一种钢铁联合企业综合废水处理装置及工艺的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于废水处理技术领域，涉及一种钢铁联合企业综合废水处理装置及工艺，尤其涉及一种采用混凝-生物滤池-臭氧催化氧化-过滤工艺处理钢铁联合企业综合废水，使其达到回用标准的处理装置及工艺。
【背景技术】
[0002]我国是世界产钢大国，钢厂生产包括材选、烧结、炼铁、炼钢、乳钢及焦化等生产工艺。钢铁工业用水量很大，废水主要来源于生产工艺过程用水、设备与产品冷却水、烟气洗涤、场地冲洗和生活污水等，废水排放量大，成分复杂，废水中污染物浓度高、毒性大，并且较难于生物降解。经常规物化法或生物法等处理后，废水水质虽然可以满足国家和地方达标排放标准，但外排废水中仍存在相当数量的有机物、微生物、胶体、颗粒悬浮物、高价离子及可溶性无机盐等，其循环利用受到了很大限制。随着水资源的日益短缺，用水成本不断增加。随着环境保护政策的不断加强和环境保护标准的不断提高，为避免达标的工业废水直接外排造成水资源浪费，废水还需要经过进一步的深度处理，以去除水中的污染物，使其达到工业新水回用标准。
[0003]为实现工业废水回用，针对废水中的悬浮物和难降解有机物，生化处理、混凝、高级氧化及膜过滤等多种成熟处理技术已投入工程应用。如CN 103172224A公开了一种表面处理废水回用处理工艺，废水经混凝、沉淀后直接流入生化池中进行生化处理，生化池出水送到MBR膜池中进行过滤处理，处理后出水可以达到回用标准；CN 102557292A公开了一种焦化废水深度处理及回用方法，对经过生化处理后的焦化废水采用Fenton试剂氧化、絮凝的方法进行深度处理，再通过加入水质稳定剂控制出水对碳钢设备的腐蚀率，出水可以达到炼钢浊水的水质要求作为循环水补充水回用；CN 1524809A公开了一种工业废水深度处理工艺，废水首先进入一系列砂过滤器，经紫外线杀菌后送入超滤装置，再经过二级反渗透处理，出水可以返回生产线作为高纯水使用；CN 101468859A公开了一种高浓度有机废水深度净化处理系统，所述系统包括相互连接的格栅、曝气调节池、混凝池、一沉池、厌氧池、水解酸化池、好氧生物滤池、二沉池、深度氧化设备、污泥池和回用蓄水池，该深度氧化设备优选带有臭氧输入的光催化氧化净化器，通过臭氧在光催化剂催化下的氧化作用，最终形成的出水的净化度高，并且没有生物污染，可以作为中水使用，本发明适宜于处理各种高浓度有机污染的废水；CN 103626360A公开了一体化臭氧催化氧化-曝气生物滤池水的深度处理方法，所述方法为:来自进水水栗的水和来自臭氧发生系统中混有氧气的臭氧在废水的主管道中混合，通过设在臭氧催化反应区底部的滤板均匀进入臭氧催化氧化区，在臭氧催化氧化剂陶粒上端装填普通生物陶粒；臭氧催化氧化剂的装填高度为0.3m?lm ;普通生物陶粒的填装尚度为2?3m ;废水与臭氧在臭氧催化反应区在臭氧催化氧化剂陶粒催化作用下充分氧化分解后，上流到上部的曝气生物滤池；臭氧的加入量为臭氧与待处理水中C0D的质量比为0.05?1: 1，废水在臭氧催化反应区反应时间为1?2小时；在曝气生物滤池处理的停留时间为1?4小时，最后由出水堰排出。
[0004]但是，考虑到综合废水中含有的污染物种类繁多，成分复杂，采用单一技术的深度处理工艺很难有效地使出水全面满足回用标准的各项指标，如果要提升处理效果则势必会大幅度地增加设备及运行成本，不符合废水处理的经济性要求。总之，目前尚缺乏一种能够低成本处理钢铁工业达标排放废水作为回用水的技术。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种钢铁联合企业综合废水处理装置及工艺，所述处理装置能有效去除废水中的多种污染物，处理效率高，稳定性好，耐冲击能力强，操作简单，能耗低，运行成本较低，有利于工程推广。
[0006]为达此目的，本发明采用以下技术方案:
[0007]一种钢铁联合企业综合废水处理装置，所述装置包括混凝单元、生化处理单元和过滤单元，所述装置还包括臭氧催化氧化单元，所述生化处理单元包括硝化生物滤池和反硝化生物滤池；
[0008]混凝单元、反硝化生物滤池、硝化生物滤池、过滤单元和臭氧催化氧化单元依次相连；或，
[0009]混凝单元、臭氧催化氧化单元、反硝化生物滤池、硝化生物滤池和过滤单元依次相连；或，
[0010]混凝单元、硝化生物滤池、反硝化生物滤池、过滤单元和臭氧催化氧化单元依次相连。
