公布日：2023.09.29
申請日：2023.08.04
分類號：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
本發明屬于污水處理技術領域，具體涉及一種生產工藝廢水處理系統及其應用。本發明根據各類廢水的特性，對廢水進行分類，劃分為含蒸發凝水、清洗廢水在內的高濃度有機廢水和含生活污水、初期雨水、循環水排水在內的低濃度有機廢水。將高濃度有機廢水和低濃度有機廢水進行分開收集，高濃度有機廢水進行氣浮曝氣、混凝沉淀除油、除雜后與低濃度有機廢水進行綜合生化處理，出水滿足排放要求后納管排放。本發明主要特點是精確的對廢水進行分類，針對性的處理，利用高效工藝及裝置著重去除廢水中的有機物，并能在此基礎上保證污泥產量少、工藝運行維護簡單、廢水其他指標均穩定達標排放等優點。
權利要求書
1.一種生產工藝廢水處理系統，其特征在于，包括依次設置的高濃度廢水收集池(1)、一級物化處理系統、二級生物處理系統、三級物化反應沉淀系統和清水池(11)；所述一級物化處理系統包括依次設置的氣浮系統(2)和混凝沉淀池(3)；所述二級生物處理系統包括依次設置的厭氧調節池(4)、升流式厭氧污泥床厭氧塔(5)、缺氧池(6)、A/O池(7)和二沉池(8)；所述缺氧池(6)中設有潛水攪拌器；所述三級物化反應沉淀系統包括依次設置的反應池(9)和物化沉淀池(10)。
2.如權利要求1所述的生產工藝廢水處理系統，其特征在于，所述二級生物處理系統還包括生化污泥池(12)，所述生化污泥池(12)的進泥口連接二沉池(8)的出泥口；所述生化污泥池(12)的出水口分別連接升流式厭氧污泥床厭氧塔(5)和A/O池(7)的進水口。
3.如權利要求1所述的生產工藝廢水處理系統，其特征在于，所述三級物化反應沉淀系統還包括物化污泥池(13)，所述物化污泥池(13)的進泥口分別連接氣浮系統(2)、混凝沉淀池(3)和物化沉淀池(10)的出泥口。
4.一種生產工藝廢水處理的方法，其特征在于，采用權利要求1-3中任一項所述生產工藝廢水處理系統，包括如下步驟：S1：將高濃度有機廢水通入氣浮系統(2)中與NaOH、混凝劑和絮凝劑混合，通入空氣，形成三相混合體；S2：將所述三相混合體通入混凝沉淀池(3)中進行沉淀分離后出水，與低濃度有機廢水共同進入厭氧調節池(4)進行水質綜合調節；S3：將步驟S2中水質綜合調節的廢水通入升流式厭氧污泥床厭氧塔(5)去除有機物；所述去除有機物的方法為無氧狀態下進行微生物反應；S4：將步驟S3中得到的廢水通入缺氧池(6)和A/O池(7)中進行生物除磷脫氮后于二沉池(8)中進行泥水分離；S5：將步驟S4泥水分離得到的上清液和混凝劑、絮凝劑通入反應池(9)中反應后于物化沉淀池(10)中進行泥水分離，上清液通入清水池中，完成所述生產工藝廢水處理。
5.如權利要求4所述的生產工藝廢水處理的方法，其特征在于，所述混凝沉淀池(3)中，所述水質綜合調節包括曝氣攪拌和添加液堿的步驟；所述曝氣的強度為2-4m3/(m2·h)，添加液堿調節廢水pH至7-8。
