CN207775004U - 工业废水光催化氧化处理回用装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种工业废水光催化氧化处理回用装置，该工业废水光催化氧化处理回用装置包括：依次连通的调节池、水解酸化池、生化反应池、沉淀池、砂滤装置、光催化氧化装置及清水池。通过光催化氧化核心工艺的加入，形成了一种新型的集工业废水达标处理和中水回用的为一体的工业废水光催化氧化处理、回用工艺及装置，能够应用于造纸、印染、制药、化工等领域的工业废水处理和回用，具有十分广阔的应用市场。

Description

工业废水光催化氧化处理回用装置

技术领域

本实用新型属于污水处理领域，更具体地，涉及一种工业废水光催化氧化处理回用装置。

背景技术

工业废水包括生产废水和生产污水，是指工业生产过程中产生的废水和废液，其中含有随水流失的工业生产用料、中间产物、副产品以及生产过程中产生的污染物。生产过程中排出的水。工业废水具有水质波动较大、污染物种类复杂、难处理等特点，传统的纯生化工艺路线往往无法实现工业废水的达标处理。随着工业生产的不断发展以及国家环保要求的不断提高，实用新型一种高效、经济、稳定的工业废水处理工艺，就成为了工业废水治理领域新的难点和热点。

同时，在全球水资源日趋紧张和水污染加剧的情况下，工业废水的达标处理和回用具有十分重要的意义。经过处理工业废水得到的中水可广泛应用于市政园林绿化、车辆冲洗、建筑内部重测、景观用水及工业冷却用水等领域。因此，工业废水的达标处理和回用可以大大提高水资源利用的综合经济效益。

因此有必要研发一种高效、经济、稳定的工业废水光催化氧化处理回用装置。

实用新型内容

本实用新型提出了一种工业废水光催化氧化处理回用装置，通过光催化氧化核心工艺的加入，形成了一种新型的集工业废水达标处理和中水回用为一体的工业废水光催化氧化处理、回用工艺及装置，能够应用于造纸、印染、制药、化工等领域的工业废水处理和回用，具有十分广阔的应用市场。

为了实现上述目的，根据本实用新型的一方面提供一种工业废水光催化氧化处理回用装置，该装置包括：依次连通的调节池、水解酸化池、生化反应池、沉淀池、砂滤装置、光催化氧化装置及清水池。

根据本实用新型的另一方面提供了一种工业废水光催化氧化处理回用工艺，该工艺包括：1)工业废水进入调节池，对废水进行水质水量调节和PH值调整；

2)调节池排出的废水进入水解酸化池，对废水进行预处理，调节工业废水的可生化性；

3)水解酸化池的出水进入生化反应装置，去除废水中的COD、氨氮、总氮及总磷；

4)由生化反应装置处理后的废水进入沉淀池，废水中的含污泥沉淀物截流于沉淀池内，上清液经砂滤装置过滤后进入光催化氧化装置，对废水进行氧化处理，进一步去除废水中的COD；

5)由光催化氧化反应装置处理达标的出水进入清水池，后回用。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型的工业废水光催化氧化处理回用装置通过调节池、水解酸化池、生化反应池、沉淀池、砂滤装置、光催化氧化装置及清水池的设置可以对大部分工业废水，如造纸、印染、制药、化工废水等进行处理并回用，满足生产和环保要求，并且本实用新型中所采用的各装置在单独使用时不能满足水的净化要求，只有在组合并按特定的顺序使用后可以使水达到再次使用的要求，具有操作方便，出水稳定、运行成本较低等优点。

本实用新型的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

通过结合附图对本实用新型示例性实施方式进行更详细的描述，本实用新型的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本实用新型示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1示出了根据本实用新型一个实施例的工业废水光催化氧化处理回用装置示意图。

