申请日2016.04.01
公开(公告)日2016.06.15
IPC分类号C02F9/14; C02F103/30
摘要
本发明涉及污水处理领域，具体涉及一种高浓度难生化有机废水的处理工艺包括：主处理通道和循环通道;所述主处理通道，包括：由主管道依次连接的废水进口、调节兼氧池、气浮装置、复合型有机废水处理装置、电渗析装置、超滤装置、膜除盐装置、生化装置和废水出口，废水从废水进口进入设备，经过各部处理后从废水出口排出;所述电渗析装置设置有盐出口;所述膜除盐装置设置有纯水出口;所述循环通道包括：第一循环通道和第二循环通道;所述第一回流通道将复合型有机废水处理装置处理后的泥浆回流到调节兼氧池;所述第二回流通道将生化装置产出的部分废水回流到调节兼氧池。
权利要求书
1.一种高浓度难生化有机废水的处理工艺，其特征在于，包括：主处理通道(1)和循环通道(2);
所述主处理通道(1)，包括：由主管道依次连接的废水进口(11)、调节兼氧池(12)、气浮装置(13)、复合型有机废水处理装置(14)、电渗析装置(15)、超滤装置(16)、膜除盐装置(17)、生化装置(18)和废水出口(19)，废水从废水进口(11)进入设备，经过各部处理后从废水出口(19)排出;所述电渗析装置(15)设置有盐出口(151);所述膜除盐装置(17)设置有纯水出口(171);
所述循环通道(2)包括：第一循环通道(21)和第二循环通道(22);
所述第一循环通道(21)包括，调节兼氧池(12)、气浮装置(13)、复合型有机废水处理装置(14)和第一回流通道(211)，所述第一回流通道(211)将复合型有机废水处理装置(14)处理后的泥浆回流到调节兼氧池(12);
所述第二循环通道(22)包括：调节兼氧池(12)、气浮装置(13)、复合型有机废水处理装置(14)、电渗析装置(15)、超滤装置(16)、膜除盐装置(17)、生化装置(18)和第二回流通道(221)，所述第二回流通道(221)将生化装置(18)产出的部分废水回流到调节兼氧池(12);
所述电渗析装置(15)为电离子膜浓缩器矩阵，其电渗析膜为均相离子交换膜，膜电阻0.1-0.8Ω/cm2，交联度为70-90%;
所述超滤装置(16)为外压式中空纤维膜组件，其膜丝内外径之比为1:1.5-2.5，超滤组件装填密度800-1200m2/m3。
2.根据权利要求1所述的一种高浓度难生化有机废水的处理工艺，其特征在于，所述复合型有机废水处理装置(14)包括，第一反应区(141)、第二反应区(142)和第三反应区(143)，第一反应区(141)内设置有超声脉冲器(1411)和臭氧管道(1412)，第二反应区(142)内设置有阴阳电极(1421)和铁碳填料(1422)，第三反应区(143)设置有絮凝反应腔(1431)和斜管沉降池(1432)。
3.根据权利要求1或2所述的一种高浓度难生化有机废水的处理工艺，其特征在于，所述循环通道(2)还包括第三循环通道(23)，所述第三循环通道(23)包括产水池(231)、反洗泵(232)和第三回流通道(233);所述第三循环通道(23)设置在电渗析装置(15)、超滤装置(16)和膜除盐装置(17)中至少一个的产水处，第三回流通道(233)将产水池(231)中的水回流到对应设备用以反洗;所述第三循环通道(23)每半小时启动一次自动反洗，冲洗通量控制在100-120L/m2·hr;反洗压力≤0.2MPa;反洗时间20-40秒。
4.根据权利要求3所述的一种高浓度难生化有机废水的处理工艺，其特征在于，所述气浮装置(13)与复合型有机废水处理装置(14)之间还设置有多介质过滤器(3)。
5.根据权利要求4所述的一种高浓度难生化有机废水的处理工艺，其特征在于，所述生化装置(18)包括生化池(181)和沉淀池(182)，所述沉淀池(182)的表面负荷为0.3-0.6m/m·h。
6.根据权利要求5所述的一种高浓度难生化有机废水的处理工艺，其特征在于，所述生化装置(18)与第二回流通道(221)连接处设置有COD检测装置(183)，控制排放水的COD在100ml/L以下。
7.根据权利要求6所述的一种高浓度难生化有机废水的处理工艺，其特征在于，所述超滤装置(16)入口还设置有保安过滤器(4)，用以去除大颗粒杂质，废水进入保安过滤器(4)时加入杀菌剂。
