一种高浓度有机工业废水处理趋零排放系统及方法与流程

本发明主要涉及污水处理的，具体为一种高浓度有机工业废水处理趋零排放系统及方法。

背景技术：

1、随着工业迅速发展，废水的种类和数量迅猛增加，对水体的污染日趋广泛和严重，威胁人类的健康和安全。

2、高浓度有机废水主要具有以下特点：一是有机物浓度高。cod一般在2000mg/l以上，有的甚至高达几万mg/l以上，相对而言，bod较低，很多废水bod与cod的比值小于0.3，处理难度大。二是成分复杂。含毒性物质废水中有机物以芳香族化合物和杂环化合物居多，还含有硫化物、氮化物、重金属和有毒有机物。三是色度高，由异味。有些废水散发出刺鼻恶臭，给周围环境造成不良影响。四是具有强酸强碱性，工业过程产生的超高浓度有机废水中，酸、碱类众多，往往具有强酸强碱性。

3、高浓度有机废水的危害：一是致毒性危害，高浓度有机废水中含有大量有毒物质，会在水体、土壤等自然环境不断累积、储存，之后进入水体、危害人体健康。二是需氧性危害，由于生物降解作用，高浓度有机废水会使受纳水体缺氧甚至厌氧，多数水生生物将会死亡，从而产生恶臭，恶化水质和环境。三是感观性污染，高浓度有机废水不但使水体失去使用价值，更严重影响附近人民的正常生活。因此，经济有效地处理高浓度有机工业废水并使之趋零排放已经成为当前水处理及环保工作者研究的重点课题，尤其是面对清水日缺，水价上涨的现实，工业企业除了努力将本厂的有机废水处理达标外，还应该做到趋零排放，尽力将本厂处理后的洁净达标水循环利用。

4、在以往的高浓度有机工业废水处理中，一般采用a/o工艺后接气浮、baf、砂滤、臭氧催化氧化、纤维滤池等工艺。这样的工艺是堆积起来的流程，没有做到有的放矢，处理后的水很难达到再生利用标准，更谈不上趋零排放。

技术实现思路

1、本发明主要提供了一种高浓度有机工业废水处理趋零排放系统及方法，用以解决上述背景技术中提出的技术问题。

2、本发明解决上述技术问题采用的技术方案为：

3、一种高浓度有机工业废水处理趋零排放系统,包括调节池、水解酸化池、一级缺氧池、一级好氧池、污水回流井、中沉池、二级缺氧池、二级好氧池、二沉池、集水井、污泥浓缩池、板框压滤机房、功能性有机肥制造房、鼓风机房、加药间、多介质过滤器、超滤装置、超滤水池、反渗透提升泵、保安过滤器、反渗透高压泵、反渗透装置、mvr蒸发器、反渗透水池和消毒及回用水池，所述中沉池位于所述污水回流井内部。

4、优选的，所述调节池一侧连接有用于与高浓度有机工业废水进行连接的进水管，所述调节池内部设置有机械格栅，所述机械格栅与所述调节池相平行，所述调节池通过ph调节加酸管与所述加药间内部的酸液罐相连接，所述调节池与所述水解酸化池通过所述调节池末端池壁连通孔相连接，所述水解酸化池内部池底设置有池底空气搅拌管。

5、优选的，所述水解酸化池与所述一级缺氧池通过所述水解酸化池末端池壁连通孔相连接，所述一级缺氧池呈矩形结构设置，所述一级缺氧池其中两个对角设置有池底推流搅拌器，所述一级缺氧池内部设置有弹性立体脱氮填料，所述一级缺氧池一端内部设置有一级硝化液回流管，所述污水回流井底部设置有硝化液回流泵，所述一级硝化液回流管与所述硝化液回流泵相连接，所述一级缺氧池另一端内部设置有污泥回流管，所述中沉池内底部设置有污泥回流泵，所述污泥回流管与所述污泥回流泵相连接。

6、优选的，所述一级缺氧池与所述一级好氧池通过所述一级缺氧池末端池壁连通孔相连接，所述一级好氧池池底设置有池底曝气器组件和池底曝气器组件进气管和碱液投加管，所述一级好氧池池中设置有聚氨酯高效生物载体填料，所述碱液投加管与所述加药间内部的碱液罐相连接。

