公布日：2023.09.29
申請日：2023.08.04
分類號：C02F9/00(2023.01)I;C02F101/34(2006.01)N;C02F1/24(2023.01)N;C02F1/52(2023.01)N;C02F1/56(2023.01)N;C02F3/30(2023.01)N;C02F3/28(2023.01)N;C02F101/
16(2006.01)N;C02F103/36(2006.01)N
摘要
本發(fā)明屬于污水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種生產(chǎn)工藝廢水處理系統(tǒng)及其應(yīng)用。本發(fā)明根據(jù)各類廢水的特性，對廢水進行分類，劃分為含蒸發(fā)凝水、清洗廢水在內(nèi)的高濃度有機廢水和含生活污水、初期雨水、循環(huán)水排水在內(nèi)的低濃度有機廢水。將高濃度有機廢水和低濃度有機廢水進行分開收集，高濃度有機廢水進行氣浮曝氣、混凝沉淀除油、除雜后與低濃度有機廢水進行綜合生化處理，出水滿足排放要求后納管排放。本發(fā)明主要特點是精確的對廢水進行分類，針對性的處理，利用高效工藝及裝置著重去除廢水中的有機物，并能在此基礎(chǔ)上保證污泥產(chǎn)量少、工藝運行維護簡單、廢水其他指標(biāo)均穩(wěn)定達標(biāo)排放等優(yōu)點。
權(quán)利要求書
1.一種生產(chǎn)工藝廢水處理系統(tǒng)，其特征在于，包括依次設(shè)置的高濃度廢水收集池(1)、一級物化處理系統(tǒng)、二級生物處理系統(tǒng)、三級物化反應(yīng)沉淀系統(tǒng)和清水池(11)；所述一級物化處理系統(tǒng)包括依次設(shè)置的氣浮系統(tǒng)(2)和混凝沉淀池(3)；所述二級生物處理系統(tǒng)包括依次設(shè)置的厭氧調(diào)節(jié)池(4)、升流式厭氧污泥床厭氧塔(5)、缺氧池(6)、A/O池(7)和二沉池(8)；所述缺氧池(6)中設(shè)有潛水?dāng)嚢杵�；所述三級物化反�?yīng)沉淀系統(tǒng)包括依次設(shè)置的反應(yīng)池(9)和物化沉淀池(10)。
2.如權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)工藝廢水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述二級生物處理系統(tǒng)還包括生化污泥池(12)，所述生化污泥池(12)的進泥口連接二沉池(8)的出泥口；所述生化污泥池(12)的出水口分別連接升流式厭氧污泥床厭氧塔(5)和A/O池(7)的進水口。
3.如權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)工藝廢水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述三級物化反應(yīng)沉淀系統(tǒng)還包括物化污泥池(13)，所述物化污泥池(13)的進泥口分別連接氣浮系統(tǒng)(2)、混凝沉淀池(3)和物化沉淀池(10)的出泥口。
