申请日2017.01.19
公开(公告)日2017.05.31
IPC分类号C02F3/30
摘要
本发明提供了一种处理工业园区废水的系统及其方法，该系统主要包括：工业废水调节池(1)，水解酸化池(2)，沉淀池(3)，钟式沉砂池(4)，缺氧池(5)，碳源罐(7)，MBR池(6)，MBR产水池，格栅(10,11)，曝气系统，水下推进器(16)，粉末活性炭给料机(17)，MBR膜组件(18)等;该方法采用所述系统实施了水解酸化‑缺氧‑MBR‑生物活性炭工艺，所得产水达到一级A排放标准。该方法通过向MBR膜池中加入适量的粉末活性炭，能够随后形成生物活性炭，从而利用了吸附和生物降解的协同作用，强化了难降解有机物的去除效果;此外，该系统的运行与维护成本更低，土建成本更低，整体工艺操作简便，能实现全自动化操作，从而具有广阔的应用前景。
摘要附图
权利要求书
1.一种处理工业园区废水的系统，其特征在于，包括：工业废水调节池，水解酸化池，沉淀池，钟式沉砂池，缺氧池，碳源罐，MBR池，MBR产水池，格栅，曝气系统，水下推进器，粉末活性炭给料机，MBR膜组件，以及若干泵与管阀;所述曝气系统包括曝气管路与鼓风机;
其中，在所述工业废水调节池入口前设置有格栅;工业废水自所述工业废水调节池进入所述水解酸化池，所述水解酸化池底设置有与鼓风机相连的曝气管路，水解酸化后得到的混合废液，溢流入所述沉淀池，进行沉淀;所述沉淀池的一部分污泥通过污泥回流泵回流至所述水解酸化池，另一部分污泥被排放;所述沉淀池中的上清液溢流至所述缺氧池;
其中，包含生活污水或/和食品废水的易降解废水流入所述钟式沉砂池，在所述钟式沉砂池出口后设置有格栅;所述易降解废水自所述钟式沉砂池经生活污水进水管流入所述缺氧池;
其中，所述缺氧池的生活污水进水管上连接有碳源罐和碳源加入泵及混合器;所述缺氧池中设置有水下推进器，经缺氧处理后的出水溢流至所述MBR池;MBR池中设置有MBR膜组件，MBR膜组件的下方设置有与鼓风机相连的曝气管路，MBR产水经抽吸泵输送至MBR产水池;并且，MBR池回流泵将MBR池内的泥水混合液不断输送至所述缺氧池;并且，所述粉末活性炭给料机间歇式地向MBR池中投加粉末活性炭。
2.根据权利要求1所述的处理工业园区废水的系统，其特征在于，所述水解酸化池采用间歇曝气搅拌，并且设置有ORP监测仪，实时进行监测与曝气反馈。
3.根据权利要求1所述的处理工业园区废水的系统，其特征在于，所述沉淀池选自以下任一种：平流式沉淀池，竖流式沉淀池，斜板沉淀池。
4.根据权利要求1所述的处理工业园区废水的系统，其特征在于，所述MBR膜组件选用以下任一种：中空纤维膜，平板膜，管式膜。
5.根据权利要求1所述的处理工业园区废水的系统，其特征在于，还包含PLC控制系统。
6.一种处理工业园区废水的方法，其特征在于，采用根据权利要求1～5中任一项所述的处理工业园区废水的系统以实施水解酸化-缺氧-MBR-生物活性炭工艺;其中，收集包含生活污水或/和食品废水的易降解废水经钟式沉砂池直接通入缺氧池，收集包含工业废水的难降解废水通入工业废水调节池。
7.根据权利要求6所述的处理工业园区废水的方法，其特征在于，控制所述水解酸化池内的ORP≤50mV。
8.根据权利要求6所述的处理工业园区废水的方法，其特征在于，经所述MBR池回流泵的回流流量为MBR池的进水流量的2～3倍。
9.根据权利要求6所述的处理工业园区废水的方法，其特征在于，水力停留时间分别为：HRT水解酸化池=17.7～45.6h，HRT缺氧池=8.7～22.3h，HRTMBR池=9.8～25.2h;污泥浓度分别为：MLSS水解酸化池=4.2～4.7g/L，MLSS缺氧池=4.4～6.0g/L，MLSSMBR池=6.8～10g/L。
10.根据权利要求6所述的处理工业园区废水的方法，其特征在于，污泥停留时间SRT=28～32d。
说明书
一种处理工业园区废水的系统及其方法
技术领域
本发明属于污水处理技术领域，涉及一种污水处理的系统与方法，尤其涉及一种处理工业园区废水的系统以及使用该系统实施的处理工业园区废水的方法。
背景技术
近年来，为了优化工业资源，促进经济的快速发展，我国建设了一批经济技术开发区、特色工业园区及技术示范区等多种形式的工业园区。然而，随之带来的工业园区所排放的工业废水的处理处置问题日益凸出。工业废水中除了含有COD、氮、磷、悬浮物等常规污染物外，还含有重金属、油污、难降解有机物等难以被常规生物方法处理的有毒有害污染物。由于工业园区中工业类型繁多，而每种工业又由多段工艺组成，导致产生的工业废水性质差异较大，其主要特点有：废水成分复杂，污染物浓度高;具有一定毒性，可生化性较差;水质不稳定。因此，工业废水尤其是混合工业废水难以处理。另外，工业园区还有部分厂区生活污水也需要进行综合处理或回用。
