申请日2015.06.10
公开(公告)日2015.09.16
IPC分类号C02F9/14
摘要
本发明涉及污水处理技术领域，特别设计针对经过传统污水处理方法处理的工业生产废水的污水深度处理装置。该装置包括一级由缺氧-厌氧-好氧组成的生物膜生物反应器，一级由缺氧-好氧组成的生物膜生物反应器，和两级臭氧-浮动床生物池，并通过回流等方法使缺氧-厌氧-好氧获得耦合效果。其有益效果是通过耦合的缺氧-厌氧-好氧生物膜反应将难降解污染物通过强化生化的方法降解，对仍不能降解的污染物进行氧化改性在通过生化降解，从而以最经济的生化反应获得无害化的污水深度处理结果，通过多级复合空隙生物膜反应器(MCM)和多级氧化加强生化(OEB)过程将工业生产废水处理达到中国国家市政一级A排放标准。
摘要附图
权利要求书
1.一种工业生产废水深度处理装置，其特征在于依次包括第一进水接口 (10)、第一混凝沉淀池(110)、第一生物膜缺氧反应池(120)、第一生物 膜厌氧反应池(130)、第一生物膜好氧反应池(140)、一级提升泵(150)、 第二生物膜缺氧反应池(160)、第二生物膜好氧反应池(170)、二级提升泵 (180)、第二混凝沉淀池(200)、第一氧化反应池(310)、第一浮动床生物 池(320)、第二氧化反应池(330)、第二浮动床生物池(330)、产水接口(20); 还包括氧/缺氧反洗风机(510)、好氧运行风机(520)、浮动床生物池反洗风 机(530)、浮动床生物池运行风机(540)、臭氧发生器(600)、必要的阀门、 仪表和自动控制系统;其中第一混凝沉淀池(110)和第二混凝沉淀池(200) 底部设有排泥管(30)，其中第一生物膜缺氧反应池(120)、第一生物膜厌氧 反应池(130)和二生物膜缺氧反应池(160)底部设有气洗曝气装置(511)，其 中第一生物膜好氧反应池(140)和第二生物膜好氧反应池(170)底部设有好 氧曝气装置(521)，其中第一氧化反应池(310)和第二氧化反应池(330)底 部设有多个臭氧曝气装置(601)，其中第一浮动床生物池(320)和第二浮动 床生物池(330)底部设有气水分步装置(531);其中第一生物膜好氧反应池 (140)部分产水经一级提升泵(150)和第一回流管路(151)被回流到第一生 物膜缺氧反应池(120)，第二生物膜好氧反应池(170)部分产水经二级提升 泵(180)和第二回流管路(181)被回流到第二生物膜缺氧反应池(160)，第 二生物膜好氧反应池(170)部分产水经二级提升泵(180)和第三回流管路(182) 被回流到第以生物膜缺氧反应池(120)。
2.根据权利要求1所述的工业生产废水深度处理装置，其特征在于还包 括向第二生物膜缺氧反应池(160)供原水的第二进水接口(11)。
3.根据权利要求1所述的工业生产废水深度处理装置，其特征在于还向 第二生物膜缺氧反应池(160)供炭源的炭源添加装置(50)。
4.根据权利要求1所述的工业生产废水深度处理装置，其特征在于第一 生物膜缺氧反应池(120)、第一生物膜厌氧反应池(130)、第一生物膜好氧 反应池(140)、一级提升泵(150)、第二生物膜缺氧反应池(160)、第二生 物膜好氧反应池(170)中包含复合空隙生物填料。
5.根据权利要求1所述的工业生产废水深度处理装置，其特征在于第一 浮动床生物池(320)和第二浮动床生物池(330)包含活性炭填料。
说明书
工业生产废水深度处理装置
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，具体地说，涉及针对经过传统污水装置处 理后仍然不能达标排放的污水的深度处理方法，特别针对经过传统污水装置处 理的工业生产废水进一步处理以达到排放标准的污水深度处理方法。