4.一種生產(chǎn)工藝廢水處理的方法，其特征在于，采用權(quán)利要求1-3中任一項所述生產(chǎn)工藝廢水處理系統(tǒng)，包括如下步驟：S1：將高濃度有機廢水通入氣浮系統(tǒng)(2)中與NaOH、混凝劑和絮凝劑混合，通入空氣，形成三相混合體；S2：將所述三相混合體通入混凝沉淀池(3)中進行沉淀分離后出水，與低濃度有機廢水共同進入?yún)捬跽{(diào)節(jié)池(4)進行水質(zhì)綜合調(diào)節(jié)；S3：將步驟S2中水質(zhì)綜合調(diào)節(jié)的廢水通入升流式厭氧污泥床厭氧塔(5)去除有機物；所述去除有機物的方法為無氧狀態(tài)下進行微生物反應(yīng)；S4：將步驟S3中得到的廢水通入缺氧池(6)和A/O池(7)中進行生物除磷脫氮后于二沉池(8)中進行泥水分離；S5：將步驟S4泥水分離得到的上清液和混凝劑、絮凝劑通入反應(yīng)池(9)中反應(yīng)后于物化沉淀池(10)中進行泥水分離，上清液通入清水池中，完成所述生產(chǎn)工藝廢水處理。
5.如權(quán)利要求4所述的生產(chǎn)工藝廢水處理的方法，其特征在于，所述混凝沉淀池(3)中，所述水質(zhì)綜合調(diào)節(jié)包括曝氣攪拌和添加液堿的步驟；所述曝氣的強度為2-4m3/(m2·h)，添加液堿調(diào)節(jié)廢水pH至7-8。
6.如權(quán)利要求4所述的生產(chǎn)工藝廢水處理的方法，其特征在于，所述步驟S4中，部分泥水分離得到的污泥進入生化污泥池(12)中進行壓濾脫水，同時剩余部分泥水分離得到的污泥回流至升流式厭氧污泥床厭氧塔(5)和A/O池(7)中。
7.如權(quán)利要求4所述的生產(chǎn)工藝廢水處理的方法，其特征在于，所述步驟S5中，反應(yīng)池(9)中還加入了除磷劑。
8.如權(quán)利要求4所述的生產(chǎn)工藝廢水處理的方法，其特征在于，所述步驟S1和S5中，混凝劑均為聚合氯化鋁，所述聚合氯化鋁的添加量均為0.35～0.45kg/m3廢水。
9.如權(quán)利要求4所述的生產(chǎn)工藝廢水處理的方法，其特征在于，所述絮凝劑均為陰離子聚丙烯酰胺，陰離子聚丙烯酰胺的添加量均為0.005-0.01kg/m3廢水。
10.如權(quán)利要求4所述的生產(chǎn)工藝廢水處理的方法，其特征在于，所述步驟S5中，泥水分離得到的污泥進入物化污泥池(13)中進行壓濾脫水。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的問題是精確的對廢水(主要為多元醇酯和丙烯酸鈉的工藝反應(yīng))進行分類，針對性的處理，利用高效工藝及裝置著重去除有機廢水中的有機物。
為了解決上述存在的技術(shù)問題，本申請?zhí)峁┤缦录夹g(shù)方案：
一種生產(chǎn)工藝廢水處理系統(tǒng)，包括依次設(shè)置的高濃度廢水收集池、一級物化處理系統(tǒng)、二級生物處理系統(tǒng)、三級物化反應(yīng)沉淀系統(tǒng)和清水池；
所述一級物化處理系統(tǒng)包括依次設(shè)置的氣浮系統(tǒng)和混凝沉淀池；
所述二級生物處理系統(tǒng)包括依次設(shè)置的厭氧調(diào)節(jié)池、升流式厭氧污泥床(UASB)厭氧塔、缺氧池、A/O池和二沉池；所述缺氧池中設(shè)有潛水?dāng)嚢杵鳎?/span>
所述三級物化反應(yīng)沉淀系統(tǒng)包括依次設(shè)置的反應(yīng)池和物化沉淀池。
所述高濃度廢水收集池和氣浮系統(tǒng)之間設(shè)有提升泵。