对于厂区生活污水，传统的市政污水处理工艺比如厌氧-缺氧-好氧(A2O)工艺、缺氧-好氧(AO)工艺、序批式生物反应器(SBR)工艺等就能对其有很好的处理效果。但是，对于工业废水，由于其废水本身的可生化性比较差，当采用传统的污水处理工艺处理工业废水时，常常会出现系统对污染物的去除效果大打折扣的现象，从而无法使出水达标排放，有时甚至还会使生物系统崩溃。于是有研究者提出对传统工艺进行改良以强化工业废水的处理效果，提高工业废水的可生化性，提出了加药混凝沉淀+ABR反应器+好氧流化床工艺(成都伟卓环境科技有限公司，加药混凝沉淀+ABR反应器+好氧流化床处理工业废水，CN1709811A，2005-12-31);在此工艺中，ABR反应器在一定程度上强化了工业废水的可生化性，但是这种工艺的针对性比较强，适用于印染、制革废水，并且采用流化床装置中污泥浓度有限，导致处理负荷较高，而因其好氧段处理负荷高，进一步导致工业废水在好氧段得不到彻底的处理，使得出水效果受到不利影响。针对这个问题，另有研究者将膜生物反应器(MBR)替代传统的好氧处理工艺，从而提高了反应器内的污泥浓度，降低处理负荷，使废水在好氧段获得更好的处理效果，并实施了水解酸化+MBR工艺(中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司，一种厌氧好氧相结合的工业废水处理方法及装置，CN105084642A，2015-11-25;天津市工业微生物研究所，一种利用微生物强化MBR工艺处理苯系物工业废水的方法，CN102992495A，2013-03-27);然而，现有技术中的这两种工艺并未考虑到总氮的去除效果，即无法实现有效的反硝化作用，因而往往会使得出水总氮超标，且存在MBR膜易被污染的问题。此外，CN204588921U采用顺序相连的第一缺氧池、第一好氧池、第二缺氧池、第二好氧池、絮凝槽和下部带沉淀池的MBR膜池，膜池下部沉淀池上清液也作为出水，虽然考虑了TN去除，但是粉末活性炭加在缺氧池，膜池中设置沉淀池，沉淀池也设置出水，并不能充分发挥MBR池污泥龄长所带来的粉末活性炭投加量减少的优势，并且其整个流程复杂，需在MBR池中加入药剂调节PH，可见，增加了控制难度及运行成本(北京万邦达环保技术股份有限公司，一种包括膜生物反应器的粉末活性炭污水处理装置，CN204588921U，2015-08-26)。
对于工业废水中的难降解有机物，PACT(Powdered Activated CarbonTreatment，粉末活性炭处理)工艺具有较好效果，但其存在PAC(Powdered ActivatedCarbon，粉末活性炭)容易随二沉池出水和剩余污泥排放流出等问题，这也导致不能充分发挥粉末活性炭形成生物活性炭后的生物降解作用。对此，CN103086503A通过增设污泥回流池，并在污泥回流池内投加粉末活性炭，使粉末活性炭与微生物能够在污泥回流池内形成活性炭-微生物菌胶团，延长粉末活性炭在水处理系统的停留时间，虽然，该技术方案在一定程度减少了粉末活性炭的流失，但其控制复杂，并额外增加了污泥回流池的占地以及相配套的搅拌器、提升泵等的费用，因此，其实际工程应用存在一定困难。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明旨在提供一种针对性处理工业园区废水的系统与方法;为此，发明人设计了一套采用水解酸化-缺氧-MBR-生物活性炭工艺，并制造了相应的系统，成功实现了对工业园区产生的混合废水的强化处理，经该系统处理后的产水普遍达到一级A排放标准，并可实现废水的资源化利用;发明人合理利用了MBR的强截留性能和长污泥龄、高污泥浓度等优异特性，减少了粉末活性炭的投加量，而向膜池中投加粉末活性炭同时也减轻了膜污染，而这两项技术措施的有效结合减少了药剂投加和膜污染导致的运行成本。
因此，本发明的第一方面提供了一种处理工业园区废水的系统，其包括：工业废水调节池，水解酸化池，沉淀池，钟式沉砂池，缺氧池，碳源罐，MBR池，MBR产水池，格栅，曝气系统，水下推进器，粉末活性炭给料机，MBR膜组件，以及若干泵与管阀;所述曝气系统包括曝气管路与鼓风机;当然，该处理工业园区废水的系统还可包括其它必要的相关设备、仪表等，在此不做赘述。
