申请日2014.04.04
公开(公告)日2014.07.09
IPC分类号C02F9/14
摘要
本发明公开了一种处理化工园区综合废水的系统及方法，属于废水处理技术领域。本发明的处理系统包括生化处理系统和高浓度废水预处理系统，生化处理系统中集水池、水解池、一沉池、A/O生物处理装置、二沉池和混凝沉淀池依次相连;高浓度废水预处理系统中铁碳微电解机构、芬顿氧化机构和中和沉淀机构依次相连;本发明的处理步骤为：一、废水进入集水池，进行水质调节;二、低浓度废水经水解池、一沉池、A/O生物处理装置、二沉池、混凝沉淀池处理后出水;三、高浓度废水经铁碳微电解机构、芬顿氧化机构和中和沉淀机构处理后流入集水池，再进行处理。本发明将高浓度废水和低浓度废水区别处理，处理后出水完全能够达到污水处理厂排放标准。
摘要附图
权利要求书
1.一种处理化工园区综合废水的系统，包括生化处理系统，其特征在于：还包括高浓度 废水预处理系统，所述的生化处理系统包括集水池(1)、水解池(2)、一沉池(3)、A/O生 物处理装置(4)、二沉池(6)、混凝反应池(7)和混凝沉淀池(8);所述的集水池(1)、水 解池(2)、一沉池(3)、A/O生物处理装置(4)、二沉池(6)、混凝反应池(7)和混凝沉淀 池(8)通过管道依次相连;所述的高浓度废水预处理系统包括铁碳微电解机构、芬顿氧化机 构和中和沉淀机构，该铁碳微电解机构、芬顿氧化机构和中和沉淀机构也通过管道依次相连; 所述的集水池(1)设置有第一出水管(12)，该第一出水管(12)通入铁碳微电解机构的废 水输入端;所述高浓度废水预处理系统的第三出水管(108)通入集水池(1)。
2.根据权利要求1所述的一种处理化工园区综合废水的系统，其特征在于：所述的生化 处理系统中一沉池(3)底部通过泵和第一污泥管(21)相连，该第一污泥管(21)通入水解 池(2)靠近集水池(1)的一端;所述的A/O生物处理装置(4)包括兼氧池和曝气池，兼 氧池设于曝气池前端，一沉池(3)通过第一污水管(31)与兼氧池相连，曝气池与硝化液回 流罐(5)相连，所述的硝化液回流罐(5)通过管道与兼氧池相连;所述的二沉池(6)底部 也通过管道与兼氧池相连。
3.根据权利要求2所述的一种处理化工园区综合废水的系统，其特征在于：所述的高浓 度废水预处理系统中铁碳微电解机构包括3个全混式反应釜(101);所述的芬顿氧化机构包 括Fenton反应池(104)，Fenton反应池(104)设有第二空气输送管(102)和双氧水输送管 (103);所述的中和沉淀机构包括中和反应池(106)、物化沉淀池(107)，中和反应池(106) 设有石灰/PAM加料管(105)。
4.根据权利要求1所述的一种处理化工园区综合废水的方法，其步骤为：
步骤一、待处理化工园区废水进入集水池(1)，经水质调节后，低浓度废水流入水解池 (2)，高浓度废水流入高浓度废水预处理系统;
步骤二、低浓度废水依次经水解池(2)、一沉池(3)、A/O生物处理装置(4)、二沉池 (6)、混凝反应池(7)和混凝沉淀池(8)处理后出水;
步骤三、高浓度废水依次经铁碳微电解机构、芬顿氧化机构和中和沉淀机构处理后流入 集水池(1)，再经步骤二所述处理过程处理后出水。
5.根据权利要求4所述的一种处理化工园区综合废水的方法，其特征在于：所述低浓度 废水的COD浓度为500-1000mg/L，高浓度废水的COD浓度为1000-2000mg/L。
6.根据权利要求5所述的一种处理化工园区综合废水的方法，其特征在于：步骤二中一 沉池(3)底部部分污泥通过泵和第一污泥管(21)送入水解池(2)靠近集水池(1)的一端; A/O生物处理装置(4)中的兼氧池接收曝气池经硝化液回流罐(5)回流的硝化液;二沉池 (6)底部部分污泥也通过泵和管道送入兼氧池。
7.根据权利要求5或6所述的一种处理化工园区综合废水的方法，其特征在于：步骤二 中废水在水解池(2)内的水力停留时间为8-18h，容积负荷为0.2-0.6KgCOD/(m3·d);在一 沉池(3)内的水力停留时间为6-8h，污泥回流比为100%-200%;在A/O生物处理装置(4) 内的水力停留时间为20-26h，容积负荷为0.1-0.2KgCOD/(m3·d)，硝化液回流比为 100%-200%;在二沉池(6)内的水力停留时间为4-6h，污泥回流比为100%-200%;在混凝 反应池(7)和混凝沉淀池(8)内的总水力停留时间为4-6h。
