公布日：2023.09.12
申請日：2023.07.04
分類號：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
本發明提供了一種染料中間體廢水高效處理系統及工藝，該系統高指標低含鹽廢水預處理系統、混合水解預處理系統、多級強化AO系統等組成部分。本發明的料中間體廢水高效處理系統，能夠適應染料中間體廢水水質水量波動變化大的情況，能夠有效去除污染物，并且運行成本低。
權利要求書
1.一種染料中間體廢水高效處理系統，其特征在于：包括通過管道依次連通的1#預酸化池、芬頓反應器、中和池、壓濾機、1#廢水調節池、綜合調節池、混合水解池、1#缺氧池、1#好氧池、2#缺氧池、2#好氧池、二沉池、氣浮池、清水池；還包括2#廢水調節池，其出水口與綜合調節池進水口通過管道連通；所述混合水解池還通過管道與2#缺氧池連通；所述2#好氧池通過回流管道與1#缺氧池連通或2#好氧池通過回流管道與2#缺氧池連通以及1#好氧池通過回流管道與1#缺氧池連通；所述二沉池通過污泥回流管道與1#缺氧池、2#缺氧池連通；所述二沉池還通過回流管道與中和池連通；所述氣浮池通過回流管道與中和池連通。
2.如權利要求1所述的染料中間體廢水高效處理系統，其特征在于：所述二沉池還通過污泥回流管道與混合水解池連通。
3.如權利要求2所述的染料中間體廢水高效處理系統，其特征在于：所述二沉池與1#缺氧池、2#缺氧池和混合水解池連接的污泥回流管道設置菌種培養箱。
4.如權利要求1所述的染料中間體廢水高效處理系統，其特征在于：所述預酸化池的進水為高指標低鹽廢水；所述廢水調節池2的進水為MVR冷凝液；所述綜合調節池的進水還包括低指標廢水。
5.如權利要求4所述的染料中間體廢水高效處理系統，其特征在于：所述廢水調節池2與硫酸銨MVR系統、氯化銨MVR系統、氯化鈉MVR系統連通，所述MVR冷凝液為硫酸銨MVR系統、氯化銨MVR系統、氯化鈉MVR系統的冷凝液中的一種或多種。
6.如權利要求1-5任一所述的染料中間體廢水高效處理系統，其特征在于：所述1#好氧池和2#好氧池的曝氣裝置均為可提升曝氣器。
7.一種染料中間體廢水高效處理工藝，其特征在于：高指標低含鹽廢水進入預酸化池，攪拌裝置將進水與污泥完全混合，對難降解有機物進行酸化水解，然后出水通過管道進入芬頓反應器；芬頓反應器投加藥劑，對高指標低含鹽廢水進一步對難降解有機物進行降解，然后出水通過管道進入中和池；同時，中和池還接收來自二沉池和氣浮裝置回流的剩余污泥，在中和池，加入生石灰調節pH至8.5-9,然后出水通過壓濾機壓濾后，壓濾液進入廢水調節池1；MVR冷凝液進入廢水調節池2，廢水調節池2的廢水和廢水調節池1的廢水按照比例進入到綜合調節池，使綜合調節池COD≤2500mg/L，低指標廢水同時直接進入綜合調節池，綜合調節池內將低指標廢水以及來自廢水調節池1和2的進水完全混合；綜合調節池出水通過管道進入到混合水解池，混合水解池中廢水pH控制在6.8-8之間運行，DO控制在0.5mg/L以內運行，其通過微生物自身繁殖維持污泥濃度，必要時可通過二沉池污泥回流進行補充，混合水解池進一步將廢水中的難降解有機物轉化為易降解有機物，提高可生化性；混合水解池出水按5：1-3：1的比例分別進入到1#缺氧池和2#缺氧池，1#缺氧池攪拌，利用原水碳源與好氧池的回流硝化液以及來自二沉池污泥回流液中的亞硝態氮、硝態氮進行反硝化反應，之后進入1#好氧池；廢水在1#好氧池進行曝氣攪拌t1小時，控制DO在2-4mg/L，并且池內設有組合生物填料，通過硝化反應將有機物轉化為無機物；1#好氧池出水進入2#缺氧池，與來自混合水解池的進水混合攪拌，利用原水碳源與1#好氧池出水以及來自二沉池的污泥回流液中的亞硝態氮、硝態氮，進行反硝化反應，之后進入2#好氧池；廢水在2#好氧池進行曝氣攪拌t2小時，控制DO在2-4mg/L，并且池內設有組合生物填料，通過硝化反應將有機物轉化為無機物；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#好氧池出水進入二沉池實現泥水分離；二沉池污泥通過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設菌種培養箱，菌種培養箱定期投加碳源優化菌種質量；二沉池出水進入氣浮池，添加藥劑進一步去除污染物使出水達標；氣浮池出水進入清水池。
8.如權利要求7所述的一種染料中間體廢水高效處理工藝，其特征在于：所述35≤t1≤40；15≤t2≤20。
