申请日2016.04.09
公开(公告)日2016.08.24
IPC分类号C02F9/14
摘要
本发明公开一种含镍废水处理系统，其包括:化学反应系统、膜化学反应池和生化反应系统，其中，所述膜化学反应池中设有分隔壁(17)，所述分隔壁将膜化学反应池分为强化沉淀室(12)和膜反应室(13)，所述分隔壁开设有连通所述膜反应室与强化沉淀室的通道，以及上清液溢流槽(18);其中，污水由化学反应系统经过处理后，由所述强化沉淀室(12)进入膜反应室(13)，经过强化沉淀室和膜反应室处理后由膜反应室排出，其中，所述强化沉淀室对污水进行絮凝沉淀处理，所述膜反应室用于对污水进行固液分离;所述膜反应室包括膜组件，所述膜组件包括平板膜以及支撑框架，经过所述平板膜的深度固液分离，出水进入生化反应系统而后达标排放。
权利要求书
1.一种含镍废水处理系统，其包括:化学反应系统、膜化学反应池和生化反应系统，其中，所述膜化学反应池中设有分隔壁(17)，所述分隔壁将膜化学反应池分为强化沉淀室(12)和膜反应室(13)，所述分隔壁开设有连通所述膜反应室与强化沉淀室的通道，以及上清液溢流槽(18);其中，污水由化学反应系统经过处理后，由所述强化沉淀室(12)进入膜反应室(13)，经过强化沉淀室和膜反应室处理后由膜反应室排出，其中，所述强化沉淀室对污水进行絮凝沉淀处理，所述膜反应室用于对污水进行固液分离;所述膜反应室包括膜组件，所述膜组件包括平板膜以及支撑框架，经过所述平板膜的深度固液分离，出水进入生化反应系统而后达标排放。
2.根据权利要求1所述的含镍废水处理系统，其特征在于，所述化学反应系统对污水进行加药絮凝，絮凝的废水进入强化沉淀室(12)，在基本没有水力搅动的条件下得到充分的絮凝与沉淀的时间，而后沉淀的絮凝体形成高浓度含镍污泥，经过设于强化沉淀室(12)底部的斜板污泥收集槽(14)，定期排出强化沉淀室(12)之外。
3.根据权利要求1所述的含镍废水处理系统，其特征在于，所述分隔壁(17)上设有溢流槽(18)，其中，上清液(15)通过所述溢流槽(18)排入膜反应室(13)中，通过设在膜反应室(13)中的平板膜组件(132)排出膜化学反应池(11)，进入生物处理系统进行后续脱氮及去除有机物的处理。
4.根据权利要求3所述的含镍废水处理系统，其特征在于，所述上清液(15)通过设在分隔壁(17)上的溢流槽(18)排入膜反应室(13)时，部分泥水混合物(16)会通过分隔壁(17)与池底的间隔进入膜反应室(13)，以保证膜组件(132)的正常工作污泥浓度。
5.根据权利要求1所述的含镍废水处理系统，其特征在于，还设置一空气扩散器(134)，其位于膜组件(132)的底部位置，并连接一曝气机(136)，用于连续地向膜反应室(13)内曝气，以维持膜的正常运行，有效提高膜通量，预防膜堵塞。
6.一种含镍废水处理方法，其特征在于，使用物理、化学与生物相结合的方法，该方法包括以下步骤：
经过物理、化学方法除掉油脂与铬的废水中首先进入调节池中，调节pH值，预防进水水质突然变化;
调节池的出水随后进入加药絮凝池与反应池，在次氯酸钠与亚铁离子的作用下将次、亚磷酸盐氧化成磷酸盐，从而絮凝成较大的颗粒沉淀;
经过絮凝后的废水进入加药絮凝池加碱与聚合氯化铝从而将废水中的镍离子絮凝沉淀;
经过再次絮凝沉淀后的废水进入膜化学反应池中的强化沉淀室充分进行絮凝作用并沉淀，沉淀的化学污泥通过强化沉淀室下的斜板沉淀槽排出膜化学反应池;
