公布日：2023.09.29
申请日：2023.08.04
分类号：C02F9/00(2023.01)I;C02F101/34(2006.01)N;C02F1/24(2023.01)N;C02F1/52(2023.01)N;C02F1/56(2023.01)N;C02F3/30(2023.01)N;C02F3/28(2023.01)N;C02F101/
16(2006.01)N;C02F103/36(2006.01)N
摘要
本发明属于污水处理技术领域，具体涉及一种生产工艺废水处理系统及其应用。本发明根据各类废水的特性，对废水进行分类，划分为含蒸发凝水、清洗废水在内的高浓度有机废水和含生活污水、初期雨水、循环水排水在内的低浓度有机废水。将高浓度有机废水和低浓度有机废水进行分开收集，高浓度有机废水进行气浮曝气、混凝沉淀除油、除杂后与低浓度有机废水进行综合生化处理，出水满足排放要求后纳管排放。本发明主要特点是精确的对废水进行分类，针对性的处理，利用高效工艺及装置着重去除废水中的有机物，并能在此基础上保证污泥产量少、工艺运行维护简单、废水其他指标均稳定达标排放等优点。
权利要求书
1.一种生产工艺废水处理系统，其特征在于，包括依次设置的高浓度废水收集池(1)、一级物化处理系统、二级生物处理系统、三级物化反应沉淀系统和清水池(11)；所述一级物化处理系统包括依次设置的气浮系统(2)和混凝沉淀池(3)；所述二级生物处理系统包括依次设置的厌氧调节池(4)、升流式厌氧污泥床厌氧塔(5)、缺氧池(6)、A/O池(7)和二沉池(8)；所述缺氧池(6)中设有潜水搅拌器；所述三级物化反应沉淀系统包括依次设置的反应池(9)和物化沉淀池(10)。
2.如权利要求1所述的生产工艺废水处理系统，其特征在于，所述二级生物处理系统还包括生化污泥池(12)，所述生化污泥池(12)的进泥口连接二沉池(8)的出泥口；所述生化污泥池(12)的出水口分别连接升流式厌氧污泥床厌氧塔(5)和A/O池(7)的进水口。
3.如权利要求1所述的生产工艺废水处理系统，其特征在于，所述三级物化反应沉淀系统还包括物化污泥池(13)，所述物化污泥池(13)的进泥口分别连接气浮系统(2)、混凝沉淀池(3)和物化沉淀池(10)的出泥口。
4.一种生产工艺废水处理的方法，其特征在于，采用权利要求1-3中任一项所述生产工艺废水处理系统，包括如下步骤：S1：将高浓度有机废水通入气浮系统(2)中与NaOH、混凝剂和絮凝剂混合，通入空气，形成三相混合体；S2：将所述三相混合体通入混凝沉淀池(3)中进行沉淀分离后出水，与低浓度有机废水共同进入厌氧调节池(4)进行水质综合调节；S3：将步骤S2中水质综合调节的废水通入升流式厌氧污泥床厌氧塔(5)去除有机物；所述去除有机物的方法为无氧状态下进行微生物反应；S4：将步骤S3中得到的废水通入缺氧池(6)和A/O池(7)中进行生物除磷脱氮后于二沉池(8)中进行泥水分离；S5：将步骤S4泥水分离得到的上清液和混凝剂、絮凝剂通入反应池(9)中反应后于物化沉淀池(10)中进行泥水分离，上清液通入清水池中，完成所述生产工艺废水处理。
5.如权利要求4所述的生产工艺废水处理的方法，其特征在于，所述混凝沉淀池(3)中，所述水质综合调节包括曝气搅拌和添加液碱的步骤；所述曝气的强度为2-4m3/(m2·h)，添加液碱调节废水pH至7-8。
6.如权利要求4所述的生产工艺废水处理的方法，其特征在于，所述步骤S4中，部分泥水分离得到的污泥进入生化污泥池(12)中进行压滤脱水，同时剩余部分泥水分离得到的污泥回流至升流式厌氧污泥床厌氧塔(5)和A/O池(7)中。
7.如权利要求4所述的生产工艺废水处理的方法，其特征在于，所述步骤S5中，反应池(9)中还加入了除磷剂。
8.如权利要求4所述的生产工艺废水处理的方法，其特征在于，所述步骤S1和S5中，混凝剂均为聚合氯化铝，所述聚合氯化铝的添加量均为0.35～0.45kg/m3废水。
