申请日 20201021
公开（公告）日 20210205
IPC分类号 C02F9/14; B01D53/32; B01D53/76
摘要
本发明涉及一种污水处理系统及处理方法，所述污水处理系统包括依次连接的预处理装置、生化反应池、第一臭氧氧化池、第一MBR反应器、第二臭氧氧化池以及第二MBR反应器；所述生化反应池由曝气装置提供气体；所述生化反应池的出气口、第一臭氧氧化池的出气口以及第二臭氧氧化池的出气口与尾气处理装置连接；所述第一MBR反应器与第二MBR反应器回收的污泥回流至生化反应池。所述污水处理系统及处理方法不仅能够有效降低污水中的BOD与COD，还能对污水处理过程中的污泥以及臭气进行合理处理，减少污泥以及臭气带来的二次污染风险。
权利要求书
1.一种污水处理系统，其特征在于，所述污水处理系统包括依次连接的预处理装置、生化反应池、第一臭氧氧化池、第一MBR反应器、第二臭氧氧化池以及第二MBR反应器；
所述生化反应池由曝气装置提供气体；
所述生化反应池的出气口、第一臭氧氧化池的出气口以及第二臭氧氧化池的出气口与尾气处理装置连接；
所述第一MBR反应器与第二MBR反应器回收的污泥回流至生化反应池。
2.根据权利要求1所述的污水处理系统，其特征在于，所述预处理装置包括依次连接的格栅过滤装置、调节装置以及絮凝沉降装置；
所述絮凝沉降装置的出水口与生化反应池连接。
3.根据权利要求1或2所述的污水处理系统，其特征在于，所述生化反应池包括至少2级生化反应单元；
所述生化反应单元包括依次设置的缺氧反应段与好氧反应段，前一级生化反应单元的好氧反应段与相邻后一级生化反应单元的缺氧反应段连接。
4.根据权利要求1-3任一项所述的污水处理系统，其特征在于，所述尾气处理装置包括依次连接的静态混合器与等离子氧化器；
所述生化反应池的出气口、第一臭氧氧化池的出气口以及第二臭氧氧化池的出气口分别独立地与静态混合器连接。
5.一种应用如权利要求1-4任一项所述的污水处理系统的污水处理方法，其特征在于，所述污水处理方法包括如下步骤：
(1)对污水进行预处理，得到预处理污水；
(2)生化处理步骤(1)所得预处理污水，初步降低预处理污水中的COD，得到生化处理出水；
(3)依次对步骤(2)所得生化处理出水进行第一氧化处理、第一MBR处理、第二氧化处理与第二MBR处理，得到净化出水；
对步骤(2)所述生化处理产生的废气、步骤(3)所述第一氧化处理以及第二氧化处理产生的废气进行尾气处理。
6.根据权利要求5所述的污水处理方法，其特征在于，步骤(1)所述污水包括含氰电镀污水、城市生活污水或养殖场污水中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，步骤(1)所述预处理的方法包括依次进行的格栅过滤、pH调节以及絮凝沉降。
7.根据权利要求5或6所述的污水处理方法，其特征在于，步骤(2)所述生化处理包括至少2级A/O处理，每级缺氧反应的处理时间为1-2h，每级好氧反应的处理时间为2-3h；
优选地，步骤(2)所述生化处理中的好氧处理气水比为(5-8):1；
优选地，步骤(2)所述生化处理为串联连接的2级A/O处理，每级缺氧反应的处理时间为1.2-1.6h，每级好氧反应的处理时间为2.4-2.8h。
8.根据权利要求5-7任一项所述的污水处理方法，其特征在于，所述第一氧化处理为臭氧氧化处理，臭氧投加量为10-20mg/L；
优选地，所述第一MBR处理时的曝气量为0.5-0.8Nm3/m2·h；
优选地，所述第二氧化处理为臭氧氧化处理，臭氧投加量为40-50mg/L；
优选地，所述第二MBR处理时的曝气量为0.2-0.4Nm3/m2·h。
9.根据权利要求5-9任一项所述的污水处理方法，其特征在于，所述尾气处理为等离子体氧化处理。
10.根据权利要求5-9任一项所述的污水处理方法，其特征在于，所述污水处理方法包括如下步骤：
(1)对污水进行预处理，得到预处理污水；
(2)生化处理步骤(1)所得预处理污水，初步降低预处理污水中的COD，得到生化处理出水；步骤(2)所述生化处理包括至少2级A/O处理，每级缺氧反应的处理时间为1-2h，每级好氧反应的处理时间为2-3h；步骤(2)所述生化处理中的好氧处理气水比为(5-8):1；
