公布日：2023.09.12
申请日：2023.07.04
分类号：C02F9/00(2023.01)I;C02F3/02(2023.01)N;C02F3/28(2023.01)N;C02F3/30(2023.01)N;C02F1/24(2023.01)N;C02F1/66(2023.01)N;C02F1/72(2023.01)N;C02F3/
34(2023.01)N;C02F101/30(2006.01)N
摘要
本发明提供了一种染料中间体废水高效处理系统及工艺，该系统高指标低含盐废水预处理系统、混合水解预处理系统、多级强化AO系统等组成部分。本发明的料中间体废水高效处理系统，能够适应染料中间体废水水质水量波动变化大的情况，能够有效去除污染物，并且运行成本低。
权利要求书
1.一种染料中间体废水高效处理系统，其特征在于：包括通过管道依次连通的1#预酸化池、芬顿反应器、中和池、压滤机、1#废水调节池、综合调节池、混合水解池、1#缺氧池、1#好氧池、2#缺氧池、2#好氧池、二沉池、气浮池、清水池；还包括2#废水调节池，其出水口与综合调节池进水口通过管道连通；所述混合水解池还通过管道与2#缺氧池连通；所述2#好氧池通过回流管道与1#缺氧池连通或2#好氧池通过回流管道与2#缺氧池连通以及1#好氧池通过回流管道与1#缺氧池连通；所述二沉池通过污泥回流管道与1#缺氧池、2#缺氧池连通；所述二沉池还通过回流管道与中和池连通；所述气浮池通过回流管道与中和池连通。
2.如权利要求1所述的染料中间体废水高效处理系统，其特征在于：所述二沉池还通过污泥回流管道与混合水解池连通。
3.如权利要求2所述的染料中间体废水高效处理系统，其特征在于：所述二沉池与1#缺氧池、2#缺氧池和混合水解池连接的污泥回流管道设置菌种培养箱。
4.如权利要求1所述的染料中间体废水高效处理系统，其特征在于：所述预酸化池的进水为高指标低盐废水；所述废水调节池2的进水为MVR冷凝液；所述综合调节池的进水还包括低指标废水。
5.如权利要求4所述的染料中间体废水高效处理系统，其特征在于：所述废水调节池2与硫酸铵MVR系统、氯化铵MVR系统、氯化钠MVR系统连通，所述MVR冷凝液为硫酸铵MVR系统、氯化铵MVR系统、氯化钠MVR系统的冷凝液中的一种或多种。
6.如权利要求1-5任一所述的染料中间体废水高效处理系统，其特征在于：所述1#好氧池和2#好氧池的曝气装置均为可提升曝气器。
7.一种染料中间体废水高效处理工艺，其特征在于：高指标低含盐废水进入预酸化池，搅拌装置将进水与污泥完全混合，对难降解有机物进行酸化水解，然后出水通过管道进入芬顿反应器；芬顿反应器投加药剂，对高指标低含盐废水进一步对难降解有机物进行降解，然后出水通过管道进入中和池；同时，中和池还接收来自二沉池和气浮装置回流的剩余污泥，在中和池，加入生石灰调节pH至8.5-9,然后出水通过压滤机压滤后，压滤液进入废水调节池1；MVR冷凝液进入废水调节池2，废水调节池2的废水和废水调节池1的废水按照比例进入到综合调节池，使综合调节池COD≤2500mg/L，低指标废水同时直接进入综合调节池，综合调节池内将低指标废水以及来自废水调节池1和2的进水完全混合；综合调节池出水通过管道进入到混合水解池，混合水解池中废水pH控制在6.8-8之间运行，DO控制在0.5mg/L以内运行，其通过微生物自身繁殖维持污泥浓度，必要时可通过二沉池污泥回流进行补充，混合水解池进一步将废水中的难降解