7、优选的，所述一级好氧池与所述污水回流井通过所述一级好氧池末端池壁连通孔相连接，所述污水回流井内部设置有污水回流井内部设置有硝化液回流泵，所述硝化液回流泵与所述一级硝化液回流管相连接。

8、优选的，所述中沉池位于所述污水回流井内部，所述中沉池与所述二级缺氧池通过所述中沉池末端池壁连通孔相连接，所述中沉池内部设有污泥回流泵，所述污泥回流泵与所述污泥回流管相连接，所述二级缺氧池其中两个对角设置有池底推流搅拌机，所述二级缺氧池池中设置有组合脱氮填料，所述二级缺氧池一端内部设置有二级硝化液回流管和外加碳源进液管，所述二级缺氧池外部设置有外加碳源投加罐，所述二级好氧池内部设置有二级硝化液回流泵，所述二级硝化液回流管与所述二级硝化液回流泵相连接，所述加药间内部设置有外加碳源溶液罐，所述外加碳源溶液罐与所述外加碳源进液管相连接，所述二级缺氧池与所述二级好氧池通过所述二级缺氧池末端池壁连通孔相连接，所述二级好氧池池底设置有池底曝气管组件和池底曝气管进气管。

9、优选的，所述二级好氧池与所述二沉池通过所述二级好氧池末端池壁连通孔相连接，所述二沉池内部设置有经斜管组件，所述二沉池与所述集水井通过所述二沉池末端池壁上部连通孔相连接，所述二沉池与所述污泥浓缩池通过所述二沉池末端池壁下部连通孔相连接，所述集水井内部设置有集水井提升泵和集水井提升泵压水管，所述集水井提升泵通过集水井提升泵压水管与多介质过滤器顶部一侧的多介质过滤器进水管相连接，所述多介质过滤器内部设置有多介质过滤层，所述多介质过滤器底部设置有多介质过滤器出水管，所述多介质过滤器出水管与所述超滤装置底部一侧的超滤装置进水管相连接，所述超滤装置顶部一侧设置有超滤装置出水管，所述超滤水池内部设置有超滤反洗泵，所述超滤反洗泵上连接有超滤反洗泵压水管，所述超滤装置出水管与所述超滤反洗泵压水管相连接，所述反渗透提升泵一侧连接有反渗透提升泵吸水管，所述反渗透提升泵另一侧连接有反渗透提升泵压水管，所述反渗透提升泵吸水管与所述超滤水池相连接，所述反渗透提升泵压水管与所述保安过滤器一侧连接的反渗透高压泵吸水管相连接，所述保安过滤器另一侧底部连接有保安过滤器出水管，所述反渗透高压泵一侧连接有反渗透高压泵吸水管，所述反渗透高压泵另一侧连接有反渗透高压泵压水管，所述保安过滤器出水管与所述反渗透高压泵吸水管相连接，所述反渗透高压泵压水管与所述反渗透装置一侧连接的反渗透装置进水管相连接，所述保安过滤器出水管与所述反渗透装置进水管之前连接有清洗剂投加罐和阻垢剂投加罐，所述反渗透装置一侧连接有与所述反渗透水池相连接的反渗透装置产水管。

10、优选的，所述反渗透水池与所述消毒及回用水池通过所述反渗透水池末端池壁连通孔相连接，所述消毒及回用水池上连接有消毒设备，所述消毒及回用水池远离所述反渗透水池一侧通过回用水泵吸水管连接有回用水泵，所述回用水泵另一侧连接有回用水泵压水管。

11、根据一种高浓度有机工业废水处理趋零排放系统，还将提供一种高浓度有机工业废水处理趋零排放方法，包括以下步骤：

12、步骤一、项目接纳的高浓度有机工业废水由进水管进入调节池，经机械格栅除渣后进行ph调节，通过设置在加药间的酸液罐和与之连接的ph调节加酸管对调节池投加稀硫酸溶液，调节ph7-8，调节池停留时间为12h；

13、经调节水质水量的处理水由调节池末端池壁连通孔流入水解酸化池进行水解、酸化两段兼性微生物反应，利用水解、酸化菌产酸性及适应能力强的特点，将处理水中难降解的大分子结构开环断链为可溶性的小分子，以提高可生化性，为后续处理工艺打好基础，池底空气搅拌管每4h开启一次，每次开启20min，为水解酸化池内提供和保持0.3-0.5mg/l的溶解氧（do），水解酸化池停留时间为8h；