6.如權利要求4所述的生產工藝廢水處理的方法，其特征在于，所述步驟S4中，部分泥水分離得到的污泥進入生化污泥池(12)中進行壓濾脫水，同時剩余部分泥水分離得到的污泥回流至升流式厭氧污泥床厭氧塔(5)和A/O池(7)中。
7.如權利要求4所述的生產工藝廢水處理的方法，其特征在于，所述步驟S5中，反應池(9)中還加入了除磷劑。
8.如權利要求4所述的生產工藝廢水處理的方法，其特征在于，所述步驟S1和S5中，混凝劑均為聚合氯化鋁，所述聚合氯化鋁的添加量均為0.35～0.45kg/m3廢水。
9.如權利要求4所述的生產工藝廢水處理的方法，其特征在于，所述絮凝劑均為陰離子聚丙烯酰胺，陰離子聚丙烯酰胺的添加量均為0.005-0.01kg/m3廢水。
10.如權利要求4所述的生產工藝廢水處理的方法，其特征在于，所述步驟S5中，泥水分離得到的污泥進入物化污泥池(13)中進行壓濾脫水。
發明內容
本發明要解決的問題是精確的對廢水(主要為多元醇酯和丙烯酸鈉的工藝反應)進行分類，針對性的處理，利用高效工藝及裝置著重去除有機廢水中的有機物。
為了解決上述存在的技術問題，本申請提供如下技術方案：
一種生產工藝廢水處理系統，包括依次設置的高濃度廢水收集池、一級物化處理系統、二級生物處理系統、三級物化反應沉淀系統和清水池；
所述一級物化處理系統包括依次設置的氣浮系統和混凝沉淀池；
所述二級生物處理系統包括依次設置的厭氧調節池、升流式厭氧污泥床(UASB)厭氧塔、缺氧池、A/O池和二沉池；所述缺氧池中設有潛水攪拌器；
所述三級物化反應沉淀系統包括依次設置的反應池和物化沉淀池。
所述高濃度廢水收集池和氣浮系統之間設有提升泵。
所述清水池的出水口設有巴歇爾槽。經巴歇爾槽計量后匯入廢水提升井，井內達標廢水由泵提升至廠內相應管道進行排放。
所述厭氧調節池和升流式厭氧污泥床(UASB)厭氧塔之間設有提升泵。
優選的，所述二級生物處理系統還包括生化污泥池，所述生化污泥池的進泥口連接二沉池的出泥口；所述生化污泥池的出水口分別連接升流式厭氧污泥床(UASB)厭氧塔和A/O池的進水口。
優選的，所述三級物化反應沉淀系統還包括物化污泥池，所述物化污泥池的進泥口分別連接氣浮系統、混凝沉淀池和物化沉淀池的出泥口。
優選的，所述生化污泥池和物化污泥池內均設有板框壓濾機。
優選的，所述混凝沉淀池為豎流式混凝沉淀池。
優選的，所述高濃度廢水收集池和低濃度廢水收集池都配套曝氣攪拌系統，曝氣強度為2-4m3/(m2·h)。
本發明還提供一種生產工藝廢水處理的方法，采用上述生產工藝廢水處理系統，包括如下步驟：
S1：將高濃度有機廢水通入氣浮系統中與NaOH、混凝劑和絮凝劑混合，通入空氣，形成三相混合體；
高濃度廢水收集池內廢水泵入組合氣浮設備，廢水進入該設備的同時向廢水中投加NAOH、PAC、PAM等混凝、助凝藥劑，并經管道混合器實現快速混合，廢水中懸浮顆粒在藥劑的作用下產生相應絮體(絮狀顆粒)。
在氣浮系統內，通過向廢水中通入空氣，并以微小氣泡形式從水中析出成為載體，使廢水中的乳化油、微小懸浮顆粒等污染物質粘附在氣泡上，隨氣泡一起上浮到水面，形成泡沫一氣、水、顆粒(油)三相混合體，通過收集泡沫或浮渣達到分離雜質、凈化廢水的目的。
