可以是内循环反应器，也可以是上升式厌氧污泥床，厌氧反应器21出水一部分流入循环池，一部分流入斜板沉淀器22，有效截留厌氧污泥；所述循环池和厌氧反应器21之间通过循环泵实现外循环；

本申请实施例中，所用的微生物厌氧颗粒污泥或絮状污泥，厌氧反应器为IC或UASB。

厌氧消化是指在无分子氧参与的条件下，通过多种微生物的协同作用，把有机物最终分解为甲烷(CH₄)和CO₂等产物的过程。在厌氧消化过程中，碳水化合物的复杂形式纤维素和淀粉在各类酶的作用下，逐步水解为葡萄糖，而后经EMP途径，首先转化为丙酮酸，然后丙酮酸作为受氢体，产生各种酸、醇和酮等；蛋白质则逐步水解为氨基酸，氨基酸可通过Strickland反应或加氢还原等途径脱氨，分解成氨和另一种不含氨的有机物；而脂肪首先被分解为脂肪酸、甘油和磷酸，然后脂肪酸在产氢产乙酸菌的作用下遵循β氧化机理分解，同时脂肪酸、甘油分解的中间产物也被产氢产乙酸菌群利用而生成乙酸、氢和CO₂。产甲烷菌群有两类，一类是利用乙酸生成甲烷，另一类是由氢、CO₂形成甲烷，在反应器正常情况下，两者分别占甲烷生成总量的70％和30％。在产生甲烷过程的同事，还存在一个同型产乙酸的过程，即少数产乙酸菌能使用氢作为电子供体CO₂等还原为乙酸。

在本申请实施例中，所述第一硝化反硝化装置3包括依次连通的第一硝化反硝化池31、二沉池32和过滤器33。

经过所述厌氧反应装置2处理获得的第一处理液进入第一硝化反硝化池31内脱出大部分的氨氮和COD，获得第二处理混合液；本申请实施例中第一硝化反硝化反应机理具体为：

硝化反应是在好氧条件下，将NH⁴⁺转化为NO₂ ^-和NO₃ ^-的过程。硝化细菌是化能自养菌，生长率低，对环境条件变化较为敏感。温度、溶解氧、污泥龄、pH、有机负荷等都会对它产生影响反硝化菌属异养兼性厌氧菌，在有氧存在时，它会以O₂为电子受体进行呼吸；在无氧而有NO₃ ^-或NO₂ ^-存在时，则以NO₃ ^-或NO₂ ^-为电子受体，以有机碳为电子供体和营养源进行反硝化反应，最终形成氮气。

在本申请实施例中，还包括污泥浓缩装置7，所述污泥浓缩装置7与所述二沉池32的地步相连通；所述第二处理混合液进入二沉池32，池底与污泥泵相连，污泥泵出口有两路分支，所述第二处理混合液中的污泥一路进入污泥浓缩装置7，一路回流到第一硝化反硝化池31；二沉池32的池上部的废水(即所述第二处理混合液中的液体)通过泵送至过滤器33进行过滤，获得第二处理液；

所述过滤器33包括砂滤器和活性炭过滤器中的至少一种。所述过滤器33是为了在第一硝化反硝化之后进行过滤，确保进入后续第一臭氧催化氧化装置4的悬浮物足够低；

在本申请实施例中，第一臭氧催化氧化装置4包括：

空压机，用于对空气进行压缩，获得压缩空气；

所述催化氧化塔包括液体分布器和气体分布器，内含催化剂(促进惰性COD的降解)

该实施方式中，所述空压机产气压力不低于6bar，所述制氧机产气浓度90％以上，所述臭氧发生器产气浓度在100g/Nm³以上。

经第一硝化反硝化反应降解之后的废水所含COD大部分为惰性COD，对于微生物来讲需要更长的时间降解，这样会增加二级硝化反硝化池51池体的容积，以及外加的碳源量，而用臭氧氧化断链后，减少了池体体积和外加碳源量，甚至不用外加碳源，改善了出水指标。第一臭氧催化氧化装置将所述第二处理液进行臭氧催化氧化反应，获得第三处理混合液；通过臭氧催化氧化提高废水的可生化性，再进入第二硝化反硝化装置，在本申请实施例中，臭氧催化氧化反应的反应机理具体为：

用臭氧作氧化剂对废水进行净化和消毒处理的方法。臭氧具有很强的氧化能力，提高了污水中COD的去除率，最重要的是将生物法难降解的长链或环状有机物进行氧化断链，成小分子的有机酸、醛等，提高生物处理的效率。

