一种pH控制调节的臭氧-膜生物反应器焦化废水深度处理装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种pH控制调节的臭氧?膜生物反应器焦化废水深度处理装置，包括：砂滤罐设有焦化废水入口和出水口，出水口经缓冲池和设有离心泵的管路与臭氧氧化塔连接；臭氧氧化塔内底部设有布气装置和处于布气装置上方的紫外灯管，布气装置与臭氧氧化塔外部设置的臭氧发生器连接，臭氧氧化塔的出水管与酸碱调节罐连接；酸碱调节罐连接有蠕动泵，酸碱调节罐的出水管经水泵连接至一体化MBR池；一体化MBR池的出水管经设有产水泵的管路与产水箱连接；清洗水箱经设有反清洗泵的管路与一体化MBR池的出水管连接。该装置由于将臭氧?膜生物反应器有机结合，提高了臭氧的利用效率，节省臭氧成本，提高焦化废水的深度处理效果。
【专利说明】
一种pH控制调节的臭氧-膜生物反应器焦化废水深度处理装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及废水处理领域，特别是涉及一种pH控制调节的臭氧-膜生物反应器焦化废水深度处理装置。
【背景技术】
[0002]焦化废水是焦化工业在煤高温干馏、煤气净化和副产品回收过程中产生的工业废水。该类废水不仅含有高浓度的氨氮、氰化物、硫氰化物等无机污染物，而且还含有一些酚类、吡啶、喹啉、多环芳烃等有机污染物，是一种典型的有毒有害且难生物降解的工业废水。目前焦化废水常用的处理工艺是脱酚蒸氨预处理+生化二级处理+混凝沉淀工艺。采用此工艺虽然能去除部分有机物，但由于废水可生化差，难生物降解的有机物含量较高，出水COD和氨氮浓度仍然较高，出水水质不稳定，难以达到国家排放标准。
[0003]为了提高焦化废水的处理效果，减小焦化废水对环境的危害，焦化废水深度处理亟待解决。双膜法是常用的焦化废水深度处理工艺，出水水质好，但也存在处理成本高，剩余浓水难以处理的问题。
[0004]臭氧的氧化还原电位为2.07V，能氧化水中多种难降解的有机污染物，与有机物反应速度快，不产生二次污染，还能够起脱色、除臭的效果。臭氧对有机物的氧化作用包括两个方面:一方面臭氧直接对有机物的氧化作用，另一方面臭氧在自身分解经过链式反应生成氧化能力更强的羟基自由基(.0H)。羟基自由基再进一步氧化难降解有机物。研究表明经过氧化后，不仅污水中的有机物浓度有所降低，而且出水的有机物可生化性得到一定程度的提高，为后续的二次生化处理提供可行保障。
[0005]在水处理工艺中，单独采用臭氧氧化处理污水成本较高，需要消耗大量的臭氧才能将有机物完全矿化，一般臭氧氧化会与生物处理工艺相结合使用。膜生物反应器(Membrane B1reactor，MBR)是将生物处理和膜分离技术相结合的新型污水处理工艺，具有占地面积小，出水水质好、便于自动控制等优势。目前，MBR工艺已在污水处理中得到广泛应用。随着国家对焦化废水出水水质标准的提高，臭氧和MBR技术越来越多得应用到污水深度处理中。将臭氧氧化和MBR结合，形成臭氧-MBR组合工艺有利于优势互补，降低臭氧消耗，节约处理成本，并能提高系统的处理效果。目前尚没有臭氧-MBR组合工艺对焦化废水进行深度处理。
【实用新型内容】
[0006]基于上述现有技术所存在的问题，本实用新型提供一种pH控制调节的臭氧-膜生物反应器焦化废水深度处理装置，能实现将臭氧和MBR结合对焦化废水进行深度处理，提升焦化废水的深度处理效果。
