公布日：2023.04.07
申请日：2022.11.04
分类号：C02F9/00(2023.01)I;C02F3/30(2006.01)I;C02F1/56(2006.01)I;C02F1/52(2006.01)I;C02F1/28(2006.01)I
摘要
一种兰炭废水生化处理和深度处理联合系统，通过除油系统、调节池、生物强化池、SH-A生化反应池、二沉池、混合反应池、混凝沉淀池、高效靶向吸附式再生系统、污泥储池、板框压滤机、叠螺脱水机、除臭系统的组合，有利于对出水进行回水利用，例如形成兰炭生产前端用水，本联合系统生化反应池消泡用水，以及本联合系统高效靶向吸附式再生系统再生用水；有利于对污泥进行分质处理，例如分别形成浮渣和泥饼以分别进入配煤系统；有利于改善现场环境，例如采用生物除臭装置消除臭气；有利于降低成本，例如在高效靶向吸附式再生系统中采用煤质颗粒活性炭吸附过滤单元装置等，从而节省水资源和降低处理成本。
权利要求书
1.一种兰炭废水生化处理和深度处理联合系统，其特征在于，包括依次连接的除油系统、调节池、生物强化池、生化反应池、二沉池、混合反应池和混凝沉淀池，所述混凝沉淀池通过切换开关分别连接清水池和回用水池，所述清水池通过高效靶向吸附式再生系统连接所述回用水池，所述除油系统通过浮渣收集池连接浮渣配煤装置，所述二沉池通过第2号污泥储池连接叠螺脱水机，所述混凝沉淀池通过第1号污泥储池连接板框压滤机，所述叠螺脱水机和所述板框压滤机均连接泥饼配煤装置，所述回用水池分别连接所述高效靶向吸附式再生系统反洗水输入口和所述生化反应池消泡水输入口，所述调节池、生物强化池、生化反应池、第1号污泥储池、第2号污泥储池、板框压滤机和叠螺脱水机均通过臭气收集管道连接除臭系统。
2.根据权利要求1所述的兰炭废水生化处理和深度处理联合系统，其特征在于，所述高效靶向吸附式再生系统包括煤质颗粒活性炭吸附过滤单元装置和旋流搓板洗装置以深度处理混凝沉淀池出水；所述除油系统包括采用氮气作为气源的高效溶气气浮装置。
3.根据权利要求1所述的兰炭废水生化处理和深度处理联合系统，其特征在于，所述除臭系统包括依次连接的预处理装置、生物除臭装置、活性炭吸附装置、离心风机和排放烟囱，所述预处理装置的输入口连接所述臭气收集管，所述生物除臭装置通过生物除臭旁路管道连接所述离心风机，所述排放烟囱设置有臭气达标排放控制口。
4.根据权利要求1所述的兰炭废水生化处理和深度处理联合系统，其特征在于，所述除油系统包括预处理后兰炭废水输入口，破乳剂添加口，絮凝剂添加口以及浮渣输出口，所述浮渣输出口连接所述浮渣收集池的浮渣收集口，所述浮渣收集池的油泥回收输出口连接所述浮渣配煤装置，所述叠螺脱水机和所述板框压滤机均通过各自的泥饼外运输出口连接所述泥饼配煤装置。
5.根据权利要求1所述的兰炭废水生化处理和深度处理联合系统，其特征在于，所述调节池附设有事故池以接受其它水处理设施的事故性排放水，所述事故池通过提升泵连接所述调节池。
6.根据权利要求1所述的兰炭废水生化处理和深度处理联合系统，其特征在于，所述生物强化池中包括自由摆动式填料装置，旋转布水器和池底穿孔管布水系统；所述自由摆动式填料装置包括池底预埋的钢环，所述钢环将填料的底端固定，所述填料的顶端漂浮向上且自由摆动。
7.根据权利要求1所述的兰炭废水生化处理和深度处理联合系统，其特征在于，所述生化反应池包括除碳池和脱氮池，除碳池包括池顶消泡系统和池底曝气系统，脱氮池包括旋转布水器和池底穿孔管布水系统，所述池顶消泡系统采用消泡布水管，所述消泡布水管通过消泡泵连接所述回用水池；所述混合反应池包括高效混凝剂添加口，混凝剂添加口，以及絮凝剂添加口。
8.根据权利要求1所述的兰炭废水生化处理和深度处理联合系统，其特征在于，所述回用水池通过反洗给水管道连接所述高效靶向吸附式再生系统，所述回用水池通过消泡水回用管道连接所述生化反应池，所述回用水池通过混凝沉淀池直排管道连接所述切换开关。