在本申请实施例中，所述第二硝化反硝化装置5包括依次连通的第二硝化反硝化池51和三沉池52。

将所述第三处理混合液进入第二硝化反硝化池51进行第二硝化反硝化反应，后进入三沉池52进行沉淀，获得第四处理混合液；

在本申请实施例中，所述除磷装置6包括混凝沉淀池和用于加入所述混凝沉淀的铁盐和絮凝剂。在混凝沉淀池中加入铁盐和絮凝剂可以实现磷的去除，具体涉及到的反应机理具体为：在混凝反应池内添加聚铁和聚丙烯酰胺，形成絮体，以去除废水中的COD和磷酸根。

在本申请实施例中，所述高浓有机废水处理设备还包括第二臭氧催化氧化装置8和反渗透装置9，所述除磷装置6、所述第二臭氧催化氧化装置8和所述反渗透装置9依次相连通。所述除磷装置6获得的低COD纯净水，可根据不同的出水指标和回用要求，可连接第二臭氧催化氧化装置8和反渗透装置9，进一步降低COD和色度。

其中第二臭氧催化氧化装置8中臭氧催化氧化反应，从而起到降低COD和色度的作用。

所述的一种高浓有机废水处理设备的工作流程包括：

S1、收集高COD有机废水并除去悬浮物，获得预处理有机废水；

S2、将所述预处理有机废水进行厌氧生化反应并进行第一过滤，获得第一处理液；

厌氧生化反应的条件为：温度为35-38℃和时间6-20h。

S3、将所述第一处理液进行第一硝化反硝化反应并进行第二过滤，获得第二处理液；

第一硝化反硝化反应的条件为：温度为35-40℃和时间96-124h。

S4、将所述第二处理液进行臭氧催化氧化反应，获得第三处理混合液；

臭氧催化氧化反应的条件为：和时间1-2h。

S5、将所述第三处理混合液进行第二硝化反硝化反应，获得第四处理混合液；

第二硝化反硝化反应的条件为：温度为35-40℃和时间12-24h。

S6、将所述第四处理混合液进行除磷并第三过滤，获得低COD纯净水。

上述本申请实施例中的技术方案，至少含有如下的技术效果或优点：

本实用新型实施例的一种高浓有机废水处理设备，将第一臭氧催化氧化装置设置在第一硝化反硝化装置和第二硝化反硝化装置之间，用臭氧氧化断链后，减少了二硝化反硝化装置所需要的池体体积和外加碳源量，甚至不用外加碳源，改善了出水指标。

尽管已描述了本实用新型实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型实施例范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型实施例进行各种改动和变型而不脱离本实用新型实施例的精神和范围。这样，倘若本实用新型实施例的这些修改和变型属于本实用新型实施例权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型实施例也意图包含这些改动和变型在内。

Claims

1.一种高浓有机废水处理设备，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的一种高浓有机废水处理设备，其特征在于，所述厌氧反应装置包括：

3.如权利要求1所述的一种高浓有机废水处理设备，其特征在于，所述第一硝化反硝化装置包括依次连通的第一硝化反硝化池、二沉池和过滤器。

4.如权利要求3所述的一种高浓有机废水处理设备，其特征在于，所述过滤器包括砂滤器和活性炭过滤器中的至少一种。

5.如权利要求1所述的一种高浓有机废水处理设备，其特征在于，所述第二硝化反硝化装置包括依次连通的第二硝化反硝化池和三沉池。

6.如权利要求1所述的一种高浓有机废水处理设备，其特征在于，所述除磷装置包括混凝沉淀池和用于加入所述混凝沉淀的铁盐和絮凝剂。

7.如权利要求1所述的一种高浓有机废水处理设备，其特征在于，所述第一臭氧催化氧化装置包括：

空压机，用于对空气进行压缩，获得压缩空气；

催化氧化塔，用于将所述臭氧混合气和所述第二处理液进行臭氧催化氧化反应，获得第三处理混合液。

8.如权利要求1所述的一种高浓有机废水处理设备，其特征在于，所述高浓有机废水处理设备还包括污泥浓缩装置，所述第一硝化反硝化装置和所述第二硝化反硝化装置分别与所述污泥浓缩装置相连通。

9.如权利要求1所述的一种高浓有机废水处理设备，其特征在于，所述高浓有机废水处理设备还包括第二臭氧催化氧化装置和反渗透装置，所述除磷装置、所述第二臭氧催化氧化装置和所述反渗透装置依次相连通。