图2示出了根据本实用新型的一个实施例的工业废水光催化氧化处理回用工艺流程图。

附图标记说明：

1、调节池；2、水解酸化池；3、生化反应池；4、沉淀池；5、砂滤装置；6、光催化氧化装置；7、清水池；8、粗、细格栅；9、污泥浓缩池；10、污泥脱水装置；11、中间池；12、鼓风机；A1、废水提升泵；A2、提升泵；A3、回流泵；A4、中间池提升泵；A5、催化剂回流泵；A6、膜抽吸泵；A7、反冲洗泵；A8、污泥提升泵；A9、清水提升泵；A10、污泥回流泵；A11、污泥泵；B1、PAM加药装置；B2、膜反洗加药装置；B3、NaClO加药装置。

具体实施方式

下面将更详细地描述本实用新型的优选实施方式。虽然以下描述了本实用新型的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本实用新型而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本实用新型更加透彻和完整，并且能够将本实用新型的范围完整地传达给本领域的技术人员。

根据本实用新型的一种工业废水光催化氧化处理回用装置，包括：

依次连通的调节池、水解酸化池、生化反应池、沉淀池、砂滤装置、光催化氧化装置及清水池。

具体地，通过光催化氧化反应装置高效去除水中的COD和色度，并截留出水中的SS、大肠杆菌等微生物，不需要另外单独增加微滤、超滤等处理单元，保证***出水稳定达到回用水的相关指标，即一个单元实现了化学和物理的深度达标处理。

作为优选方案，还包括污泥处理装置，污泥处理装置连通于水解酸化池、沉淀池、砂滤装置和调节池，用于接收水解酸化池、沉淀池和砂滤装置的外排污泥，并将处理后的出水回流至调节池。

作为优选方案，污泥处理装置包括污泥浓缩池和污泥脱水装置。

作为优选方案，光催化氧化装置包括：光催化氧化反应池、催化剂分离装置，光催化氧化反应池通过催化剂分离装置连通于清水池。

作为优选方案，催化剂分离装置包括：膜过滤装置、催化剂回流及筛选装置，催化剂回流及筛选装置用于将截留的催化剂回流到光催化氧化反应池内，膜过滤装置用于将出水通过膜抽吸泵提升至清水池。

作为优选方案，生化反应池内依次设置有厌氧区、缺氧区和好氧区及回流泵，好氧区通过回流泵连通于缺氧区。

作为优选方案，还包括以下装置中的至少一种：

提升泵，与水解酸化池入口连接；

中间池提升泵和中间池，与砂滤装置入口连接；

污泥提升泵，与水解酸化池、生化反应池和砂滤装置连接；

反冲洗管线和反冲洗泵，反冲洗管线连通清水池和砂滤装置，其上设置有反冲洗泵，用于清洗砂滤装置；

污泥回流泵，用于沉淀池的污泥回流至生化反应池的入口；

催化剂回流泵，用于截留的催化剂回流到光催化氧化装置内；

膜抽吸泵，用于将光催化氧化装置的出水提升至清水池。

作为优选方案，还包括以下装置中的至少一种：

膜反洗加药装置，设置于光催化氧化反应装置中；

PAM加药装置，用于污泥装置加药；

NaClO加药装置，用于清水池消毒；

鼓风机，与生化反应池和光催化氧化反应装置相连。

实施例

图1示出了根据本实用新型一个实施例的工业废水光催化氧化处理回用装置示意图。图2示出了根据本实用新型的一个实施例的工业废水光催化氧化处理回用工艺流程图。

如图1-图2所示，提供了一种工业废水光催化氧化处理回用装置，包括：

依次连通的调节池1、水解酸化池2、生化反应池3、沉淀池4、砂滤装置5、光催化氧化装置6及清水池7。

其中，还包括污泥处理装置，污泥处理装置连通于水解酸化池2、沉淀池4、砂滤装置5和调节池1，用于接收水解酸化池2、沉淀池2和砂滤装置5的外排污泥，并将处理后的出水经由清水提升泵A9回流至调节池1。

其中，污泥处理装置包括污泥浓缩池9和污泥脱水装置10。

其中，光催化氧化装置6包括：光催化氧化反应池、催化剂分离装置，光催化氧化反应池通过催化剂分离装置连通于清水池7。

其中，催化剂分离装置包括：膜过滤装置、催化剂回流及筛选装置，催化剂回流及筛选装置用于将截留的催化剂回流到光催化氧化反应池内，膜过滤装置用于将出水通过膜抽吸泵提升至清水池7。