有机物转化为易降解有机物，提高可生化性；混合水解池出水按5：1-3：1的比例分别进入到1#缺氧池和2#缺氧池，1#缺氧池搅拌，利用原水碳源与好氧池的回流硝化液以及来自二沉池污泥回流液中的亚硝态氮、硝态氮进行反硝化反应，之后进入1#好氧池；废水在1#好氧池进行曝气搅拌t1小时，控制DO在2-4mg/L，并且池内设有组合生物填料，通过硝化反应将有机物转化为无机物；1#好氧池出水进入2#缺氧池，与来自混合水解池的进水混合搅拌，利用原水碳源与1#好氧池出水以及来自二沉池的污泥回流液中的亚硝态氮、硝态氮，进行反硝化反应，之后进入2#好氧池；废水在2#好氧池进行曝气搅拌t2小时，控制DO在2-4mg/L，并且池内设有组合生物填料，通过硝化反应将有机物转化为无机物；2#好氧池硝化液回流至1#缺氧池或；1#好氧池硝化液回流至1#缺氧池以及2#好氧池硝化液回流至2#缺氧池；2#好氧池出水进入二沉池实现泥水分离；二沉池污泥通过污泥回流管道回流至1#缺氧池、2#缺氧池以及中和池，其中回流至1#缺氧池、2#缺氧池污泥回流管道中设菌种培养箱，菌种培养箱定期投加碳源优化菌种质量；二沉池出水进入气浮池，添加药剂进一步去除污染物使出水达标；气浮池出水进入清水池。
8.如权利要求7所述的一种染料中间体废水高效处理工艺，其特征在于：所述35≤t1≤40；15≤t2≤20。
9.如权利要求7所述的一种染料中间体废水高效处理工艺，其特征在于：所述二沉池污泥回流液回流至混合水解池以维持混合水解池污泥浓度。
发明内容
为解决现有技术中的不足，本发明提供一种染料中间体废水高效处理系统及工艺，能够实现染料中间体废水主要污染物的去除达标及运行成本低的目的，具体技术方案如下：
本发明首先提供了一种染料中间体废水高效处理系统，包括通过管道依次连通的1#预酸化池、芬顿反应器、中和池、压滤机、1#废水调节池、综合调节池、混合水解池、1#缺氧池、1#好氧池、2#缺氧池、2#好氧池、二沉池、气浮池、清水池；
还包括2#废水调节池，其出水口与综合调节池进水口通过管道连通；
所述混合水解池还通过管道与2#缺氧池连通；
所述2#好氧池通过回流管道与1#缺氧池连通或2#好氧池通过回流管道与2#缺氧池连通以及1#好氧池通过回流管道与1#缺氧池连通；
所述二沉池通过污泥回流管道与1#缺氧池、2#缺氧池连通；
所述二沉池还通过回流管道与中和池连通；
所述气浮池通过回流管道与中和池连通。
在本发明的一些具体实施方式中，二沉池还通过污泥回流管道与混合水解池连通。
在本发明的一些具体实施方式中，二沉池与1#缺氧池、2#缺氧池和混合水解池连接的污泥回流管道设置菌种培养箱。
在本发明的一些具体实施方式中，预酸化池的进水为高指标低盐废水(COD≥15000mg/L)；所述废水调节池2的进水为MVR冷凝液；所述综合调节池的进水还包括低指标废水(COD≤1000mg/L)。
在本发明的一些具体实施方式中，废水调节池2与硫酸铵MVR系统、氯化铵MVR系统、氯化钠MVR系统连通，所述MVR冷凝液为硫酸铵MVR系统、氯化铵MVR系统、氯化钠MVR系统的冷凝液中的一种或多种。
在本发明的一些具体实施方式中，二沉池污泥回流液回流至混合水解池以维持混合水解池污泥浓度。
在本发明的一些具体实施方式中，所述1#好氧池和2#好氧池的曝气装置均为可提升曝气器。