9.如权利要求4所述的生产工艺废水处理的方法，其特征在于，所述絮凝剂均为阴离子聚丙烯酰胺，阴离子聚丙烯酰胺的添加量均为0.005-0.01kg/m3废水。
10.如权利要求4所述的生产工艺废水处理的方法，其特征在于，所述步骤S5中，泥水分离得到的污泥进入物化污泥池(13)中进行压滤脱水。
发明内容
本发明要解决的问题是精确的对废水(主要为多元醇酯和丙烯酸钠的工艺反应)进行分类，针对性的处理，利用高效工艺及装置着重去除有机废水中的有机物。
为了解决上述存在的技术问题，本申请提供如下技术方案：
一种生产工艺废水处理系统，包括依次设置的高浓度废水收集池、一级物化处理系统、二级生物处理系统、三级物化反应沉淀系统和清水池；
所述一级物化处理系统包括依次设置的气浮系统和混凝沉淀池；
所述二级生物处理系统包括依次设置的厌氧调节池、升流式厌氧污泥床(UASB)厌氧塔、缺氧池、A/O池和二沉池；所述缺氧池中设有潜水搅拌器；
所述三级物化反应沉淀系统包括依次设置的反应池和物化沉淀池。
所述高浓度废水收集池和气浮系统之间设有提升泵。
所述清水池的出水口设有巴歇尔槽。经巴歇尔槽计量后汇入废水提升井，井内达标废水由泵提升至厂内相应管道进行排放。
所述厌氧调节池和升流式厌氧污泥床(UASB)厌氧塔之间设有提升泵。
优选的，所述二级生物处理系统还包括生化污泥池，所述生化污泥池的进泥口连接二沉池的出泥口；所述生化污泥池的出水口分别连接升流式厌氧污泥床(UASB)厌氧塔和A/O池的进水口。
优选的，所述三级物化反应沉淀系统还包括物化污泥池，所述物化污泥池的进泥口分别连接气浮系统、混凝沉淀池和物化沉淀池的出泥口。
优选的，所述生化污泥池和物化污泥池内均设有板框压滤机。
优选的，所述混凝沉淀池为竖流式混凝沉淀池。
优选的，所述高浓度废水收集池和低浓度废水收集池都配套曝气搅拌系统，曝气强度为2-4m3/(m2·h)。
本发明还提供一种生产工艺废水处理的方法，采用上述生产工艺废水处理系统，包括如下步骤：
S1：将高浓度有机废水通入气浮系统中与NaOH、混凝剂和絮凝剂混合，通入空气，形成三相混合体；
高浓度废水收集池内废水泵入组合气浮设备，废水进入该设备的同时向废水中投加NAOH、PAC、PAM等混凝、助凝药剂，并经管道混合器实现快速混合，废水中悬浮颗粒在药剂的作用下产生相应絮体(絮状颗粒)。
在气浮系统内，通过向废水中通入空气，并以微小气泡形式从水中析出成为载体，使废水中的乳化油、微小悬浮颗粒等污染物质粘附在气泡上，随气泡一起上浮到水面，形成泡沫一气、水、颗粒(油)三相混合体，通过收集泡沫或浮渣达到分离杂质、净化废水的目的。
气浮系统中携带絮状颗粒物的出水进入竖流式混凝沉淀池，絮状颗粒在该沉淀池通过重力沉降，达到杂质分离、净化水质的目的。
S2：将所述三相混合体通入混凝沉淀池中进行沉淀分离后出水，与低浓度有机废水共同进入厌氧调节池进行水质综合调节；
S3：将步骤S2中水质综合调节的废水通入升流式厌氧污泥床(UASB)厌氧塔去除有机物；所述去除有机物的方法为无氧状态下进行微生物反应；
厌氧调节池内综合有机废水出水泵入UASB厌氧塔，借助微生物在无氧状态下，将有机污染物转化为CH4、CO2和H2O，设备可实现水力停留时间与污泥停留时间的分离，延长污泥龄，最大限度的保证反应器内的污泥浓度，并通过自身的内循环作用使污泥处于流化状态，强化传质效果，最终使污泥、废水、气体三相充分接触，大幅度去除有机物。
S4：将步骤S3中得到的废水通入缺氧池和A/O池中进行生物除磷脱氮后于二沉池(8)中进行泥水分离；
A/O工艺为传统活性污泥法工艺，生物硝化及反硝化工艺的结合，采用缺氧-好氧方式运行，BOD5、SS和以各种形式存在的氮将一一被去除；缺氧区的目的是为了去除混合液中的硝态氮，保证出水水质。缺氧区内设置潜水搅拌器，便于维持缺氧区内污水、污泥、混合液呈完全混合状态而不发生沉淀，并能有效防止短流现象。
A/O池以生物除磷脱氮为主要目标，要达到硝化以及反硝化，满足出水NH3-N、TN、TP的指标要求。回流污泥首先进入生化池的缺氧区，利用进水中的碳源有机物，进行生物反硝化，去除回流污泥中的硝态氮。反硝化后进入好氧区，完成对有机物的降解及含氮物质的硝化，同时进行磷的吸收。