9.根据权利要求1所述的兰炭废水生化处理和深度处理联合系统，其特征在于，所述二沉池为辐流式沉淀池，中心进水，四周出水，池内设有刮泥机、撇渣装置、出水堰板和挡泥板。
10.根据权利要求1所述的兰炭废水生化处理和深度处理联合系统，其特征在于，所述混凝沉淀池为辐流式沉淀池，中心进水，四周出水，池内设有刮泥机、撇渣装置、出水堰板和挡泥板。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷或不足，本发明提供一种兰炭废水生化处理和深度处理联合系统，有利于对污泥进行分质处理，例如分别形成浮渣和泥饼以分别进入浮渣配煤装置和泥饼配煤装置，有利于对出水进行回水利用，例如形成兰炭生产前端用水，本联合系统生化反应池消泡用水，以及本联合系统高效靶向吸附式再生系统反洗用水，有利于改善现场环境，例如采用生物除臭装置消除臭气，有利于降低成本，例如在高效靶向吸附式再生系统中采用煤质颗粒活性炭吸附过滤单元装置等，从而节省水资源和降低处理成本。
本发明的技术解决方案如下：
一种兰炭废水生化处理和深度处理联合系统，其特征在于，包括依次连接的除油系统、调节池、生物强化池、生化反应池、二沉池、混合反应池和混凝沉淀池，所述混凝沉淀池通过切换开关分别连接清水池和回用水池，所述清水池通过高效靶向吸附式再生系统连接所述回用水池，所述除油系统通过浮渣收集池连接浮渣配煤装置，所述二沉池通过第2号污泥储池连接叠螺脱水机，所述混凝沉淀池通过第1号污泥储池连接板框压滤机，所述叠螺脱水机和所述板框压滤机均连接泥饼配煤装置，所述回用水池分别连接所述高效靶向吸附式再生系统反洗水输入口和所述生化反应池消泡水输入口，所述调节池、生物强化池、生化反应池、第1号污泥储池、第2号污泥储池、板框压滤机和叠螺脱水机均通过臭气收集管道连接除臭系统。
所述高效靶向吸附式再生系统包括煤质颗粒活性炭吸附过滤单元装置和旋流搓板洗装置以深度处理混凝沉淀池出水；所述除油系统包括采用氮气作为气源的高效溶气气浮装置。
所述除臭系统包括依次连接的预处理装置、生物除臭装置、活性炭吸附装置、离心风机和排放烟囱，所述预处理装置的输入口连接所述臭气收集管，所述生物除臭装置通过生物除臭旁路管道连接所述离心风机，所述排放烟囱设置有臭气达标排放控制口。
所述除油系统包括预处理后兰炭废水输入口，破乳剂添加口，絮凝剂添加口以及浮渣输出口，所述浮渣输出口连接所述浮渣收集池的浮渣收集口，所述浮渣收集池的油泥回收输出口连接所述浮渣配煤装置，所述叠螺脱水机和所述板框压滤机均通过各自的泥饼外运输出口连接所述泥饼配煤装置。
所述调节池附设有事故池以接受其它水处理设施的事故性排放水，所述事故池通过提升泵连接所述调节池。
所述生物强化池中包括自由摆动式填料装置，旋转布水器和池底穿孔管布水系统。
所述生化反应池包括除碳池和脱氮池，除碳池包括池顶消泡系统和池底曝气系统，脱氮池包括旋转布水器和池底穿孔管布水系统，所述池顶消泡系统采用消泡布水管，所述消泡布水管通过消泡泵连接所述回用水池。
所述混合反应池包括高效混凝剂添加口，混凝剂添加口，以及絮凝剂添加口。
所述回用水池通过反洗给水管道连接所述高效靶向吸附式再生系统，所述回用水池通过消泡水回用管道连接所述生化反应池，所述回用水池通过混凝沉淀池直排管道连接所述切换开关。
所述自由摆动式填料装置包括池底预埋的钢环，所述钢环将填料的底端固定，所述填料的顶端漂浮向上且自由摆动。
所述二沉池为辐流式沉淀池，中心进水，四周出水，池内设有刮泥机、撇渣装置、出水堰板和挡泥板。
所述混凝沉淀池为辐流式沉淀池，中心进水，四周出水，池内设有刮泥机、撇渣装置、出水堰板和挡泥板。
本发明的技术效果如下：本发明一种兰炭废水生化处理和深度处理联合系统，出水可达到《炼焦化学工业污染物排放标准》(GB16171-2012)中间接排放标准，处理后的污水不外排，可回用作为熄焦用水，达到清洁生产的目的。