所述清水池的出水口設(shè)有巴歇爾槽。經(jīng)巴歇爾槽計量后匯入廢水提升井，井內(nèi)達標(biāo)廢水由泵提升至廠內(nèi)相應(yīng)管道進行排放。
所述厭氧調(diào)節(jié)池和升流式厭氧污泥床(UASB)厭氧塔之間設(shè)有提升泵。
優(yōu)選的，所述二級生物處理系統(tǒng)還包括生化污泥池，所述生化污泥池的進泥口連接二沉池的出泥口；所述生化污泥池的出水口分別連接升流式厭氧污泥床(UASB)厭氧塔和A/O池的進水口。
優(yōu)選的，所述三級物化反應(yīng)沉淀系統(tǒng)還包括物化污泥池，所述物化污泥池的進泥口分別連接氣浮系統(tǒng)、混凝沉淀池和物化沉淀池的出泥口。
優(yōu)選的，所述生化污泥池和物化污泥池內(nèi)均設(shè)有板框壓濾機。
優(yōu)選的，所述混凝沉淀池為豎流式混凝沉淀池。
優(yōu)選的，所述高濃度廢水收集池和低濃度廢水收集池都配套曝氣攪拌系統(tǒng)，曝氣強度為2-4m3/(m2·h)。
本發(fā)明還提供一種生產(chǎn)工藝廢水處理的方法，采用上述生產(chǎn)工藝廢水處理系統(tǒng)，包括如下步驟：
S1：將高濃度有機廢水通入氣浮系統(tǒng)中與NaOH、混凝劑和絮凝劑混合，通入空氣，形成三相混合體；
高濃度廢水收集池內(nèi)廢水泵入組合氣浮設(shè)備，廢水進入該設(shè)備的同時向廢水中投加NAOH、PAC、PAM等混凝、助凝藥劑，并經(jīng)管道混合器實現(xiàn)快速混合，廢水中懸浮顆粒在藥劑的作用下產(chǎn)生相應(yīng)絮體(絮狀顆粒)。
在氣浮系統(tǒng)內(nèi)，通過向廢水中通入空氣，并以微小氣泡形式從水中析出成為載體，使廢水中的乳化油、微小懸浮顆粒等污染物質(zhì)粘附在氣泡上，隨氣泡一起上浮到水面，形成泡沫一氣、水、顆粒(油)三相混合體，通過收集泡沫或浮渣達到分離雜質(zhì)、凈化廢水的目的。
氣浮系統(tǒng)中攜帶絮狀顆粒物的出水進入豎流式混凝沉淀池，絮狀顆粒在該沉淀池通過重力沉降，達到雜質(zhì)分離、凈化水質(zhì)的目的。
S2：將所述三相混合體通入混凝沉淀池中進行沉淀分離后出水，與低濃度有機廢水共同進入?yún)捬跽{(diào)節(jié)池進行水質(zhì)綜合調(diào)節(jié)；
S3：將步驟S2中水質(zhì)綜合調(diào)節(jié)的廢水通入升流式厭氧污泥床(UASB)厭氧塔去除有機物；所述去除有機物的方法為無氧狀態(tài)下進行微生物反應(yīng)；
厭氧調(diào)節(jié)池內(nèi)綜合有機廢水出水泵入UASB厭氧塔，借助微生物在無氧狀態(tài)下，將有機污染物轉(zhuǎn)化為CH4、CO2和H2O，設(shè)備可實現(xiàn)水力停留時間與污泥停留時間的分離，延長污泥齡，最大限度的保證反應(yīng)器內(nèi)的污泥濃度，并通過自身的內(nèi)循環(huán)作用使污泥處于流化狀態(tài)，強化傳質(zhì)效果，最終使污泥、廢水、氣體三相充分接觸，大幅度去除有機物。
S4：將步驟S3中得到的廢水通入缺氧池和A/O池中進行生物除磷脫氮后于二沉池(8)中進行泥水分離；
A/O工藝為傳統(tǒng)活性污泥法工藝，生物硝化及反硝化工藝的結(jié)合，采用缺氧-好氧方式運行，BOD5、SS和以各種形式存在的氮將一一被去除；缺氧區(qū)的目的是為了去除混合液中的硝態(tài)氮，保證出水水質(zhì)。缺氧區(qū)內(nèi)設(shè)置潛水?dāng)嚢杵鳎阌诰S持缺氧區(qū)內(nèi)污水、污泥、混合液呈完全混合狀態(tài)而不發(fā)生沉淀，并能有效防止短流現(xiàn)象。
