公布日：2023.08.11
申请日：2023.06.01
分类号：C02F9/00(2023.01)I;C02F103/06(2006.01)N;C02F1/24(2023.01)N;C02F1/72(2023.01)N;C02F1/52(2023.01)N;C02F101/30(2006.01)N;C02F3/30(2023.01)N;C02F1/
461(2023.01)N;C02F1/28(2023.01)N;C02F1/66(2023.01)N;C02F1/56(2023.01)N
摘要
本发明公开了一种用于污染场地修复中的地下水处理工艺及系统，对收集的废水依次采用气浮法、微电解反应法、芬顿氧化法和絮凝沉淀法进行预处理，消除废水中的阴离子表面活性剂、悬浮物，并将大分子有机物氧化破坏断链，降解有机物浓度及废水色度；将预处理后的废水上清液依次进行水解酸化、缺氧和接触氧化的生化处理，对废水中的有机物依次进行厌氧菌和好氧菌的生物降解处理，降解后的废水再通过固液分离，将分离出来的污泥与所产生的污泥一同进行污泥脱水后排出；采用活性炭吸附方法将经固液分离后的液体进行深度处理，达标后排放或回用。本发明解决了地下水污染场地pH值偏碱性、可生化性差、色度高、有机物污染浓度高等问题，污水处理运行成本低。
权利要求书
1.一种用于污染场地修复中的地下水处理工艺，其特征在于，所述地下水处理工艺包括如下步骤：步骤1，对收集的废水依次采用气浮法、微电解反应法、芬顿氧化法和絮凝沉淀法进行预处理，消除废水中的阴离子表面活性剂、悬浮物，并将大分子有机物氧化破坏断链，降解有机物浓度和废水色度；步骤2，将预处理后的废水上清液依次进行水解酸化、缺氧和接触氧化的生化处理，对废水中的有机物依次进行厌氧菌和好氧菌的生物降解处理，降解后的废水再通过固液分离，将分离出来的污泥与所述步骤1中所产生的污泥一同进行污泥脱水后排出；步骤3，采用活性炭吸附方法将步骤2中经固液分离后的液体进行深度处理，用于除色和吸附难降解的有机物，达标后排放或回用。
2.根据权利要求1所述的用于污染场地修复中的地下水处理工艺，其特征在于，当所述步骤1中排出的废水上清液未达到所设定的预处理标准时，控制经絮凝沉淀后的废水上清液回流至微电解反应器，依次经微电解反应法、芬顿氧化法和絮凝沉淀法进行二次处理。
3.根据权利要求2所述的用于污染场地修复中的地下水处理工艺，其特征在于，所述步骤1中，采用气浮法对废水进行处理前，先根据进水NH3-N浓度确定是否进行吹脱处理，当所述NH3-N浓度大于200mg/L时，启动吹脱处理。
4.根据权利要求1所述的用于污染场地修复中的地下水处理工艺，其特征在于，所述步骤1中，采用芬顿氧化法对经过微电解反应后的废水进行处理时，所投加的双氧水重量份比1‰～3‰，投加的七水合硫酸亚铁重量份比为0.5‰-1‰。
5.根据权利要求1-4任一项所述的用于污染场地修复中的地下水处理工艺，其特征在于，所述步骤2中，对接触氧化处理后的部分出水进行回流生化处理，利用反硝化降解氨氮，经生化接触氧化处理后的污泥负荷为0.5～1.0kg(BOD5)/
，污泥浓度为8000～10000mg/L。
6.根据权利要求5所述的用于污染场地修复中的地下水处理工艺，其特征在于，所述步骤2采用的反硝化方法中，控制接触氧化处理的废水回流，并进行缺氧处理，其硝化液回流比为100～300％；控制固液分离后的污泥回流，并进行水解酸化和缺氧处理，其污泥外回流比为50～100％。
7.根据权利要求6所述的用于污染场地修复中的地下水处理工艺，其特征在于，所述步骤1中，通过在废水中投加酸、PAC、PAM进行气浮处理，去除阴离子表面活性剂和悬浮物，通过加入液碱调节废水PH维持在3～4；经芬顿氧化法处理后的废水中投加液碱，回调废水pH至7～9，同时投加除氟剂去除水中氟离子，投加PAC和PAM，絮凝水中悬浮物，并进行絮凝沉淀。
