申請(qǐng)日2015.06.10

　　公開(公告)日2015.09.16

　　IPC分類號(hào)C02F9/14

　　摘要

　　本發(fā)明涉及污水處理技術(shù)領(lǐng)域，特別設(shè)計(jì)針對(duì)經(jīng)過傳統(tǒng)污水處理方法處理的工業(yè)生產(chǎn)廢水的污水深度處理裝置。該裝置包括一級(jí)由缺氧-厭氧-好氧組成的生物膜生物反應(yīng)器，一級(jí)由缺氧-好氧組成的生物膜生物反應(yīng)器，和兩級(jí)臭氧-浮動(dòng)床生物池，并通過回流等方法使缺氧-厭氧-好氧獲得耦合效果。其有益效果是通過耦合的缺氧-厭氧-好氧生物膜反應(yīng)將難降解污染物通過強(qiáng)化生化的方法降解，對(duì)仍不能降解的污染物進(jìn)行氧化改性在通過生化降解，從而以最經(jīng)濟(jì)的生化反應(yīng)獲得無害化的污水深度處理結(jié)果，通過多級(jí)復(fù)合空隙生物膜反應(yīng)器(MCM)和多級(jí)氧化加強(qiáng)生化(OEB)過程將工業(yè)生產(chǎn)廢水處理達(dá)到中國(guó)國(guó)家市政一級(jí)A排放標(biāo)準(zhǔn)。

　　摘要附圖

 

　　權(quán)利要求書

　　1.一種工業(yè)生產(chǎn)廢水深度處理裝置，其特征在于依次包括第一進(jìn)水接口 (10)、第一混凝沉淀池(110)、第一生物膜缺氧反應(yīng)池(120)、第一生物 膜厭氧反應(yīng)池(130)、第一生物膜好氧反應(yīng)池(140)、一級(jí)提升泵(150)、 第二生物膜缺氧反應(yīng)池(160)、第二生物膜好氧反應(yīng)池(170)、二級(jí)提升泵 (180)、第二混凝沉淀池(200)、第一氧化反應(yīng)池(310)、第一浮動(dòng)床生物 池(320)、第二氧化反應(yīng)池(330)、第二浮動(dòng)床生物池(330)、產(chǎn)水接口(20); 還包括氧/缺氧反洗風(fēng)機(jī)(510)、好氧運(yùn)行風(fēng)機(jī)(520)、浮動(dòng)床生物池反洗風(fēng) 機(jī)(530)、浮動(dòng)床生物池運(yùn)行風(fēng)機(jī)(540)、臭氧發(fā)生器(600)、必要的閥門、 儀表和自動(dòng)控制系統(tǒng);其中第一混凝沉淀池(110)和第二混凝沉淀池(200) 底部設(shè)有排泥管(30)，其中第一生物膜缺氧反應(yīng)池(120)、第一生物膜厭氧 反應(yīng)池(130)和二生物膜缺氧反應(yīng)池(160)底部設(shè)有氣洗曝氣裝置(511)，其 中第一生物膜好氧反應(yīng)池(140)和第二生物膜好氧反應(yīng)池(170)底部設(shè)有好 氧曝氣裝置(521)，其中第一氧化反應(yīng)池(310)和第二氧化反應(yīng)池(330)底 部設(shè)有多個(gè)臭氧曝氣裝置(601)，其中第一浮動(dòng)床生物池(320)和第二浮動(dòng) 床生物池(330)底部設(shè)有氣水分步裝置(531);其中第一生物膜好氧反應(yīng)池 (140)部分產(chǎn)水經(jīng)一級(jí)提升泵(150)和第一回流管路(151)被回流到第一生 物膜缺氧反應(yīng)池(120)，第二生物膜好氧反應(yīng)池(170)部分產(chǎn)水經(jīng)二級(jí)提升 泵(180)和第二回流管路(181)被回流到第二生物膜缺氧反應(yīng)池(160)，第 二生物膜好氧反應(yīng)池(170)部分產(chǎn)水經(jīng)二級(jí)提升泵(180)和第三回流管路(182) 被回流到第以生物膜缺氧反應(yīng)池(120)。

　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工業(yè)生產(chǎn)廢水深度處理裝置，其特征在于還包 括向第二生物膜缺氧反應(yīng)池(160)供原水的第二進(jìn)水接口(11)。

　　3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工業(yè)生產(chǎn)廢水深度處理裝置，其特征在于還向 第二生物膜缺氧反應(yīng)池(160)供炭源的炭源添加裝置(50)。