A/O池以生物除磷脫氮為主要目標(biāo)，要達到硝化以及反硝化，滿足出水NH3-N、TN、TP的指標(biāo)要求�；亓魑勰嗍紫冗M入生化池的缺氧區(qū)，利用進水中的碳源有機物，進行生物反硝化，去除回流污泥中的硝態(tài)氮。反硝化后進入好氧區(qū)，完成對有機物的降解及含氮物質(zhì)的硝化，同時進行磷的吸收。
S5：將步驟S4泥水分離得到的上清液和混凝劑、絮凝劑通入反應(yīng)池中反應(yīng)后于物化沉淀池中進行泥水分離，上清液通入清水池中，完成所述生產(chǎn)工藝廢水處理。
優(yōu)選的，所述步驟S1中，添加NaOH，調(diào)節(jié)PH至7～8，以確保上述PAC、PAM等混凝藥劑正常發(fā)揮作用。
優(yōu)選的，高濃度廢水和低濃度廢水收集池都配套曝氣攪拌系統(tǒng)，曝氣強度為2-4m3/(m2·h)。
優(yōu)選的，所述混凝沉淀池中，所述水質(zhì)綜合調(diào)節(jié)包括曝氣攪拌和添加液堿的步驟；曝氣的強度為2-4m3/(m2·h)，添加液堿調(diào)節(jié)廢水pH至7-8。
優(yōu)選的，混凝沉淀池沉淀污泥通過排泥泵排入物化污泥池，與生化污泥分開收集。
優(yōu)選的，所述混凝沉淀池(3)的表面負荷為0.45～0.60m3/(m2·h)。
優(yōu)選的，本方案所述沉淀池為中心進水、周邊出水輻流式沉淀池，刮泥機的線速度為2-3m/min，轉(zhuǎn)速為1-3r/h，表面負荷為0.6-0.8m3/m2·h。
優(yōu)選的，所述步驟S4中，部分泥水分離得到的污泥進入生化污泥池中進行壓濾脫水，同時剩余部分泥水分離得到的污泥回流至升流式厭氧污泥床(UASB)厭氧塔和A/O池中。
生化污泥經(jīng)生化脫水機脫水后形成泥餅，其中泥餅委外處理，該生化脫水機為板框壓濾機。
生化污泥經(jīng)脫水后濾液回流至A/O缺氧池前端進行再處理。
優(yōu)選的，二沉池的沉淀污泥按一定的回流比回流至A/O池和升流式厭氧污泥床(UASB)厭氧塔中以補充流失的菌種；回流比優(yōu)選為為150％～300％，回流至缺氧處理和好氧處理過程中。其中，回流至缺氧處理和好氧處理過程中的沉淀污泥的體積比為(0.9～1.1)：(7.5～8.5)。
二沉池上清液流入物化反應(yīng)沉淀池。該池由反應(yīng)池和沉淀池兩部分組成，在反應(yīng)池內(nèi)實現(xiàn)混凝、絮凝藥劑的投加，并在攪拌機作用下快速混合，水中較小的懸浮顆粒在混凝、絮凝藥劑的作用下逐漸積聚，最終形成大的可沉降絮體(又稱礬花)。反應(yīng)池中攜帶大量礬花的污水進入物化沉淀池，在該池內(nèi)懸浮絮體進行重力沉降，最終在池底形成物化污泥，通過相應(yīng)排泥系統(tǒng)將物化污泥外排，以此實現(xiàn)泥水分離。
優(yōu)選的，所述步驟S5中，缺氧池中控制缺氧處理的溶解氧≤0.2mg/L，碳氮比為4-5：1，和A/O池中好氧處理的溶解氧為3～5mg/L，好氧處理的曝氣量為5～6m3/(m2·h)；所述缺氧池中設(shè)置有潛水?dāng)嚢铏C，使廢水與污泥充分接觸，功率配置為6～12(W/m3池體)。
優(yōu)選的，所述步驟S5中，反應(yīng)池中還加入了除磷劑。
進一步地，所述除磷劑的添加量為0.005-0.01kg/m3廢水。