8.一种用于污染场地修复中的地下水处理系统，其特征在于，所述系统包括依次连接的预处理单元、生化处理单元和深度处理单元；所述预处理单元依次包括前端调节池、气浮装置、微电解反应器、芬顿氧化塔及中和絮凝沉淀池，所述气浮装置中投加酸、PAC、PAM，用于去除阴离子表活性剂和悬浮物，控制废水PH为3-4；所述微电解反应器和芬顿氧化塔用于将大分子有机物氧化破坏断链，降解有机物浓度和废水色度；所述中和絮凝沉淀池中投加PAC、PAM，使絮凝水中悬浮物进行絮凝沉淀，并使上清液流入调节池中；所述生化处理单元依次包括水解酸化池、缺氧池、接触氧化池和MBR膜池，所述调节池与所述水解酸化池连接，所述水解酸化池中投入厌氧菌，用于对废水中的有机物进行降解；所述缺氧池和水解酸化池中设有潜水搅拌机；所述接触氧化池中设有填料挂膜，并采用风机供氧，在好氧菌的作用下将废水中的有机污染物降解为CO2和H2O；所述MBR膜池用于对从所述接触氧化池排出的水进行固液分离；所述深度处理单元包括活性炭吸附器和清水池；所述MBR膜池产出水进入所述活性炭吸附器，用于除色和吸附难降解的有机物；所述的气浮装置、中和絮凝沉淀池和MBR膜池中的污泥排入污泥浓缩池，经压滤干化处理后运出。
9.根据权利要求8所述的用于污染场地修复中的地下水处理系统，其特征在于，所述系统还包括吹脱塔和中间水池I，所述吹脱塔的进口与所述前端调节池的出口连接，所述吹脱塔的出口与所述中间水池I的进口连接，所述中间水池I的出口与所述气浮装置连接。
10.根据权利要求9所述的用于污染场地修复中的地下水处理系统，其特征在于，所述调节池与所述中间水池I连接，用于将调节池中的上清液回流至所述中间水池I中；所述接触氧化池末端出水同时泵流至所述缺氧池，用于利用反硝化降解氨氮；所述MBR膜池进行固液分离后的部分污泥通过分别输送至所述的缺氧池和水解酸化池。
发明内容
针对现有技术的不足，解决某类地下水污染场地pH值偏碱性、可生化性差、色度高、有机物污染浓度高、氨氮高、溶解性总固体含量高、杂质悬浮物多、含氟化物和重金属、含表面活性剂物质的特点，本发明提供了一种用于污染场地修复中的地下水处理工艺及系统，在各种污染物均达到较好的去除效果的同时，大大降低了污水处理运行成本。
本发明采用如下技术方案：
一方面，本发明提供了一种用于污染场地修复中的地下水处理工艺，所述工艺包括如下步骤：
步骤1，对收集的废水依次采用气浮法、微电解反应法、芬顿氧化法和絮凝沉淀法进行预处理，消除废水中的阴离子表面活性剂、悬浮物，并将大分子有机物氧化破坏断链，降解有机物浓度和废水色度；
步骤2，将预处理后的废水上清液依次进行水解酸化、缺氧和接触氧化的生化处理，对废水中的有机物依次进行厌氧菌和好氧菌的生物降解处理，降解后的废水再通过固液分离，将分离出来的污泥与所述步骤1中所产生的污泥一同进行污泥脱水后排出；
步骤3，采用活性炭吸附方法将步骤2中经固液分离后的液体进行深度处理，用于除色和吸附难降解的有机物，达标后排放或回用。
优选地，当所述步骤1中排出的废水上清液未达到所设定的预处理标准时，控制经絮凝沉淀后的废水上清液回流至微电解反应器，依次经微电解反应法、芬顿氧化法和絮凝沉淀法进行二次处理。
优选地，所述步骤1中，采用气浮法对废水进行处理前，先根据进水NH3-N浓度确定是否进行吹脱处理，当所述NH3-N浓度大于200mg/L时，启动吹脱处理。
优选地，所述步骤1中，采用芬顿氧化法对经过微电解反应后的废水进行处理时，所投加的双氧水重量份比1‰～3‰，投加的七水合硫酸亚铁重量份比为0.5‰-1‰。
优选地，所述步骤2中，对接触氧化处理后的部分出水进行回流生化处理，利用反硝化降解氨氮，经生化接触氧化处理后的污泥负荷为0.5～1.0kg(BOD5)/
，污泥浓度为8000～10000mg/L。
优选地，所述步骤2采用的反硝化方法中，控制接触氧化处理的废水回流，并进行缺氧处理，其硝化液回流比为100～300％；控制固液分离后的污泥回流，并进行水解酸化和缺氧处理，其污泥外回流比为50～100％。
优选地，所述步骤1中，通过在废水中投加酸、PAC、PAM进行气浮处理，去除阴离子表面活性剂和悬浮物，通过加入液碱调节废水PH维持在3～4；经芬顿氧化法处理后的废水中投加液碱，回调废水pH至7～9，同时投加除氟剂去除水中氟离子，投加PAC和PAM，絮凝水中悬浮物，并进行絮凝沉淀。
