公布日：2023.01.20
申请日：2022.11.18
分类号：C02F9/00(2023.01)I;C02F1/78(2006.01)N;C02F3/30(2006.01)N;C02F1/50(2006.01)N;C02F101/30(2006.01)N;C02F101/16(2006.01)N;C02F101/10(2006.01)N;
C02F103/24(2006.01)N
摘要
本发明涉及一种深度处理皮革废水的系统及方法。所述系统包括依次相连的过滤装置、臭氧催化塔、中间缓冲池、速分生物池、孢子转移装置和消毒杀菌塔。本发明所述的深度处理皮革废水的方法处理成本低，能够将可生化性差、含氮含磷高的皮革废水处理达到一级A废水排放标准，从而解决了皮革废水中化学需氧量可生化性差、氮磷去除难度大、成本高、污泥量大、操作复杂的问题，为皮革废水提标改造和深度处理提供了一种新的方法。
权利要求书
1.一种深度处理皮革废水的系统，其特征在于，包括依次相连的过滤装置、臭氧催化塔、中间缓冲池、速分生物池、孢子转移装置和消毒杀菌塔；其中：所述过滤装置用于降低所述皮革废水中的悬浮物含量；所述臭氧催化塔用于提高所述皮革废水中有机物的可生化性；所述中间缓冲池用于散逸所述皮革废水中的残留臭氧和分离臭氧反应过程中产生的悬浮物；所述速分生物池用于降低所述皮革废水中的有机物、氨氮和总氮的含量；所述孢子转移装置用于降低所述皮革废水中的总磷、悬浮物和COD的含量；所述消毒杀菌塔用于对所述皮革废水进行消毒杀菌以及对其中的有机物进行去除和脱色。
2.根据权利要求1所述深度处理皮革废水的系统，其特征在于，所述过滤装置为纤维转盘过滤器。
3.根据权利要求1所述深度处理皮革废水的系统，其特征在于，所述臭氧催化塔通过第一气管路与所述消毒杀菌塔相连接；所述中间缓冲池通过第二气管路与所述消毒杀菌塔相连接；其中：所述第一气管路用于输送所述臭氧催化塔内产生的氧气、臭氧和水蒸气至所述消毒杀菌塔；所述第二气管路用于输送所述残留臭氧至所述消毒杀菌塔。
4.根据权利要求1所述深度处理皮革废水的系统，其特征在于，所述臭氧催化塔内设置非均相臭氧催化剂。
5.根据权利要求1所述深度处理皮革废水的系统，其特征在于，所述中间缓冲池设置斜板，用于进行沉淀。
6.根据权利要求1所述深度处理皮革废水的系统，其特征在于，所述速分生物池采用O/A/O多级生物处理方式；其中：第一级为速分好氧池，第二级为速分缺氧池，第三级仍为速分好氧池。
7.根据权利要求1所述深度处理皮革废水的系统，其特征在于，所述孢子转移装置内设置孢子发生器和孢子稳压器；其中：所述孢子发生器和所述孢子稳压器共同提供微纳米气泡。
8.一种深度处理皮革废水的方法，其特征在于，所述方法为：将所述皮革废水引入至过滤装置，并依次通过臭氧催化塔、中间缓冲池、速分生物池、孢子转移装置和消毒杀菌塔即可。
发明内容
为了解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种深度处理皮革废水的系统及方法。所述深度处理皮革废水的方法结合臭氧法、速分生物处理技术和孢子转移技术，先利用臭氧来提高废水中化学需氧量的可生化性，未参与反应的臭氧从废水中逸出后进入末端的消毒杀菌塔，对废水进行杀菌处理。经过臭氧处理后的废水提高了可生化性，并降低了废水色度；然后废水进入中间缓冲池，一方面确保废水中残留的臭氧能够充分从废水中逸出，另一方面臭氧在氧化废水中有机物的时候可能会有一些沉淀产生，这些沉淀在中间缓冲池与废水分离；接下来废水进入速分生物池，去除废水中化学需氧量和氮，再进入孢子转移装置去除废水中剩余的磷，处理后的废水再与前端逸出的臭氧混合，于消毒杀菌塔内实现废水杀菌的目的。
本发明的方案是提供一种深度处理皮革废水的系统，其包括依次相连的过滤装置、臭氧催化塔、中间缓冲池、速分生物池、孢子转移装置和消毒杀菌塔；其中：所述过滤装置用于降低所述皮革废水中的悬浮物含量；所述臭氧催化塔用于提高所述皮革废水中有机物的可生化性；所述中间缓冲池用于散逸所述皮革废水中的残留臭氧和分离臭氧反应过程中产生的悬浮物；所述速分生物池用于降低所述皮革废水中的有机物、氨氮和总氮的含量；所述孢子转移装置用于进一步降低所述皮革废水中的总磷、悬浮物和COD的含量；所述消毒杀菌塔用于对所述皮革废水进行消毒杀菌以及对其中的有机物进行去除和脱色。
优选地，所述过滤装置为纤维转盘过滤器。
优选地，所述臭氧催化塔通过第一气管路与所述消毒杀菌塔相连接；所述中间缓冲池通过第二气管路与所述消毒杀菌塔相连接；其中：所述第一气管路用于输送所述臭氧催化塔内产生的氧气、臭氧和水蒸气至所述消毒杀菌塔；所述第二气管路用于输送所述残留臭氧至所述消毒杀菌塔。
