CN219279688U - 一种高浓度有机胺类废水的电解催化处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高浓度有机胺类废水的电解催化处理系统，涉及废水处理技术领域，包括预处理系统、生化处理系统和深度处理系统，所述预处理系统包括废水收集调节池、一级电解催化氧化设备、二级电解催化氧化设备、三级电解催化氧化设备、混凝沉淀池，所述生化处理系统包括UASB厌氧反应器、UCBR反应器、缺氧池、好氧池和二沉池，所述深度处理系统包括消毒池和高效纤维过滤器；本实用新型通过预处理采用电解催化氧化技术，能有效的改变有机胺的结构，从而降低或解除高浓度有机胺类废水的生物毒性，厌氧处理采用UASB反应器与UCBR反应器串联设置，既能去除部分COD，又有一定的脱氮效果，进一步提升了废水的可生化性。

Description

一种高浓度有机胺类废水的电解催化处理系统

技术领域

本实用新型涉及废水处理技术领域，具体是一种高浓度有机胺类废水的电解催化处理系统。

背景技术

有机胺类物质是重要的化工原料，被广泛用于农药、医药、合成染料、洗洗剂等行业中。在这些工业产品的生产过程中，会产生毒性较高的高浓度有机胺类废水，这类废水对微生物有较强的毒害抑制作用，属于难生物降解的废水。

目前国内对高浓度有机胺类废水普遍采用预处理+厌氧+好氧+深度处理的组合工艺进行处理。

预处理的目的是解除或降低废水的毒性、提高可生化性，同时去除一部分的污染物质。主要采用的有以下几种预处理方法：湿式氧化法、芬顿氧化法、铁碳微电解法等。厌氧处理的目的是将高浓度废水降低为中、低浓度废水，同时可进一步提高废水的可生化性，有利于后续好氧生化处理。由于厌氧是一种节能工艺，因此在高浓度有机胺类废水处理方面得以广泛应用。目前常用的厌氧处理工艺有UASB、IC、EGSB等几种工艺。好氧处理将废水中可生化的污染物质彻底分解为二氧化碳和水，同时通过与缺氧池、厌氧池结合，达到脱氮、除磷的效果。目前在高浓度有机胺类废水处理中，最常用的好氧工艺为生物接触氧化法。其污泥浓度大、处理负荷高，效果稳定。深度处理是为进一步降低出水中的COD、N、P、色度等指标而设。包括过滤、氧化、吸附、气浮等工艺。

湿式氧化法需要在高温高压的条件下进行，故要求反应器材耐高温高压、耐腐蚀，因此设备费用大，投资大。

Fenton法对废水进行预处理，需在酸性条件下反应，其加药量大、污泥产生量大、运行成本高。

铁碳微电解法对污水进行预处理，铁碳填料容易发生板结而失效，且需在酸性条件下反应，对于高浓度工业废水，效果不是很理想。

IC反应器内部结构复杂，设计施工要求高。反应器高径比大，一方面增加了进水泵的动力消耗，提高了运行费用；另一方较大的水流上升速度，如果三相分离器处理不当将使出水中细微颗粒物比UASB多，加重了后续处理的负担。另外内循环中泥水混合液的提升管和回流管易产生堵塞，使内循环瘫痪，处理效果变差。IC厌氧反应器相对较短的水力停留时间将会影响不溶性有机物的去除效果。颗粒污泥的培养为关键技术，难以复制。

EGSB径高比大，施工难度较大；采用外循环，动力消耗较大，运行费较高；三相分离器设计要求比IC更高，设计不当将造成污泥流失严重；EGSB厌氧反应器相对较短的水力停留时间将会影响不溶性有机物的去除效果。颗粒污泥的培养为关键技术，难以复制。

针对上述问题，我们提供了一种高浓度有机胺类废水的电解催化处理系统，以解决上述所提到的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种高浓度有机胺类废水的电解催化处理系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

本实用新型提供的高浓度有机胺类废水的电解催化处理系统，预处理采用我公司研制的电解催化氧化设备，设备内部采用的催化剂为我公司配制的有机废水处理专用催化剂；厌氧处理采用我公司研制的UCBR反应器；好氧处理采用常规A/O工艺。