8.根据权利要求7所述的一种高浓度难生化有机废水的处理工艺，其特征在于，所述废水进口(11)与调节兼氧池(12)之间设置有格栅(5)和集水池(6)。
9.根据权利要求8所述的一种高浓度难生化有机废水的处理工艺，其特征在于，调节兼氧池(12)的总停留时间为20-28h，分别包括调节时间10-16h和兼氧时间4-18h。
10.根据权利要求9所述的一种高浓度难生化有机废水的处理工艺，其特征在于，所述废水进入气浮装置(13)加入PAC和PAM作为混凝剂和絮凝剂，PAC的浓度为80mg/L～160mg/L，PAM的浓度为10mg/L～40mg/L，废水进入所述膜除盐装置(17)前加入阻垢剂，所述阻垢剂为ATMP、HEDP或EDTMPA。
说明书
一种高浓度难生化有机废水的处理工艺
技术领域
本发明涉及污水处理领域，具体涉及一种高浓度难生化有机废水的处理工艺。
背景技术
高浓度难生化有机废水一般是由造纸、皮革、印染及食品等行业排出的，这些行业的生产废水成分一般都比较复杂、污染物种类繁多，通常具有CODcr高、BOD5高、SS浓度高、NH3-N浓度高、色度高等特点。比如，纺织物的生产过程中会加入大量的无机盐类物质，如碳酸钠、小苏打(碳酸氢钠)、多聚磷酸钠、食盐(氯化钠)、元明粉(硫酸钠)、保险粉(连二硫酸钠)等，使用后都基本转移到废水中，是废水的主要污染物。如不进行脱盐处理，则水中盐类物质量会积累到相当大，影响水的回用。
经研究，当印染用水的电导率超过3000uS/cm，即含盐量约大于2000mg/L时，盐容易在织物上产生斑迹，影响产品的质量。其次，含盐量过高，对废水生化处理产生不良影响，甚至使污水处理系统崩溃。不回用的工业废水处理出水中总含盐量为2000mg/L(以总溶解性固体TDS表示)，回用率80%。循环一次后系统的TDS将增加到3400mg/L，二次循环后将增加到4560mg/L，多次循环后，回用水中的TDS将导致生产无法正常进行。
采用常规物化法、生物法等处理，虽然可达到国家和地方废水排放标准(COD<100mg/L，SS<60mg/L,pH6-9)，但经处理达标后的废水仍存部分有机物、微生物、胶体、颗粒悬浮物和大量可溶性无机盐等，因而限制了其循环利用，直接外排造成水资源浪费。
发明内容
本发明的目的，是为了解决背景技术中的问题，提供一种高浓度难生化有机废水的处理工艺。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种高浓度难生化有机废水的处理工艺，包括：主处理通道和循环通道;
所述主处理通道，包括：由主管道依次连接的废水进口、调节兼氧池、气浮装置、复合型有机废水处理装置、电渗析装置、超滤装置、膜除盐装置、生化装置和废水出口，废水从废水进口进入设备，经过各部处理后从废水出口排出;所述电渗析装置设置有盐出口;所述膜除盐装置设置有纯水出口;
所述循环通道包括：第一循环通道和第二循环通道;所述第一循环通道包括，调节兼氧池、气浮装置、复合型有机废水处理装置和第一回流通道，所述第一回流通道将复合型有机废水处理装置处理后的泥浆回流到调节兼氧池;所述第二循环通道包括：调节兼氧池、气浮装置、复合型有机废水处理装置、电渗析装置、超滤装置、膜除盐装置、生化装置和第二回流通道，所述第二回流通道将生化装置产出的部分废水回流到调节兼氧池;
本处理方法针对高浓度难生化有机废水，采用调节池+气浮+复合型有机废水处理一体化装置对废水前处理，大幅降低废水的COD与有机物含量，与传统沉淀池相比，COD去除效率高达90%以上。经过该前处理后，通过电渗析，将废水中的盐分回收，电渗析是在直流电场的作用下，离子透过选择性离子交换膜而发生迁移，使带电离子从水溶液和其他不带电组分中分离出来的膜分离过程，具有操作简便、能耗低、不污染环境等特点，但是当废水中有机物浓度较高，易形成膜污染，通过本方法的前处理可以保证电渗析装置的处理效率;
所述电渗析装置为电离子膜浓缩器矩阵，所述电离子膜浓缩器矩阵包括M×N个电离子膜浓缩器，其中M和N分别为大于等于1的整数;所述电渗析装置的电渗析膜为均相离子交换膜，膜电阻0.1-0.8Ω/cm2，交联度为70-90%;