14、水解酸化池出水由水解酸化池末端池壁连通孔进入一级缺氧池，由池底对角线设置的池底推流搅拌器提供反硝化所需的0.5-1mg/l溶解氧（do）,池中设置的弹性立体脱氮填料所附着的生物膜形成一个微a/o单元，生物膜内部有缺氧微环境的存在，有助于反硝化反应进行，一级缺氧池中的处理废水与设置在污水回流井底部的硝化液回流泵和与之连接的一级硝化液回流管提供的硝化液进行混合并完成一级微生物反硝化反应，将nox--n转化成n2逸出废水，并利用硝基氧化有机物，硝化液回流比r=3-4，由设置在中沉池底部的污泥回流泵和与之连接的污泥回流管回流剩余污泥用以释磷，污泥回流比r=1，一级缺氧池脱硝负荷为0.14kgnot—n/kgmlss·d；

15、一级缺氧池出水由一级缺氧池末端池壁连通孔进入一级好氧池，由池底设置的池底曝气器组件及池底曝气器组件进气管提供硝化反应所需的2-4mg/l溶解氧（do）,池中设置的聚氨酯高效生物载体填料所附着的生物膜其生物量多、生物相丰富，有利于环境条件敏感、增殖慢、竞争力弱的硝化菌的增殖，池中的微生物在有氧的条件下下，将废水中一部分有机物用于合成新的细胞，将另一部分有机物进行分解代谢以便获得细胞所需要的能量，其最终产物是co2和h2o等稳定物质，在有机物被氧化的同时，废水中的有机氮也被氧化成氨氮，氨氮在溶解氧充足，泥龄较长的情况下，进一步转化亚硝酸盐和硝酸盐，在硝化过程中产生的酸根，导致ph降低，在ph≤6.3的情况下由设置在加药间中的碱液罐和与之连接的碱液投加管投加na2co3碱液，保持ph7-8，一级好氧池硝化负荷为0.10kgnh3-n/kgmlss·d；

16、一级好氧池出水由一级好氧池末端池壁连通孔进入污水回流井，一部分由设置在池底的硝化液回流泵和与之连接的一级硝化液回流管向一级缺氧池输送含有亚硝酸盐菌和硝酸盐菌的硝化液与池内处理水混合后进行反硝化脱氮，另一部分进入中沉池经斜板组件对一级缺氧池/一级好氧池工艺处理后的出水进行泥、水分离，泥、水分离后的水由中沉池末端池壁连通孔进入二级缺氧池，泥、水分离后的剩余污泥由污泥回流泵和与之连接的污泥回流管进入一级缺氧池内，中沉池的表面负荷为1.2m³/（㎡·h）；

17、上述通过一级缺氧池/一级好氧池工艺进行一级脱氮除磷和去除有机物，经过一级缺氧池/一级好氧池处理后，出水cod：100mg/l左右，tn:60mg/l，主要是硝氮，故需进行二级缺氧池/二级好氧池工艺进行处理；

18、二级缺氧池，由池底对角线设置的池底推流搅拌机提供微生物反硝化反应所需的0.5-1mg/l溶解氧（do），池中设置的组合脱氮填料在生物挂膜后可提供足量而稳定的微生物菌群，而且由于生物膜的团结和封闭性，使得膜体的表、中、里层所接受的氧浓度不同而自然形成的好氧、缺氧、厌氧的协同效果，实现同步硝化-反硝化反应，以提高脱氮除磷效果，二级缺氧池中的处理废水与设置在二级好氧池中的二级硝化液回流泵和与之连接的二级硝化液回流管提供的回流硝化液进行混合，由于经过一级缺氧池/一级好氧池出水总氮仍在60mg/l左右，且以硝态氮为主；cod出水虽然在100mg/l左右，但生化性较差，因此需补充外加碳源强化脱氮效果，外加碳源为植物碳源（ztn-1）优质碳源，投加量为1g/h·l，外加碳源由设置在加药间的外加碳源溶液罐和与之连接的外加碳源进液管及外加碳源投加罐投加，在碳源充足的情况下，完成二级微生物反硝化反应，进一步将nox--n转化成n2逸出废水，并进一步利用硝基氧化有机物，硝化液回流比r=2-3，二级缺氧池脱硝负荷为0.12kgnht--n/kgmlss·d；