预处理设备即电解催化氧化设备，在提供10-30V电压、50-200A电流的直流电作用下，利用反应器内的专用催化剂，废水反应时间30-60min，同时可部分或完全解除高浓度有机胺类废水的生物毒性，废水的B/C比可提高到0.2以上。采用电解催化氧化设备对高浓度有机胺类废水进行预处理，对污水的pH范围3-9均能适应，并且经过处理后，pH朝中性接近，能减少投加酸、或碱的量。该设备能耗较低、污泥产生量少、催化剂及电极板使用年限长，操作简单。

厌氧处理工艺即UCBR反应器，综合了厌氧接触氧化法及UASB反应器的特点。该反应器结构较简单，径高比较小，施工难度及投资、运行成本较低；内部除有底部的污泥层外，还有垂直方向上的悬挂填料生物膜区，因此，相比UASB和厌氧接触法，污泥浓度更大，处理负荷更高，占地更小；由于垂直方向上采用了悬挂填料生物膜区，填料固定了微生物，同时还能有效拦截反应器中比重较大的污泥，因此，不需要设三相分离器，简化了反应器结构；垂直方向上生物群落包括厌氧区、兼氧区、好氧区，全群落的生态结构，处理效果更好、更稳定，处理负荷更高；合理控制兼氧区、好氧区溶解氧，能达到一定的脱氮效果；采用虹吸脉冲布水系统，反应器瞬时上升流速很大，可有效淘汰反应器中比重较轻及老化的污泥，因此，启动时间短，1～2个月可以完成反应器的启动；对低温、pH等条件适应性强；对进水SS浓度要求不高，出水水质较好，不需要在末端设沉淀池。厌氧处理根据废水的难易程度、停留时间在2～7天，一般按二级串联设置。

好氧处理采用常规A/O工艺，工艺成熟，稳定性好。整个A/O工艺池体中，均悬挂生物填料，提高污泥浓度，增加处理能力。

深度处理采用高效纤维过滤器，滤速可达30-50m/h，是常规过滤工艺的3-5倍。处理效果好，进水SS≤50mg/L时，出水SS≤10mg/L;反洗水量小，是常规过滤工艺反洗水量的1/3;反洗水可以用过滤前的水反洗，对水质要求无常规过滤工艺要求高。

为实现上述目的，本实用新型具体提供如下技术方案：

一种高浓度有机胺类废水的电解催化处理系统，包括预处理系统、生化处理系统和深度处理系统，所述预处理系统包括废水收集调节池、一级电解催化氧化设备、二级电解催化氧化设备、三级电解催化氧化设备、混凝沉淀池，所述生化处理系统包括UASB厌氧反应器、UCBR反应器、缺氧池、好氧池和二沉池，所述深度处理系统包括消毒池和高效纤维过滤器；

所述废水收集调节池废水经泵提升至一级电解催化氧化设备中，所述一级电解催化氧化设备出水自流进入中间罐一，中间罐一中的废水经泵提升至二级电解催化氧化设备中，二级电解催化氧化设备出水自流进入中间罐二，中间罐二中的废水经泵提升至三级电解催化氧化设备中，级电解催化氧化设备出水自流进入混凝沉淀池，混凝沉淀池清水区的废水经泵提升后进入脉冲布水系统一，脉冲布水系统一每隔分钟将废水冲入UASB厌氧反应器的底部，使UASB厌氧反应器内形成均匀的上升流，所述UASB厌氧反应器出水自流进入中间罐三，中间罐三中废水经泵提升后进入脉冲布水系统二，脉冲布水系统二每隔分钟将废水冲入UCBR反应器的底部，使UCBR反应器内形成均匀的上升流，UCBR反应器出水自流进入缺氧池，缺氧池内的弹性填料上聚集有厌氧与兼氧菌群，缺氧池出水自流进入好氧池，所述好氧池末端设硝化液回流泵，将硝化液回流至缺氧池，废水中老化的微生物通过好氧池出水排入二沉池，微生物通过重力作用沉降在二沉池内，除部分污泥回流后，其他剩余污泥排出系统，所述二沉池出水自流进入消毒池，消毒池内废水经泵输送至高效纤维过滤器过滤后达标排放。

作为本实用新型进一步的方案：所述废水收集调节池池内设置搅拌装置。

作为本实用新型再进一步的方案：所述一级电解催化氧化设备采用专用重质催化剂填料，所述重质催化剂填料主要成分包括Fe、Mn、Ti金属及其氧化物，所述二级电解催化氧化设备与三级电解催化氧化设备采用轻质催化剂填料，所述轻质催化剂填料主要成分包括Co、Mn、Ti、Ni金属及其氧化物配以相应载体。