絮凝沉淀后的上清液通过强化沉淀室溢流槽进入膜反应室，通过安装其中的平板微滤膜实现固液分离，从而得到只含有微量镍的出水;
膜反应室处理后，废水进入生物处理系统去除COD与总氮，从而实现达标排放。
7.如权利要求6所述的污水处理方法，其特征在于，所述空气扩散器连续定量地对膜反应室内进行曝气，所述曝气量小于处理水量的10倍。
8.如权利要求6所述的污水处理方法，其特征在于，经过污水处理后，COD浓度在80 mg/L以下，总镍浓度在0.3 mg/L，总氮浓度在15 mg/L以下，总磷浓度在1 mg/L以下，可以实现含镍废水的达标排放。
说明书
一种含镍废水处理系统及其处理方法
技术领域
本发明涉及水处理工艺，尤其涉及一种采用膜法结合物理、化学及生物方法的工业废水处理系统及其处理方法。
背景技术
随着国家或企业对绿色环保和节约资源等的需求，污(废)水处理变得越来越受到大众的重视。目前较为有效可行的污水处理通常采用生物处理方法。例如，传统的生物处理工艺使用二次沉淀池来对污水进行处理。然而，在进行污水处理时，污水在经过生化反应后，还需要经过二次沉淀池沉淀后才可排放，造成污水处理的过程较长。另外，采用二次沉淀池的处理工艺占地面积大，投资成本高。尤其是当运行泥龄较高时，这会导致不良的污泥沉淀性。因此，这种处理系统及工艺并不适宜用于人口密集的地域。
近年来，膜生物反应器(Membrane Bioreactor，简称MBR)技术逐渐成为主流处理工艺。MBR的工艺特点是将活性污泥的生物降解处理与膜的固液分离相结合，取代常规的沉淀、过滤技术，并使处理后的水质直接达到(优于)排放标准的水平。膜生物反应器具有许多明显优势，例如具有系统处理效率高、高负荷率、占地面积小、`排水质量高及污泥终产物量低等优点。
典型的膜生物反应器包括膜组件和生物反应器，大量的微生物(活性污泥)在膜生物反应器内与基质(废水中的可降解有机物等)充分接触，通过氧化分解作用进行新陈代谢以维持生长、繁殖，同时使有机污染物降解，膜组件通过机械筛分、截留等作用对废水和污泥混合液进行固液分离，生物处理系统和膜组件的有机结合，不仅提高了系统的出水水质和运行的稳定性，还延长了大分子物质在生物反应器中的水力停留时间，使之得到最大限度的降解，并加强了 系统对难降解物质的去除效果。
按照膜组件和生物反应器的相对位置，MBR主要有两种构型：浸没式和交流式(有时称旁流式或分置式)。交流式膜反应器主要应用于工业废水的处理，易于膜的清洗和更换，但动力消耗较高。与交流式膜反应器相比，浸没式膜反应器最大的特点是运行能耗低，且具有结构紧凑、体积小等优点，并可用于大规模的污水处理厂，这也是浸没式膜反应器得以广泛应用的原因。目前世界上大多数采用浸没式MBR。
传统的膜组件中的膜采用微滤/超滤膜，微滤的孔径约为0.1微米，超滤膜的孔径大约在0.001-0.01微米之间。由于微滤/超滤膜孔径较小，能有效地阻止细菌、病毒等，以促进出水水质，从而能够起到消毒、去除致病的微生物的作用。然而此种微滤/超滤膜组件的投资成本高且能耗较大，此限制其得到更加广泛的使用。因此，后来出现粗孔膜的使用，例如合成纤维制成的无纺布或非织布，这种膜主要利用二次过滤层，即随着膜过滤时间加长在其表面形成的沉积物，这种二次过滤层实现膜的实际有效过滤功能。然而，通常，随着越来越多的生物质沉积于膜表面，这种二次过滤层会变得越来越厚，最终导致膜阻塞。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种占地省、效率高、可实现达标排放的含镍废水处理系统。
