CN202465460U - 用于低碳源难降解微污染水源的处理*** - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于低碳源难降解微污染水源的处理***，包括芬顿氧化单元，与所述芬顿氧化单元用管路顺次连接有气浮除渣单元和强化A²O单元，所述气浮除渣单元与所述强化A²O单元之间的连接管路上设有一过水泵，所述强化A²O单元的回流管路上设有MBR单元，所述MBR单元包括出水口和放空口。利用MBR代替传统A²O工艺中的二沉池，可以大大节省占地面积，缩短水力停留时间，提高处理效率，同时，对于稳定出水和提高***的抗冲击负荷能力发挥重大作用。本实用新型能够发挥各自技术的优点、相辅相成，实现低浓度、水质成分复杂的综合性有机化工废水处理后符合《污水综合排放标准》(GB8978-1996)中一级排放标准。

Description

用于低碳源难降解微污染水源的处理***

技术领域

本实用新型涉及一种污水处理***，尤其涉及一种用于低碳源难降解微污染水源的处理***。 

背景技术

“十五”期间，我国石油化工、煤化工、天然气化工、盐化工等产业的石油和化学工业园区，在沿海、沿江、以及部分化学工业基础雄厚的地区和中西部地区，得到了快速发展。 

一方面，化工行业的兴起，拉动了地方经济的发展；另一方面，由于化工行业属于高致污行业，使当地的水环境保护问题面临严峻考验。通常情况下，园区内各生产企业的外排废水，首先要经过自有处理设施达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)三级要求后汇至园区综合污水处理厂进行集中处理，这时的出水考核指标将更加严格，大多数情况下会提升到《污水综合排放标准》中的一级标准。因此，出水水质中的COD_cr、BOD以及氮、磷等项目的稳定达标将是评价污水处理工艺的硬性指标。 

化工废水原水水质的普遍特征是含有难降解高浓度有机污染物、及富含易引起水体富营养化的物质氮、磷等，而达到三级排放标准的混合化工废水又呈现出一些其特有的性质。首先，经过一定程度的生化或者物化处理后，水体中的有机污染物浓度已普遍降低，表现出微污染、低碳源的特点，但已降解转化成的可溶性难降解有机物还残存于水体中；其次，氮、磷、石油类物质等的含量满足三级排放标准，但与一级排放标准还有一定差距；另外，三级排放标准中不作为外排限制因素的色度等，在一级排放标准中需要处理达标；最后，作为化工行业的混合废水，还呈现出一定的复杂特性，主要表现在有机物质的多样及毒性物质的累加。 

在实践中，针对化工园区综合废水水质特点而采用的处理工艺多着重解决某单一层面的水质问题。如在碳源充足的情况下，A/A/O是实现同步脱氮除磷的主要工艺，而对于水体中其他杂质的处理效果甚微；或者采用A/A/O+化学除磷组合工艺的形式，强化脱氮除磷效果，从而克服了除磷与脱氮的碳源矛盾问题，但不能将化工行业废水中特有的杂质(如油类污染物等)去除，处理后的出水水质不能达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)中的一级排放标准。 

实用新型内容

针对化工园区综合废水的水质特点，在克服传统脱氮除磷工艺(A²O)缺陷的基础上，与其他先进水处理方法有机地结合起来，本实用新型提供一种用于低碳源难降解微污染水源的处理***，从而能够发挥各自技术的优点、相辅相成，实现低浓度、水质成分复杂的综合性有机化工废水处理后符合《污水综合排放标准》(GB8978-1996)中一级排放标准。 

为了解决上述技术问题，本实用新型用于低碳源难降解微污染水源的处理***予以实现的技术方案是：包括芬顿氧化单元，与所述芬顿氧化单元用管路顺次连接有气浮除渣单元和强化A²O单元，所述气浮除渣单元与所述强化A²O单元之间的连接管路上设有一过水泵，所述强化A²O单元的回流管路上设有MBR单元，所述MBR单元包括出水口和放空口。 

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是： 

1、投加适量的芬顿反应试剂(即H₂O₂+Fe²⁺)，通过其作用产生的·OH具有极强的氧化能力，特别适用于生物难降解或一般化学氧化难以处理的有机废水的氧化处理。因此，针对化工园区综合废水的处理后，提高废水可生化性30％，降低了可溶性难降解有机物的含量，增加可利用碳源的有机物量。 