氣浮系統中攜帶絮狀顆粒物的出水進入豎流式混凝沉淀池，絮狀顆粒在該沉淀池通過重力沉降，達到雜質分離、凈化水質的目的。
S2：將所述三相混合體通入混凝沉淀池中進行沉淀分離后出水，與低濃度有機廢水共同進入厭氧調節池進行水質綜合調節；
S3：將步驟S2中水質綜合調節的廢水通入升流式厭氧污泥床(UASB)厭氧塔去除有機物；所述去除有機物的方法為無氧狀態下進行微生物反應；
厭氧調節池內綜合有機廢水出水泵入UASB厭氧塔，借助微生物在無氧狀態下，將有機污染物轉化為CH4、CO2和H2O，設備可實現水力停留時間與污泥停留時間的分離，延長污泥齡，最大限度的保證反應器內的污泥濃度，并通過自身的內循環作用使污泥處于流化狀態，強化傳質效果，最終使污泥、廢水、氣體三相充分接觸，大幅度去除有機物。
S4：將步驟S3中得到的廢水通入缺氧池和A/O池中進行生物除磷脫氮后于二沉池(8)中進行泥水分離；
A/O工藝為傳統活性污泥法工藝，生物硝化及反硝化工藝的結合，采用缺氧-好氧方式運行，BOD5、SS和以各種形式存在的氮將一一被去除；缺氧區的目的是為了去除混合液中的硝態氮，保證出水水質。缺氧區內設置潛水攪拌器，便于維持缺氧區內污水、污泥、混合液呈完全混合狀態而不發生沉淀，并能有效防止短流現象。
A/O池以生物除磷脫氮為主要目標，要達到硝化以及反硝化，滿足出水NH3-N、TN、TP的指標要求。回流污泥首先進入生化池的缺氧區，利用進水中的碳源有機物，進行生物反硝化，去除回流污泥中的硝態氮。反硝化后進入好氧區，完成對有機物的降解及含氮物質的硝化，同時進行磷的吸收。
S5：將步驟S4泥水分離得到的上清液和混凝劑、絮凝劑通入反應池中反應后于物化沉淀池中進行泥水分離，上清液通入清水池中，完成所述生產工藝廢水處理。
優選的，所述步驟S1中，添加NaOH，調節PH至7～8，以確保上述PAC、PAM等混凝藥劑正常發揮作用。
優選的，高濃度廢水和低濃度廢水收集池都配套曝氣攪拌系統，曝氣強度為2-4m3/(m2·h)。
優選的，所述混凝沉淀池中，所述水質綜合調節包括曝氣攪拌和添加液堿的步驟；曝氣的強度為2-4m3/(m2·h)，添加液堿調節廢水pH至7-8。
優選的，混凝沉淀池沉淀污泥通過排泥泵排入物化污泥池，與生化污泥分開收集。
優選的，所述混凝沉淀池(3)的表面負荷為0.45～0.60m3/(m2·h)。
優選的，本方案所述沉淀池為中心進水、周邊出水輻流式沉淀池，刮泥機的線速度為2-3m/min，轉速為1-3r/h，表面負荷為0.6-0.8m3/m2·h。
優選的，所述步驟S4中，部分泥水分離得到的污泥進入生化污泥池中進行壓濾脫水，同時剩余部分泥水分離得到的污泥回流至升流式厭氧污泥床(UASB)厭氧塔和A/O池中。
生化污泥經生化脫水機脫水后形成泥餅，其中泥餅委外處理，該生化脫水機為板框壓濾機。
生化污泥經脫水后濾液回流至A/O缺氧池前端進行再處理。
優選的，二沉池的沉淀污泥按一定的回流比回流至A/O池和升流式厭氧污泥床(UASB)厭氧塔中以補充流失的菌種；回流比優選為為150％～300％，回流至缺氧處理和好氧處理過程中。其中，回流至缺氧處理和好氧處理過程中的沉淀污泥的體積比為(0.9～1.1)：(7.5～8.5)。