另一方面，本发明还提供了一种用于污染场地修复中的地下水处理系统，所述系统包括依次连接的预处理单元、生化处理单元和深度处理单元；
所述预处理单元依次包括集水池、气浮装置、微电解反应器、芬顿氧化塔及中和絮凝沉淀池，所述气浮装置中投加酸、PAC、PAM，用于去除阴离子表活性剂和悬浮物，控制废水PH为3-4；所述微电解反应器和芬顿氧化塔用于将大分子有机物氧化破坏断链，降解有机物浓度和废水色度；所述中和絮凝沉淀池中投加PAC、PAM，使絮凝水中悬浮物进行絮凝沉淀，并使上清液流入调节池中；
所述生化处理单元依次包括水解酸化池、缺氧池、接触氧化池和MBR膜池，所述调节池与所述水解酸化池连接，所述水解酸化池中投入厌氧菌，用于对废水中的有机物进行降解；所述缺氧池和水解酸化池中设有潜水搅拌机；所述接触氧化池中设有填料挂膜，并采用风机供氧，在好氧菌的作用下将废水中的有机污染物降解为CO2和H2O；所述MBR膜池用于对从所述接触氧化池排出的水进行固液分离；
所述深度处理单元包括活性炭吸附器和清水池；所述MBR膜池产出水进入所述活性炭吸附器，用于除色和吸附难降解的有机物；
所述的气浮装置、中和絮凝沉淀池和MBR膜池中的污泥排入污泥浓缩池，经压滤干化处理后运出。
进一步地，所述系统还包括吹脱塔和中间水池，所述吹脱塔的进口与所述集水池的出口连接，所述吹脱塔的出口与所述中间水池的进口连接，所述中间水池的出口与所述气浮装置连接。
更进一步地，所述调节池与所述中间水池连接，用于将调节池中的上清液回流至所述中间水池中；所述接触氧化池末端出水同时泵流至所述缺氧池，用于利用反硝化降解氨氮；所述MBR膜池进行固液分离后的部分污泥通过分别输送至所述的缺氧池和水解酸化池
本发明技术方案，具有如下优点：
A.本发明所提供的工艺系统结合了气浮法、微电解反应法、芬顿氧化法和絮凝沉降法对污染场地高浓度地下水进行预先处理，然后再采用水解酸化、缺氧及接触氧化生化处理方式进一步对废水做处理，再结合MBR膜分离与活性炭吸附方式，得到对废水的快速固液分离与深度处理，针对污染场地地下水高COD浓度的特点，所提供的处理系统整体设计先进、布局紧凑，预处理单元、生化处理单元及深度处理单元中所包含的设备及装置均采用撬装式一体化设计，微电解反应器和芬顿氧化塔为现场拼装，安装和拆卸方便快速、占地极为紧凑、自动化程度高、处理成本低、出水稳定、出水效果好。
B.本发明采用吹脱+气浮+铁碳微电解+芬顿氧化+絮凝沉淀+水解酸化+缺氧+接触氧化+MBR膜池+活性炭吸附的工艺组合处理高浓度污染的地下水，通过吹脱去除高浓度的氨氮，通过气浮去除阴离子表面活性剂和悬浮物，通过铁碳微电解和芬顿氧化组合，将难降解大分子有机物氧化破坏断链降解有机物浓度和色度，提高废水可生化性，并通过絮凝沉淀加以澄清分离；在生化处理单元中，通过水解酸化、缺氧、生物接触氧化实现硝化和反硝化过程，有机物最终得到有效降解和去除，出水通过MBR实现固液分离并通过活性炭吸附深度处理，确保出水达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)或《地下水质量标准》(GB/T14848-2017)的相应要求。
C.现有污染场地修复中地下水具有污染程度高、水质波动大、处理水量不稳定等特点，常规处理工艺及设备难以实现连续稳定运行且处置达标的效果。本发明提出的地下水处理工艺系统，在预处理单元阶段去除大部分难降解污染物，同时提高可生化性，这是非常重要的，地下水出现高污染、水质波动情况下对于生化系统起到缓冲作用；生化处理单元采用水解酸化、缺氧和接触氧化的组合工艺，去除地下水中COD的同时具有同步脱氮除磷的效果，并且可通过改变进水流量、调节污泥浓度、补充碳源和氮源等方式，应对处理水量不稳定的情况，智能化水平高；深度处理单元采用活性炭吸附工艺，将生化处理后的地下水进行深度处理，活性炭吸附可将生化处理后的地下水中剩余少量污染物进行吸附，确保最终出水达标排放。综上，本发明提出的地下水处理工艺系统具有抗冲击性强、运行连续稳定等优点，解决了污染场地修复中地下水抽出后难以处理达标难题。
（发明人：叶渊;刘玉涛;姚元;刘海涛;朱焰;宋坦坦;耿亚鑫）