2、利用气浮除渣单元可除去废水经化学氧化后产生的沉渣杂质及部分油类污染物，其优点是节约投资，占地面积小，效率高、效果佳。 

3、废水经过前端化学氧化***已产生部分可利用碳源物质，因此可适当缩短A²O***中厌氧区的水力停留时间；并通过在好氧单元投加专性菌固定填料，能够更好的发挥硝化菌的硝化作用。 

4、处于整体工艺末端的MBR***，长期处于高溶解氧、低有机负荷的运行状态，反应器内的微环境有利于自养硝化菌的生长和积累；此外，膜过滤***对微生物的高效截留作用可确保世代时间比较长的自养硝化菌不会流失，从而能够提高整体工艺的硝化效果。另外，还可深度去除其他杂质如大分子胶体态含磷物质等，从而可以进一步降低出水总磷浓度；并且末端设置的MBR，由于前端的反应***已消耗大部分化学需氧量，氮磷也已有一定程度的去除，因此可大大减缓膜组件中膜污垢的形成。最后，MBR代替传统A²O工艺中的二沉池，可以大大节省占地面积，缩短水力停留时间，提高处理效率，同时，对于稳定出水和提高***的抗冲击负荷能力发挥重大作用。 

附图说明

图1为本实用新型整体装置***的流程图； 

图2是本实用新型为整体装置***的结构示意图； 

图中： 

A-芬顿氧化单元        1-氧化剂加药***     2-催化剂加药*** 

3-pH调节加药***      4-进水口             5-曝气管路 

6-过水口              7-搅拌装置           8-出水口 

B-气浮除渣单元        9-pH调节加药***     10-絮凝加药*** 

11-搅拌装置           12-气浮机            13-污泥泵 

C-强化A²O单元         14-过水泵            15-进水口 

16-回流口             17-过水口            18-曝气管路 

19-过水口             20-生物填料          21——潜污泵 

22-超越管线 

D-MBR单元             23-进水口            24-放空口 

25-MBR膜组件          26-膜区空气总管      27-膜区出水管 

28-膜支架曝气支管     29-出水抽吸泵        30-回流泵。 

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本实用新型作进一步详细地描述。 

如图1和图2所示，本实用新型是一种用于低碳源难降解微污染水源的处理***，包括芬顿氧化单元A，所述芬顿氧化单元A用管路顺次连接有气浮除渣单元B和强化A²O单元C，所述气浮除渣单元B与所述强化A²O单元C之间的连接管路上设有一过水泵14，所述强化A²O单元C的回流管路上设有MBR单元D，所述MBR单元D包括出水口和放空24。如图2所示，所述芬顿氧化单元A包括设置在氧化反应池进水管路上的氧化剂加药装置1、催化剂加药装置2和pH调节加药装置3；所述氧化反应池中设有曝气管路5，在所述氧化反应池内位于出水口的一侧设有一挡板，所述挡板的底部设有过水口6，在所述过水口6与所述出水口8之间设有搅拌装置7。所述气浮除渣单元B包括设置在气浮机12进水管路上的pH调节加药装置9和絮凝加药装置10；所述气浮机12的排渣口处设有污泥池和污泥泵。所述强化A²O单元C包括厌氧区、缺氧区、好氧填料反应器和曝气管路18，所述沉淀池中设有潜污泵21，所述污泥泵21的泵出口通过进水管路连接至所述MBR单元D的进水23。所述MBR单元D内设有多组MBR膜组件25和回流泵30，所述回流泵30的泵出口通过回流管路连接至所述强化A²O单元C的回流16，所述出水口的外接管路上设有出水抽吸泵29。 

