申請(qǐng)日2014.01.17
IPC分類號(hào)C02F9/14
摘要
本發(fā)明涉及一種難生物降解廢水的高級(jí)氧化-生物法處理裝置，該裝置包括：折流板Fenton反應(yīng)器(6)，沉淀池(12)，折流板厭氧池(15)，接觸氧化池(18)，待處理廢水依次流經(jīng)折流板Fenton反應(yīng)器的各反應(yīng)池進(jìn)行反應(yīng)后，進(jìn)入沉淀池沉淀，沉淀池中的上清液再依次進(jìn)入折流板厭氧池的各個(gè)隔間進(jìn)行厭氧消化，經(jīng)折流板厭氧池厭氧處理后的水進(jìn)入接觸氧化池進(jìn)行好氧處理，處理后的出水進(jìn)入斜管沉淀池，經(jīng)斜管沉淀池二次沉淀的污泥通過污泥回流泵回折流板厭氧池最前端，實(shí)現(xiàn)剩余污泥減量化，處理后的水存于中水池。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有藥劑使用效率高，能耗低，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，污泥消解效率和產(chǎn)氣量有顯著提高等優(yōu)點(diǎn)。
權(quán)利要求書
1.一種難生物降解廢水的高級(jí)氧化-生物法處理裝置，其特征在于，該裝置包 括：
折流板Fenton反應(yīng)器(6)，該折流板Fenton反應(yīng)器(6)由隔板分隔成5個(gè) 反應(yīng)池，分別為：加酸池(7)、加亞鐵池(8)、Fenton主反應(yīng)池(9)、加堿池(10) 和加PAM池(11)，其中加酸池(7)內(nèi)設(shè)有加酸裝置(1)、加亞鐵池(8)內(nèi)設(shè)置 加亞鐵裝置(2)、Fenton主反應(yīng)池(9)內(nèi)設(shè)置加H2O2裝置(3)、加堿池(10)內(nèi) 設(shè)置加堿裝置(4)、加PAM池(11)內(nèi)設(shè)置加絮凝劑PAM裝置(5);所述的Fenton 主反應(yīng)池(9)、加堿池(10)和加PAM池(11)底部均設(shè)有鼓風(fēng)曝氣口，各鼓風(fēng) 曝氣口均連接曝氣風(fēng)機(jī)(13);
沉淀池(12)，該沉淀池(12)連接折流板Fenton反應(yīng)器(6);
折流板厭氧池(15)，該折流板厭氧池(15)與沉淀池(12)的出水口連接， 折流板厭氧池(15)由隔板分隔成6個(gè)隔間，各隔間頂部設(shè)有沼氣收集管路(16)， 各隔間內(nèi)裝有立體彈性填料;
接觸氧化池(18)，與折流板厭氧池(15)的出水口連接，接觸氧化池(18) 出水進(jìn)入斜管沉淀池(19)，經(jīng)斜管沉淀池(19)二次沉淀的污泥通過污泥回流泵 (22)回折流板厭氧池(15)最前端，實(shí)現(xiàn)剩余污泥減量化，處理后的水存于中水 池(20)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種難生物降解廢水的高級(jí)氧化-生物法處理裝置， 其特征在于，所述的折流板Fenton反應(yīng)器(6)內(nèi)設(shè)有固定于其頂部的5個(gè)導(dǎo)流板 和固定于其底部的4個(gè)隔板，各導(dǎo)流板與折流板Fenton反應(yīng)器(6)底部之間設(shè)有 間隙，各隔板與折流板Fenton反應(yīng)器(6)頂部之間設(shè)有間隙，導(dǎo)流板與其相鄰隔 板之間形成反應(yīng)池;
所述的折流板厭氧池(15)內(nèi)設(shè)有固定于其頂部的6個(gè)導(dǎo)流板和固定于其底部 的5個(gè)隔板，各導(dǎo)流板與折流板厭氧池(15)底部之間設(shè)有間隙，各隔板與折流板 厭氧池(15)頂部之間設(shè)有間隙，導(dǎo)流板與其相鄰隔板之間形成隔間;
