有机工业废水的强化生物处理及回用装置和方法

　　申请日2015.11.26

　　公开(公告)日2016.04.06

　　IPC分类号C02F9/14

　　摘要

　　本发明公开了一种高浓度难降解有机工业废水的强化生物处理及回用装置和方法。该装置主要包括除渣隔油池、事故兼调节池、高效厌氧反应器、连续循环曝气池、中沉池、污泥再生池、缺氧折流反应池、异床生物接触氧化池、二沉池、絮凝沉淀池、三层滤料过滤池、消毒及回用池。使用该装置处理过程不用萃取、催化氧化、膜分离等物化处理技术，全程生化处理，具有绿色、节能、效果好的优点。出水满足《城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918-2002)》一级A标准。出水可回用。

　　权利要求书

　　1.一种高浓度难降解有机工业废水的强化生物处理及回用装置，其特征是，该装置包括依次连通的除渣隔油池(1)、事故兼调节池(2)、设有至少一个高效厌氧反应器(3)的厌氧反应池、连续循环曝气池(4)、中沉池(5)、污泥再生池(6)、缺氧折流反应池(7)、异床生物接触氧化池(8)、二沉池(9)、絮凝沉淀池(11)、三层滤料过滤池(12)、消毒及回用水池(13)，且所述高效厌氧反应器(3)设置在厌氧反应池上方;

　　所述高效厌氧反应器(3)内部从下往上依次设置有布水管(3-1)、搅拌设备(3-2)、沼气通道(3-3)、下折流板(3-4)、生物填料层(3-5)、上折板(3-6)、水封槽(3-7)，可升降式气柜(3-8)，沼气溢出口(3-12);

　　所述连续循环曝气池(4)的中间设置有两块循环流隔板(4-2)，隔板两端设置有弧型岛(4-3)，形成首尾相连，池底部设置有旋流曝气系统(4-1);

　　所述缺氧折流反应池(7)内设置有折流板(7-1);所述缺氧折流反应池(7)池底设有第二空气搅拌管(7-2);

　　所述异床生物接触氧化池(8)内从底部往上依次设置有板式曝气系统(8-1)、移动床填料(8-2)、固定床组合填料(8-3);

　　所述三层滤料过滤池(12)池内从底部往上依次设置有第二空气管(12-1);滤板滤头组合体(12-2)，三层滤料层(12-3)，所述三层滤料层从下往上依次为石英砂层、凹凸棒土层、活性炭层;

　　所述中沉池(5)和二沉池(9)分别与污泥再生池(6)连通，所述污泥再生池(6)分别与连续循环曝气池(4)、缺氧折流反应池(7)、异床生物接触氧化池(8)连通。

　　2.根据权利要求1所述高浓度难降解有机工业废水的强化生物处理及回用装置，其特征是，所述除渣隔油池(1)内设有总进水管(1-1)和除渣机(1-2);所述除渣隔油池(1)中间设有隔板(1-3)，隔板下端距离池底为400mm～500mm。

　　3.根据权利要求1所述高浓度难降解有机工业废水的强化生物处理及回用装置，其特征是，所述事故兼调节池(2)内设有提升泵(2-1)，所述事故兼调节池(2)通过提升泵(2-1)与高效厌氧反应器(3)底部的布水管(3-1)连通。

　　4.根据权利要求1所述高浓度难降解有机工业废水的强化生物处理及回用装置，其特征是，所述生物填料层(3-5)为YDT弹性立体填料，填料单元直径为180mm～200mm，安装厚度为1000mm～1200mm。

　　5.根据权利要求1所述高浓度难降解有机工业废水的强化生物处理及回用装置，其特征是，所述可升降式气柜(3-8)通过滑动装置来实现上下升降，所述滑动装置包括气柜下导轮(3-9)，气柜上导轮(3-10)，以及用于连接气柜下导轮(3-9)和气柜上导轮(3-10)的轨道(3-11)。

