申请日2016.06.22
公开(公告)日2017.12.29
IPC分类号C02F9/14
摘要
本发明公开了废水处理系统和废水处理方法。废水处理系统包括：预处理系统，其对废水进行调节处理和沉淀处理，得到预处理废水;第一处理系统，其对所述预处理废水进行厌氧处理和微生物截留，对经微生物截留后的废水进行软化和膜过滤，得到软化膜过滤出水;第二处理系统，其将所述软化膜过滤出水中的游离氨转化成离子铵以得到转化后出水，对所述转化后出水进行高压反渗透处理、物料分离处理和蒸发结晶处理。本发明的废水处理系统，在技术流程上每一个处理单元都会针对特定污染物进行较为彻底的去除，同时又为后续单元创造有利的处理条件，形成一个创新的完整的组合工艺，因此后续单元处理任务越来越简单，处理难度越来越低，处理效果越来越好。
摘要附图
权利要求书
1.一种废水处理系统，其特征在于，包括：
预处理系统，其对废水进行调节处理和沉淀处理，得到预处理废水;
第一处理系统，其对所述预处理废水进行厌氧处理和微生物截留，对经微生物截留后的废水进行软化和膜过滤，得到软化膜过滤出水;
第二处理系统，其将所述软化膜过滤出水中的游离氨转化成离子铵以得到转化后出水，对所述转化后出水进行高压反渗透处理、物料分离处理和蒸发结晶处理。
2.根据权利要求1所述的废水处理系统，其特征在于，所述第一处理系统包括：
厌氧处理和微生物截留子系统，其包括厌氧装置和微生物截留子系统，所述厌氧装置对所述预处理废水进行厌氧处理以获得厌氧出水，所述微生物截留子系统对所述厌氧出水中的微生物进行膜截留，同时对所述厌氧出水中的悬浮物进行过滤，得到澄清出水;
软化和膜过滤子系统，其包括软化子系统和膜过滤子系统，在所述软化子系统中对所述澄清出水投加碱性物质，形成絮凝细小颗粒物，所述膜过滤子系统将所述絮凝细小颗粒物进行过滤，得到所述软化膜过滤出水。
3.根据权利要求1所述的废水处理系统，其特征在于，所述第二处理系统包括：
游离氨调节子系统，其对所述软化膜过滤出水中的游离氨进行由游离氨到离子铵的转化，以得到游离氨调节子系统出水;
高压反渗透膜子系统，其对所述游离氨调节子系统出水进行高压反渗透处理，并得到高压反渗透膜透过液和高压反渗透浓水;
物料分离膜子系统，其对所述高压反渗透浓水进行物料分离处理，提取有机物后得到物料分离膜透过液;
蒸发结晶子系统，其对所述物料分离膜透过液进行蒸发结晶，得到蒸汽和蒸发结晶盐。
4.根据权利要求2所述的废水处理系统，其特征在于，所述厌氧处理和微生物截留子系统还包括：
微生物回流子系统，其将所述微生物截留子系统截留下的微生物回流至所述厌氧装置的进水。
5.根据权利要求2所述的废水处理系统，其特征在于，所述碱性物质包括氢氧化钙和氢氧化钠。
6.根据权利要求3所述的废水处理系统，其特征在于，所述游离氨调节子系统采用加酸调节，使游离氨转化成离子铵。
7.根据权利要求3所述的废水处理系统，其特征在于，所述高压反渗透膜子系统为两级高压反渗透膜子系统，所述高压反渗透膜子系统可承受压力大于等于6.0Mpa。
8.根据权利要求3所述的废水处理系统，其特征在于，所述物料分离膜子系统为对所述高压反渗透浓水进行有机物提取分离的物料膜系统。
9.根据权利要求3所述的废水处理系统，其特征在于，所述蒸发结晶子系统产生的蒸汽被用于对从所述预处理系统进入所述第一处理系统的预处理废水进行加热。
10.一种废水处理方法，其特征在于，包括：
预处理步骤，其对废水进行调节处理和沉淀处理，得到预处理废水;
第一处理步骤，其对所述预处理废水进行厌氧处理和微生物截留，对经微生物截留后的废水进行软化和膜过滤，得到软化膜过滤出水;