8.根据权利要求7所述的一种处理化工园区综合废水的方法，其特征在于：所述的混凝 反应池(7)中投加的混凝沉淀剂为PAC和PAM，PAC的投加量与混凝反应池(7)中废水 的体积百分比为0.5%，PAM的投加量与混凝反应池(7)中废水的体积百分比为0.1%。
9.根据权利要求8所述的一种处理化工园区综合废水的方法，其特征在于：步骤三中高 浓度废水在铁碳微电解机构中的pH为2-5，反应时间为0.5-1h，容积负荷为 100-200KgCOD/(m3·d);所述的全混式反应釜(101)内铁粉的投加量与全混式反应釜(101) 中废水的体积百分比为1-2%;全混式反应釜(101)内碳粉的投加量与全混式反应釜(101) 中废水的体积百分比为0.2-0.4%。
10.根据权利要求9所述的一种处理化工园区综合废水的方法，其特征在于：步骤三中 高浓度废水在芬顿氧化机构中的反应时间为0.5-1h，容积负荷为70-140KgCOD/(m3·d);所 述的第二空气输送管(102)输送的空气与Fenton反应池(104)中废水的气水比为10:1-20:1， H2O2的投加量与Fenton反应池(104)中废水的体积百分比为0.1%-1%;所述的中和反应池 (106)中投加Ca(OH)2或NaOH调节废水pH为7-8。
说明书
一种处理化工园区综合废水的系统及方法
技术领域
本发明涉及废水处理技术领域，更具体地说，涉及一种处理化工园区综合废水的系统及 方法。
背景技术
随着我国工业的不断发展，大量的化工园区不断涌现，这给当地政府带来了可观的经济 效益，但同时也带来了严重的环境问题。据国家环保部统计，2012年全国废水排放总量为684.8 亿吨，其中工业废水为221.6亿吨，占废水排放总量的32.3%。且化学原料和化学品制造业废 水为27.4亿吨，位居调查的41个工业行业中第2位。由此可见，化工园区综合废水的处理 对于整个工业废水处理至关重要，已成为影响化工园区可持续发展的关键因素。
目前，化工园区产生的废水一般采用“企业预处理+园区污水厂集中处理”的模式，由于 园区化工产品多种多样，企业环保设施参差不齐，导致化工园区污水厂的来水水质成分复杂、 水量波动大、有机有毒物质浓度高，废水可生化性差。对于此类废水的处理，国内外多采用 物理化学法和生物法。常用的物理化学方法有混凝法、絮凝法、吸附法、催化铁内电解法、 芬顿氧化法以及其他高级氧化技术等。物理化学法具有处理效率高、停留时间短等特点，但 处理成本较高，常作为废水处理的预处理方法。常规的生物法包括A/O法、A2/O法以及CASS 工艺等。由于化工废水中含有多种如氯代烃、多环芳烃等难生物降解物质，若直接采用生物 法处理，处理效果往往难以保证。因此，在实际的工程应用中，研究者把重点集中在“物理 化学预处理+生物处理”的耦合工艺上。其中催化铁内电解与生物法的耦合工艺研究较多，如 中国专利号ZL200810155356.7，授权公告日为2010年9月22日，发明创造名称为：一种化 工园区废水集中处理的方法，该申请案采用电解+移动床生物反应器或曝气生物颗粒反应器的 耦合工艺处理化工园区综合废水，取得了一定的效果，但该申请案仅仅采用电解工艺作为废 水预处理手段，预处理效果往往难以保证，这也将直接导致整个化工园区综合废水的处理效 果不尽理想，此外该申请案的生物处理系统中填料的投资及维护费用较高，增加了废水处理 的成本，难以大规模推广应用。
发明内容
1.发明要解决的技术问题
本发明针对化工园区综合废水成分复杂、毒性大、可生化性差的特点，提供了一种处理 化工园区综合废水的系统及方法，本发明提供的技术方案将高浓度废水和低浓度废水区别处 理，高浓度废水先经过强化预处理，使废水中芳环类等生物毒性较大的大分子有机物开环、 断链，从而降低废水的毒性，提高废水可生化性，再进入生化处理系统进行生化处理，废水 水质对生化处理系统的冲击将大大减弱，生化处理系统对低浓度废水以及预处理后的高浓度 废水的处理效果也将得到进一步提高，处理后出水完全能够达到污水处理厂排放标准。
2.技术方案
为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：