9.如權利要求7所述的一種染料中間體廢水高效處理工藝，其特征在于：所述二沉池污泥回流液回流至混合水解池以維持混合水解池污泥濃度。
發明內容
為解決現有技術中的不足，本發明提供一種染料中間體廢水高效處理系統及工藝，能夠實現染料中間體廢水主要污染物的去除達標及運行成本低的目的，具體技術方案如下：
本發明首先提供了一種染料中間體廢水高效處理系統，包括通過管道依次連通的1#預酸化池、芬頓反應器、中和池、壓濾機、1#廢水調節池、綜合調節池、混合水解池、1#缺氧池、1#好氧池、2#缺氧池、2#好氧池、二沉池、氣浮池、清水池；
還包括2#廢水調節池，其出水口與綜合調節池進水口通過管道連通；
所述混合水解池還通過管道與2#缺氧池連通；
所述2#好氧池通過回流管道與1#缺氧池連通或2#好氧池通過回流管道與2#缺氧池連通以及1#好氧池通過回流管道與1#缺氧池連通；
所述二沉池通過污泥回流管道與1#缺氧池、2#缺氧池連通；
所述二沉池還通過回流管道與中和池連通；
所述氣浮池通過回流管道與中和池連通。
在本發明的一些具體實施方式中，二沉池還通過污泥回流管道與混合水解池連通。
在本發明的一些具體實施方式中，二沉池與1#缺氧池、2#缺氧池和混合水解池連接的污泥回流管道設置菌種培養箱。
在本發明的一些具體實施方式中，預酸化池的進水為高指標低鹽廢水(COD≥15000mg/L)；所述廢水調節池2的進水為MVR冷凝液；所述綜合調節池的進水還包括低指標廢水(COD≤1000mg/L)。
在本發明的一些具體實施方式中，廢水調節池2與硫酸銨MVR系統、氯化銨MVR系統、氯化鈉MVR系統連通，所述MVR冷凝液為硫酸銨MVR系統、氯化銨MVR系統、氯化鈉MVR系統的冷凝液中的一種或多種。
在本發明的一些具體實施方式中，二沉池污泥回流液回流至混合水解池以維持混合水解池污泥濃度。
在本發明的一些具體實施方式中，所述1#好氧池和2#好氧池的曝氣裝置均為可提升曝氣器。
本發明還提供一種染料中間體廢水高效處理處理工藝，工藝步驟包括：高指標低含鹽廢水(COD≥15000mg/L)進入預酸化池，攪拌裝置將進水與污泥完全混合，對難降解有機物進行酸化水解，然后出水通過管道進入芬頓反應器；芬頓反應器投加藥劑，對高指標低含鹽廢水進一步對難降解有機物進行降解，然后出水通過管道進入中和池；同時，中和池還接收來自二沉池和氣浮裝置回流的剩余污泥，在中和池，加入生石灰調節pH至8.5-9,然后出水通過壓濾機壓濾后，壓濾液進入廢水調節池1；MVR冷凝液進入廢水調節池2，廢水調節池2的廢水和廢水調節池1的廢水按照比例進入到綜合調節池，使綜合調節池COD≤2500mg/L，低指標廢水(COD≤1000mg/L)同時直接進入綜合調節池，綜合調節池內將低指標廢水以及來自廢水調節池1和2的進水完全混合；綜合調節池出水通過管道進入到混合水解池，混合水解池中廢水pH控制在6.8-8之間運行，DO控制在0.5mg/L以內運行，其通過微生物自身繁殖維持污泥濃度，必要時可通過二沉池污泥回流進行補充，混合水解池進一步將廢水中的難降解有機物轉化為易降解有機物，提高可生化性；混合水解池出水按5：1-3：1的比例分別進入到1#缺氧池和2#缺氧池，1#缺氧池攪拌，利用原水碳源與好氧池的回流硝化液以及來自二沉池污泥回流液中的亞硝態氮、硝態氮進行反硝化反應，之后進入1#好氧池；廢水在1#好氧池進行曝氣攪拌t1小時，控制DO在2-4mg/L，并且池內設有組合生物填料，通過硝化反應將有機物轉化為無機物；1#好氧池出水進入2#缺氧池，與來自混合水解池的進水混合攪拌，利用原水碳源與1#好氧池出水以及來自二沉池的污泥回流液中的亞硝態氮、硝態氮，進行反硝化反應，之后進入2#好氧池；廢水在2#好氧池進行曝氣攪拌t2小時，控制DO在2-4mg/L，并且池內設有組合生物填料，通過硝化反應將有機物轉化為無機物；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#好氧池出水進入二沉池實現泥水分離；二沉池污泥通過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設菌種培養箱，菌種培養箱定期投加碳源優化菌種質量；二沉池出水進入氣浮池，添加藥劑進一步去除污染物使出水達標；氣浮池出水進入清水池。
在本發明的一些具體實施方式中，所述35≤t1≤40；15≤t2≤20。
在本發明的一些具體實施方式中，所述二沉池污泥回流液回流至混合水解池以維持混合水解池污泥濃度。
本發明染料中間體廢水高效處理系統及工藝的工作過程及原理包括：