　　6.根据权利要求1所述高浓度难降解有机工业废水的强化生物处理及回用装置，其特征是，所述折流板(7-1)的垂直段与折流板的夹角为135°。

　　7.根据权利要求1所述高浓度难降解有机工业废水的强化生物处理及回用装置，其特征是，所述移动床填料(8-2)为移动床MBBR填料，规格为：直径20mm～25mm，长度10mm～12mm，填充率为20%～25%;所述固定床组合填料(8-3)的规格为：单片直径120mm～150mm，单片间距120mm ～150mm。

　　8.根据权利要求1-7之一所述高浓度难降解有机工业废水的强化生物处理及回用装置，其特征是，所述三层滤料层(12-3)中石英砂层的厚度为2mm～4mm，所述凹凸棒土层的厚度为1mm～2mm，所述活性炭层的厚度为0.95mm～1.35mm。

　　9.一种高浓度难降解有机工业废水的强化生物处理及回用方法，其特征是，使用权利要求1-8之一所述装置，高浓度难降解有机工业废水首先经过除渣隔油池、事故兼调节池后，由设置在调节池内的提升泵提升至高效厌氧反应器，经高效厌氧反应器、连续循环曝气池一级厌氧、好氧粗处理进入中沉池，再经过缺氧折流反应池、异床生物接触氧化池进行二级缺氧、好氧揉搓式精处理后进入二沉池，然后对尾水进行絮凝沉淀后，经三层滤料过滤池进行深度处理后达标回用;中沉池、二沉池的剩余污泥排至污泥再生池进行空气搅拌曝气活化后，分别从再生污泥回流至连续循环曝气池以增加微生物的浓度，回流至缺氧折流反应池以提供反硝化脱氮的碳源，回流至异床生物接触氧化池以加强微生物的活性。

　　10.根据权利要求9所述高浓度难降解有机工业废水的强化生物处理及回用方法，其特征是，主要工艺控制参数包括：

　　(1)高效厌氧反应器

　　①容积负荷：Nv=14.0～16kgCOD/(m3·d)

　　②水力停留时间：tHRT=11～14h

　　③水力负荷：Vr=1.0～1.2m3/(m2·h)