其中，生化反应池内依次设置有厌氧区、缺氧区和好氧区及回流泵A3，好氧区通过回流泵A3连通于缺氧区。

其中，还包括以下装置中的至少一种：

提升泵A2，与水解酸化池2入口连接；

中间池提升泵A4和中间池11，与砂滤装置5入口连接；

污泥泵A11，与水解酸化池2、生化反应池3和砂滤装置5连接；

反冲洗管线和反冲洗泵A7，反冲洗管线连通清水池7和砂滤装置5，其上设置有反冲洗泵A7，用于清洗砂滤装置5；

污泥回流泵A10，用于沉淀池4的污泥回流至生化反应池3的入口；

催化剂回流泵A5，用于截留的催化剂回流到光催化氧化装置6内；

膜抽吸泵A6，用于将光催化氧化装置6的出水提升至清水池7。

使用时，工业废水通过废水提升泵A1，提升进入粗、细格栅8后，流入废水提升泵1，由废水提升泵1来调节废水的水量和均一废水的水质，调节池1的出水经由提升泵A2输入到水解酸化池2。

调节池1处理后的废水，通过提升的方式进入水解酸池2，通过在厌氧条件下的生物水解作用，把难降解的大分子物质，分解成为易降解的小分子物质，提高工业废水的可生化性。水解酸化池2的末端连接有排泥管道，通过污泥泵A11把污泥排入污泥浓缩池9。

水解酸化池2处理后的废水自流进入生化反应池3，生化反应池3依次包含厌氧区、缺氧区和好氧区，在该工艺流程内，BOD5、SS和以各种形式存在的氮和磷将一一被去除。该生化反应池3中生物脱氮除磷***的活性污泥中，菌群主要由硝化菌和反硝化菌、聚磷菌组成。在好氧段，硝化细菌将入流中的氨氮及有机氮氨化成的氨氮，通过生物硝化作用，转化成硝酸盐；在缺氧段，反硝化细菌将内回流带入的硝酸盐通过生物反硝化作用，转化成氮气逸入到大气中，从而达到脱氮的目的；在厌氧段，聚磷菌释放磷，并吸收低级脂肪酸等易降解的有机物；而在好氧段，聚磷菌超量吸收磷，并通过剩余污泥的排放，将磷除去。运行过程中好氧区的污泥和硝化液通过回流A3以100％到200％的比例回流至缺氧区。沉淀池4的污泥通过污泥回流泵A10回流到厌氧段前端，回流比为10％到100％，也可以根据实际运行情况来确定最终的污泥回流比。

生化反应池3的出水自流进入沉淀池4，通过沉淀池4把废水中的的污泥等沉淀物截留在沉淀池4内，并由沉淀池4底部的排泥口排出。沉淀池4污泥一部分通过污泥回流泵A10回流至生化反应池3前端，剩余部分污泥则通过污泥泵A11进入到污泥浓缩池9。上清液进入到中间水池11经由中间池提升泵A4经砂滤装置5过滤后输入光催化氧化装置6。砂滤装置5连接有反冲洗泵A7，当砂滤装置中截留的物质过多，过滤压力升高后，将通过反冲洗泵A7，抽取清水池7的出水从砂滤装置5的底部进水，进行反冲洗，反冲洗的污水通过管道排入污泥浓缩池9中。

光催化氧化反应装置中，包含光催化氧化装置、催化剂分离装置。其中，催化剂分离装置包含膜过滤装置和催化剂回流和筛选装置。砂滤装置5的出水进入到光催化氧化反应装置6，在光催化氧化装置6中，投加了粒径为10-1000nm的光催化剂，光催化剂被紫外灯照射，催化产生强氧化性的空穴和羟基自由基，对经过生化处理后污水中难降解的污染物进行氧化降解，使得水中的COD和色度降低到设计要求的排放标准以下。经过光催化氧化处理后的水进入到催化剂分离装置内，膜过滤装置把纳米催化剂颗粒截留在催化剂分离装置内，清水则通过膜抽吸泵A6进入到清水池7中，催化剂回流和筛选装置则把截留的催化剂通过催化剂回流泵A5回流到光催化氧化装置6内。当膜过滤率装置的跨膜压差超过限定值以后，将通过膜反洗加药装置B2注入膜清洗药剂(如，柠檬酸、草酸、次氯酸钠等)，对膜组件进行清洗，恢复膜通量。