(3)依次对步骤(2)所得生化处理出水进行第一氧化处理、第一MBR处理、第二氧化处理与第二MBR处理，得到净化出水；所述第一氧化处理为臭氧氧化处理，臭氧投加量为10-20mg/L；所述第一MBR处理时的曝气量为0.5-0.8Nm3/m2·h；所述第二氧化处理为臭氧氧化处理，臭氧投加量为40-50mg/L；所述第二MBR处理时的曝气量为0.2-0.4Nm3/m2·h；
对步骤(2)所述生化处理产生的废气、步骤(3)所述第一氧化处理以及第二氧化处理产生的废气进行等离子体氧化处理。
说明书
一种污水处理系统及处理方法
技术领域
本发明属于环境保护技术领域，涉及一种污水处理系统，尤其涉及一种污水处理系统及处理方法。
背景技术
随着科技的进步以及社会的发展，工业排放污水以及生活排放污水中的有机物种类和含量也在不断增加，因此，需要对工业排放污水以及生活排放污水进行有效处理，防止污水对水源的破坏。
CN 206244572U公开了一种高效净化型电镀废水处理回收系统，包括电镀废水蓄水池、格栅、废水调节池、微滤膜固液分离装置、离心过滤装置、蒸发器、臭氧氧化池、臭氧消解池、保安过滤器、RO装置、RO浓水处理装置、回用水池与污泥处理装置，所述废水调节池和微滤膜固液分离装置之间连接设有依次连接的斜坡沉淀池、混凝反应装置与臭氧氧化池，所述污泥处置装置包括依次连接的污泥浓缩池、污泥过滤器及干化污泥装置，通过特定连接结构的回收系统提高了电镀废水回收处理系统的回收率和净化程度。
但所述高效净化型电镀废水处理回收系统无法对污泥进行有效处理，且污泥的产生量较多，只能通过后续的额外工艺对其进行利用，增加了电镀废水的处理成本。
CN 106915861A公开了一种基于污泥臭氧催化氧化的煤化工废水生物处理系统及其处理方法，所述处理系统包括一级前置反硝化的缺氧/好氧生物处理系统、污泥臭氧催化氧化多相反应系统和二级缺氧反硝化/好氧生物处理系统；所述方法为：待处理的煤化工废水经一级前置反硝化的缺氧/好氧生物处理，处理得到的污泥一部分回流，另一部分进行臭氧催化消解，臭氧催化消解产生的上清液与一级前置反硝化的缺氧/好氧生物处理的污水混合后一起进行二级缺氧反硝化/好氧生物处理得到出水，催化消解产生的尾气用于二级缺氧反硝化/好氧生物处理的曝气处理。所述处理方法能够实现对污泥的高效、低成本氧化消解，但生物处理系统产生的臭气以及臭氧无法得到有效处理，产生了污染空气的风险。
MBR(Membrane Bio-Reactor，膜生物反应器)技术是一种新型的水处理技术，MBR将传统活性污泥法与膜分离技术相结合，依靠膜分离技术的高效固液分离作用替代了传统工艺中的二沉池，实现了泥水分离，同时也替代了二沉池后的深度处理工艺，实现了污染物的高效去除；同时，MBR工艺具有出水水质稳定良好、处理效率高、耐冲击负荷能力强及占地面积小等优势，在工业废水处理领域得到了较为广泛的实际应用。
CN 109879549A公开了一种MBR和臭氧组合污水深度处理工艺，其包括如下步骤：(1)前端好氧池出水或二沉池出水进入到MBR池，MBR池中含有高浓度好氧有机污泥，对污水中的有机物作进一步强化降解，MBR池中的MBR膜为帘式膜，其膜过滤精度为0.06-0.1μm，通过该精度的膜后，微生物被截留在MBR池中作进一步降解作用，处理后的水经过MBR膜孔径，得到净化；(2)对MBR的净化出水进行臭氧氧化，使其中的有机物首先发生断链，然后对断链后的有机物进行降解。
所述深度处理工艺虽然能够将MBR和臭氧工艺进行结合，但过多的臭氧以及污泥仍然会对环境造成危害，不利于环境保护。
因此，需要提供一种能够有效去除污水中COD的处理系统与处理方法，使所述处理系统不仅能够有效降低污水中的BOD与COD，还能对污水处理过程中的污泥以及臭气进行合理处理，减少污泥以及臭气带来的二次污染风险。
发明内容
本发明的目的在于提供一种污水处理系统及处理方法，所述污水处理系统及处理方法不仅能够有效降低污水中的BOD与COD，还能对污水处理过程中的污泥以及臭气进行合理处理，减少污泥以及臭气带来的二次污染风险。
为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供了一种污水处理系统，所述污水处理系统包括依次连接的预处理装置、生化反应池、第一臭氧氧化池、第一MBR反应器、第二臭氧氧化池以及第二MBR反应器；