各導(dǎo)流板均為夾角為120°的折板。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種難生物降解廢水的高級(jí)氧化-生物法處理裝置， 其特征在于，所述的加酸裝置(1)包括酸液儲(chǔ)罐，以及連接酸液儲(chǔ)罐與加酸池(7) 的管道和導(dǎo)流板;其中酸液儲(chǔ)罐中的酸液為硝酸、或硝酸和硫酸的混合酸，通過加 酸裝置(1)控制酸液的加入量，使得COD/SO42-添加量控制在3以上，加酸后pH 在3-4。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種難生物降解廢水的高級(jí)氧化-生物法處理裝置， 其特征在于，所述的加亞鐵裝置(2)包括亞鐵儲(chǔ)罐，以及連接亞鐵儲(chǔ)罐與加亞鐵 池(8)的管道和導(dǎo)流板，其中亞鐵儲(chǔ)罐中裝有硝酸亞鐵、或硝酸亞鐵和硫酸亞鐵 的混合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種難生物降解廢水的高級(jí)氧化-生物法處理裝置， 其特征在于，所述的Fenton主反應(yīng)池(9)內(nèi)添加無機(jī)填料，所述的無機(jī)填料包括 陶粒、廢活性炭或廢合成樹脂，作為惰性載體。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種難生物降解廢水的高級(jí)氧化-生物法處理裝置， 其特征在于，所述的Fenton主反應(yīng)池(9)內(nèi)液面的上升流速控制在10-60m/h以 內(nèi)，主要通過池體的橫截面積和高度來進(jìn)行參數(shù)控制。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種難生物降解廢水的高級(jí)氧化-生物法處理裝置， 其特征在于，所述的曝氣風(fēng)機(jī)(13)為羅茨風(fēng)機(jī)，通過曝氣風(fēng)機(jī)(13)向Fenton 主反應(yīng)池(9)、加堿池(10)和加PAM池(11)曝氣，利用氧氣提高Fenton處理 效果和節(jié)省藥劑投加量，且起到攪拌和提高填料的流化效果。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種難生物降解廢水的高級(jí)氧化-生物法處理裝置， 其特征在于，待處理廢水依次流經(jīng)折流板Fenton反應(yīng)器(6)的各反應(yīng)池進(jìn)行反應(yīng) 后，進(jìn)入沉淀池(12)沉淀，沉淀池(12)含鐵污泥部分壓濾外運(yùn)，部分通過回流 泵(14)將沉淀池產(chǎn)生的含鐵污泥回流到加酸池(7)，加酸池(7)內(nèi)低pH溶解 鐵鹽，循環(huán)利用鐵作為催化劑;沉淀池(12)中的上清液再依次進(jìn)入折流板厭氧池 (15)的各個(gè)隔間進(jìn)行厭氧消化。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種難生物降解廢水的高級(jí)氧化-生物法處理裝置， 其特征在于，所述的折流板厭氧池(15)最后一隔間底部產(chǎn)生的剩余污泥通過污泥 泵(17)回流進(jìn)第一隔間，再次進(jìn)行厭氧消化，折流板厭氧池(15)的各個(gè)隔間 產(chǎn)生的沼氣通過頂部沼氣收集管路(16)收集作為清潔能源使用。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種難生物降解廢水的高級(jí)氧化-生物法處理裝置， 其特征在于，所述的接觸氧化池(18)內(nèi)有彈性填料，通過羅茨風(fēng)機(jī)(21)向接觸 氧化池(18)下部的軟管送風(fēng)曝氣，斜管沉淀池(19)的污泥用污泥回流泵(22) 泵回厭氧池(15)最前端，實(shí)現(xiàn)剩余污泥減量化。