技术背景
传统的污水处理装置一般以活性污泥法为基础。活性污泥法中微生物的种 类和活性受到限制，因而一些有机物难以得到降解，影响处理效果。传统污水 处理技术通常把难以被活性污泥降解的有机物称为“难降解有机物”或不可生 化有机物。对于含有工业废水的市政污水，或对于工业废水，通过传统的污水 处理会剩余较大量的“难降解有机物”，难以达到排放标准或后续回用工艺要 求。维生素C生产产生的废水具有废水量大、污染浓度高、含盐量高等特点， 用传统的污水处理法难以达到城镇排放标准。
上世纪未，由于维生素C生产废水难以处理达标等问题，美国关闭了其境 内所有的生产厂。目前中国成为全世界的维生素C生产中心。常见的工业生产 废水化学耗氧量(COD)在10000mg/L以上。生产企业经过强有力的处理，可 以将COD降低到500mg/L以下，达到工业企业排往城市污水处理厂的标准。 然而，这些剩余的COD几乎全部是“难降解有机物”，加之较高的氮污染物、 高硬度和超过1%的含盐量，传统的城市污水处理厂对之束手无策。有专家认 为这是人类污水处理领域面临的“世界难题”。将这类工业生产污水处理达标 将是中国众多类似企业生死存亡的大问题，需要在传统污水处理基础上发展污 水深度处理技术和方法(Acute Waste Water Treatment，AWWT)。
污水深度处理(AWWT)技术是指经过传统污水处理后的污水中含有较高 浓度的“难降解有机物”，需要进一步处理时采用的污水处理技术。污水深度 处理技术主要的应用领域包括：(1)传统方法处理后污水不能达到排放标准， 需要深度处理(包括提标改造);(2)传统方法处理后污水不能满足回用工 艺的进水要求，需要深度处理;(3)为了使回用工艺的尾水能够达到排放要 求，对污水或回用工艺尾水实施深度处理。
常见的污水深度处理技术包括多种方法。其中常见的芬顿试剂法是一种化 学方法，消耗大量的化学品、产生大量的化学污泥，运行成本高。由于芬顿试 剂法主要是以絮凝沉淀的方式去除污染物，因此对较大分子的污染物处理效果 较好，而对较小分子的污染物，处理效果有限。膜生物反应器法(MBR)也可 以作为一种污水深度处理法，但是由于MBR法仍然以活性污泥为核心，进一 步降低“难降解有机物”的空间有限。生物膜生化污水深度处理法(Bio-Film Bio-reaction，BFB)和氧化加强生化方法(Oxidation Enhanced Bio-reaction， OEB)不会产生大量的化学污泥，运行耗能低，是较绿色环保的方法。
事实上，有机物污染物是否能被生化降解与微生物种类和种群组成有关， 如果能够培育更为丰富的和有针对性的微生物种群，某些常规方法“难降解” 的有机物就有可能变为“易降解”有机物。因此为培育更为丰富微生物创造条 件是消除“难降解有机物”的方向之一。
中国专利《复合生物填料及其生物反应器》(201020204406.9)揭示一种 复合空隙生物填料(Multi-Cavity Media，MCM)，包括一个硬质网状外壳和充 填在该外壳内的两种以上的介质块。由于外壳间具有较大的空隙，介质块间有 较小的空隙，介质块内有微型空隙;气水混合交换条件在大空隙、小空隙和微 空隙内的显著差别造成溶解氧的显著差别，可以实现好氧、缺氧、厌氧的就地 耦合。同时典型介质块组合是具有微孔的焦炭块或木炭块与火山岩组合，该组 合的特点是焦炭块或木炭块具有较低的氧化还原电势，而火山岩中的氧化铁成 分具有较高的氧化还原电势，不同的微生物可以选择不同的介质表面栖息。