当然，在芬顿氧化单元A之前可以设有可选择的单元即预处理工艺单元，通常，该预处理工艺单元包括细格栅、曝气沉砂池和调节池，将待处理废液可以先经过预处理工艺单 元进行预处理，如图1所示。***的进水输送管路将经过预处理后的废液通入芬顿氧化单元A中的氧化反应池，再通过加药管路将氧化剂、催化剂和pH调节剂加入到氧化反应池中，待反应充分后从芬顿氧化单元A的出水口8进入气浮除渣单元B的进水管路，经过加药装置添加絮凝剂和pH调节剂，进入气浮机12内脱除氧化反应中的化学沉渣及杂质，最后机械出水进入强化A²O单元C。根据水力停留时间的不同，强化A²O单元C除延续传统A²O工艺的优势设置有“厌氧+缺氧+好氧”，还在好氧池中投加经过筛选的优势降解菌，并附着于好氧填料之上。而后，经过泵体输送出水进入MBR单元进行膜生物反应，最后通过MBR单元的出水抽吸泵29过滤，使达标水体外排。 

试验例： 

试验材料概况： 

某化学工业园区以化工产业、生物医药、涂料产业等精细化工行业为主，位于园区内的污水处理厂主要收纳园区内已经过各单独企业处理的外排混合污水。混合废水具有化工行业废水的普遍特征，即有机污染物成份复杂，可生化性较差；针对高氮磷的去除量，属于低碳源废水的范畴，即BOD₅/TN＜3。根据连续监测的结果，总结出待处理水体中几种典型项目的指标值及相应应满足的出水要求，详见表1。 

表1进水水质及设计出水水质 

项目	进水水质	设计出水水质
			CODcr	605mg/L	60mg/L
BOD5	207mg/L	20mg/L
			SS	254mg/L	20mg/L
氨氮(以N计)	51.8mg/L	8(15mg/L)
			总氮(以N计)	76mg/L	20mg/L
总磷(以P计)	13.8mg/L	1mg/L
			pH	5-10	6-9
动植物油	5.1mg/L	3mg/L
			石油	5.5mg/L	3mg/L

表1中：括号外数值为水温＞12℃时的控制指标，括号外数值为水温≤12℃时的控制指标。 

借助气质联用分析技术(GCMS)进一步探索废水中的有机污染物类型，检测结果显示实施案例水体中既包括易降解有机物(主要为分子结构较简单的脂肪酸、醇及少量含有 羟基、氨基等强供电子基团的有机物，如苯酚等)，还包括可降解有机物(主要包括芳香酸、苯胺类有机物等，其生物降解性介于易降解有机物和难降解有机物之间)。其余大部分均为难降解有机物，如甲氧基苯系物、多取代基苯胺和苯酚、含氮杂环化合物、邻二硝基苯等，此类有机物大多含有稳定的苯环(杂环)结构，有些还同时含有卤原子、硝基等强吸电子基团(如氯代硝基苯)，化学性质相当稳定，使微生物缺乏相应的酶活，从而难以被有效的生化降解，并最终形成残留COD_cr组分在出水中持续存在。 

利用本实用新型用于低碳源难降解微污染水源的处理***对试验材料进行处理： 

来自厂区的综合废水首先经过如图1中所示的预处理工艺单元进行初级处理，达到去除水体中颗粒物及部分悬浮杂质，并充分混匀水质的作用。 

然后，经过相应的设备将待处理废水提升至芬顿氧化单元A，在芬顿氧化单元中，主要针对试验例水体中的易降解和可将降解有机物进行氧化利用、难降解有机物进行转化，为后续生化单元提供足够的脱氮、除磷碳源。在芬顿氧化单元A的进水口4位置处，首先通过pH调节加药装置3的工作调节水体呈强酸性条件，本例中pH＝3.5，再利用氧化剂加药装置1和催化剂加药装置2分别向水体中投加芬顿反应药剂，根据处理工艺特点，控制二价铁离子和过氧化氢的摩尔比为1：8时，停留时间1.5h。期间，利用氧化反应池底铺设的曝气管路5达到药剂充分混匀反应的目的，反应完毕后废水经过过水口6，到达氧化反应池末端再通过搅拌装置7的工作，防止氧化药剂的残留及反应未完全，最后经过出水口8到达气浮除渣单元B。 

在进入气浮除渣单元B之前，首先要经过pH调节加药装置9的工作使废水呈碱性条件，然后通过絮凝加药装置10投加相应的絮凝剂及助凝剂，并利用气浮机中的搅拌装置11使药剂充分混匀，停留20min后废水中的悬浮物在絮凝剂的作用下，聚集颗粒逐渐变大后，再利用气浮机12产生的微小气泡将其托出水面，用刮板将其去除，使废水中悬浮物大大下降，减轻后续处理压力，出水变得澄清，污泥泵13主要用于输送气浮除渣单元B的污泥沉渣。 