所述生化反应池由曝气装置提供气体；
所述生化反应池的出气口、第一臭氧氧化池的出气口以及第二臭氧氧化池的出气口与尾气处理装置连接；
所述第一MBR反应器与第二MBR反应器回收的污泥回流至生化反应池。
本发明通过第一臭氧氧化池、第一MBR反应器、第二臭氧氧化池以及第二MBR反应器的设置减少了污泥的产生量；具体的，利用MBR反应器的高效固液分离能力，将污染物截留，同时将截留所得活性污泥回流至生化反应池，以维持生化反应池内活性污泥为生物的浓度；而第一臭氧氧化池与第二臭氧氧化池的设置，能够提高所处理污水的BOD/COD比值，即通过臭氧将难生物降解的大分子有机物转化为易生物降解的小分子有机物。通过MBR反应器与臭氧氧化池的配合，使污泥的产生量减少。
臭氧氧化池的设置虽然能够提高BOD/COD值，但会不可避免的产生臭氧废气，臭氧直接排放则会导致其它环境危害。本发明通过将生化反应池废气与臭氧废气混合，共同进行尾气处理，能够降低生化反应池废气中的氮硫含量，并使臭氧得到充分利用。
优选地，所述预处理装置包括依次连接的格栅过滤装置、调节装置以及絮凝沉降装置。
优选地，所述格栅过滤装置包括转鼓式格栅过滤装置、平面格栅过滤装置、阶梯式格栅过滤装置或内进流式格栅过滤装置中的任意一种或至少两种的组合；所述格栅过滤装置的网孔孔径为1-2mm。
所述调节装置为本领域常规的pH调节装置，通过调节装置的设置使污水中的重金属得到充分脱除。
所述絮凝沉降装置为本领域常规的絮凝沉降装置，通过絮凝沉降装置的设置使污水中难沉降颗粒物得以去除，从而降低后续生化反应产生的污泥量。
所述絮凝沉降装置的出水口与生化反应池连接。
优选地，所述生化反应池包括至少2级生化反应单元。
所述生化反应单元包括依次设置的缺氧反应段与好氧反应段，前一级生化反应单元的好氧反应段与相邻后一级生化反应单元的缺氧反应段连接。
优选地，所述尾气处理装置包括依次连接的静态混合器与等离子氧化器；所述生化反应池的出气口、第一臭氧氧化池的出气口以及第二臭氧氧化池的出气口分别独立地与静态混合器连接。
所述静态混合器的设置能够使第一臭氧氧化池与第二臭氧氧化池产生的臭氧废气，以及生化反应池产生的废气进行充分混合，然后在臭氧以及等离子氧化器的协同配合下，使生化反应池产生废气中的含硫物质和/或含氮物质得以氧化去除。
第二方面，本发明提供了一种应用如第一方面所述的污水处理系统的污水处理方法，所述污水处理方法包括如下步骤：
(1)对污水进行预处理，得到预处理污水；
(2)生化处理步骤(1)所得预处理污水，初步降低预处理污水中的COD，得到生化处理出水；
(3)依次对步骤(2)所得生化处理出水进行第一氧化处理、第一MBR处理、第二氧化处理与第二MBR处理，得到净化出水；
对步骤(2)所述生化处理产生的废气、步骤(3)所述第一氧化处理以及第二氧化处理产生的废气进行尾气处理。
优选地，步骤(1)所述污水包括含氰电镀污水、城市生活污水或养殖场污水中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，本发明所述污水中的COD为1000-1200mg/L，BOD为200-300mg/L，SS为300-400mg/L，TN(总氮)为30-40mg/L，氨氮含量为15-25mg/L，TP(总磷)≤5mg/L。
优选地，步骤(1)所述预处理的方法包括依次进行的格栅过滤、pH调节以及絮凝沉降。
优选地，步骤(2)所述生化处理包括至少2级A/O处理，每级缺氧反应的处理时间为1-2h，每级好氧反应的处理时间为2-3h。
本发明所述生化处理包括至少2级A/O处理，例如2级、3级、4级或5级，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用；但生化处理的效果并不随A/O处理的级数增加而线性增加，综合考虑生化处理效果以及生化处理成本，所述生化处理优选为串联连接的2级A/O处理。
A/O处理过程中，缺氧反应的处理时间为1-2h，例如可以是1h、1.2h、1.4h、1.5h、1.6h、1.8h或2h，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用，优先为1.2-1.6h。所述缺氧反应的处理时间为污水在缺氧反应段的停留时间。