　　④溶解氧DO=0mg/L

　　⑤PH值：6～9

　　(2)连续循环曝气池

　　①BOD污泥负荷：0.22～0.25kgBOD/kgMLSS·d

　　②名义停留时间：15～18h

　　③污泥回流比：r=50%～55%

　　④污泥龄：SRT=20～25d

　　⑤好氧速率：6～8mgO2/MLSS·h

　　⑥污泥浓度：4000～5000mg/L

　　⑦PH：7～8.5

　　(3)缺氧折流反应池

　　①名义停留时间：11～15h

　　②折流区冲洗流速：v3=1.2～1.5m/s

　　③脱硝负荷：0.14～0.16kgNO3-N/kgMLSS·d

　　④硝化液回流比：R=2.0～3.0

　　⑤溶解氧DO≤0.5mg/L

　　⑥PH：7～9

　　(4)异床生物接触氧化池

　　①BOD污泥负荷：0.16～0.18kgBOD/kgMLSS·d

　　②名义停留时间：20～22h

　　③硝化液回流比：R=2.5～3.5，污泥回流比r=1～1.5

　　④污泥龄：SRT=10～15d

　　⑤好氧速率：8～10mgO2/MLSS·h

　　⑥PH：7～8.5

　　(5)絮凝沉淀池

　　1)絮凝部分

　　①反应时间：15～20min

　　②GT值：104～105，T的单位为秒

　　③PAC投加浓度：8～10%

　　2)沉淀部分

　　①停留时间：2～3h

　　②液面上升流速：v=3.5～4mm/s

　　③颗粒沉降速度：u=0.4～0.5mm/s

　　(6)三层滤料过滤池

　　①滤速：5～8m/h

　　②溶解氧浓度：1.0～1.5mg/L

　　③曝气强度：2～4Nm3/m2·h。

　　说明书

　　一种高浓度难降解有机工业废水的强化生物处理及回用装置和方法

　　技术领域

　　本发明属于工业废水处理领域，进一步是指一种高浓度难降解有机工业废水的强化生物处理及回用装置和方法。

　　背景技术

　　难降解有机物是值微生物不能降解或在任何环境条件下不能以足够快的速度降解以阻止它在环境中积累的有机物。所谓难降解(难生物降解)是相对于易生物降解而言的，所谓的“难”、“易”又是针对所在的系统而言的。对于自然生态环境系统，如果一种化合物滞留可达几个月或几年之久，则被认为是难生物降解;对于人工生物处理系统，如果一种化合物经过一定的处理，在几小时或几天之内还未能被分解或消除，则同样被认为是难于生物降解的。在自然界中，有机污染物的分解方式可以大体分为光化学分解、化学分解和生物分解三种类型。光化学分解是有机物在紫外至可见光范围波长的辐射下，分子吸收光量子而进行的光化学转化，成为其他化合物。有机物的化学分解包括水中有机污染物的水解作用、氧化还原等作用，改变原有有机污染物的分子结构，发生化学转化。生物分解是水中微生物通过酶催化反应来分解有机物，在微生物代谢时，一些有机物作为食物源提供能量和提供细胞生长所需的碳。其中生物分解起着主要的作用。

　　形成化合物难于生物降解的原因有如下两方面：

　　一是由废水中化合物本身的化学组成和结构来决定，当某一有机污染物结构相对稳定，很难通过微生物的氧化还原、脱羧、脱氨、水解等作用使其转化为无机物，即完全降解，使其具有抗微生物降解性，如芳香族有机物C-C键能为518kJ/mol，而直碳链有机物C-C键能为330kJ/mol，因此前者化合物C-C键断开需要较大的能量，芳香族类有机废水一般难处理。而C=C直碳链为611kJ/mol，因此含“C=C”键有机物也较含“C-C”键有机物难处理。

　　二是水的环境因素，包括废水中物理因素(如温度、化合物的可接近性等)、化学因素(如pH值、化合物浓度、氧化还原电位、协同或拮抗效应等)、生物因素(如适合微生物生存的条件、足够的适应时间等)阻止降解。

　　通常，按照有机化合物的结构和特性，可将难降解有机废水分为以下几类：多环芳烃类(PAH)化合物、杂环类化合物、绿化芳香族化合物、有机氰化物、有机合成高分子化合物等。

　　在制药、农药、造纸、制革、洗涤剂、精细化工、制革、石油化工等行业所排放废水中都不同程度存在上述有机化合物。

　　高浓度难降解有机工业废水对人体健康、动植物、生态环境的造成急性中毒、慢性中毒、潜在毒性、破坏生态环境等危害。

　　目前，常见的处理工艺有：难降解废水单独采用焚烧法、萃取法、芬顿试剂法等。可生化降解的废水仍然进入常规的生化处理装置。

　　但由于废水中大量难降解有机污染物的存在，往往导致常规的生物处理很难奏效，未处理彻底的难降解有机物不能有效降解，处理后的排水不能达到各类规定排放标准，从而导致整个废水处理工艺不能达到预期的目的。因此对难降解有机污染物水质的认识并选择正确的处理工艺是非常必要的。

　　发明内容

　　针对现有技术的不足，针对高浓度难降解有机工业废水成分复杂、处理困难、处理不合格等问题，本发明的目的在于研发一种专门针对高浓度难降解有机工业废水的强化生物处理及回用装置和方法，以实现处理全过程不用萃取、催化氧化、膜分离等物化处理技术，全程采用两级生物强化处理工艺，对高浓度难降解的有机废水中的有机物进行有效的降解。

　　为了解决上述问题，本发明的技术方案：

　　本发明的技术方案之一：

　　一种高浓度难降解有机工业废水的强化生物处理及回用装置，该装置包括依次连通的除渣隔油池、事故兼调节池、设有至少一个高效厌氧反应器的厌氧反应池、连续循环曝气池、中沉池、污泥再生池、缺氧折流反应池、异床生物接触氧化池、二沉池、絮凝沉淀池、三层滤料过滤池、消毒及回用水池，且所述高效厌氧反应器设置在厌氧反应池上方;