[0007]为解决上述技术问题，本实用新型提供一种pH控制调节的臭氧-膜生物反应器焦化废水深度处理装置，处理对象为焦化废水常规生化处理后的混沉池出水，包括:砂滤罐、缓冲池、离心栗、臭氧氧化塔、臭氧发生器、酸碱调节罐、蠕动栗、一体化MBR池、产水箱和清洗水箱;其中，
[0008]所述砂滤罐设有进水口和出水口，所述出水口经所述缓冲池和设有离心栗的管路与所述臭氧氧化塔连接；
[0009]所述臭氧氧化塔内底部设有布气装置和处于布气装置上方的紫外灯管，所述布气装置与所述臭氧氧化塔外部设置的臭氧发生器连接，所述臭氧氧化塔的出水管与所述酸碱调节罐连接；
[0010]所述酸碱调节罐连接有所述蠕动栗，所述调节罐的出水管经离心栗连接至所述一体化MBR池；
[0011 ]所述一体化MBR池的出水管经设有产水栗的管路与所述产水箱连接；
[0012]所述清洗水箱经设有反清洗栗的管路与所述一体化MBR池的出水管连接。
[0013]本实用新型的有益效果为:该深度处理装置将砂滤罐、缓冲池、离心栗、臭氧氧化塔、臭氧发生器、酸碱调节罐、蠕动栗、一体化MBR池、产水箱和清洗水箱有机结合成焦化废水的深度处理装置，充分利用臭氧氧化塔的臭氧强氧化能力来去除焦化废水中的有机物，不仅利用臭氧对有机物的直接氧化作用去除有机物，而且通过臭氧氧化改变了废水中部分难降解的有机物可生化性，这部分有机物通过后续的一体化MBR池的膜生物反应器进一步去除，提高了臭氧的利用效率，节省臭氧成本，提高系统处理效果;该处理装置考虑了进水酸碱度的影响，通过在一体化MBR池前设置酸碱调节罐，改善一体化MBR池微生物的新陈代谢环境，增强该了处理装置在实际工程中的应用范围；采用一体化MBR池占地面积小，可实现操作实现自动化，特别适合一些土地短缺或有限的污水处理厂进行工艺的升级改造。
【附图说明】
[0014]为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
[0015]图1为本实用新型实施例提供的深度处理装置示意图；
[0016]图1中:1-砂滤罐;2-缓冲池;3-离心栗;4-臭氧氧化塔;5-臭氧发生器;6_酸碱调节罐;7-蠕动栗;8-—体化MBR池;9-产水箱;10-清洗水箱；
[0017]图2为本实用新型实施例提供的深度处理装置对焦化废水深度处理COD的去除效果图。
【具体实施方式】
[0018]下面对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。
[0019]下面结合附图和具体实施例对本实用新型的深度处理装置作进一步说明。
[0020]如图1所示，本实用新型实施例提供一种pH控制调节的臭氧-膜生物反应器焦化废水深度处理装置，用于焦化废水常规生化处理后的混沉池出水，包括:砂滤罐、缓冲池、离心栗、臭氧氧化塔、臭氧发生器、酸碱调节罐、蠕动栗、一体化MBR池、产水箱和清洗水箱;其中，砂滤罐采用玻璃钢砂滤罐；
[0021 ]所述砂滤罐设有焦化废水入口和出水口，所述出水口经所述缓冲池和设有离心栗的管路与所述臭氧氧化塔连接；
[0022]所述臭氧氧化塔内底部设有布气装置和处于布气装置上方的紫外灯管，所述布气装置与所述臭氧氧化塔外部设置的臭氧发生器连接，所述臭氧氧化塔的出水管与所述酸碱调节罐连接；
[0023]所述酸碱调节罐连接有所述蠕动栗，所述酸碱调节罐的出水管经离心栗连接至所述一体化MBR池；
[0024]所述一体化MBR池的出水管经设有产水栗的管路与所述产水箱连接；
[0025]所述清洗水箱经设有反清洗栗的管路与所述一体化MBR池的出水管连接。