本发明的特点如下：
1、经预处理后的兰炭废水可生化性比较差，先进入生物强化池，可在生物强化池中采用生物菌种将废水中的大分子和多环有机物进行开环断链，变成更适宜微生物和菌胶团分解的小分子。
2、本发明中的生化反应池采用专利技术“SH-A工艺”(国家发明ZL200610134615.9)。
SH-A工艺是在A/O工艺(Anaerobic/Oxic，厌氧好氧工艺)及A2/O工艺(Anaerobic-Anoxic-Oxic，厌氧-缺氧-好氧生物脱氮除磷工艺)基础上衍生出一种新型含氮废水处理新技术，该工艺结合最新的生物脱氮新技术，强化了生物脱氮除碳功能，在厌氧条件下，既有传统的全程硝化反硝化脱氮，又有利用污水中的各氮素进行氨氧化直接脱氮，脱氮效率高，除碳效果好。
SH-A工艺属于“节能型强化生物脱氮除碳工艺”，打破了传统的全程硝化反硝化脱氮模式，具有以下特点：
A.是通过SH-A工艺所属微生物的生化反应来高效分解代谢污水中的有机物、氨氮等污染物质，是一种兼有脱碳除氮功能的复合型生物处理先进工艺。
B.脱氮效果与原水中的C/N比无关，无需外加碳源，节省药剂耗量，避免药剂的二次污染。它在高效降解污水中有机污染物的同时，通过SH-A工艺所属脱氮菌种强化降解污水中的氨氮，提高了脱氮率。
C.不需硝化液的回流，大大节省了动力消耗，在相同的水力停留时间内，缩小了处理构筑物，减少了占地面积，降低基建投资和运行成本，同时避免了不可生化降解物质在废水处理系统内的累积，确保系统稳定达标运行。
D.SH-A工艺工艺流程简捷、合理，针对性和安全性强，可从根本上保证出水的稳定性。
E.SH-A工艺运行过程中所需各种药剂企业在市场上可方便自购。
3、本发明中混合反应池用于混凝处理工段，根据多年的工程经验，混凝处理工段中选用高效混凝药剂具备如下特点：
(1)高效混凝药剂以铁铝化合物为主要成份，并辅以钙、硅等元素，有效解决兰炭废水脱色、降COD(chemicaloxygendemand，化学需氧量)等难题。
(2)高效混凝药剂使用方便、投加灵活，可结合多种混凝药剂复配使用(复配混凝药剂，即高效混凝药剂+一般混凝药剂)。
(3)高效混凝药剂脱色效果好，常规COD去除率达50％以上。
(4)在高效去除废水中有机物的同时还能去除废水中部分氰化物和氨氮，为进一步实现污水达标排放作出了贡献。
(5)混凝处理工段所使用的混凝药剂均可在市场上任意购买。
4、深度处理单元考虑了保障措施，高效靶向吸附式再生系统用于高效靶向吸附/再生工艺。兰炭废水水质波动大，当水处理系统受到冲击波动时，导致混凝处理出水COD不达标时，可通过自动阀门切换进入高效过滤吸附系统，进一步降低废水中COD(chemicaloxygendemand，化学需氧量)、SS(SuspendedSolid或者SuspendedSubstance，悬浮固体)等污染指标，确保出水各项指标的稳定达标。
高效靶向吸附/再生工艺采用的颗粒炭对水中难降解有机物具有良好的吸附特性，与传统的活性炭吸附工艺相比，本工艺具有以下优势：
a.高效靶向吸附式再生系统使用的颗粒炭采用煤质原料，制作后，具有微孔发达，机械强度高，吸附速度快，净化度高，不易脱粉，使用寿命长的特点。
b.高效靶向吸附/再生工艺采用的“旋流搓板洗”技术，它是采用小水旋转洗的方式在筒体封闭运行的，使颗粒炭洗涤更充分、更干净，不会造成炭损严重、反洗不均匀、不干净、浪费水资源等问题。
c.高效靶向吸附式再生系统采用汽提方式进行自动化提炭，炭机械损耗极低，实现全自动提炭、加炭。
d.高效靶向吸附式再生系统再生周期长、自动化程度高、处理效果稳定、操作管理方便。
e.高效靶向吸附/再生工艺可采用现场移动式再生工艺，再生后的靶向材料性能稳定，可反复使用，系统不额外投加药剂，整个过程不产生污泥、浓水等二次污染物，不会增加出水的TDS(Totaldissolvedsolids，溶解性总固体)。