　　所述高效厌氧反应器内部从下往上依次设置有布水管、搅拌设备、沼气通道、下折流板、生物填料层、上折板、水封槽，可升降式气柜，沼气溢出口;

　　所述连续循环曝气池的中间设置有两块循环流隔板，隔板两端设置有弧型岛，形成首尾相连，池底部设置有旋流曝气系统;

　　所述缺氧折流反应池内设置有折流板;所述缺氧折流反应池池底设有第二空气搅拌管;

　　所述异床生物接触氧化池内从底部往上依次设置有板式曝气系统、移动床填料、固定床组合填料;

　　所述三层滤料过滤池池内从底部往上依次设置有第二空气管;滤板滤头组合体，三层滤料层，所述三层滤料层从下往上依次为石英砂层、凹凸棒土层、活性炭层;

　　所述中沉池和二沉池分别与污泥再生池连通，所述污泥再生池分别与连续循环曝气池、缺氧折流反应池、异床生物接触氧化池连通。

　　优选方案，所述除渣隔油池内设有总进水管和除渣机;中间设有隔板，隔板下端距离池底为400mm～500mm。

　　优选方案，所述事故兼调节池内设有提升泵，所述事故兼调节池通过提升泵与高效厌氧反应器底部的布水管连通。

　　优选方案，所述生物填料层为YDT弹性立体填料，填料单元直径为180mm～200mm，安装厚度为1000mm～1200mm。

　　优选方案，所述可升降式气柜通过滑动装置来实现上下升降，所述滑动装置包括气柜下导轮，气柜上导轮，以及用于连接气柜下导轮和气柜上导轮的轨道。

　　优选方案，所述污水再生池内设置有第一空气搅拌管、污泥回流泵。

　　优选方案，所述折流板的垂直段与折流板的夹角为135°。

　　优选方案，所述移动床填料为移动床MBBR填料，规格为直径20mm～25mm，长度10mm～12mm，填充率为20%～25%;所述固定床组合填料的规格为单片直径120mm～150mm，单片间距120mm～150mm。

　　优选方案，所述的二沉池内设置有斜板，斜板材质为乙丙共聚，规格为直径80mm，尺寸为1000×500×867(斜长)mm，片厚1mm。二沉池底部的剩余污泥排放污泥再生池进行污泥再生。

　　优选方案，所述的中间水池为一空塔构筑物。

　　优选方案，所述絮凝沉淀池内设有多块回流折板，待滤水提升泵，第一空气搅拌管。

　　优选方案，所述三层滤料层中石英砂层的厚度为2mm～4mm，所述凹凸棒土层的厚度为1mm～2mm，所述活性炭层的厚度为0.95mm～1.35mm。

　　优选方案，所述消毒及回水水池上面设置有消毒装置，池底部设置有送水泵，池壁上设置有出水总管接口。

　　本发明的技术方案之二：

　　一种高浓度难降解有机工业废水的强化生物处理及回用方法，使用上述装置，高浓度难降解有机工业废水首先经过除渣隔油池、事故兼调节池后，由设置在调节池内的提升泵提升至高效厌氧反应器，经高效厌氧反应器、连续循环曝气池一级厌氧、好氧粗处理进入中沉池，再经过缺氧折流反应池、异床生物接触氧化池进行二级缺氧、好氧揉搓式精处理后进入二沉池，然后对尾水进行絮凝沉淀后，经三层滤料过滤池进行深度处理后达标回用;中沉池、二沉池的剩余污泥排至污泥再生池进行空气搅拌曝气活化后，分别从再生污泥回流至连续循环曝气池以增加微生物的浓度，回流至缺氧折流反应池以提供反硝化脱氮的碳源，回流至异床生物接触氧化池以加强微生物的活性。

　　优选方案，其中主要工艺控制参数包括：