中国专利(200710195135.8)揭示了一种生物膜反应器，其中使用MCM 首先实现好氧、缺氧、厌氧的就地耦合。再在气提循环流作用下在该反应器内 实现多级的好氧、缺氧、厌氧反应器内耦合。以上生物膜反应器技术对培养更 为丰富的和有针对性的微生物种群以降解“难降解有机物”提供了技术基础。 同时由于多种微生物的存在，使得同步消化/反硝化和同步降解剩余生物污泥得 以实现。
然而将类似技术用于更难降解的污染物时，特别是用于维生素C尾水的处 理是，单一方法还不足以使污水处理达标，需要多种生物反应过程的多次耦合。
经过多次耦合的生物膜生化污水深度处理，仍然有部分“难降解有机物” 难以被生化降解。可以采用强氧化剂对这些“难降解有机物”氧化，改变其化 学性质，提高其可生化性，然后再进行生化处理。这一过程可以被称为氧化加 强的生化反应(OEB)。
发明内容
本发明要解决传统污水处理方法处理难降解污水后不能达到处理要求的 技术问题，特别是针对类似工业生产废水等工业生产废水难以被处理达到标排 放的技术问题，揭示一种污水深度处理技术。
为了解决上述技术问题，本工业生产废水深度处理装置依次包括第一进水 接口、一混凝沉淀池、第一生物膜缺氧反应池、第一生物膜厌氧反应池、第一 生物膜好氧反应池、一级提升泵、第二生物膜缺氧反应池、第二生物膜好氧反 应池、二级提升泵、第二混凝沉淀池、第一氧化反应池、第一浮动床生物池、 第二氧化反应池、第二浮动床生物池、产水接口;还包括氧/缺氧反洗风机、好 氧运行风机、浮动床生物池反洗风机、浮动床生物池运行风机、臭氧发生器、 必要的阀门、仪表和自动控制系统;其中第一混凝沉淀池和第二混凝沉淀池底 部设有排泥管，其中第一生物膜缺氧反应池、第一生物膜厌氧反应池和二生物 膜缺氧反应池底部设有气洗曝气装置，其中第一生物膜好氧反应池和第二生物 膜好氧反应池底部设有好氧曝气装置，其中第一氧化反应池和第二氧化反应池 底部设有多个臭氧曝气装置，其中第一浮动床生物池和第二浮动床生物池，底 部设有气水分步装置;其中第一生物膜好氧反应池部分产水经一级提升泵和第 一回流管路被回流到第一生物膜缺氧反应池，第二生物膜好氧反应池部分产水 经二级提升泵和第二回流管路被回流到第二生物膜缺氧反应池，第二生物膜好 氧反应池部分产水经二级提升泵和第三回流管路被回流到第以生物膜缺氧反应 池。
本工业生产废水深度处理方法的有益效果是由于寄生于生物填料上的微 生物被固定在特定池内，第一生物膜好氧反应池和第二生物膜好氧反应池内优 势菌种根据污染物组成的变化和溶解氧的差别(可以被控制)而不同。同理， 第一生物膜缺氧反应池、第一生物膜厌氧反应池和第二生物膜缺氧反应池内优 势菌种随污染物组成的变化和溶解氧差别而不同，正是由于这些微生物的差异， 各种“难降解有机污染物”在特种微生物的作用下逐步被降解。本工业生产废 水深度处理装置的另一有益效果是利用生物填料实现缺氧和好氧反应的即就地 耦合，再通过好氧池向前级缺氧池回流实现生物反应池间的缺氧和好氧耦合。 这些缺氧和好氧耦合效果之一是缺氧反应产物可以被好氧降解，而好氧反应产 物可以被缺氧反应降解;后级反应产物可能再次被前级降解;后级产生的剩余 生物污泥被回流，并逐步被降解，使得生物污泥量显著减少。本工业生产废水 深度处理装置的另一有益效果是选择具有特种功能的填料。本工业生产废水深 深度处理装置的另一有益效果是可以在必要时选择加入降解难降解污染物需要 的营养素。本工业生产废水深度处理装置的另一有益效果是通过多次少量添加 氧化剂对生物膜反应后部分“难降解有机污染物”实现“有限氧化”改性，再 用后续的浮动床生物池降解这些变性的污染物，因此氧化剂的效率更高。通过 多级复合空隙生物膜反应器(MCM)和多级氧化加强生化(OEB)过程将工业 生产废水处理达到中国国家市政一级A排放标准。经实验证明这一装置和方法 对于众多难降解污水的深度处理有广泛效果。