[0011 ] 本发明所述钢铁联合企业综合废水为钢铁联合企业产生的、经初步处理已符合工业废水直接排放标准的有机废水，也可为其他经处理后的达标排放的废水。
[0012]混凝单元、反硝化生物滤池、硝化生物滤池、过滤单元和臭氧催化氧化单元依次相连(简称为:第一种连接方式)的处理装置针对废水可生化性较好，且出水水质中CODcr要求严格的废水回用工程。
[0013]混凝单元、臭氧催化氧化单元、反硝化生物滤池、硝化生物滤池和过滤单元依次相连(简称为:第二种连接方式)的处理装置针对废水中缺乏或几乎没有可利用的有机碳源的废水回用工程。
[0014]混凝单元、硝化生物滤池、反硝化生物滤池、过滤单元和臭氧催化氧化单元依次相连(简称为:第三种连接方式)的处理装置针对废水中缺乏或几乎没有可利用的有机碳源，氨氮含量较高，且出水水质中总氮要求严格的废水回用工程。
[0015]所述混凝单元是使水中的悬浮物和胶体在投加的高效混凝药剂作用下，形成较大絮状体，相互碰撞凝聚沉降，去除废水中的悬浮杂质和有机物，同时高效去除总氰化物和色度，保安后续的生化处理单元；所述反硝化生物滤池用于去除水中的硝酸盐氮；所述硝化生物滤池主要用于去除水中的氨氮；所述第一种连接方式和第三种连接方式中的臭氧催化氧化单元用于降解废水中的有机污染物，降低废水的CODcr达到回用水水质要求，第二种连接方式中的臭氧催化氧化单元用于降解废水中的难降解有机污染物为易降解有机物，提高废水的可生化性；所述过滤单元用于去除水中的细小颗粒、悬浮物和部分胶体。
[0016]所述混凝单元优选为混合-絮凝-沉淀池、高密度沉淀池或机械搅拌澄清池。当来水中悬浮物浓度较低，SS指标小于70mg/L时，为保证处理效果，可在系统运行之初，投加一定比例的循环污泥(如泥沙)，帮助絮体沉降，使脱稳后的杂质颗粒以载体为絮核，通过高分子链的架桥吸附作用以及微砂颗粒的沉积网捕作用，快速生成密度较大的矾花，从而大大缩短沉降时间，提高澄清池的处理能力，并有效应对高冲击负荷。
[0017]优选地，所述混凝单元中投加的混凝药剂为聚合铁、聚合铝或聚合铁铝的高分子共聚物中的任意一种或至少两种的组合。所述聚合铁的高分子共聚物可选自聚合硫酸铁和/或聚合氯化铁等，所述聚合铝的高分子共聚物可选自聚合硫酸铝和/或聚合氯化铝等，所述聚合铁铝的高分子共聚物可选自聚合硫酸铝铁等。典型但非限制性的混凝剂组合为:聚合硫酸铁和聚合氯化铁，聚合硫酸铝和聚合氯化铝，聚合硫酸铁、聚合氯化铁和聚合硫酸铝铁，聚合硫酸铝、聚合氯化铝和聚合硫酸铝铁，聚合硫酸铁、聚合氯化铁、聚合硫酸铝、聚合氯化铝和聚合硫酸铝铁等。
[0018]所述硝化生物滤池和反硝化生物滤池中的滤料为火山岩、改性陶粒或焦炭中的一种或至少两种的组合，典型但非限制性的组合可为:火山岩与改性陶粒，火山岩与焦炭，火山岩、改性陶粒与焦炭。
[0019]优选地，在废水中碳营养不足的情况下，向反硝化生物滤池中投加有机碳源。过量的外加碳源会在后续处理中去除，不会对处理效果产生影响。
[0020]优选地，所述有机碳源为葡萄糖和/或甲醇。
[0021]优选地，前置反硝化生物滤池表面水力负荷为8?10m3/(m2.h)，如8m3/(m2.h)、8.5m3/ (m2.h)、9m3/ (m2.h)、9.5m3/ (m2.h)或 10m3/ (m2.h)等，反硝化负荷为 0.8 ?
1.0 (kgN03 -N) / (m2.d)(含回流)，如 0.8 (kgN03 _Ν) / (m2.d)、0.85 (kgN03 _N) / (m2.d)、
0.9 (kgN03 -N) / (m2.(!)、().95 (kgN03 _N) / (m2.(!)或 1.0 (kgN03 _N) / (m2.(!)等，空床停留时间为 25 ?30min，如 25min、26min、27min、28min、29min 或 30min 等。本发明中的(kgN03 -N) /(m2 -d)如无特别说明，意为滤池表面每平方米每天的反硝化负荷以硝酸盐氮计算为多少千克。
[0022]优选地，后置反硝化生物滤池表面水力负荷为8?12m3/ (m2.h)，如8m3/ (m2.h)、9m3/ (m2.h)、10m3/ (m2.h)、11m3/ (m2.h)或 12m3/ (m2.h)等，反硝化负荷为 1.5 ?
2.0 (kgN03 -N) / (m2.d)，如 1.6 (kgN03 _N) / (m2.d)、0.7 (kgN03 _N) / (m2.d)、0.8 (kgN03 _N) /(m2.(!)、L