作为本实用新型再进一步的方案：所述混凝沉淀池分为混凝区、沉淀区与清水区，所述三级电解催化氧化设备出水进入混凝区并投加混凝剂与絮凝剂。

作为本实用新型再进一步的方案：所述脉冲布水系统一每隔六分钟将废水冲入UASB厌氧反应器的底部，所述UASB厌氧反应器的底部设有锥形布水器，UASB厌氧反应器在上部安装三相分离器，在下部弹性填料区一安装弹性填料。

作为本实用新型再进一步的方案：所述脉冲布水系统二每隔六分钟将废水冲入UCBR反应器的底部，所述UCBR反应器的底部设有锥形布水器，所述UCBR反应器在上部设有组合填料区，所述组合填料区采用可提式曝气器进行曝气，所述UCBR反应器下部设有弹性填料区二。

作为本实用新型再进一步的方案：所述缺氧池设有弹性填料区三，所述好氧池设有组合填料区。

作为本实用新型再进一步的方案：所述二沉池采用竖流式沉淀池，中间设有中心导游筒，底部设有污泥回流泵，污泥回流比为50%～100%。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、预处理采用电解催化氧化技术，能有效的改变有机胺的结构，从而降低或解除高浓度有机胺类废水的生物毒性，提高废水的可生化性。

2、预处理采用电解催化氧化技术，处理效果好、用药量少或不用加药剂、能耗低，管理操作方便，成本低。

3、厌氧处理采用UASB反应器与UCBR反应器串联设置，既能去除部分COD，又有一定的脱氮效果，进一步提升了废水的可生化性，保证了后续A/O处理系统稳定的进水水质。

4、UASB反应器与UCBR反应器都采用脉冲布水系统，从反应器底部进水，使反应器内污泥始终处理于悬浮状态，与进入反应器的废水充分接触，保证处理效果。

5、 UASB反应器与UCBR反应器内都安装了生物填料，提高了污泥浓度，提升了处理效果。

6、深度处理采用高效纤维过滤器，处理负荷是常规过滤工艺的3-5倍；处理效果好，进水SS≤50mg/L时，出水SS≤10mg/L;反洗水量小，是常规过滤工艺反洗水量的1/3;反洗水可以用过滤前的水反洗，对水质要求无常规过滤工艺要求高。

7、整个工艺流程，效果稳定可靠，操作简单。

附图说明

图1为本实用新型的系统工艺流程原理图。

其中：1-废水收集调节池；2-一级电解催化氧化设备；3-二级电解催化氧化设备；4-三级电解催化氧化设备；5-混凝沉淀池；6-UASB厌氧反应器；7-UCBR反应器；8-缺氧池；9-好氧池；10-二沉池；11-消毒池；12-高效纤维过滤器；13-中间罐一；14-中间罐二；15-中间罐三；16-脉冲布水系统一；17-脉冲布水系统二；18-直流电源；19-三相分离器；20-弹性填料区一；21-锥形布水器；22-组合填料区一；23-可提式曝气器；24-弹性填料区二；25-弹性填料区三；26-组合填料区二；27-中心导流筒。

实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，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做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。

请参阅图1，一种高浓度有机胺类废水的电解催化处理系统，包括预处理系统、生化处理系统和深度处理系统，所述预处理系统包括废水收集调节池1、一级电解催化氧化设备2、二级电解催化氧化设备3、三级电解催化氧化设备4、混凝沉淀池5，所述生化处理系统包括UASB厌氧反应器6、UCBR反应器7、缺氧池8、好氧池9、二沉池10，所述深度处理系统包括消毒池11和高效纤维过滤器12。

其中，预处理系统的工艺过程：

高浓度有机胺类废水经收集后进入废水收集调节池1，废水经泵提升至一级电解催化氧化设备2中，经过电解催化反应，废水中部分相对较容易氧化的大分子有机物被氧化分解。一级电解催化氧化设备2出水自流进入中间罐一13，中间罐一13中的废水经泵提升至二级电解催化氧化设备3中，经过电解催化反应，废水中部分结构复杂的大分子有机胺类物质被氧化分解，废水中有机氮被释放为无机氮。二级电解催化氧化设备3出水自流进入中间罐二14，中间罐二14中的废水经泵提升至三级电解催化氧化设备4中，经过电解催化反应，废水中结构复杂的大分子有机胺类物质进一步被氧化分解，废水中有机氮被进一步释放为无机氮。三级电解催化氧化设备4出水自流进入混凝沉淀池5，在混凝沉淀池5的反应区投加混凝絮凝剂，使废水中的悬浮物、胶体物质形成较大的絮体，再进入混凝沉淀池5的沉淀区经过重力沉淀完成固液分离。经过预处理系统的处理，废水的毒性得到解除或者降低，废水的可生化性得到提升。