所述超滤装置为外压式中空纤维膜组件，其膜丝内外径之比为1:1.5-2.5，超滤组件装填密度800-1200m2/m3。超滤利用具有选择透过能力的薄膜做分离介质，膜壁密布微孔，原液在一定压力下通过膜的一侧，溶剂及小分子有机物透过膜壁为滤出液，而较大分子的有机物被膜截留，从而达到物质分离及浓缩的目的。膜分离过程为动态过滤过程，大分子有机物、固形物被膜壁阻隔，随浓缩液流出膜组件，膜不易被堵塞，可连续长期使用，过滤过程可在常温、低压下运行，无相态变化，高效节能;
所述膜除盐装置利用反渗透膜，以压力梯度为动力的膜分离过程，其如同分子过滤器一样可有效地去除水中的溶解盐类胶体细菌和有机物。反渗透过程是自然渗透的逆过程.在使用过程中为产生反渗透过程用水泵将含盐水溶液施加压力以克服其自然渗透压，从而使水透过反渗透膜，而将水中溶解盐类等杂质阻止在反渗透膜的另一侧，处理后的产水COD在10mg/L以下，由于废水中的主要盐分在电渗析装置被处理，故浓水的盐分少，可可生化性好，所以将反渗透浓水排入生化装置进行生化处理，经过生化池和沉淀池沉淀，出水水质好，符合排放要求。
本工艺中，还通过循环通道，将复合型有机废水处理装置与膜除盐装置处理的浓液再次循环处理，提高了废水回用率，使得个流程的废水回用率达到90%以上，产水溶解性固体含量去除率≥90%，浊度≤1，PH：6-8、COD≤10mg/L，COD的去除率≥95%。
作为优选，所述复合型有机废水处理装置包括，第一反应区、第二反应区和第三反应区，第一反应区内设置有超声脉冲器和臭氧管道，第二反应区内设置有阴阳电极和铁碳填料，第三反应区设置有絮凝反应腔和斜管沉降池。
第一反应区设置有臭氧管道和设置有超声脉冲器。超声脉冲器通过压缩空气产生超声波并将超声波传递到有机废水中，在有机废水产生空化作用。空化作用是指，当液体中施加一定频率和强度的超声波时，会产生大量的微小气泡，这些微小气泡在其形成、振荡、生长收缩至崩溃的过程中引发的一系列物理化学变化。空化气泡在崩溃时在极短的时间内以及在极小的空间内，产生高温和高压，并伴生强烈的冲击波，这就为在一般条件下难以实现的反应提供了一种新的物理环境。在这种环境下，再通入臭氧，就能有效地增强臭氧的氧化能力;第二反应区内通过铁碳填料发生点催化氧化，铁碳微电解是当铁碳颗粒浸没在酸性废水中时，由于铁和碳之间的电极电位差，废水中会形成无数个微原电池。铁离子与氢氧根离子易生成氢氧化铁，而氢氧化铁具有很强的絮凝作用，而且生成的氢氧化铁比外加入氢氧化铁的絮凝作用强得多;超声不仅对臭氧的氧化具有增强作用，而且对铁碳微电解也有协同作用。超声能够增强铁碳微电解的液相传质，也能减少铁碳微电解的浓差极化;第三反应区设置在第二反应区的下方，在重力下，废水从絮凝反应腔进入斜管沉降池，沉淀后经过第一回流通道回流到调节兼氧池再处理。
作为优选，所述循环通道还包括第三循环通道，所述第三循环通道包括产水池、反洗泵和第三回流通道;所述第三循环通道设置在电渗析装置、超滤装置和膜除盐装置中至少一个的产水处，第三回流通道将产水池中的水回流到对应设备用以反洗;所述第三循环通道每半小时启动一次自动反洗，冲洗通量控制在100-120L/m2·hr;反洗压力≤0.2MPa;反洗时间20-40秒。增加第三循环通道用以电渗析装置、超滤装置和膜除盐装置的自动反洗，能有效保护三者的功能膜组件，大大提高使用寿命和水处理效果。
作为上述方案的优选，所述超滤装置入口还设置有保安过滤器，用以去除大颗粒杂质，废水进入保安过滤器时加入杀菌剂，用以保护超滤装置膜组件。
作为上述方案的优选，废水进入所述膜除盐装置前加入阻垢剂，所述阻垢剂为ATMP、HEDP或EDTMPA，用以保护膜除盐装置膜组件。
作为优选，所述气浮装置与复合型有机废水处理装置之间还设置有多介质过滤器，用以预处理。
作为优选，所述生化装置包括生化池和沉淀池，所述沉淀池的表面负荷为0.3-0.6m/m·h，较低的表面负荷，以延长污染物在池中停留的时间，提高出水水质。
作为优选，所述生化装置与第二回流通道连接处设置有COD检测装置，控制排放水的COD在100ml/L以下。
作为优选，所述废水进口与调节兼氧池之间设置有格栅和集水池，格栅间隙为16-25mm。
作为优选，调节兼氧池的总停留时间为20-28h，分别包括调节时间10-16h和兼氧时间4-18h。
作为优选，所述废水进入气浮装置加入PAC和PAM作为混凝剂和絮凝剂，PAC的浓度为80mg/L～160mg/L，PAM的浓度为10mg/L～40mg/L。