本发明还提供一种染料中间体废水高效处理处理工艺，工艺步骤包括：高指标低含盐废水(COD≥15000mg/L)进入预酸化池，搅拌装置将进水与污泥完全混合，对难降解有机物进行酸化水解，然后出水通过管道进入芬顿反应器；芬顿反应器投加药剂，对高指标低含盐废水进一步对难降解有机物进行降解，然后出水通过管道进入中和池；同时，中和池还接收来自二沉池和气浮装置回流的剩余污泥，在中和池，加入生石灰调节pH至8.5-9,然后出水通过压滤机压滤后，压滤液进入废水调节池1；MVR冷凝液进入废水调节池2，废水调节池2的废水和废水调节池1的废水按照比例进入到综合调节池，使综合调节池COD≤2500mg/L，低指标废水(COD≤1000mg/L)同时直接进入综合调节池，综合调节池内将低指标废水以及来自废水调节池1和2的进水完全混合；综合调节池出水通过管道进入到混合水解池，混合水解池中废水pH控制在6.8-8之间运行，DO控制在0.5mg/L以内运行，其通过微生物自身繁殖维持污泥浓度，必要时可通过二沉池污泥回流进行补充，混合水解池进一步将废水中的难降解有机物转化为易降解有机物，提高可生化性；混合水解池出水按5：1-3：1的比例分别进入到1#缺氧池和2#缺氧池，1#缺氧池搅拌，利用原水碳源与好氧池的回流硝化液以及来自二沉池污泥回流液中的亚硝态氮、硝态氮进行反硝化反应，之后进入1#好氧池；废水在1#好氧池进行曝气搅拌t1小时，控制DO在2-4mg/L，并且池内设有组合生物填料，通过硝化反应将有机物转化为无机物；1#好氧池出水进入2#缺氧池，与来自混合水解池的进水混合搅拌，利用原水碳源与1#好氧池出水以及来自二沉池的污泥回流液中的亚硝态氮、硝态氮，进行反硝化反应，之后进入2#好氧池；废水在2#好氧池进行曝气搅拌t2小时，控制DO在2-4mg/L，并且池内设有组合生物填料，通过硝化反应将有机物转化为无机物；2#好氧池硝化液回流至1#缺氧池或；1#好氧池硝化液回流至1#缺氧池以及2#好氧池硝化液回流至2#缺氧池；2#好氧池出水进入二沉池实现泥水分离；二沉池污泥通过污泥回流管道回流至1#缺氧池、2#缺氧池以及中和池，其中回流至1#缺氧池、2#缺氧池污泥回流管道中设菌种培养箱，菌种培养箱定期投加碳源优化菌种质量；二沉池出水进入气浮池，添加药剂进一步去除污染物使出水达标；气浮池出水进入清水池。
在本发明的一些具体实施方式中，所述35≤t1≤40；15≤t2≤20。
在本发明的一些具体实施方式中，所述二沉池污泥回流液回流至混合水解池以维持混合水解池污泥浓度。
本发明染料中间体废水高效处理系统及工艺的工作过程及原理包括：
(1)高指标低含盐废水进入预酸化池
预酸化池的目的主要是优化高指标低含盐废水中的碳源，原水中的难降解物质经过预酸化后将大分子有机物转化为小分子有机物，利于微生物的降解，为后续反硝化脱氮提供碳源。
(2)预酸化池出水进入芬顿反应器
芬顿反应器投加药剂，对高指标低含盐废水进一步对难降解有机物进行降解。相较于传统的芬顿工艺，芬顿反应器前置预酸化池，通过预酸化池的处理，可以降低芬顿反应器的加药量，节约了运行成本。
(3)芬顿反应器出水进入中和池
中和池不仅有来自芬顿反应器出水的进水，还接收来自二沉池和气浮装置回流的剩余污泥，在中和池，加入生石灰调节pH,在调节pH的同时与废水中的硫酸根离子生成硫酸钙沉淀，相较于传统方法投加氢氧化钠，在不引入含盐量的同时降低了水中的含盐量，为后续多级强化AO系统中的微生物提供了更加有利的生存环境。另外，来自二沉池和气浮池的回流污泥的pH在7-8.5，回流至中和池部分中和了高指标低含盐废水的pH，减少了生石灰的加药量及产泥量。