其中，生化处理系统的工艺过程：

混凝沉淀池5清水区的废水经泵提升后进入脉冲布水系统一16，脉冲布水系统一16每隔六分钟将废水冲入UASB厌氧反应器6的底部，使UASB厌氧反应器6内形成均匀的上升流。在UASB厌氧反应器6中，废水中的部分有机物经过厌氧发酵降解为甲烷和二氧化碳。UASB厌氧反应器6出水自流进入中间罐三15，中间罐三15中废水经泵提升后进入脉冲布水系统二17，脉冲布水系统二17每隔六分钟将废水冲入UCBR反应器7的底部，使UCBR反应器7内形成均匀的上升流。在UCBR反应器7中，废水中的部分有机物进一步降解为甲烷和二氧化碳。同时部分有机物在此经过好氧菌降解为二氧化碳和水。同时，废水中释放出来的无机胺在硝化菌的作用下氧化成硝态氮，部分硝态氮被反硝化菌还原成氮气。经过UASB厌氧反应器6与UCBR反应器7的处理后，废水中的大分子有机物被分解成小分子有机物，部分胺被去除。为后续好氧处理系统提供合适且稳定的进水水质。UCBR反应器7出水自流进入缺氧池8，缺氧池8内的弹性填料上聚集有厌氧与兼氧菌群，其中的反硝化细菌以污水中未分解的含碳有机物为碳源，将好氧池9内通过内循环回流进来的硝酸根还原为氮气而释放从而将氮去除。缺氧池8出水自流进入好氧池9，在此，废水中的残留有机物被彻底分解为水和二氧化碳，氨氮被氧化为硝态氮。好氧池9末端设硝化液回流泵，将硝化液回流至缺氧池。好氧池9中微生物在将废水中的有机物分解成水和二氧化碳的同时，也会通过新陈代谢繁衍后代，废水中老化的微生物通过好氧池9出水排入二沉池10，微生物通过重力作用沉降在二沉池10内，除部分污泥回流后，其他剩余污泥排出系统。

其中，深度处理系统工艺流程：

所述二沉池10出水自流进入消毒池11。消毒池11内废水经泵输送至高效纤维过滤器12过滤后达标排放。

各个功能单元的详细说明：

其中，所述废水收集调节池1池内设置搅拌装置使废水混合均匀，同时防止悬浮物沉淀。

其中，所述一级电解催化氧化设备2采用专用重质催化剂填料，主要成分为Fe、Mn、Ti等金属及其氧化物。二级电解催化氧化设备3与三级电解催化氧化设备4采用轻质催化剂填料，主要成分为Co、Mn、Ti、Ni等金属及其氧化物配以相应载体。各级电解催化氧化设备均配备直流电源18，阴阳极板采用钛合金镀稀土涂层极板。各级电解催化氧化设备均从底部进水，上部出水，且底部均接入穿孔曝气管并使用空气进行曝气。废水在各级电解催化氧化设备内的停留时间均为30min～60min。

其中，所述混凝沉淀池5分为混凝区、沉淀区与清水区，三级电解催化氧化设备4出水进入混凝区并在此投加混凝剂与絮凝剂。

其中，脉冲布水系统一16每隔六分钟将废水冲入UASB厌氧反应器6的底部。在UASB厌氧反应器6的底部有锥形布水器21，使脉冲水能均匀分布于UASB厌氧反应器6的底部断面，在UASB厌氧反应器6内形成均匀的上升流。UASB厌氧反应器6在上部安装三相分离器19，在下部弹性填料区一20安装弹性填料。废水在UASB厌氧反应器6的停留时间为3d～5d。