S5：将步骤S4泥水分离得到的上清液和混凝剂、絮凝剂通入反应池中反应后于物化沉淀池中进行泥水分离，上清液通入清水池中，完成所述生产工艺废水处理。
优选的，所述步骤S1中，添加NaOH，调节PH至7～8，以确保上述PAC、PAM等混凝药剂正常发挥作用。
优选的，高浓度废水和低浓度废水收集池都配套曝气搅拌系统，曝气强度为2-4m3/(m2·h)。
优选的，所述混凝沉淀池中，所述水质综合调节包括曝气搅拌和添加液碱的步骤；曝气的强度为2-4m3/(m2·h)，添加液碱调节废水pH至7-8。
优选的，混凝沉淀池沉淀污泥通过排泥泵排入物化污泥池，与生化污泥分开收集。
优选的，所述混凝沉淀池(3)的表面负荷为0.45～0.60m3/(m2·h)。
优选的，本方案所述沉淀池为中心进水、周边出水辐流式沉淀池，刮泥机的线速度为2-3m/min，转速为1-3r/h，表面负荷为0.6-0.8m3/m2·h。
优选的，所述步骤S4中，部分泥水分离得到的污泥进入生化污泥池中进行压滤脱水，同时剩余部分泥水分离得到的污泥回流至升流式厌氧污泥床(UASB)厌氧塔和A/O池中。
生化污泥经生化脱水机脱水后形成泥饼，其中泥饼委外处理，该生化脱水机为板框压滤机。
生化污泥经脱水后滤液回流至A/O缺氧池前端进行再处理。
优选的，二沉池的沉淀污泥按一定的回流比回流至A/O池和升流式厌氧污泥床(UASB)厌氧塔中以补充流失的菌种；回流比优选为为150％～300％，回流至缺氧处理和好氧处理过程中。其中，回流至缺氧处理和好氧处理过程中的沉淀污泥的体积比为(0.9～1.1)：(7.5～8.5)。
二沉池上清液流入物化反应沉淀池。该池由反应池和沉淀池两部分组成，在反应池内实现混凝、絮凝药剂的投加，并在搅拌机作用下快速混合，水中较小的悬浮颗粒在混凝、絮凝药剂的作用下逐渐积聚，最终形成大的可沉降絮体(又称矾花)。反应池中携带大量矾花的污水进入物化沉淀池，在该池内悬浮絮体进行重力沉降，最终在池底形成物化污泥，通过相应排泥系统将物化污泥外排，以此实现泥水分离。
优选的，所述步骤S5中，缺氧池中控制缺氧处理的溶解氧≤0.2mg/L，碳氮比为4-5：1，和A/O池中好氧处理的溶解氧为3～5mg/L，好氧处理的曝气量为5～6m3/(m2·h)；所述缺氧池中设置有潜水搅拌机，使废水与污泥充分接触，功率配置为6～12(W/m3池体)。
优选的，所述步骤S5中，反应池中还加入了除磷剂。
进一步地，所述除磷剂的添加量为0.005-0.01kg/m3废水。
该池内通过投加相应除磷剂，除磷剂与废水中磷酸盐发生化学反应，形成不溶性沉淀物，在沉淀池内得到沉淀，并随物化污泥的外排达到降低废水总磷含量的目的。
优选的，所述步骤S1和S5中，混凝剂均为聚合氯化铝(PAC)，所述聚合氯化铝(PAC)的添加量为0.35～0.45kg/m3废水；所述絮凝剂均为阴离子聚丙烯酰胺(PAM)，阴离子聚丙烯酰胺(PAM)的添加量为0.005-0.01kg/m3废水。
优选的，所述聚合氯化铝(PAC)中Al2O3含量为24％，阴离子聚丙烯酰胺(PAM)的分子量优选为1200万；
优选的，所述步骤S5中，泥水分离得到的污泥进入物化污泥池中进行压滤脱水。
进一步地，所述物化沉淀池沉淀污泥通过排泥泵排入物化污泥池，与生化污泥分开收集。
进一步地，所述物化沉淀池的上清液经溢流堰、管道自流至清水池内。
进一步地，泥水分离得到的污泥经物化脱水机脱水后压滤形成泥饼，其中泥饼委外处理。
进一步地，采用污泥压滤机进行压滤；污泥压滤机优选为板框压滤，优选高压隔膜压滤机，经脱水后污泥含水率为50％-65％。
具体的，本发明提供一种生产工艺废水处理的方法，包括以下步骤：
(1)高浓度有机废水和低浓度有机废水在各自收集池中进行水质和水量的综合收集，并匀质匀量。低浓度有机废水出水泵入厌氧调节池；