(4)芬顿反应器出水进入压滤机
通过压滤机压滤后，泥饼可外运，压滤液进入废水调节池1。
(5)压滤液进入废水调节池1，MVR冷凝液进入废水调节池2
压滤机的压滤液进入废水调节池1；硫酸铵、氯化铵、氯化钠的废水分别通过硫酸铵MVR系统、氯化铵MVR系统、氯化钠MVR系统处理后，结晶盐可另做他用，也可外售，杂盐作危废处理，冷凝水进入废水调节池2。
(6)废水进入综合调节池
低指标废水直接进入调节池，废水调节池1中的废水与废水调节池2中的废水按照一定比例进入到综合调节池，搅拌将进水完全混合，避免综合调节池水质波动较大，冲击后续多级强化AO系统。
(7)综合调节池出水进入混合水解池
综合调节池出水进入混合水解池后，混合水解池中废水pH控制在6.8-8之间运行，DO控制在0.5mg/L以内运行，其通过微生物自身繁殖维持污泥浓度，必要时可通过二沉池污泥回流进行补充，混合水解池进一步将废水中的难降解有机物转化为易降解有机物，提高可生化性。
(8)混合水解池出水进入多级强化AO系统
混合水解池出水按比例进入到1#缺氧池和2#缺氧池，1#缺氧池内设搅拌装置，利用原水碳源与硝化液回流液以及二沉池污泥回流液中的亚硝态氮、硝态氮进行反硝化反应；之后进入1#好氧池，废水在1#好氧池好氧池进行曝气搅拌，通过硝化反应将有机物转化为无机物；1#好氧池出水与混合水解池分流原水混合进入到2#缺氧池，2#缺氧池内设搅拌装置，利用原水碳源与1#好氧池出水以及二沉池污泥回流液中的亚硝态氮、硝态氮进行反硝化反应，之后进入2#好氧池，废水在2#好氧池进行曝气搅拌，通过硝化反应将有机物转化为无机物。
正常情况下，硝化液回流由2#好氧池至1#缺氧池，采用交叉回流，通过前置反硝化与后置反硝化并用加强脱氮效果。当进水COD：氨氮＞20：1，也可采用硝化液单级回流模式，即2#好氧池硝化液回流至2#缺氧池，1#好氧池硝化液回流至1#缺氧池，以保证碳和氮的匹配和有效降解。
本发明多级强化AO系统的特点包括：
①混合水解池出水按不同比例分配到1#缺氧池和2#缺氧池组成多级强化AO系统；
②采用多级强化AO系统代替传统的AO系统，合理的分配碳源，减少了系统碳源投加量，同时对碳和氮进行平衡降解，在不浪费碳源的前提下充分降解去除；
③1#好氧池和2#好氧池均采用可提升曝气器，通过控制每个支管上的阀门控制曝气量，相较于传统的微孔曝气器实现精准曝气，节省了曝气能耗；
④可提升曝气器相较于传统微孔曝气器，可在系统运行时对曝气器进行更换，方便后期系统的维护与检修。
(9)2#好氧池出水进入二沉池
2#好氧池出水进入二沉池实现泥水分离，二沉池污泥通过污泥回流管道回流至1#缺氧池、2#缺氧池以及中和池，其中回流至1#缺氧池、2#缺氧池污泥回流管道中设菌种培养箱，菌种培养箱定期投加碳源优化菌种质量。
(10)二沉池出水进入气浮池
二沉池出水进入气浮池，添加药剂进一步去除污染物使出水达标，气浮池出水进入清水池。
气浮取代传统混凝沉淀工艺，节省占地面积以及药剂使用量。
本发明的有益效果是：本发明的染料中间体废水高效处理系统和工艺，根据染料中间体废水的特征进行设计的，并且通过高指标低含盐废水预处理系统、混合水解预处理系统、多级强化AO系统等设计，能够高效深度去除染料中间体废水主要污染物；进一步，各污水处理单元之间的协同作用，能够再提高污水处理效果的同时，降低整体运行成本，有利于本发明技术方案的商业化运营。
（发明人：张年友;杨立伟）