以及提供一种采用上述含镍废水处理系统的废水处理方法。
一种含镍废水处理系统，其包括：化学反应系统、膜化学反应池和生化反应系统，其中，所述膜化学反应池中设有分隔壁(17)，所述分隔壁将膜化学反应池分为强化沉淀室(12)和膜反应室(13)，所述分隔壁开设有连通所述膜反应室与强化沉淀室的通道，以及上清液溢流槽(18);其中，污水由化学反应系统经过处理后，由所述强化沉淀室(12)进入膜反应室(13)，经过强化沉淀室和膜反应室处理后由膜反应室排出，其中，所述强化沉淀室对污水进行絮凝沉淀处理，所述膜反应室用于对污水进行固液分离;所述膜反应室包括膜组件， 所述膜组件包括平板膜以及支撑框架，经过所述平板膜的深度固液分离，出水进入生化反应系统而后达标排放。
优选的是，所述化学反应系统对污水进行加药絮凝，絮凝的废水进入强化沉淀室(12)，在基本没有水力搅动的条件下得到充分的絮凝与沉淀的时间，而后沉淀的絮凝体形成高浓度含镍污泥，经过设于强化沉淀室(12)底部的斜板污泥收集槽(14)，定期排出强化沉淀室(12)之外。
优选的是，上清液(15)通过所述溢流槽(18)排入膜反应室(13)中，通过设在膜反应室(13)中的平板膜组件(132)排出膜化学反应池(11)，进入生物处理系统进行后续脱氮及去除有机物的处理，
优选的是，所述上清液(15)通过设在分隔壁(17)上的溢流槽(18)排入膜反应室(13)时，部分泥水混合物(16)会通过分隔壁(17)与池底的间隔进入膜反应室(13)，以保证膜组件(132)的正常工作污泥浓度。
优选的是，还设置一空气扩散器(134)，其位于膜组件(132)的底部位置，并连接一曝气机(136)，用于连续地向膜反应室(13)内曝气，以维持膜的正常运行，有效提高膜通量，预防膜堵塞。
一种含镍废水处理方法，使用物理、化学与生物相结合的方法，该方法包括以下步骤：
经过物理、化学方法除掉油脂与铬的废水中首先进入调节池中，调节pH值，预防进水水质突然变化;
调节池的出水随后进入加药絮凝池与反应池，在次氯酸钠与亚铁离子的作用下将次、亚磷酸盐氧化成磷酸盐，从而絮凝成较大的颗粒沉淀;
经过絮凝后的废水进入加药絮凝池加碱与聚合氯化铝从而将废水中的镍离子絮凝沉淀;
经过再次絮凝沉淀后的废水进入膜化学反应池中的强化沉淀室充分进行絮凝作用并沉淀，沉淀的化学污泥通过强化沉淀室下的斜板沉淀槽排出膜化学反应池;
絮凝沉淀后的上清液通过强化沉淀室溢流槽进入膜反应室，通过安装其中的平板微滤膜实现固液分离，从而得到只含有微量镍的出水;
膜反应室处理后，废水进入生物处理系统去除COD与总氮，从而实现达标 排放。
优选的是，所述空气扩散器连续定量地对膜反应室内进行曝气，所述曝气量小于处理水量的10倍。
优选的是，经过污水处理后，COD浓度在80mg/L以下，总镍浓度在0.3mg/L，总氮浓度在15mg/L以下，总磷浓度在1mg/L以下，可以实现含镍废水的达标排放。
与现有技术相比，所述含镍废水处理系统及方法通过膜化学反应池的强化絮凝沉淀功能和高效固液分离功能，在进行废水处理时，膜化学反应池可以完全替代沉淀池，并较传统工艺节约占地50%以上，同时膜组件曝气强度低，较传统膜工艺节省能耗;而且，膜不容易形成阻塞，从而节省运行成本。在此基础上，可以提高镍的去除效率，使废水达标排放。