該池內(nèi)通過投加相應(yīng)除磷劑，除磷劑與廢水中磷酸鹽發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成不溶性沉淀物，在沉淀池內(nèi)得到沉淀，并隨物化污泥的外排達到降低廢水總磷含量的目的。
優(yōu)選的，所述步驟S1和S5中，混凝劑均為聚合氯化鋁(PAC)，所述聚合氯化鋁(PAC)的添加量為0.35～0.45kg/m3廢水；所述絮凝劑均為陰離子聚丙烯酰胺(PAM)，陰離子聚丙烯酰胺(PAM)的添加量為0.005-0.01kg/m3廢水。
優(yōu)選的，所述聚合氯化鋁(PAC)中Al2O3含量為24％，陰離子聚丙烯酰胺(PAM)的分子量優(yōu)選為1200萬；
優(yōu)選的，所述步驟S5中，泥水分離得到的污泥進入物化污泥池中進行壓濾脫水。
進一步地，所述物化沉淀池沉淀污泥通過排泥泵排入物化污泥池，與生化污泥分開收集。
進一步地，所述物化沉淀池的上清液經(jīng)溢流堰、管道自流至清水池內(nèi)。
進一步地，泥水分離得到的污泥經(jīng)物化脫水機脫水后壓濾形成泥餅，其中泥餅委外處理。
進一步地，采用污泥壓濾機進行壓濾；污泥壓濾機優(yōu)選為板框壓濾，優(yōu)選高壓隔膜壓濾機，經(jīng)脫水后污泥含水率為50％-65％。
具體的，本發(fā)明提供一種生產(chǎn)工藝廢水處理的方法，包括以下步驟：
(1)高濃度有機廢水和低濃度有機廢水在各自收集池中進行水質(zhì)和水量的綜合收集，并勻質(zhì)勻量。低濃度有機廢水出水泵入?yún)捬跽{(diào)節(jié)池；
(2)高濃度有機廢水出水泵入組合氣浮系統(tǒng)，經(jīng)管道混合器與PAC、PAM等藥劑混合，水中懸浮物在混凝、絮凝藥劑的作用下產(chǎn)生大的絮體，同時向廢水中通入空氣，并以微小氣泡形式從水中析出成為載體，使廢水中的乳化油、微小懸浮顆粒等污染物質(zhì)粘附在氣泡上，隨氣泡一起上浮到水面，形成泡沫一氣、水、顆粒(油)三相混合體，通過收集泡沫或浮渣達到分離雜質(zhì)、凈化廢水的目的。氣浮系統(tǒng)出水進入豎流式混凝沉淀池；
(3)氣浮系統(tǒng)出水進入豎流式混凝沉淀池，絮狀顆粒物在該單元內(nèi)沉淀、并外排，水質(zhì)以此進一步得到凈化�；炷恋沓爻鏊M入?yún)捬跽{(diào)節(jié)池，與低濃度有機廢水通過曝氣攪拌、添加液堿(NAOH)等操作，進行水質(zhì)綜合調(diào)節(jié)；
(4)厭氧調(diào)節(jié)池內(nèi)綜合有機廢水出水泵入UASB厭氧塔，借助微生物在無氧狀態(tài)下，將有機污染物轉(zhuǎn)化為CH4、CO2和H2O，設(shè)備可實現(xiàn)水力停留時間與污泥停留時間的分離，延長污泥齡，最大限度的保證反應(yīng)器內(nèi)的污泥濃度，并通過自身的內(nèi)循環(huán)作用使污泥處于流化狀態(tài)，強化傳質(zhì)效果，最終使污泥、廢水、氣體三相充分接觸，大幅度去除有機物。UASB厭氧塔出水進入A/O處理單元；
(5)A/O工藝為傳統(tǒng)活性污泥法工藝，生物硝化及反硝化工藝的結(jié)合，采用缺氧-好氧方式運行，BOD5、SS和以各種形式存在的氮將一一被去除；缺氧區(qū)的目的是為了去除混合液中的硝態(tài)氮，保證出水水質(zhì)。缺氧區(qū)內(nèi)設(shè)置潛水?dāng)嚢杵鳎阌诰S持缺氧區(qū)內(nèi)污水、污泥、混合液呈完全混合狀態(tài)而不發(fā)生沉淀，并能有效防止短流現(xiàn)象。