說明書
難生物降解廢水的高級(jí)氧化-生物法處理裝置
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于環(huán)境工程及污水處理工程領(lǐng)域，尤其是涉及一種以Fenton氧化作 為預(yù)處理，結(jié)合厭氧和好氧生物處理法，處理難生物降解廢水的新裝置和工藝。
背景技術(shù)
近年來，隨著工業(yè)的迅速發(fā)展，工業(yè)廢水的種類和排放量日益增多，成分更加 復(fù)雜，農(nóng)藥、印染、醫(yī)藥和化工等工業(yè)廢水中含有許多毒性和難降解有機(jī)污染物， 如酚、多氯聯(lián)苯、多環(huán)芳烴等。廢水不僅成份復(fù)雜、有機(jī)物濃度高、生物降解性差， 處理難度越來越大，對(duì)環(huán)境的危害尤為嚴(yán)重，有些污染物還具有致癌、致畸、致突 變等作用。另一方面，隨著人們環(huán)保意識(shí)的不斷提高，人們對(duì)工業(yè)廢水的排放要求 也越來越高，而傳統(tǒng)的物理、化學(xué)和生物廢水處理方法已難以滿足這一要求。一些 廢水，如化工廠廢水、印染廢水、焦化廢水等，經(jīng)處理后，水中殘留部分難生物降 解有機(jī)物，無法簡(jiǎn)單的通過絮凝沉淀或氣浮等物化方法去除。
難生物降解廢水往往同時(shí)具有以下特點(diǎn)：(1)廢水的COD濃度高：有的高達(dá) 幾萬(wàn)甚至幾十萬(wàn)mg/L，一經(jīng)排入水體中，就會(huì)大量消耗水中溶解氧，造成水體嚴(yán) 重缺氧;(2)生物可降解性能差：廢水中含有大量結(jié)構(gòu)復(fù)雜的有機(jī)物，如染料廢水 中的蒽醌、聯(lián)苯類有機(jī)物等，極難生物降解;(3)水質(zhì)不穩(wěn)定：受生產(chǎn)影響，水質(zhì) 成分復(fù)雜且變化大，廢水中含有大量的生產(chǎn)原料、中間體、副產(chǎn)物。如在漂染廠廢 水，不同時(shí)段生產(chǎn)不同的產(chǎn)品，不同時(shí)段廢水的顏色都不一樣，廢水中可檢測(cè)出幾 十種有機(jī)化合物，時(shí)而呈強(qiáng)堿性，時(shí)而呈中性或酸性。
目前，大部分成分簡(jiǎn)單、生物降解性好、濃度較低的廢水都可以通過現(xiàn)有處理 技術(shù)的優(yōu)化組合達(dá)標(biāo)排放，而許多生物降解性差的廢水治理工作在技術(shù)上有很大的 困難，有些廢水雖然通過多種工藝組合后處理能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，但由于工藝過于復(fù) 雜，處理成本太高，難于控制，不易被廠家接受。
目前現(xiàn)狀而言，采用某種單一技術(shù)來解決該類廢水的污染問題，在經(jīng)濟(jì)和技術(shù) 上都是不可能的。必須根據(jù)廢水的性質(zhì)、數(shù)量、需要去除的物質(zhì)和排放標(biāo)準(zhǔn)，選用 數(shù)種有效的處理方法優(yōu)化組合，才能達(dá)到治理要求。對(duì)于難生物降解的廢水，生化 前預(yù)處理的方法很多，主要有，如絮凝沉淀、氣浮、微電解、化學(xué)氧化和厭氧水解 酸化等。根據(jù)廢水中所含污染物的性質(zhì)可選用合適的技術(shù)，如含油較多的煉油廢水， 生化前采用隔油工藝;對(duì)于懸浮物質(zhì)較多的廢水，可采用混凝沉淀或氣浮去除部分 毒性物質(zhì)或懸浮物等工藝;對(duì)含可溶性有機(jī)物較多廢水，可用化學(xué)氧化法，如微電 解、濕式氧化法、超臨界水氧化法、臭氧氧化法、氯氧化法、光催化氧化法及Fenton 氧化法等�？傮w來說，F(xiàn)enton氧化法作為預(yù)處理，是比較可行和比較經(jīng)濟(jì)的處理方 式之一。