　　4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工業(yè)生產(chǎn)廢水深度處理裝置，其特征在于第一 生物膜缺氧反應(yīng)池(120)、第一生物膜厭氧反應(yīng)池(130)、第一生物膜好氧 反應(yīng)池(140)、一級(jí)提升泵(150)、第二生物膜缺氧反應(yīng)池(160)、第二生 物膜好氧反應(yīng)池(170)中包含復(fù)合空隙生物填料。

　　5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工業(yè)生產(chǎn)廢水深度處理裝置，其特征在于第一 浮動(dòng)床生物池(320)和第二浮動(dòng)床生物池(330)包含活性炭填料。

　　說明書

　　工業(yè)生產(chǎn)廢水深度處理裝置

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明涉及污水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，涉及針對(duì)經(jīng)過傳統(tǒng)污水裝置處 理后仍然不能達(dá)標(biāo)排放的污水的深度處理方法，特別針對(duì)經(jīng)過傳統(tǒng)污水裝置處 理的工業(yè)生產(chǎn)廢水進(jìn)一步處理以達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)的污水深度處理方法。

　　技術(shù)背景

　　傳統(tǒng)的污水處理裝置一般以活性污泥法為基礎(chǔ)�；钚晕勰喾ㄖ形⑸�物的種 類和活性受到限制，因而一些有機(jī)物難以得到降解，影響處理效果。傳統(tǒng)污水 處理技術(shù)通常把難以被活性污泥降解的有機(jī)物稱為“難降解有機(jī)物”或不可生 化有機(jī)物。對(duì)于含有工業(yè)廢水的市政污水，或?qū)τ诠�業(yè)廢水，通過傳統(tǒng)的污水 處理會(huì)剩余較大量的“難降解有機(jī)物”，難以達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)或后續(xù)回用工藝要 求。維生素C生產(chǎn)產(chǎn)生的廢水具有廢水量大、污染濃度高、含鹽量高等特點(diǎn)， 用傳統(tǒng)的污水處理法難以達(dá)到城鎮(zhèn)排放標(biāo)準(zhǔn)。

　　上世紀(jì)未，由于維生素C生產(chǎn)廢水難以處理達(dá)標(biāo)等問題，美國(guó)關(guān)閉了其境 內(nèi)所有的生產(chǎn)廠。目前中國(guó)成為全世界的維生素C生產(chǎn)中心。常見的工業(yè)生產(chǎn) 廢水化學(xué)耗氧量(COD)在10000mg/L以上。生產(chǎn)企業(yè)經(jīng)過強(qiáng)有力的處理，可 以將COD降低到500mg/L以下，達(dá)到工業(yè)企業(yè)排往城市污水處理廠的標(biāo)準(zhǔn)。 然而，這些剩余的COD幾乎全部是“難降解有機(jī)物”，加之較高的氮污染物、 高硬度和超過1%的含鹽量，傳統(tǒng)的城市污水處理廠對(duì)之束手無策。有專家認(rèn) 為這是人類污水處理領(lǐng)域面臨的“世界難題”。將這類工業(yè)生產(chǎn)污水處理達(dá)標(biāo) 將是中國(guó)眾多類似企業(yè)生死存亡的大問題，需要在傳統(tǒng)污水處理基礎(chǔ)上發(fā)展污 水深度處理技術(shù)和方法(Acute Waste Water Treatment，AWWT)。

　　污水深度處理(AWWT)技術(shù)是指經(jīng)過傳統(tǒng)污水處理后的污水中含有較高 濃度的“難降解有機(jī)物”，需要進(jìn)一步處理時(shí)采用的污水處理技術(shù)。污水深度 處理技術(shù)主要的應(yīng)用領(lǐng)域包括：(1)傳統(tǒng)方法處理后污水不能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)， 需要深度處理(包括提標(biāo)改造);(2)傳統(tǒng)方法處理后污水不能滿足回用工 藝的進(jìn)水要求，需要深度處理;(3)為了使回用工藝的尾水能夠達(dá)到排放要 求，對(duì)污水或回用工藝尾水實(shí)施深度處理。