A/O池以生物除磷脫氮為主要目標(biāo)，要達到硝化以及反硝化，滿足出水NH3-N、TN、TP的指標(biāo)要求。回流污泥首先進入生化池的缺氧區(qū)，利用進水中的碳源有機物，進行生物反硝化，去除回流污泥中的硝態(tài)氮。反硝化后進入好氧區(qū)，完成對有機物的降解及含氮物質(zhì)的硝化，同時進行磷的吸收。
A/O池出水進入二沉池；
(6)好氧池出水進入二沉池泥水分離，污泥部分回流至缺氧池、好氧池用以補充生化所需菌種，剩余污泥排入生化污泥處理系統(tǒng)，以便維持系統(tǒng)穩(wěn)定運行。二沉池出水進入物化反應(yīng)沉淀池；
(7)二沉池上清液流入物化反應(yīng)沉淀池。該池由反應(yīng)池和沉淀池兩部分組成，在反應(yīng)池內(nèi)實現(xiàn)PAC、PAM等藥劑的投加，并在攪拌機作用下快速混合，水中較小的懸浮顆粒在混凝、絮凝藥劑的作用下逐漸積聚，最終形成大的絮體(又稱礬花)。反應(yīng)池中攜帶大量礬花的污水進入物化沉淀池，在該池內(nèi)懸浮絮體進行重力沉降，最終在池底形成物化污泥，通過相應(yīng)排泥系統(tǒng)將物化污泥外排，以此實現(xiàn)泥水分離。此單元主要去除廢水的懸浮物及部分有機物，實現(xiàn)廢水的達標(biāo)排放。物化沉淀池上清液流入清水池暫存；
(8)清水池出水流經(jīng)巴歇爾槽計量后匯入廢水提升井，井內(nèi)達標(biāo)廢水由泵提升至廠內(nèi)相應(yīng)管道進行排放；
(9)本工藝的污泥主要來源于兩部分，一類是混凝、絮凝產(chǎn)生的物化污泥，一類為生化剩余污泥。分別設(shè)置污泥池單獨收集，即物化污泥池和生化污泥池；并分別設(shè)置相應(yīng)污泥壓濾機進行污泥脫水。污泥處理系統(tǒng)濾液及上清液泵入A/O缺氧池前端進行再處理。脫水后的泥餅委外專門處置，最大程度減少污泥的產(chǎn)生對環(huán)境的影響。
本發(fā)明根據(jù)各類廢水的特點，對各類廢水進行分別處理，提高處理效率。采用本發(fā)明提供的裝置能夠解決多元醇酯和丙烯酸鈉生產(chǎn)工藝廢水中有機物含量高、生化性差的難題，廢水處理系統(tǒng)具有工藝現(xiàn)金、運行穩(wěn)定可靠，占地面積小，去除效率高、操作維護簡單等優(yōu)點。
本發(fā)明的技術(shù)方案相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點：
本發(fā)明提供的一種多元醇酯和丙烯酸鈉生產(chǎn)工藝廢水處理系統(tǒng)針對各類廢水所含的污染物指標(biāo)及濃度等特性，制定出一套能夠高效穩(wěn)定去除高COD的廢水處理系統(tǒng)，且有效解決了其廢水生化性差的問題。提高其廢水的B/C比，實現(xiàn)廢水中有機物的徹底降解，氨氮及總磷的高效去除。整個工藝可以做到運行維護簡單、工藝先進可靠、應(yīng)對風(fēng)險能力強、占地面積省等特點。使得廢水COD從10510mg/L降解到≤500mg/L，總氮可以降解到≤70mg/L，同時其他各項指標(biāo)均能滿足《污水排入城鎮(zhèn)下水道水質(zhì)標(biāo)準》(GB/T31962-2015)表1中B級標(biāo)準。
（發(fā)明人：張彩吉;周志俊;周穩(wěn)成）