[0026]上述深度处理装置中，所述一体化MBR池是由一个池体内分隔出依次连通的缺氧池和膜池，所述缺氧池内设有搅拌装置，所述膜池内设有浸没式中空纤维超滤膜组件，所述膜池设有回流至所述缺氧池的回流管路。
[0027]上述深度处理装置中，酸碱调节罐采用设有酸碱投加装置的调节罐。
[0028]上述深度处理装置中，所述产水栗采用上部为真空罐，下部为离心栗的真空产水离心栗。
[0029]上述深度处理装置中，在臭氧氧化塔内设置紫外灯管，采用紫外灯进行光催化氧化，提高臭氧的氧化效果和臭氧利用率。在臭氧氧化塔和MBR池之间设置酸碱调节罐，使臭氧氧化塔出水中残留的臭氧分解，防止臭氧进入后续的一体化MBR池中，对微生物造成影响。在酸碱调节罐上设置酸碱投加装置，确保进入一体化MBR池中的水pH值在6?9范围内。在一体化MBR池的MBR膜组件出水管和离心栗间设置真空罐，并通过产水离心栗的抽吸使真空罐保持稳定的负压，通过虹吸作用实现稳定产水，这种方式简单稳定可靠，避免离心栗因管道阀门等漏气产生空转吸不上水或负压不稳等问题。
[0030]上述深度处理装置中，砂滤罐优选采用玻璃钢砂滤罐，用于去除焦化废水混沉池出水中的部分悬浮物，保障臭氧氧化时水中没有颗粒物的干扰;臭氧发生器以纯氧气作为原材料进行臭氧制备;高效臭氧氧化塔是臭氧氧化难降解有机物的场所，为了提高臭氧氧化的效果，本发明在氧化塔内设置紫外灯管，采用光催化氧化得方法提高臭氧的氧化能力和效率，臭氧氧化塔的出水进入酸碱调节罐;酸碱调节罐设在臭氧氧化塔和一体化MBR池之间，酸碱调节罐的作用包括两个方面，一是调节一体化MBR池进水pH值，生产运行过程中焦化废水混沉池出水有时pH较低，酸度较高，也会对后续的一体化MBR池微生物活性有抑制作用，影响MBR的处理效果，酸碱调节罐可采用配置有酸碱投加装置的调节罐，可根据进水水质特点及时调节进水PH值，保障后续一体化MBR池微生物活性;二是减小臭氧对微生物的影响，经臭氧处理过的水会含有一定浓度的臭氧，虽然浓度不高，但臭氧氧化电位高，氧化能力强，会对后续的一体化MBR池中微生物也有一定的影响;通过设置了酸碱调节罐，减小了臭氧氧化残留的臭氧对微生物影响的作用，可将不稳定臭氧在酸碱调节罐停留过程中自行分解成氧气，酸碱调节罐的水经栗抽吸至一体化MBR池；一体化MBR池包括:缺氧池和膜池，缺氧池中设置搅拌装置，膜池中设置浸没式中空纤维超滤膜组件。膜组件的下部安装曝气穿孔管，进行鼓风曝气，控制膜污染，膜组件上部连接真空罐，真空罐底部连接离心栗;一体化MBR池产水前预先在真空罐中注入2/3的清水，并将真空罐密封，真空罐连通产水离心栗，然后通过离心栗抽取真空罐的水，使真空罐中产生负压。在大气压的作用下，膜池混合液中的水经过超滤膜进入管道汇集到真空罐，在离心栗的作用下实现连续产水，进入到产水箱；一体化MBR池一侧设置清洗水箱，清洗水箱置入配置一定浓度的次氯酸钠清洗液，通过反清洗栗对中空纤维超滤膜进行药剂清洗;一体化MBR池产水、曝气和膜组件清洗均可通过自动控制系统进行控制，产水周期和产水流量可以根据实际情况需要可调。