其中，在所述工业废水调节池入口前设置有格栅;工业废水自所述工业废水调节池进入所述水解酸化池，所述水解酸化池底设置有与鼓风机相连的曝气管路，水解酸化后得到的混合废液，溢流入所述沉淀池，进行沉淀;所述沉淀池的一部分污泥通过污泥回流泵回流至所述水解酸化池，以维持水解酸化池的污泥浓度，另一部分污泥被排放;所述沉淀池中的上清液溢流至所述缺氧池;
其中，包含生活污水或/和食品废水的易降解废水流入所述钟式沉砂池，在所述钟式沉砂池出口后设置有格栅;所述易降解废水自所述钟式沉砂池经生活污水进水管流入所述缺氧池;
其中，所述缺氧池的生活污水进水管上连接有碳源罐和碳源加入泵及混合器，以供监测到脱氮(即反硝化)过程所需的碳源不足时进行碳源补加;所述缺氧池中设置有水下推进器，经缺氧处理后的出水溢流至所述MBR池;MBR池中设置有MBR膜组件，MBR膜组件的下方设置有与鼓风机相连的曝气管路，MBR产水经抽吸泵输送至MBR产水池;并且，MBR池回流泵将MBR池内的泥水混合液不断输送至所述缺氧池;并且，所述粉末活性炭给料机间歇式地向MBR池中投加粉末活性炭。
众所周知，MBR池同时兼具有好氧池与二沉池的作用，同时发挥出优异的截留效果;向MBR池中投加粉末活性炭，能够随后形成生物活性炭，从而充分发挥生物降解作用，实现对工业园区产生的混合废水的强化处理。
优选地，在上述处理工业园区废水的系统中，所述水解酸化池采用间歇曝气搅拌，并且设置有ORP监测仪，实时进行监测与曝气反馈。
优选地，在上述处理工业园区废水的系统中，所述沉淀池选自以下任一种：平流式沉淀池，竖流式沉淀池，斜板沉淀池。
优选地，在上述处理工业园区废水的系统中，所述MBR膜组件选用以下任一种：中空纤维膜，平板膜，管式膜。此外，可以根据原水类型与处理要求选择不同的MBR膜组件种类，进而选择相应的合适材质，例如，当采用中空纤维膜时，通常使用PVDF、PP等制成的膜丝;当采用平板膜时，可使用陶瓷制成的膜片。
优选地，在上述处理工业园区废水的系统中，还包含PLC控制系统。PLC控制系统能够保证该处理工业园区废水的系统24小时不间断自动运行，同时便于操作人员远程在线监控、操作并及时处理突发事件。
本发明的第二方面，还提供了一种处理工业园区废水的方法，其采用本发明第一方面所述的处理工业园区废水的系统以实施水解酸化-缺氧-MBR-生物活性炭工艺;其中，收集包含生活污水或/和食品废水的易降解废水经钟式沉砂池直接通入缺氧池，收集包含工业废水的难降解废水通入工业废水调节池。
优选地，在上述处理工业园区废水的方法中，控制所述水解酸化池内的ORP≤50mV。
优选地，在上述处理工业园区废水的方法中，经所述MBR池回流泵的回流流量为MBR池的进水流量的2～3倍。此次过程中，实质为好氧池的MBR池的泥水混合液被泵送至缺氧池中以强化混合废水的脱氮效果(即反硝化作用)。
优选地，在上述处理工业园区废水的方法中，水力停留时间分别为：HRT水解酸化池=17.7～45.6h，HRT缺氧池=8.7～22.3h，HRTMBR池=9.8～25.2h;污泥浓度分别为：MLSS水解酸化池=4.2～4.7g/L，MLSS缺氧池=4.4～6.0g/L，MLSSMBR池=6.8～10g/L。
优选地，在上述处理工业园区废水的方法中，污泥停留时间SRT=28～32d。
使用本发明所提供的处理工业园区废水的系统，所得到的MBR产水池中的产水普遍达到一级A排放标准。所述处理工业园区废水的方法，通过向MBR膜池中加入适量的粉末活性炭，能够随后形成生物活性炭，从而利用了吸附和生物降解的协同作用，强化了难降解有机物的去除效果;另外，向MBR膜池中加入粉末活性炭相比普通生化池加入粉末活性炭具有以下技术优势：由于MBR的强截留性能和长泥龄，粉末活性炭的利用效率更高，因此，所需的粉末活性炭的投加量更少，并且粉末活性炭的加入能够在一定程度上减轻膜污染，从而节省MBR运行与维护成本。此外，所述处理工业园区废水的方法将工业园区废水分为易降解废水和难降解废水两类，其中的易降解废水从缺氧池进入，而不是从水解酸化池进入，处理相同水量时可以减少水解酸化池体积，从而降低其土建成本;另外，这样还可以强化难降解废水的水解酸化效果，可以将难降解废水中的大分子有机物转变成小分子有机物，提高难降解废水的可生化性;并且，各用于生化处理的池子不需要额外进行酸碱调节，节省了药剂投加量，整体工艺操作简便，能实现全自动化操作，从而具有广阔的应用前景。