1894年，英國(guó)人H.J.H.Fenton發(fā)現(xiàn)采用Fe2+/H2O2體系能氧化多種有機(jī)物。后 人為紀(jì)念他將亞鐵鹽和過氧化氫的組合稱為Fenton試劑，它能有效氧化去除傳統(tǒng) 廢水處理技術(shù)無法去除的難降解有機(jī)物，其實(shí)質(zhì)是Fe2+催化分解H2O2，生成強(qiáng)氧 化性的羥基自由基(·OH)，·OH可與大多數(shù)有機(jī)物作用使其降解，將廢水中的大分 子有機(jī)物分解成小分子物質(zhì)，可提升廢水可生化性。但常規(guī)的均相Fenton體系也 具有不足之處，主要表現(xiàn)為，H2O2的利用率低和產(chǎn)生大量的含鐵污泥，使處理成本 高且造成二次污染。Fenton后續(xù)厭氧工藝處理有機(jī)廢水時(shí)，如果廢水中含有一定濃 度的硫酸鹽，硫酸鹽還原菌(SRB)就會(huì)不可避免地繁殖起來，進(jìn)行硫酸鹽還原反 應(yīng)，給正常的厭氧消化帶來不利影響，硫酸鹽還原菌(SRB)和產(chǎn)甲烷細(xì)菌(MPB) 競(jìng)爭(zhēng)有機(jī)底物而降低廢水的厭氧消化產(chǎn)甲烷效率，對(duì)MPB產(chǎn)生抑制作用而導(dǎo)致厭 氧工藝的惡化，甚至有時(shí)會(huì)導(dǎo)致厭氧反應(yīng)系統(tǒng)的崩潰。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷和不足，提供一種難生物降解廢水 的高級(jí)氧化-生物法處理裝置。
本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：一種難生物降解廢水的高級(jí)氧化 -生物法處理裝置，其特征在于，該裝置包括：
折流板Fenton反應(yīng)器，該折流板Fenton反應(yīng)器由隔板分隔成5個(gè)反應(yīng)池，分 別為：加酸池、加亞鐵池、Fenton主反應(yīng)池、加堿池和加PAM池，其中加酸池內(nèi) 設(shè)有加酸裝置、加亞鐵池內(nèi)設(shè)置加亞鐵裝置、Fenton主反應(yīng)池內(nèi)設(shè)置加H2O2裝置、 加堿池內(nèi)設(shè)置加堿裝置、加PAM池內(nèi)設(shè)置加絮凝劑PAM裝置;所述的Fenton主 反應(yīng)池、加堿池和加PAM池底部均設(shè)有鼓風(fēng)曝氣口，各鼓風(fēng)曝氣口均連接曝氣風(fēng) 機(jī);
沉淀池，該沉淀池連接折流板Fenton反應(yīng)器;
折流板厭氧池，該折流板厭氧池與沉淀池的出水口連接，折流板厭氧池由隔板 分隔成6個(gè)隔間，各隔間頂部設(shè)有沼氣收集管路，各隔間內(nèi)裝有立體彈性填料;
接觸氧化池，與折流板厭氧池的出水口連接，接觸氧化池出水進(jìn)入斜管沉淀池， 經(jīng)斜管沉淀池二次沉淀的污泥通過污泥回流泵回折流板厭氧池最前端，實(shí)現(xiàn)剩余污 泥減量化，處理后的水存于中水池。
所述的折流板Fenton反應(yīng)器內(nèi)設(shè)有固定于其頂部的5個(gè)導(dǎo)流板和固定于其底 部的4個(gè)隔板，各導(dǎo)流板與折流板Fenton反應(yīng)器底部之間設(shè)有間隙，各隔板與折 流板Fenton反應(yīng)器頂部之間設(shè)有間隙，導(dǎo)流板與其相鄰隔板之間形成反應(yīng)池;