[0031]结合图1，本实用新型的深度处理装置处理焦化废水的工艺流程具体为:焦化废水混沉池出水经潜污栗抽送至砂滤罐进行过滤，主要去除水中少量的悬浮物，避免悬浮颗粒对后续臭氧氧化的影响，保障臭氧氧化效能;砂滤罐出水进入缓冲池，然后再经过栗输送至臭氧氧化塔，与臭氧发生器产生的臭氧充分接触。臭氧氧化的水力停留时间为0.9?1.8小时。臭氧氧化塔出水进入调节罐，调节罐的水力停留时间为I?1.5小时。在调节罐中安装pH计，对进水的酸碱性进行监测。当pH<5.5时，通过蠕动栗向调节罐中投加氢氧化钠溶液。当pH彡8.5时，停止投加(一般焦化废水混沉池出水为酸性)。调节罐出水再经过栗抽吸至MBR缺氧池;在MBR缺氧池反硝化细菌将膜池回流混合液中的硝酸盐还原成氮气，并消耗部分有机物。剩余的没有被反硝化菌利用的可生化有机物在膜池中进一步由好氧菌降解;最后，活性污泥混合液通过膜分离形成产水排入到产水箱，产水栗抽停比为Smin: 2min;运行一段时间后，当膜通量下降，跨膜压差上升至20kPa时，开启清洗水栗，将清洗水箱的次氯酸钠清洗液反向注入至膜组件。
[0032]实施例
[0033]采用本实用新型的深度处理装置处理唐山某煤化工企业混沉池出水，装置处理规模为I?2m3/h，装置平均进水COD 149mg/L，氨氮2.49mg/L，pH 5.2,色度50倍。出水COD的去除效果如图2所示，色度的去除效果较好。结果表明，平均出水COD 78mg/L，氨氮0.8lmg/L，pH 7.2，色度1倍，出水达到《炼焦化学工业污染物排放标准》(GB16171 -2012)国家排放标准。经核算，臭氧氧化处理成本为0.96元/ m3，MBR单元处理成本为0.8元/m3，臭氧MBR总处理成本为1.76元/m3。相对与双膜工艺(超滤+纳滤)，处理成本较低，且没有浓水产生。
[0034]以上所述，仅为本实用新型较佳的【具体实施方式】，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
【主权项】
1.一种pH控制调节的臭氧-膜生物反应器焦化废水深度处理装置，其特征在于，包括:砂滤罐、缓冲池、离心栗、臭氧氧化塔、臭氧发生器、酸碱调节罐、蠕动栗、一体化MBR池、产水箱和清洗水箱;其中， 所述砂滤罐设有焦化废水入口和出水口，所述出水口经所述缓冲池和设有离心栗的管路与所述臭氧氧化塔连接； 所述臭氧氧化塔内底部设有布气装置和处于布气装置上方的紫外灯管，所述布气装置与所述臭氧氧化塔外部设置的臭氧发生器连接，所述臭氧氧化塔的出水管与所述酸碱调节罐连接； 所述酸碱调节罐连接有所述蠕动栗，所述酸碱调节罐的出水管经离心栗连接至所述一体化MBR池； 所述一体化MBR池的出水管经设有产水栗的管路与所述产水箱连接； 所述清洗水箱经设有反清洗栗的管路与所述一体化MBR池的出水管连接。2.根据权利要求1所述的一种pH控制调节的臭氧-膜生物反应器焦化废水深度处理装置，其特征在于，所述一体化MBR池是由一个池体内分隔出依次连通的缺氧池和膜池，所述缺氧池内设有搅拌装置，所述膜池内设有浸没式中空纤维超滤膜组件，所述浸没式中空纤维超滤膜组件的下部安装曝气穿孔管，与外部设置的鼓风机连接，所述膜池设有回流至所述缺氧池的回流管路。3.根据权利要求1或2所述的一种pH控制调节的臭氧-膜生物反应器焦化废水深度处理装置，其特征在于，所述调节罐采用设有酸碱投加装置的调节罐。4.根据权利要求1或2所述的一种pH控制调节的臭氧-膜生物反应器焦化废水深度处理装置，其特征在于，所述产水栗采用上部为真空罐，下部为离心栗的真空产水离心栗。
【文档编号】C02F9/14GK205590517SQ201620362837
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年4月26日
【发明人】朱宁伟, 张文娟, 王斌科, 姜安平, 张景志
【申请人】北京伊普国际水务有限公司, 北京桑德环境工程有限公司