(1)高指標低含鹽廢水進入預酸化池
預酸化池的目的主要是優化高指標低含鹽廢水中的碳源，原水中的難降解物質經過預酸化后將大分子有機物轉化為小分子有機物，利于微生物的降解，為后續反硝化脫氮提供碳源。
(2)預酸化池出水進入芬頓反應器
芬頓反應器投加藥劑，對高指標低含鹽廢水進一步對難降解有機物進行降解。相較于傳統的芬頓工藝，芬頓反應器前置預酸化池，通過預酸化池的處理，可以降低芬頓反應器的加藥量，節約了運行成本。
(3)芬頓反應器出水進入中和池
中和池不僅有來自芬頓反應器出水的進水，還接收來自二沉池和氣浮裝置回流的剩余污泥，在中和池，加入生石灰調節pH,在調節pH的同時與廢水中的硫酸根離子生成硫酸鈣沉淀，相較于傳統方法投加氫氧化鈉，在不引入含鹽量的同時降低了水中的含鹽量，為后續多級強化AO系統中的微生物提供了更加有利的生存環境。另外，來自二沉池和氣浮池的回流污泥的pH在7-8.5，回流至中和池部分中和了高指標低含鹽廢水的pH，減少了生石灰的加藥量及產泥量。
(4)芬頓反應器出水進入壓濾機
通過壓濾機壓濾后，泥餅可外運，壓濾液進入廢水調節池1。
(5)壓濾液進入廢水調節池1，MVR冷凝液進入廢水調節池2
壓濾機的壓濾液進入廢水調節池1；硫酸銨、氯化銨、氯化鈉的廢水分別通過硫酸銨MVR系統、氯化銨MVR系統、氯化鈉MVR系統處理后，結晶鹽可另做他用，也可外售，雜鹽作危廢處理，冷凝水進入廢水調節池2。
(6)廢水進入綜合調節池
低指標廢水直接進入調節池，廢水調節池1中的廢水與廢水調節池2中的廢水按照一定比例進入到綜合調節池，攪拌將進水完全混合，避免綜合調節池水質波動較大，沖擊后續多級強化AO系統。
(7)綜合調節池出水進入混合水解池
綜合調節池出水進入混合水解池后，混合水解池中廢水pH控制在6.8-8之間運行，DO控制在0.5mg/L以內運行，其通過微生物自身繁殖維持污泥濃度，必要時可通過二沉池污泥回流進行補充，混合水解池進一步將廢水中的難降解有機物轉化為易降解有機物，提高可生化性。
(8)混合水解池出水進入多級強化AO系統
混合水解池出水按比例進入到1#缺氧池和2#缺氧池，1#缺氧池內設攪拌裝置，利用原水碳源與硝化液回流液以及二沉池污泥回流液中的亞硝態氮、硝態氮進行反硝化反應；之后進入1#好氧池，廢水在1#好氧池好氧池進行曝氣攪拌，通過硝化反應將有機物轉化為無機物；1#好氧池出水與混合水解池分流原水混合進入到2#缺氧池，2#缺氧池內設攪拌裝置，利用原水碳源與1#好氧池出水以及二沉池污泥回流液中的亞硝態氮、硝態氮進行反硝化反應，之后進入2#好氧池，廢水在2#好氧池進行曝氣攪拌，通過硝化反應將有機物轉化為無機物。
正常情況下，硝化液回流由2#好氧池至1#缺氧池，采用交叉回流，通過前置反硝化與后置反硝化并用加強脫氮效果。當進水COD：氨氮＞20：1，也可采用硝化液單級回流模式，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，以保證碳和氮的匹配和有效降解。
本發明多級強化AO系統的特點包括：
①混合水解池出水按不同比例分配到1#缺氧池和2#缺氧池組成多級強化AO系統；
②采用多級強化AO系統代替傳統的AO系統，合理的分配碳源，減少了系統碳源投加量，同時對碳和氮進行平衡降解，在不浪費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氣器，通過控制每個支管上的閥門控制曝氣量，相較于傳統的微孔曝氣器實現精準曝氣，節省了曝氣能耗；
④可提升曝氣器相較于傳統微孔曝氣器，可在系統運行時對曝氣器進行更換，方便后期系統的維護與檢修。
(9)2#好氧池出水進入二沉池
2#好氧池出水進入二沉池實現泥水分離，二沉池污泥通過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設菌種培養箱，菌種培養箱定期投加碳源優化菌種質量。
(10)二沉池出水進入氣浮池
二沉池出水進入氣浮池，添加藥劑進一步去除污染物使出水達標，氣浮池出水進入清水池。
氣浮取代傳統混凝沉淀工藝，節省占地面積以及藥劑使用量。
本發明的有益效果是：本發明的染料中間體廢水高效處理系統和工藝，根據染料中間體廢水的特征進行設計的，并且通過高指標低含鹽廢水預處理系統、混合水解預處理系統、多級強化AO系統等設計，能夠高效深度去除染料中間體廢水主要污染物；進一步，各污水處理單元之間的協同作用，能夠再提高污水處理效果的同時，降低整體運行成本，有利于本發明技術方案的商業化運營。
（發明人：張年友;楊立偉）