本发明的一种处理化工园区综合废水的系统，包括生化处理系统和高浓度废水预处理系 统，所述的生化处理系统包括集水池、水解池、一沉池、A/O生物处理装置、二沉池、混凝 反应池和混凝沉淀池;所述的集水池、水解池、一沉池、A/O生物处理装置、二沉池、混凝 反应池和混凝沉淀池通过管道依次相连;所述的高浓度废水预处理系统包括铁碳微电解机构、 芬顿氧化机构和中和沉淀机构，该铁碳微电解机构、芬顿氧化机构和中和沉淀机构也通过管 道依次相连;所述的集水池设置有第一出水管，该第一出水管通入铁碳微电解机构的废水输 入端;所述高浓度废水预处理系统的第三出水管通入集水池。
更进一步地，所述的生化处理系统中一沉池底部通过泵和第一污泥管相连，该第一污泥 管通入水解池靠近集水池的一端;所述的A/O生物处理装置包括兼氧池和曝气池，兼氧池设 于曝气池前端，一沉池通过第一污水管与兼氧池相连，曝气池与硝化液回流罐相连，所述的 硝化液回流罐通过管道与兼氧池相连;所述的二沉池底部也通过管道与兼氧池相连。
更进一步地，所述的高浓度废水预处理系统中铁碳微电解机构包括3个全混式反应釜; 所述的芬顿氧化机构包括Fenton反应池，Fenton反应池设有第二空气输送管和双氧水输送管; 所述的中和沉淀机构包括中和反应池、物化沉淀池，中和反应池设有石灰/PAM加料管。
本发明的一种处理化工园区综合废水的方法，其步骤为：
步骤一、待处理化工园区废水进入集水池，经水质调节后，低浓度废水流入水解池，高 浓度废水流入高浓度废水预处理系统;
步骤二、低浓度废水依次经水解池、一沉池、A/O生物处理装置、二沉池、混凝反应池 和混凝沉淀池处理后出水;
步骤三、高浓度废水依次经铁碳微电解机构、芬顿氧化机构和中和沉淀机构处理后流入 集水池，再经步骤二所述处理过程处理后出水。
更进一步地，所述低浓度废水的COD浓度为500-1000mg/L，高浓度废水的COD浓度为 1000-2000mg/L。
更进一步地，步骤二中一沉池底部部分污泥通过泵和第一污泥管送入水解池靠近集水池 的一端;A/O生物处理装置中的兼氧池接收曝气池经硝化液回流罐回流的硝化液;二沉池底 部部分污泥也通过泵和管道送入兼氧池。
更进一步地，步骤二中废水在水解池内的水力停留时间为8-18h，容积负荷为 0.2-0.6KgCOD/(m3·d);在一沉池内的水力停留时间为6-8h，污泥回流比为100%-200%;在 A/O生物处理装置内的水力停留时间为20-26h，容积负荷为0.1-0.2KgCOD/(m3·d)，硝化液 回流比为100%-200%;在二沉池内的水力停留时间为4-6h，污泥回流比为100%-200%;在混 凝反应池和混凝沉淀池内的总水力停留时间为4-6h。
更进一步地，所述的混凝反应池中投加的混凝沉淀剂为PAC和PAM，PAC的投加量与 混凝反应池中废水的体积百分比为0.5%，PAM的投加量与混凝反应池中废水的体积百分比 为0.1%。
更进一步地，步骤三中高浓度废水在铁碳微电解机构中的pH为2-5，反应时间为0.5-1h， 容积负荷为100-200KgCOD/(m3·d);所述的全混式反应釜内铁粉的投加量与全混式反应釜中 废水的体积百分比为1-2%;全混式反应釜内碳粉的投加量与全混式反应釜中废水的体积百分 比为0.2-0.4%。
更进一步地，步骤三中高浓度废水在芬顿氧化机构中的反应时间为0.5-1h，容积负荷为 70-140KgCOD/(m3·d);所述的第二空气输送管输送的空气与Fenton反应池中废水的气水比 为10:1-20:1，H2O2的投加量与Fenton反应池中废水的体积百分比为0.1%-1%;所述的中和 反应池中投加Ca(OH)2或NaOH调节废水pH为7-8。
3.有益效果
采用本发明提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下显著效果：
(1)本发明的一种处理化工园区综合废水的系统，根据化工园区综合废水水质复杂、废 水毒性大，可生化性差的特点，构建了适应于不同化工废水的“强化预处理+生化处理”的全 过程控制系统，系统构建经济合理，对化工园区综合废水的处理效果好;
(2)本发明的一种处理化工园区综合废水的方法，将高浓度废水和低浓度废水区别处理， 高浓度废水先经过强化预处理，使废水中芳环类等生物毒性较大的大分子有机物开环、断链， 从而降低废水的毒性，提高废水可生化性，再进行生化处理，废水水质对生化处理系统的冲 击大大减弱，且在整个废水处理过程中注重对各进程工艺参数的优化调控，生化处理系统对 低浓度废水以及预处理后的高浓度废水的处理效果进一步提高，处理后出水水质稳定，完全 能够达到污水处理厂排放标准。