利用设置在所述气浮除渣单元B与所述强化A²O单元C之间连接管路上的过水泵14使水体经强化A²O单元的进水口15流至强化A²O单元C。由于废水经过前端化学氧化处理后已产生部分可利用碳源物质，因此可适当缩短在该强化A²O单元C中厌氧区的水力停留时间，因此，池容相应的减少。废水经厌氧区与缺氧区之间的过水口17进入缺氧区，其设置较传统A²O工艺无明显差别，由曝气管路18控制池体中的溶解氧量。而后，废水再经过缺氧区与好氧填料反应器之间的过水口19进入好氧填料反应器(即好氧处理区)，在好氧处理区通过投加生物填料20，实现对世代周期较长的硝化细菌的固定化，从而强化硝化 脱氮的目的。废水最后经潜污泵21流至下一处理单元，在强化A²O单元C中设有回流口16，用以硝化液的回流，在强化A²O单元C中，根据进水水质的特征还可以设有超越管线22，以灵活控制废水的流向，从而可节约废水处理成本。 

强化A²O单元C处理后的废水经MBR单元D的进水口23进入MBR单元D，MBR单元D中除具有MBR模组件25外，还设有放空口24、膜区空气总管26、膜区出水管27、膜支架曝气支管28和回流泵30等。其中，回流泵30用于满足硝化液回流从而脱氮的需要，经出水抽吸泵29的工作，水体即可达标外排。 

针对试验研究材料的水体，经过整体***的运行监测，出水水质基本能够达到COD_cr＜55mg/L，BOD₅＜20mg/L，氨氮＜8mg/L，总氮＜17mg/L，总磷＜1mg/L，动植物油＜2mg/L和石油＜2mg/L，即满足设计出水水质的要求。 

尽管上面结合图对本实用新型进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨的情况下，还可以作出很多变形，这些均属于本实用新型的保护之内。 

Claims (5)

1.一种用于低碳源难降解微污染水源的处理***，包括芬顿氧化单元(A)，其特征在于：还包括与所述芬顿氧化单元(A)用管路顺次连接的气浮除渣单元(B)和强化A²O单元(C)，所述气浮除渣单元(B)与所述强化A²O单元(C)之间的连接管路上设有一过水泵(14)，所述强化A²O单元(C)的回流管路上串联有MBR单元(D)，所述MBR单元(D)设有出水口(27)和放空口(24)。

2.根据权利要求1所述的用于低碳源难降解微污染水源的处理***，其特征在于：所述芬顿氧化单元(A)包括设置在氧化反应池进水管路上的氧化剂加药装置(1)、催化剂加药装置(2)和pH调节加药装置(3)；所述氧化反应池中设有曝气管路(5)，在所述氧化反应池内位于出水口的一侧设有一挡板，所述挡板的底部设有过水口(6)，在所述过水口(6)与所述出水口(8)之间设有搅拌装置(7)。

3.根据权利要求1所述的用于低碳源难降解微污染水源的处理***，其特征在于：所述气浮除渣单元(B)包括设置在气浮机(12)进水管路上的pH调节加药装置(9)和絮凝加药装置(10)；所述气浮机(12)的排渣口处设有污泥池和污泥泵(13)。

4.根据权利要求1所述的用于低碳源难降解微污染水源的处理***，其特征在于：所述强化A²O单元(C)包括厌氧区、缺氧区、好氧填料反应器和曝气管路(18)，所述沉淀池中设有潜污泵(21)，所述潜污泵(21)的泵出口通过进水管路连接至所述MBR单元(D)的进水口(23)。

5.根据权利要求1所述的用于低碳源难降解微污染水源的处理***，其特征在于：所述MBR单元(D)内设有多组MBR膜组件(25)和回流泵(30)，所述回流泵(30)的泵出口通过回流管路连接至所述强化A²O单元(C)的回流口(16)，所述出水口的外接管路上设有出水抽吸泵(29)。

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