　　常見的污水深度處理技術(shù)包括多種方法。其中常見的芬頓試劑法是一種化 學(xué)方法，消耗大量的化學(xué)品、產(chǎn)生大量的化學(xué)污泥，運(yùn)行成本高。由于芬頓試 劑法主要是以絮凝沉淀的方式去除污染物，因此對(duì)較大分子的污染物處理效果 較好，而對(duì)較小分子的污染物，處理效果有限。膜生物反應(yīng)器法(MBR)也可 以作為一種污水深度處理法，但是由于MBR法仍然以活性污泥為核心，進(jìn)一 步降低“難降解有機(jī)物”的空間有限。生物膜生化污水深度處理法(Bio-Film Bio-reaction，BFB)和氧化加強(qiáng)生化方法(Oxidation Enhanced Bio-reaction， OEB)不會(huì)產(chǎn)生大量的化學(xué)污泥，運(yùn)行耗能低，是較綠色環(huán)保的方法。

　　事實(shí)上，有機(jī)物污染物是否能被生化降解與微生物種類和種群組成有關(guān)， 如果能夠培育更為豐富的和有針對(duì)性的微生物種群，某些常規(guī)方法“難降解” 的有機(jī)物就有可能變?yōu)椤耙捉到狻庇袡C(jī)物。因此為培育更為豐富微生物創(chuàng)造條 件是消除“難降解有機(jī)物”的方向之一。

　　中國(guó)專利《復(fù)合生物填料及其生物反應(yīng)器》(201020204406.9)揭示一種 復(fù)合空隙生物填料(Multi-Cavity Media，MCM)，包括一個(gè)硬質(zhì)網(wǎng)狀外殼和充 填在該外殼內(nèi)的兩種以上的介質(zhì)塊。由于外殼間具有較大的空隙，介質(zhì)塊間有 較小的空隙，介質(zhì)塊內(nèi)有微型空隙;氣水混合交換條件在大空隙、小空隙和微 空隙內(nèi)的顯著差別造成溶解氧的顯著差別，可以實(shí)現(xiàn)好氧、缺氧、厭氧的就地 耦合。同時(shí)典型介質(zhì)塊組合是具有微孔的焦炭塊或木炭塊與火山巖組合，該組 合的特點(diǎn)是焦炭塊或木炭塊具有較低的氧化還原電勢(shì)，而火山巖中的氧化鐵成 分具有較高的氧化還原電勢(shì)，不同的微生物可以選擇不同的介質(zhì)表面棲息。

　　中國(guó)專利(200710195135.8)揭示了一種生物膜反應(yīng)器，其中使用MCM 首先實(shí)現(xiàn)好氧、缺氧、厭氧的就地耦合。再在氣提循環(huán)流作用下在該反應(yīng)器內(nèi) 實(shí)現(xiàn)多級(jí)的好氧、缺氧、厭氧反應(yīng)器內(nèi)耦合。以上生物膜反應(yīng)器技術(shù)對(duì)培養(yǎng)更 為豐富的和有針對(duì)性的微生物種群以降解“難降解有機(jī)物”提供了技術(shù)基礎(chǔ)。 同時(shí)由于多種微生物的存在，使得同步消化/反硝化和同步降解剩余生物污泥得 以實(shí)現(xiàn)。

　　然而將類似技術(shù)用于更難降解的污染物時(shí)，特別是用于維生素C尾水的處 理是，單一方法還不足以使污水處理達(dá)標(biāo)，需要多種生物反應(yīng)過程的多次耦合。

　　經(jīng)過多次耦合的生物膜生化污水深度處理，仍然有部分“難降解有機(jī)物” 難以被生化降解。可以采用強(qiáng)氧化劑對(duì)這些“難降解有機(jī)物”氧化，改變其化 學(xué)性質(zhì)，提高其可生化性，然后再進(jìn)行生化處理。這一過程可以被稱為氧化加 強(qiáng)的生化反應(yīng)(OEB)。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　本發(fā)明要解決傳統(tǒng)污水處理方法處理難降解污水后不能達(dá)到處理要求的 技術(shù)問題，特別是針對(duì)類似工業(yè)生產(chǎn)廢水等工業(yè)生產(chǎn)廢水難以被處理達(dá)到標(biāo)排 放的技術(shù)問題，揭示一種污水深度處理技術(shù)。