二沉池上清液流入物化反應沉淀池。該池由反應池和沉淀池兩部分組成，在反應池內實現混凝、絮凝藥劑的投加，并在攪拌機作用下快速混合，水中較小的懸浮顆粒在混凝、絮凝藥劑的作用下逐漸積聚，最終形成大的可沉降絮體(又稱礬花)。反應池中攜帶大量礬花的污水進入物化沉淀池，在該池內懸浮絮體進行重力沉降，最終在池底形成物化污泥，通過相應排泥系統將物化污泥外排，以此實現泥水分離。
優選的，所述步驟S5中，缺氧池中控制缺氧處理的溶解氧≤0.2mg/L，碳氮比為4-5：1，和A/O池中好氧處理的溶解氧為3～5mg/L，好氧處理的曝氣量為5～6m3/(m2·h)；所述缺氧池中設置有潛水攪拌機，使廢水與污泥充分接觸，功率配置為6～12(W/m3池體)。
優選的，所述步驟S5中，反應池中還加入了除磷劑。
進一步地，所述除磷劑的添加量為0.005-0.01kg/m3廢水。
該池內通過投加相應除磷劑，除磷劑與廢水中磷酸鹽發生化學反應，形成不溶性沉淀物，在沉淀池內得到沉淀，并隨物化污泥的外排達到降低廢水總磷含量的目的。
優選的，所述步驟S1和S5中，混凝劑均為聚合氯化鋁(PAC)，所述聚合氯化鋁(PAC)的添加量為0.35～0.45kg/m3廢水；所述絮凝劑均為陰離子聚丙烯酰胺(PAM)，陰離子聚丙烯酰胺(PAM)的添加量為0.005-0.01kg/m3廢水。
優選的，所述聚合氯化鋁(PAC)中Al2O3含量為24％，陰離子聚丙烯酰胺(PAM)的分子量優選為1200萬；
優選的，所述步驟S5中，泥水分離得到的污泥進入物化污泥池中進行壓濾脫水。
進一步地，所述物化沉淀池沉淀污泥通過排泥泵排入物化污泥池，與生化污泥分開收集。
進一步地，所述物化沉淀池的上清液經溢流堰、管道自流至清水池內。
進一步地，泥水分離得到的污泥經物化脫水機脫水后壓濾形成泥餅，其中泥餅委外處理。
進一步地，采用污泥壓濾機進行壓濾；污泥壓濾機優選為板框壓濾，優選高壓隔膜壓濾機，經脫水后污泥含水率為50％-65％。
具體的，本發明提供一種生產工藝廢水處理的方法，包括以下步驟：
(1)高濃度有機廢水和低濃度有機廢水在各自收集池中進行水質和水量的綜合收集，并勻質勻量。低濃度有機廢水出水泵入厭氧調節池；
(2)高濃度有機廢水出水泵入組合氣浮系統，經管道混合器與PAC、PAM等藥劑混合，水中懸浮物在混凝、絮凝藥劑的作用下產生大的絮體，同時向廢水中通入空氣，并以微小氣泡形式從水中析出成為載體，使廢水中的乳化油、微小懸浮顆粒等污染物質粘附在氣泡上，隨氣泡一起上浮到水面，形成泡沫一氣、水、顆粒(油)三相混合體，通過收集泡沫或浮渣達到分離雜質、凈化廢水的目的。氣浮系統出水進入豎流式混凝沉淀池；
(3)氣浮系統出水進入豎流式混凝沉淀池，絮狀顆粒物在該單元內沉淀、并外排，水質以此進一步得到凈化。混凝沉淀池出水進入厭氧調節池，與低濃度有機廢水通過曝氣攪拌、添加液堿(NAOH)等操作，進行水質綜合調節；