第二处理步骤，其将所述软化膜过滤出水中的游离氨转化成离子铵以得到转化后出水，对所述转化后出水进行高压反渗透处理、物料分离处理和蒸发结晶处理。
说明书
废水处理系统和废水处理方法
技术领域
本发明涉及水处理领域，尤其是废水处理系统和废水处理方法。
背景技术
当今世界，人类面临着水资源紧缺并且水污染日益严重的问题。因此，水处理技术，尤其是废水处理技术，正变得越来越重要。
在目前的废水处理技术中，垃圾渗滤液的处理技术非常重要。垃圾渗滤液典型处理技术是“生物法(厌氧+好氧)+膜法(超滤+纳滤+反渗透)”，该工艺可以针对渗滤液中的污染物进行有效的去除，且具有技术成熟和流程简单等特点。
图1为现行垃圾渗滤液处理方法的流程图。如图1所示，渗滤液经预处理后首先进入UASB(上流式厌氧污泥床反应器，Up-flow AnaerobicSludge Bed/Blanket)厌氧系统，该系统为第二代厌氧技术，存在有机物去除效率低(80%)、微生物易流失、调试启动周期长等缺点。经UASB厌氧系统处理后，厌氧出水进入A/O(缺氧/好氧，Anoxic/Oxic)系统，即，两级A/O好氧系统。在工作过程中，A/O系统需要借助大量鼓风曝气进行硝化处理，并产生大量剩余污泥。A/O系统的好氧技术目前被广泛用于高氨氮废水的处理，也是核心处理单元。但是，A/O系统存在去除效率不稳定、能耗高、占地大、运行维护复杂等缺点，同时还要解决臭气、噪声和污泥等问题。经A/O系统处理后，好氧出水进入外置管式超滤系统，主要用于提高好氧系统污泥浓度，同时作为深度处理系统的预处理措施。外置管式超滤系统具有能耗高和堵塞后不易清理等缺点。在外置管式超滤系统处理后，超滤出水进入深度处理系统。即，单独纳滤系统或纳滤+反渗透的组合系统。其中，纳滤系统会产生15%左右的浓液(或称为浓水)，该部分浓液以有机物和二价以上盐离子为主，膜浓液侧结垢和有机污染风险较大。反渗透系统会产生25%左右的浓液，该部分浓液以一价盐离子为主。纳滤系统和反渗透系统产生的浓液需处理。反渗透系统产生的透过液被回用或外排。
但是，目前典型的“生物法(厌氧+好氧)+膜法(超滤+纳滤+反渗透)”渗滤液处理方法在去除有机物、氨氮和硬度等方面仍采用传统技术，效率较低，且运行不稳定。具体而言，该渗滤液处理方法具有以下不足：
1.针对有机物采用的厌氧处理技术，微生物易流失导致厌氧效率低，出水悬浮物高导致后续好氧生化单元污泥浓度高和污泥量大等;
2.现有技术中并没有针对渗滤液中较高的硬度采取针对性的处理措施，导致在外置管式超滤系统、纳滤系统和反渗透系统的膜系统的使用上，易出现结垢堵塞和维护维修复杂的情况;
3.在A/O系统中针对氨氮采用的硝化反硝化好氧MBR(膜生物反应器，Membrane Bio-Reactor)处理技术，硝化过程污泥活性较难控制，反硝化过程脱氮效果差，同时存在占地大、能耗大、环境差和大量生化污泥需处置等不足;
4.针对盐分采用的纳滤+反渗透处理技术，产水回收率低、产水水质差、浓水难于处理和处置。
发明内容
(一)要解决的技术问题
为了解决现有技术中的上述问题，本发明提供了废水处理系统和废水处理方法。
(二)技术方案
根据本发明的第一方面，提供一种废水处理系统，包括：
预处理系统，其对废水进行调节处理和沉淀处理，得到预处理废水;
第一处理系统，其对所述预处理废水进行厌氧处理和微生物截留，对经微生物截留后的废水进行软化和膜过滤，得到软化膜过滤出水;
第二处理系统，其将所述软化膜过滤出水中的游离氨转化成离子铵以得到转化后出水，对所述转化后出水进行高压反渗透处理、物料分离处理和蒸发结晶处理。
优选地，所述第一处理系统包括：