优选地，所述臭氧催化塔内设置非均相臭氧催化剂。
优选地，所述中间缓冲池设置斜板，用于进行沉淀。
优选地，所述速分生物池采用O/A/O多级生物处理方式；其中：第一级为速分好氧池，第二级为速分缺氧池，第三级仍为速分好氧池。
优选地，所述孢子转移装置内设置孢子发生器和孢子稳压器；其中：所述孢子发生器和所述孢子稳压器共同提供微纳米气泡。
基于相同的技术构思，本发明的再一方案是提供一种深度处理皮革废水的方法，所述方法为将所述皮革废水引入至所述过滤装置，并依次通过臭氧催化塔、中间缓冲池、速分生物池、孢子转移装置和消毒杀菌塔即可。
为便于理解本发明，对本发明的技术方案进行详细说明。
皮革废水中含有一定的固体悬浮物，如不进行处理，对后面臭氧工艺具有一定影响，因此待处理的皮革废水先经过过滤装置，用于将废水中的悬浮物减少至5mg/L以下。
去除悬浮物后的废水在臭氧催化塔内与臭氧逆流混合，臭氧催化塔内装有粒径3-6mm的非均相臭氧催化剂，一方面非均相臭氧催化剂可以令臭氧产生羟基自由基，从而利用羟基自由基的强氧化性将废水中大分子有机物进行断裂，以提高废水中有机物的可生化性；另一方面可以增加臭氧在臭氧催化塔内的停留时间，提高了臭氧的利用率。该阶段主要作用是提高有机物的可生化性。反应后的气体（主要为氧气、臭氧和水蒸气）从臭氧催化塔顶端排气管排出，经过第一气管路导入至系统末端的消毒杀菌塔内，以对废水进行杀菌处理。
经过臭氧处理后的废水进入中间缓冲池，期间将残留在废水中的臭氧散逸完全，避免残留臭氧进入速分生物池降低微生物活性，逸出的臭氧经过第二气管路导入至系统末端的消毒杀菌塔内，以对废水进行杀菌处理。废水与臭氧反应过程中如产生悬浮物，则能利用中间缓冲池中的斜板进行高效沉淀，使废水中悬浮物与废水分离。
经过中间缓冲池的废水进入速分生物池内，依据皮革废水低碳氮比的特点，采用O/A/O多级生物处理技术，在微生物的作用下，实现有机物、氨氮、总氮等污染物的去除。第一级是速分好氧池，对废水中氨氮进行硝化处理，将氨氮充分转化为硝态氮；第二级为速分缺氧池，通过加入碳源，保证碳氮比维持在5:1，该阶段为反硝化反应，将废水中的硝态氮反硝化成氮气后从废水中去除；第三级为速分好氧池，将废水中剩余的有机物进行深度去除。速分生物池是一种高效的生物膜处理工艺，具有自适应系特性，超长的污泥龄构建了完整的生物链，在多变的环境中，生物链的空间分布根据水质、水量变化进行自适应，抗水质、水量的冲击负荷能力强。通过速分生物球布局及填料配置、氮气的收集与排放、准确碳源投加、自动反冲洗系统控制等，实现对皮革废水脱氮处理。速分生物球填料在复合环境下，内部厌氧菌降解表层好氧反应中合成的生物污泥，脱落的低活性生物膜在流离作用下，再次富集、被降解，因此污泥产量低。经速分生物池处理后，除总磷浓度以外，废水中化学需氧量、总氮和氨氮均可达到废水一级A排放要求。
废水进入孢子转移装置后，再对磷和溶解态有机物进行深度去除：引入的药剂、微纳米气泡与水中的磷、疏水基悬浮物发生反应，是一种高效的物理化学处理方法，可快速去除水中的总磷、悬浮物、COD等污染物，同时实现水体复氧。孢子转移装置具有占地面积小、成套设备一体化、模块化组合形式灵活、建设周期、调试期短的特点。其中，孢子发生器和孢子稳压器提供微纳米气泡，孢子转移装置依靠微纳米气泡的巨大比表面积，利用微纳米气泡释放过程中产生的扰动，在水力流动场的作用下药剂与水中的溶解态与非溶解态的磷、疏水基悬浮物等反应，形成“水-气-固三相混合物”，在微纳米气泡协同作用下，大部分上浮到水面形成浮渣层，通过刮渣机自动刮除至排渣槽；小部分沉淀到底部形成沉泥层，通过底部吸泥机清除，并最终将沉泥引至排渣槽。处理后的废水中磷含量可控制在0.5mg/L以下，出水水质符合《城镇污水处理厂污染污染排放标准》（GB18919-2002）中的一级A标准排放限值要求。
从孢子转移装置出来的废水与前端臭氧催化塔和中间缓冲池中逸出的臭氧在末端消毒杀菌塔内充分混合，利用臭氧的强氧化性对废水中有机物进一步进行去除和脱色处理，同时达到杀菌的目的，保证出水的水质稳定达标。最终出水溶解氧趋近饱和状态并可稳定维持较长时间，可提高受纳湖泊、河流水体自净能力，同时实现底泥原位削减，并提升受纳水体生态恢复能力。
综上所述，该工艺可实现常规方法无法深度去除皮革废水中有机物、总氮、氨氮和总磷的难题。
本发明的有益效果为：本发明所述的深度处理皮革废水的方法处理成本低，能够将可生化性差、含氮含磷高的皮革废水处理达到一级A废水排放标准，从而解决了皮革废水中化学需氧量可生化性差、氮磷去除难度大、成本高、污泥量大、操作复杂的问题，为皮革废水提标改造和深度处理提供了一种新的方法。
（发明人：张艳;冯浩;郑栋;樊兴;张灿）