其中，脉冲布水系统二17每隔六分钟将废水冲入UCBR反应器7的底部，在UCBR反应器7的底部有锥形布水器21，使脉冲水能均匀分布于UCBR反应器7的底部断面，在UCBR反应器7内形成均匀的上升流。UCBR反应器7在上部组合填料区22安装组合填料，在组合填料区22采用可提式曝气器23进行曝气，在下部弹性填料区二24安装弹性填料。废水在UCBR反应器7的停留时间为3d～5d。

其中，缺氧池8在弹性填料区三25安装弹性填料。废水在缺氧池8的停留时间为0.5d～1d。

其中，好氧池9在组合填料区二26安装组合填料，在组合填料区二26采用可提式曝气器23进行曝气。好氧池9在未端安装混合液回流泵，将混合液回流至缺氧池8，混合液回流比为100%～400%。废水在好氧池9的停留时间为1d～3d。

其中，二沉池采用竖流式沉淀池，中间设有中心导游筒27，底部设有污泥回流泵，污泥回流比为50%～100%。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.一种高浓度有机胺类废水的电解催化处理系统，其特征在于：包括预处理系统、生化处理系统和深度处理系统，所述预处理系统包括废水收集调节池(1)、一级电解催化氧化设备(2)、二级电解催化氧化设备(3)、三级电解催化氧化设备(4)、混凝沉淀池(5)，所述生化处理系统包括UASB厌氧反应器(6)、UCBR反应器(7)、缺氧池(8)、好氧池(9)和二沉池(10)，所述深度处理系统包括消毒池(11)和高效纤维过滤器(12)；

所述废水收集调节池(1)排水端经泵与一级电解催化氧化设备(2)相通，所述一级电解催化氧化设备(2)出水端与中间罐一(13)相通，中间罐一(13)排水端经泵与二级电解催化氧化设备(3)相通，所述二级电解催化氧化设备(3)出水口与中间罐二(14)相通，中间罐二(14)的排水端经泵与三级电解催化氧化设备(4)相通，三级电解催化氧化设备(4)出水口与混凝沉淀池(5)相通，所述混凝沉淀池(5)经泵与脉冲布水系统一(16)相通，脉冲布水系统一(16)排水端与UASB厌氧反应器(6)的底部相通，所述UASB厌氧反应器(6)出水口与中间罐三(15)相通，所述中间罐三(15)排水端经泵与脉冲布水系统二(17)相通，所述脉冲布水系统二(17)与UCBR反应器(7)的底部相通，所述UCBR反应器(7)的出水口与缺氧池(8)相通，所述缺氧池(8)内的弹性填料上聚集有厌氧与兼氧菌群，所述缺氧池(8)出水口与好氧池(9)相通，所述好氧池(9)末端设有与缺氧池(8)相通的硝化液回流泵，所述好氧池(9)出水口与二沉池(10)相通，所述二沉池(10)出水口与自流进入消毒池(11)相通，消毒池(11)排水口经泵与高效纤维过滤器(12)相通。

2.根据权利要求1所述的一种高浓度有机胺类废水的电解催化处理系统，其特征在于，所述废水收集调节池(1)池内设置搅拌装置。

3.根据权利要求1所述的一种高浓度有机胺类废水的电解催化处理系统，其特征在于，所述混凝沉淀池(5)分为混凝区、沉淀区与清水区，所述三级电解催化氧化设备(4)出水进入混凝区并投加混凝剂与絮凝剂。

4.根据权利要求3所述的一种高浓度有机胺类废水的电解催化处理系统，其特征在于，所述UASB厌氧反应器(6)的底部设有锥形布水器(21)，UASB厌氧反应器(6)在上部安装三相分离器(19)，在下部弹性填料区一(20)安装弹性填料。

5.根据权利要求1所述的一种高浓度有机胺类废水的电解催化处理系统，其特征在于，所述UCBR反应器(7)的底部设有锥形布水器(21)，所述UCBR反应器(7)在上部设有组合填料区一(22)，所述组合填料区一(22)采用可提式曝气器(23)进行曝气，所述UCBR反应器(7)下部设有弹性填料区二(24)。

6.根据权利要求1所述的一种高浓度有机胺类废水的电解催化处理系统，其特征在于，所述缺氧池(8)设有弹性填料区三(25)，所述好氧池(9)设有组合填料区二(26)。

7.根据权利要求1所述的一种高浓度有机胺类废水的电解催化处理系统，其特征在于，所述二沉池(10)采用竖流式沉淀池，中间设有中心导游筒(27)，底部设有污泥回流泵，污泥回流比为50％～100％。

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