光催化氧化装置6的出水若由于水质波动，进入到清水池7中，通过NaClO加药装置B3投加消毒剂，接触消毒后回用。

污泥浓缩池9中的污泥通过污泥提升泵A8，进入到污泥脱水装置10中进行脱水至含水率低于80％后，外运集中处理处置。根据污泥脱水的需要，可通过PAM加药装置B1来投加1-100ppm PAM来改善污泥的脱水性能。脱水装置的出水回流到前端调节池1。

通过本实用新型工业废水光催化氧化处理回用装置处理后的工业废水指标符合《污水排入城镇下水道水质标准》(GB/T 31962-2015)，主要指标如表1所示：

表1

利用上述装置，本实用新型中的工业废水光催化氧化处理回用工艺包括有下列步骤：

1)工业废水通过废水提升泵A1，提升进入粗、细格栅8后，流入调节池1，由调节池1来调节废水的水量和均一废水的水质，调节池1的停留时间为2-10小时，调节池1出水的pH值稳定在6-9之间。调节池1的出水经由提升泵A2输入到水解酸化池2。

2)调节池1处理后的废水，通过提升的方式进入水解酸化池2，由于工业废水中难降解的COD占比较高，废水的可生化性较差，通过在厌氧条件下的生物水解作用，把难降解的大分子物质，分解成为易降解的小分子物质，提高工业废水的可生化性。经过水解酸化处理后，污水的COD可从500mg/L降低到450mg/L以下，同时B/C比提高到0.3以上。水解酸化池2的末端连接有排泥管道，通过污泥泵A11把污泥排入污泥浓缩池9。

3)水解酸化池2处理后的废水自流进入生化反应池3，生化反应池3依次包含厌氧区、缺氧区和好氧区，在该工艺流程内，BOD5、SS和以各种形式存在的氮和磷将一一被去除。该生化反应池3中生物脱氮除磷***的活性污泥中，菌群主要由硝化菌和反硝化菌、聚磷菌组成。在好氧段，硝化细菌将入流中的氨氮及有机氮氨化成的氨氮，通过生物硝化作用，转化成硝酸盐；在缺氧段，反硝化细菌将内回流带入的硝酸盐通过生物反硝化作用，转化成氮气逸入到大气中，从而达到脱氮的目的；在厌氧段，聚磷菌释放磷，并吸收低级脂肪酸等易降解的有机物；而在好氧段，聚磷菌超量吸收磷，并通过剩余污泥的排放，将磷除去。生化反应池3中厌氧区的停留时间为0.5-2h，缺氧段的停留时间为1-4h，好氧段的停留时间为6-15h。运行过程中好氧区的污泥和硝化液通过回流泵A3以100％到200％的比例回流。沉淀池4的污泥通过污泥回流泵A10回流到厌氧段前端，回流比为10％到100％，根据实际运行情况来确定最终的污泥回流比。通过生化反应池3的处理，污水中的COD，氨氮、总氮，总磷都得到有效的处理。

4)生化反应池3的出水自流进入沉淀池4，通过沉淀池4把废水中的的污泥等沉淀物截留在沉淀池内，并由沉淀池底部的排泥口排出。沉淀出水的COD≤120mg/L，SS小于30mg/L。沉淀池污泥一部分通过污泥回流泵A10回流至生化反应池3前端，剩余部分污泥则通过污泥泵A11进入到污泥浓缩池9。上清液进入到中间水池11经由中间池提升泵A4经砂滤装置5过滤后输入光催化氧化装置6。砂滤装置5出水的COD≤120mg/L，SS小于10mg/L，氨氮、总氮，总磷含量低于国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中的一级A标准。砂滤装置5连接有反冲洗泵A7，当砂滤装置5中截留的物质过多，过滤压力升高后，将通过反冲洗泵A7，抽取清水池7的出水从砂滤装置5的底部进水，进行反冲洗，反冲洗的污水通过管道排入污泥浓缩池9中。