(2)高浓度有机废水出水泵入组合气浮系统，经管道混合器与PAC、PAM等药剂混合，水中悬浮物在混凝、絮凝药剂的作用下产生大的絮体，同时向废水中通入空气，并以微小气泡形式从水中析出成为载体，使废水中的乳化油、微小悬浮颗粒等污染物质粘附在气泡上，随气泡一起上浮到水面，形成泡沫一气、水、颗粒(油)三相混合体，通过收集泡沫或浮渣达到分离杂质、净化废水的目的。气浮系统出水进入竖流式混凝沉淀池；
(3)气浮系统出水进入竖流式混凝沉淀池，絮状颗粒物在该单元内沉淀、并外排，水质以此进一步得到净化。混凝沉淀池出水进入厌氧调节池，与低浓度有机废水通过曝气搅拌、添加液碱(NAOH)等操作，进行水质综合调节；
(4)厌氧调节池内综合有机废水出水泵入UASB厌氧塔，借助微生物在无氧状态下，将有机污染物转化为CH4、CO2和H2O，设备可实现水力停留时间与污泥停留时间的分离，延长污泥龄，最大限度的保证反应器内的污泥浓度，并通过自身的内循环作用使污泥处于流化状态，强化传质效果，最终使污泥、废水、气体三相充分接触，大幅度去除有机物。UASB厌氧塔出水进入A/O处理单元；
(5)A/O工艺为传统活性污泥法工艺，生物硝化及反硝化工艺的结合，采用缺氧-好氧方式运行，BOD5、SS和以各种形式存在的氮将一一被去除；缺氧区的目的是为了去除混合液中的硝态氮，保证出水水质。缺氧区内设置潜水搅拌器，便于维持缺氧区内污水、污泥、混合液呈完全混合状态而不发生沉淀，并能有效防止短流现象。
A/O池以生物除磷脱氮为主要目标，要达到硝化以及反硝化，满足出水NH3-N、TN、TP的指标要求。回流污泥首先进入生化池的缺氧区，利用进水中的碳源有机物，进行生物反硝化，去除回流污泥中的硝态氮。反硝化后进入好氧区，完成对有机物的降解及含氮物质的硝化，同时进行磷的吸收。
A/O池出水进入二沉池；
(6)好氧池出水进入二沉池泥水分离，污泥部分回流至缺氧池、好氧池用以补充生化所需菌种，剩余污泥排入生化污泥处理系统，以便维持系统稳定运行。二沉池出水进入物化反应沉淀池；
(7)二沉池上清液流入物化反应沉淀池。该池由反应池和沉淀池两部分组成，在反应池内实现PAC、PAM等药剂的投加，并在搅拌机作用下快速混合，水中较小的悬浮颗粒在混凝、絮凝药剂的作用下逐渐积聚，最终形成大的絮体(又称矾花)。反应池中携带大量矾花的污水进入物化沉淀池，在该池内悬浮絮体进行重力沉降，最终在池底形成物化污泥，通过相应排泥系统将物化污泥外排，以此实现泥水分离。此单元主要去除废水的悬浮物及部分有机物，实现废水的达标排放。物化沉淀池上清液流入清水池暂存；
(8)清水池出水流经巴歇尔槽计量后汇入废水提升井，井内达标废水由泵提升至厂内相应管道进行排放；
(9)本工艺的污泥主要来源于两部分，一类是混凝、絮凝产生的物化污泥，一类为生化剩余污泥。分别设置污泥池单独收集，即物化污泥池和生化污泥池；并分别设置相应污泥压滤机进行污泥脱水。污泥处理系统滤液及上清液泵入A/O缺氧池前端进行再处理。脱水后的泥饼委外专门处置，最大程度减少污泥的产生对环境的影响。
本发明根据各类废水的特点，对各类废水进行分别处理，提高处理效率。采用本发明提供的装置能够解决多元醇酯和丙烯酸钠生产工艺废水中有机物含量高、生化性差的难题，废水处理系统具有工艺现金、运行稳定可靠，占地面积小，去除效率高、操作维护简单等优点。
本发明的技术方案相比现有技术具有以下优点：
本发明提供的一种多元醇酯和丙烯酸钠生产工艺废水处理系统针对各类废水所含的污染物指标及浓度等特性，制定出一套能够高效稳定去除高COD的废水处理系统，且有效解决了其废水生化性差的问题。提高其废水的B/C比，实现废水中有机物的彻底降解，氨氮及总磷的高效去除。整个工艺可以做到运行维护简单、工艺先进可靠、应对风险能力强、占地面积省等特点。使得废水COD从10510mg/L降解到≤500mg/L，总氮可以降解到≤70mg/L，同时其他各项指标均能满足《污水排入城镇下水道水质标准》(GB/T31962-2015)表1中B级标准。
（发明人：张彩吉;周志俊;周稳成）