所述的折流板厭氧池內(nèi)設(shè)有固定于其頂部的6個(gè)導(dǎo)流板和固定于其底部的5 個(gè)隔板，各導(dǎo)流板與折流板厭氧池底部之間設(shè)有間隙，各隔板與折流板厭氧池頂部 之間設(shè)有間隙，導(dǎo)流板與其相鄰隔板之間形成隔間;
各導(dǎo)流板均為夾角為120°的折板。
所述的加酸裝置包括酸液儲(chǔ)罐，以及連接酸液儲(chǔ)罐與加酸池的管道和導(dǎo)流板; 其中酸液儲(chǔ)罐中的酸液為硝酸、或硝酸和硫酸的混合酸，通過加酸裝置控制酸液的 加入量，使得COD/SO42-添加量控制在3以上，加酸后pH在3-4。
所述的加亞鐵裝置包括亞鐵儲(chǔ)罐，以及連接亞鐵儲(chǔ)罐與加亞鐵池的管道和導(dǎo)流 板，其中亞鐵儲(chǔ)罐中裝有硝酸亞鐵、或硝酸亞鐵和硫酸亞鐵的混合物。
所述的Fenton主反應(yīng)池內(nèi)添加無機(jī)填料，所述的無機(jī)填料包括陶粒、廢活性 炭或廢合成樹脂，作為惰性載體。
所述的Fenton主反應(yīng)池內(nèi)液面的上升流速控制在10-60m/h以內(nèi)，主要通過池 體的橫截面積和高度來進(jìn)行參數(shù)控制。
所述的曝氣風(fēng)機(jī)為羅茨風(fēng)機(jī)，通過曝氣風(fēng)機(jī)向Fenton主反應(yīng)池、加堿池和加 PAM池曝氣，利用氧氣提高Fenton處理效果和節(jié)省藥劑投加量，且起到攪拌和提 高填料的流化效果。
待處理廢水依次流經(jīng)折流板Fenton反應(yīng)器的各反應(yīng)池進(jìn)行反應(yīng)后，進(jìn)入沉淀 池沉淀，沉淀池含鐵污泥部分壓濾外運(yùn)，部分通過回流泵將沉淀池產(chǎn)生的含鐵污泥 回流到加酸池，加酸池內(nèi)低pH溶解鐵鹽，循環(huán)利用鐵作為催化劑;沉淀池中的上 清液再依次進(jìn)入折流板厭氧池的各個(gè)隔間進(jìn)行厭氧消化。
所述的折流板厭氧池最后一隔間底部產(chǎn)生的剩余污泥通過污泥泵回流進(jìn)第一 隔間，再次進(jìn)行厭氧消化，折流板厭氧池的各個(gè)隔間產(chǎn)生的沼氣通過頂部沼氣收集 管路收集作為清潔能源使用。
所述的接觸氧化池內(nèi)有彈性填料，通過羅茨風(fēng)機(jī)向接觸氧化池下部的軟管送風(fēng) 曝氣。
本發(fā)明是針對(duì)現(xiàn)有Fenton反應(yīng)器和工藝的不足，使用一種新型一體化非均相 折流板Fenton連續(xù)反應(yīng)器，同時(shí)少硫酸鹽工藝有利于提高Fenton氧化后，后續(xù)厭 氧消化效果及整個(gè)生物處理難生物降解廢水的處理效果，斜管沉淀池的污泥用污泥 回流泵泵回厭氧池最前端，實(shí)現(xiàn)剩余污泥減量化。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)。
(1)本發(fā)明的折流板Fenton反應(yīng)器可以連續(xù)投加藥劑，便于與其它單元聯(lián)合 使用;
(2)多點(diǎn)分別投加藥劑可以提高處理效果和藥劑使用效率，惰性載體的引入 可以減少亞鐵鹽的投加量和含鐵污泥的產(chǎn)生量;
(3)折流板構(gòu)型的Fenton反應(yīng)器和厭氧反應(yīng)器可以減少能量的消耗，通過 水力高程差實(shí)現(xiàn)物料的流動(dòng)和均勻分布;
(4)少硫酸根使用的該工藝，可以在保證Fenton氧化效果的基礎(chǔ)上，提高 厭氧消化的效果;
(5)Fenton反應(yīng)器三個(gè)池體內(nèi)曝氣可以起到攪拌、減少H2O2藥劑消耗和提 高氧化效果的目的;
(6)各單元后端污泥回流到前端，可以提高處理效率，并實(shí)現(xiàn)污泥減量化。