5)砂滤装置5的出水进入到光催化氧化装置6，光催化剂被紫外灯照射，催化产生强氧化性的空穴和羟基自由基，对经过生化处理后污水中难降解的污染物进行氧化降解，使得水中的COD和色度降低到设计要求的排放标准以下。经过光催化氧化处理后的水进入到催化剂分离装置内，膜过滤装置把纳米催化剂颗粒截留在催化剂分离装置内，清水则通过膜抽吸泵A6进入到清水池7中，催化剂回流和筛选装置则把截留的催化剂通过催化剂回流泵A5回流到光催化氧化装置6内。经过光催化氧化处理后的污水COD降低到50mg/L以下，色度低于30倍。且由于光催化氧化装置6中膜过滤装置的存在，出水的浊度、大肠杆菌等指标都符合回用水指标，经过消毒后可直接回用。

6)污泥浓缩池9中的污泥通过污泥提升泵A8，进入到污泥脱水装置10中进行脱水至含水率低于80％后，外运集中处理处置。根据污泥脱水的需要，可通过PAM加药装置B1来投加1-100ppmPAM来改善污泥的脱水性能。脱水装置的出水回流到前端调节池1。

以上已经描述了本实用新型的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

Claims (5)

1.一种工业废水光催化氧化处理回用装置，其特征在于，所述工业废水光催化氧化处理回用装置包括：

依次连通的调节池、水解酸化池、生化反应池、沉淀池、砂滤装置、光催化氧化装置及清水池；

其中，所述生化反应池内依次设置有厌氧区、缺氧区和好氧区及回流泵，所述好氧区通过回流泵连通于所述缺氧区；

其中，所述光催化氧化装置包括：光催化氧化反应池、催化剂分离装置，所述光催化氧化反应池通过所述催化剂分离装置连通于所述清水池；

其中，催化剂分离装置包括：膜过滤装置、催化剂回流及筛选装置，所述催化剂回流及筛选装置用于将截留的催化剂回流到所述光催化氧化反应池内，所述膜过滤装置用于将出水通过膜抽吸泵提升至清水池。

2.根据权利要求1所述的工业废水光催化氧化处理回用装置，其特征在于，还包括污泥处理装置，所述污泥处理装置连通于所述水解酸化池、沉淀池、砂滤装置和调节池，用于接收水解酸化池、沉淀池和砂滤装置的外排污泥，并将处理后的出水回流至调节池。

3.根据权利要求2所述的工业废水光催化氧化处理回用装置，其特征在于，所述污泥处理装置包括污泥浓缩池和污泥脱水装置。

4.根据权利要求1所述的工业废水光催化氧化处理回用装置，其特征在于，还包括以下装置中的至少一种：

提升泵，与所述水解酸化池入口连接；

中间池提升泵和中间池，与所述砂滤装置入口连接；

污泥泵，与所述水解酸化池、生化反应池和砂滤装置连接；

反冲洗管线和反冲洗泵，所述反冲洗管线连通清水池和砂滤装置，其上设置有反冲洗泵，用于清洗砂滤装置；

污泥回流泵，用于沉淀池的污泥回流至生化反应池的入口；

催化剂回流泵，用于截留的催化剂回流到所述光催化氧化装置内；

膜抽吸泵，用于将光催化氧化装置的出水提升至清水池。

5.根据权利要求1所述的工业废水光催化氧化处理回用装置，其特征在于，还包括以下装置中的至少一种：

膜反洗加药装置，设置于光催化氧化反应装置中；

PAM加药装置，用于污泥装置加药；

NaClO加药装置，用于清水池消毒；

鼓风机，与生化反应池和光催化氧化反应装置相连。