5、本发明是根据多年工程设计经验总结而成，考虑了很多系统操作的细节，设计更加人性化，便于后期的运行和维护。
(1)由于兰炭废水的特殊性，好氧池会产生大量的泡沫，如果不及时处理，泡沫会从池顶溢出到池外，不仅会对周围的环境造成很恶劣的影响，而且影响好氧池的出水效果。本发明设计了完善的消泡系统，生化池顶设计了消泡布水管及消泡装置，利用清水池或回用水池出水作为消泡水源，不用新水，达到节省水资源的目的。通过消泡泵将回用水送至池顶的消泡系统，可以有效抑制好氧池泡沫外溢。
(2)混凝沉淀池出水根据水质指标自动选择流程去向，节省动力消耗，降低运行成本。当沉淀池出水水质指标达到回用标准时，出水可直接通过管道进入回用水池，当发现出水水质指标不达标时，通过自控阀门切换，将不合格废水通过管道送至清水池，进入高效过滤吸附系统继续处理，将处理合格的废水排至回用水池。
(3)高效靶向吸附式再生系统利用回用水池出水作为再生冲洗水，不用新水，达到节省水资源的目的。
6、本发明兰炭废水生化处理和深度处理联合系统有利于选用一些具有技术创新型的工艺设备，使整个系统运行更稳定，安装和维修更方便。
(1)生物强化池和生化反应池(即2#SH-A反应池)进水选用旋转布水器结合池底穿孔管布水，水流下进上出，实现均匀布水，创造有利的水力条件，取代了传统意义上的潜水搅拌机，更节能环保，这种布水方式为菌种的生长和繁殖创造了更有利的环境，处理效果可以长期保持稳定。
旋转布水器底部有一个进水口，筒体设六个出水口，布水器内衬在旋转的过程中，每次两个相对的出口同时出水，实现池内不同区域的进水，由于旋转间隔很短，可以实现整个池体的布水均匀。
(2)整个生化处理结合生物接触氧化技术，池内均布满生物填料。本系统选用自由摆动式填料，与传统的悬挂式填料来比，自由摆动式填料的优点如下：
A.工程安装简单，工期短。仅需要在池底预埋钢环即可，没有复杂的钢结构。填料安装时，仅需将加工好的填料固定在池底即可，1、2个人即可完成工作，缩短工期。
B.不会对池体结构造成影响，缩短土建设计周期。传统的悬挂式填料需要在池壁和池底安装大量的角钢、槽钢、圆钢等支撑材料，土建设计时，需要考虑其对池体结构的影响，设计周期会比较长。自由摆动式填料的安装不会与池体发生关系，结构设计没有那么复杂。
C.节省人工、节省材料、降低建设成本。传统的悬挂式填料需要在池壁和池底安装大量的角钢、槽钢、圆钢等支撑材料，安装时，需要大量人工将一串串填料的头尾绑在支撑架的两端，特别费工费时。自由摆动式填料节省了大量钢材，仅需将加工好的填料固定在池底预埋的钢环即可，1、2个人即可完成工作，节省大量人工，从而降低了项目建设投资费用。
D.填料不易脱落，使用寿命更长。传统的悬挂式填料是手工绑上去的，如果固定不好，很容易脱落，使用寿命为3～5年。自由摆动式填料是在工厂加工好的，通过工厂很严格的质检，因此，不易脱落，使用寿命更长，可达5～8年。
7、本系统污泥处理采用分质处理，污泥脱水效果好，设备购置费用更低。根据传统的污泥处理方法，生化剩余污泥含水率高，需要先进入污泥浓缩池进一步浓缩再进入到污泥脱水系统。本系统采用叠螺污泥脱水机，对污泥含水率包容性好，剩余污泥只需要储存在污泥储池即可，出泥含水率可达到80％。混凝反应产生的化学污泥产泥量比较大，采用板框压滤机，可将污泥含水率降至60％，很大程度上缩小了污泥体积，降低污泥处置成本。
8、本发明兰炭废水生化处理和深度处理联合系统还设置了臭气处理系统，在传统的除臭工艺处理流程的基础上，生物除臭装置的出口增加了旁路管道，根据出口气体是否达标，决定接下来气体的走向，处理工艺灵活，即保证排放气体的稳定达标，还可以延长活性炭的使用寿命一步降低运行成本。
9、本发明兰炭废水生化处理和深度处理联合系统充分考虑了水、气、固三方面的综合治理，对兰炭废水处理工程具有实际指导意义。
（发明人：沈智瑄;杨庚涵;单明军;刘雪冬）