厌氧处理和微生物截留子系统，其包括厌氧装置和微生物截留子系统，所述厌氧装置对所述预处理废水进行厌氧处理以获得厌氧出水，所述微生物截留子系统对所述厌氧出水中的微生物进行膜截留，同时对所述厌氧出水中的悬浮物进行过滤，得到澄清出水;
软化和膜过滤子系统，其包括软化子系统和膜过滤子系统，在所述软化子系统中对所述澄清出水投加碱性物质，形成絮凝细小颗粒物，所述膜过滤子系统将所述絮凝细小颗粒物进行过滤，得到所述软化膜过滤出水。
优选地，所述第二处理系统包括：
游离氨调节子系统，其对所述软化膜过滤出水中的游离氨进行由游离氨到离子铵的转化，以得到游离氨调节子系统出水;
高压反渗透膜子系统，其对所述游离氨调节子系统出水进行高压反渗透处理，并得到高压反渗透膜透过液和高压反渗透浓水;
物料分离膜子系统，其对所述高压反渗透浓水进行物料分离处理，提取有机物后得到物料分离膜透过液;
蒸发结晶子系统，其对所述物料分离膜透过液进行蒸发结晶，得到蒸汽和蒸发结晶盐。
优选地，所述厌氧处理和微生物截留子系统还包括：
微生物回流子系统，其将所述微生物截留子系统截留下的微生物回流至所述厌氧装置的进水。
优选地，所述碱性物质包括氢氧化钙和氢氧化钠。
优选地，所述游离氨调节子系统采用加酸调节，使游离氨转化成离子铵。
优选地，所述高压反渗透膜子系统为两级高压反渗透膜子系统，所述高压反渗透膜子系统可承受压力大于等于6.0Mpa。
优选地，所述物料分离膜子系统为对所述高压反渗透浓水进行有机物提取分离的物料膜系统。
优选地，所述蒸发结晶子系统产生的蒸汽被用于对从所述预处理系统进入所述第一处理系统的预处理废水进行加热。
根据本发明的第二方面，提供一种废水处理方法，包括：
预处理步骤，其对废水进行调节处理和沉淀处理，得到预处理废水;
第一处理步骤，其对所述预处理废水进行厌氧处理和微生物截留，对经微生物截留后的废水进行软化和膜过滤，得到软化膜过滤出水;
第二处理步骤，其将所述软化膜过滤出水中的游离氨转化成离子铵以得到转化后出水，对所述转化后出水进行高压反渗透处理、物料分离处理和蒸发结晶处理。
(三)有益效果
1.采用厌氧+膜截留(超滤或微滤)技术，提高厌氧处理效率和运行稳定性，并有效解决现有厌氧工艺出水跑泥和厌氧效率低的问题，同时利用膜的过滤作用，降低出水悬浮物，减小对后续处理工艺影响;
2.采用软化+膜过滤(超滤或微滤)技术，将硬度去除98%以上，解决后续处理系统结垢堵塞问题;
3.通过所述“厌氧+膜截留”和“软化+膜过滤”技术的使用，首先去除了绝大部分的有机物、碱度和硬度，避免了纳滤膜的使用，减少了中间环节浓水的产生;其次，硬度和碱度的去除避免了反渗透和蒸发结晶技术使用过程中结垢堵塞的发生，并使反渗透系统产水回收率得以提高，降低了蒸发规模，节省了运行能耗;
4.采用游离氨转化+高压反渗透+物料分离膜(分离有机物)+蒸发组合结晶技术，首先，采用强酸将软化出水中游离氨转化为离子铵，避免了硝化反硝化MBR技术的使用，降低了能耗、节省了占地、改善了运行环境和无需处置大量生化污泥;其次，采用高压反渗透可大幅提高产水回收率，同时较宽流道更适合进水水质有机物浓度高的特点;再有，采用物料分离膜去除有机物可直接形成蒸发结晶;最后采用蒸发系统，使产水回收率接近100%，避免浓水处置和处理的问题。
本发明技术的副产物为软化后盐泥、物料膜分离后形成的有机物和蒸发结晶盐，其中盐泥可用于制砖等，有机物可用于生产有机肥，铵盐可用于生产污泥铵肥，结晶盐可用于化工原料。因此本发明的突出效益一方面是最大限度实现废物资源化;另一方面是采用有针对性的工艺进行组合，形成完全不同于传统废水处理系统和废水处理方法的新废水处理系统和废水处理方法。