　　為了解決上述技術(shù)問題，本工業(yè)生產(chǎn)廢水深度處理裝置依次包括第一進(jìn)水 接口、一混凝沉淀池、第一生物膜缺氧反應(yīng)池、第一生物膜厭氧反應(yīng)池、第一 生物膜好氧反應(yīng)池、一級(jí)提升泵、第二生物膜缺氧反應(yīng)池、第二生物膜好氧反 應(yīng)池、二級(jí)提升泵、第二混凝沉淀池、第一氧化反應(yīng)池、第一浮動(dòng)床生物池、 第二氧化反應(yīng)池、第二浮動(dòng)床生物池、產(chǎn)水接口;還包括氧/缺氧反洗風(fēng)機(jī)、好 氧運(yùn)行風(fēng)機(jī)、浮動(dòng)床生物池反洗風(fēng)機(jī)、浮動(dòng)床生物池運(yùn)行風(fēng)機(jī)、臭氧發(fā)生器、 必要的閥門、儀表和自動(dòng)控制系統(tǒng);其中第一混凝沉淀池和第二混凝沉淀池底 部設(shè)有排泥管，其中第一生物膜缺氧反應(yīng)池、第一生物膜厭氧反應(yīng)池和二生物 膜缺氧反應(yīng)池底部設(shè)有氣洗曝氣裝置，其中第一生物膜好氧反應(yīng)池和第二生物 膜好氧反應(yīng)池底部設(shè)有好氧曝氣裝置，其中第一氧化反應(yīng)池和第二氧化反應(yīng)池 底部設(shè)有多個(gè)臭氧曝氣裝置，其中第一浮動(dòng)床生物池和第二浮動(dòng)床生物池，底 部設(shè)有氣水分步裝置;其中第一生物膜好氧反應(yīng)池部分產(chǎn)水經(jīng)一級(jí)提升泵和第 一回流管路被回流到第一生物膜缺氧反應(yīng)池，第二生物膜好氧反應(yīng)池部分產(chǎn)水 經(jīng)二級(jí)提升泵和第二回流管路被回流到第二生物膜缺氧反應(yīng)池，第二生物膜好 氧反應(yīng)池部分產(chǎn)水經(jīng)二級(jí)提升泵和第三回流管路被回流到第以生物膜缺氧反應(yīng) 池。

　　本工業(yè)生產(chǎn)廢水深度處理方法的有益效果是由于寄生于生物填料上的微 生物被固定在特定池內(nèi)，第一生物膜好氧反應(yīng)池和第二生物膜好氧反應(yīng)池內(nèi)優(yōu) 勢(shì)菌種根據(jù)污染物組成的變化和溶解氧的差別(可以被控制)而不同。同理， 第一生物膜缺氧反應(yīng)池、第一生物膜厭氧反應(yīng)池和第二生物膜缺氧反應(yīng)池內(nèi)優(yōu) 勢(shì)菌種隨污染物組成的變化和溶解氧差別而不同，正是由于這些微生物的差異， 各種“難降解有機(jī)污染物”在特種微生物的作用下逐步被降解。本工業(yè)生產(chǎn)廢 水深度處理裝置的另一有益效果是利用生物填料實(shí)現(xiàn)缺氧和好氧反應(yīng)的即就地 耦合，再通過好氧池向前級(jí)缺氧池回流實(shí)現(xiàn)生物反應(yīng)池間的缺氧和好氧耦合。 這些缺氧和好氧耦合效果之一是缺氧反應(yīng)產(chǎn)物可以被好氧降解，而好氧反應(yīng)產(chǎn) 物可以被缺氧反應(yīng)降解;后級(jí)反應(yīng)產(chǎn)物可能再次被前級(jí)降解;后級(jí)產(chǎn)生的剩余 生物污泥被回流，并逐步被降解，使得生物污泥量顯著減少。本工業(yè)生產(chǎn)廢水 深度處理裝置的另一有益效果是選擇具有特種功能的填料。本工業(yè)生產(chǎn)廢水深 深度處理裝置的另一有益效果是可以在必要時(shí)選擇加入降解難降解污染物需要 的營(yíng)養(yǎng)素。本工業(yè)生產(chǎn)廢水深度處理裝置的另一有益效果是通過多次少量添加 氧化劑對(duì)生物膜反應(yīng)后部分“難降解有機(jī)污染物”實(shí)現(xiàn)“有限氧化”改性，再 用后續(xù)的浮動(dòng)床生物池降解這些變性的污染物，因此氧化劑的效率更高。通過 多級(jí)復(fù)合空隙生物膜反應(yīng)器(MCM)和多級(jí)氧化加強(qiáng)生化(OEB)過程將工業(yè) 生產(chǎn)廢水處理達(dá)到中國(guó)國(guó)家市政一級(jí)A排放標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明這一裝置和方法 對(duì)于眾多難降解污水的深度處理有廣泛效果。