(4)厭氧調節池內綜合有機廢水出水泵入UASB厭氧塔，借助微生物在無氧狀態下，將有機污染物轉化為CH4、CO2和H2O，設備可實現水力停留時間與污泥停留時間的分離，延長污泥齡，最大限度的保證反應器內的污泥濃度，并通過自身的內循環作用使污泥處于流化狀態，強化傳質效果，最終使污泥、廢水、氣體三相充分接觸，大幅度去除有機物。UASB厭氧塔出水進入A/O處理單元；
(5)A/O工藝為傳統活性污泥法工藝，生物硝化及反硝化工藝的結合，采用缺氧-好氧方式運行，BOD5、SS和以各種形式存在的氮將一一被去除；缺氧區的目的是為了去除混合液中的硝態氮，保證出水水質。缺氧區內設置潛水攪拌器，便于維持缺氧區內污水、污泥、混合液呈完全混合狀態而不發生沉淀，并能有效防止短流現象。
A/O池以生物除磷脫氮為主要目標，要達到硝化以及反硝化，滿足出水NH3-N、TN、TP的指標要求。回流污泥首先進入生化池的缺氧區，利用進水中的碳源有機物，進行生物反硝化，去除回流污泥中的硝態氮。反硝化后進入好氧區，完成對有機物的降解及含氮物質的硝化，同時進行磷的吸收。
A/O池出水進入二沉池；
(6)好氧池出水進入二沉池泥水分離，污泥部分回流至缺氧池、好氧池用以補充生化所需菌種，剩余污泥排入生化污泥處理系統，以便維持系統穩定運行。二沉池出水進入物化反應沉淀池；
(7)二沉池上清液流入物化反應沉淀池。該池由反應池和沉淀池兩部分組成，在反應池內實現PAC、PAM等藥劑的投加，并在攪拌機作用下快速混合，水中較小的懸浮顆粒在混凝、絮凝藥劑的作用下逐漸積聚，最終形成大的絮體(又稱礬花)。反應池中攜帶大量礬花的污水進入物化沉淀池，在該池內懸浮絮體進行重力沉降，最終在池底形成物化污泥，通過相應排泥系統將物化污泥外排，以此實現泥水分離。此單元主要去除廢水的懸浮物及部分有機物，實現廢水的達標排放。物化沉淀池上清液流入清水池暫存；
(8)清水池出水流經巴歇爾槽計量后匯入廢水提升井，井內達標廢水由泵提升至廠內相應管道進行排放；
(9)本工藝的污泥主要來源于兩部分，一類是混凝、絮凝產生的物化污泥，一類為生化剩余污泥。分別設置污泥池單獨收集，即物化污泥池和生化污泥池；并分別設置相應污泥壓濾機進行污泥脫水。污泥處理系統濾液及上清液泵入A/O缺氧池前端進行再處理。脫水后的泥餅委外專門處置，最大程度減少污泥的產生對環境的影響。
本發明根據各類廢水的特點，對各類廢水進行分別處理，提高處理效率。采用本發明提供的裝置能夠解決多元醇酯和丙烯酸鈉生產工藝廢水中有機物含量高、生化性差的難題，廢水處理系統具有工藝現金、運行穩定可靠，占地面積小，去除效率高、操作維護簡單等優點。
本發明的技術方案相比現有技術具有以下優點：
本發明提供的一種多元醇酯和丙烯酸鈉生產工藝廢水處理系統針對各類廢水所含的污染物指標及濃度等特性，制定出一套能夠高效穩定去除高COD的廢水處理系統，且有效解決了其廢水生化性差的問題。提高其廢水的B/C比，實現廢水中有機物的徹底降解，氨氮及總磷的高效去除。整個工藝可以做到運行維護簡單、工藝先進可靠、應對風險能力強、占地面積省等特點。使得廢水COD從10510mg/L降解到≤500mg/L，總氮可以降解到≤70mg/L，同時其他各項指標均能滿足《污水排入城鎮下水道水質標準》(GB/T31962-2015)表1中B級標準。
（發明人：張彩吉;周志俊;周穩成）