A/O处理过程中，好氧反应的处理时间为2-3h，例如可以是2h、2.2h、2.4h、2.5h、2.7h、2.8h或3h，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用，优先为2.4-2.8h。所述好氧反应的处理时间为污水在好氧反应段的停留时间。
优选地，步骤(2)所述生化处理中的好氧处理气水比为(5-8):1，例如可以是5:1、5.5:1、6:1、6.5:1、7:1、7.5:1或8:1，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
在本发明所述生化处理的条件下对污水进行处理，能够使污水的COD降低至500mg/L以下，BOD降低至200mg/L以下，SS降低至200mg/L以下。
优选地，所述第一氧化处理为臭氧氧化处理，臭氧投加量为10-20mg/L，例如可以是10mg/L、12mg/L、15mg/L、16mg/L、18mg/L或20mg/L，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
优选地，所述第一MBR处理时的曝气量为0.5-0.8Nm3/m2·h，例如可以是0.5Nm3/m2·h、0.55Nm3/m2·h、0.6Nm3/m2·h、0.65Nm3/m2·h、0.7Nm3/m2·h、0.75Nm3/m2·h或0.8Nm3/m2·h，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
优选地，所述第二氧化处理为臭氧氧化处理，臭氧投加量为40-50mg/L，例如可以是40mg/L、42mg/L、45mg/L、48mg/L或50mg/L，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
优选地，所述第二MBR处理时的曝气量为0.2-0.4Nm3/m2·h，例如可以是0.2Nm3/m2·h、0.25Nm3/m2·h、0.3Nm3/m2·h、0.35Nm3/m2·h或0.4Nm3/m2·h，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
优选地，所述尾气处理为等离子体氧化处理。
作为本发明所述污水处理方法的优选技术方案，所述污水处理方法包括如下步骤：
(1)对污水进行预处理，得到预处理污水；
(2)生化处理步骤(1)所得预处理污水，初步降低预处理污水中的COD，得到生化处理出水；步骤(2)所述生化处理包括至少2级A/O处理，每级缺氧反应的处理时间为1-2h，每级好氧反应的处理时间为2-3h；步骤(2)所述生化处理中的好氧处理气水比为(5-8):1；
(3)依次对步骤(2)所得生化处理出水进行第一氧化处理、第一MBR处理、第二氧化处理与第二MBR处理，得到净化出水；所述第一氧化处理为臭氧氧化处理，臭氧投加量为10-20mg/L；所述第一MBR处理时的曝气量为0.5-0.8Nm3/m2·h；所述第二氧化处理为臭氧氧化处理，臭氧投加量为40-50mg/L；所述第二MBR处理时的曝气量为0.2-0.4Nm3/m2·h；
对步骤(2)所述生化处理产生的废气、步骤(3)所述第一氧化处理以及第二氧化处理产生的废气进行等离子体氧化处理。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明所述污水处理系统及处理方法不仅能够有效降低污水中的BOD与COD，还能对污水处理过程中的污泥以及臭气进行合理处理，减少污泥以及臭气带来的二次污染风险；
(2)本发明通过第一臭氧氧化池、第一MBR反应器、第二臭氧氧化池以及第二MBR反应器的串联连接，减少了臭氧氧化池中臭氧的投加量，且通过第一MBR反应器与第二MBR反应器的设置，使出水SS值≤2mg/L；
(3)本发明通过尾气处理装置的设置，能够充分减少生化反应池、第一臭氧氧化池以及第二臭氧氧化池产生气体的危害，有效降低外排气体的气味。
（发明人：宁志刚;张玉宝;唐军;栾洪泽）