19、二级缺氧池出水由二级缺氧池末端池壁连通孔进入二级好氧池，由池底设置的池底曝气管组件及池底曝气管进气管提供二级硝化反应所需的1-2mg/l溶解氧，由于池中设置的mbr膜组件的物理截留作用，可实现对微生物的全部截留，从而使得池中能够维持6000-8000mg/l浓度的活性污泥对废水进行处理，由于hrt（水力停留时间）和srt（污泥停留时间）完全分离，容易获得同步硝化-反硝化的效果，二级好氧池在硝化过程中首先氧化有机物，后氧化氨根，亚硝化与硝化串联进行，二级好氧池气水比为20:1，平均膜通量为20l/h·㎡，二级好氧池硝化负荷为0.08 kgnh3--n/kgmlss·d；

20、上述通过二级缺氧池/二级好氧池工艺进行脱氮除磷和去除有机污染物；

21、二级好氧池的出水由二级好氧池末端池壁底部连通通孔进入二沉池经斜管组件对二级缺氧池/二级好氧池工艺处理后的出水进行泥、水分离，泥、水分离后的水由二沉池末端池壁上部连通孔进入集水井，泥、水分离后的剩余污泥由二沉池末端池壁下部进入污泥浓缩池，二沉池的表面负荷为1.0m³/（㎡·h），经过二级缺氧池/二级好氧池处理后，出水cod：50mg/l左右，氨氮1mg/l左右，总氮15mg/l左右，磷0.5mg/l左右，达到了城镇污水处理厂主要污染物排放标准（gb18919-2002）一级a标准；

22、转输集水井的处理水由设置在池底的集水井提升泵及集水井提升泵压水管和与之连接的多介质过滤器进水管进入多介质过滤器，经复合式多介质过滤层过滤以截留去除水中的悬浮固体和其他杂质，多介质过滤器滤速为4-5m/h；

23、多介质过滤器出水由多介质过滤器底部的多介质过滤器出水管和与之连接的超滤装置底部的超滤装置进水管进入超滤装置，截留0.01-0.1μm直径的大分子物质如悬浮物、颗粒物、生物污染、胶粒、细菌等，以满足反渗透膜进水水质要求，超越装置每工作1h后需要反冲洗，反冲洗水由设置在超滤水池底部的超滤反洗泵及超滤反洗泵压水管提供，超滤装置静压力为0.1-0.5mpa；

24、超滤装置出水由设置在上部的超滤装置出水管进入超滤水池，再经反渗透提升泵吸水管、反渗透提升泵、反渗透提升泵压水管提升至保安过滤器由聚丙烯pp熔喷滤芯进行过滤，截留去除0.03-100μm之间的微粒，以保护后续工艺反渗透膜；

25、保安过滤器出水经下部设置的保安过滤器出水管和与之连接的反渗透高压泵吸水管、反渗透高压泵、反渗透高压泵压水管及反渗透装置首端上部的反渗透装置进水管进入反渗透装置，截留组分为1-10å的小分子溶质、有机杂质和溶解性无机盐类，当膜通量下降10%-15%且透过水的电导率增加了5%-10%时需要对反渗透膜进行清洗，清洗剂为mct410，通过清洗剂投加罐投加，阻垢剂为ewt620，通过阻垢剂投加罐投加，经反渗透装置处理后的水由设置在反渗透装置末端设置的反渗透装置产水管进入反渗透产水池，反渗透装置采用芳香烃聚酰胺膜，设计通量为20.0l/（㎡·h），运行压力1.55mpa，

26、反渗透产水池出水经反渗透产水池末端池壁连通孔进入消毒及回用水池，由消毒设备消毒，使出水达到工业水再利用或工业冷却循环水水质标准后通过回用水泵吸水管、回用水泵、回用水泵压水管接入工厂内部工业用水管网；

27、步骤二、经二沉池泥、水分离后的剩余污泥由二沉池末端底部连通孔进入污泥浓缩池，污泥浓缩池停留时间为16h，浓缩后的污泥经螺杆泵吸泥管和设置在板框压滤机房的螺杆泵输送至板框压滤机压滤至含水率70-75%的污泥，压滤后的污泥由输送带送入设置在功能性有机肥制造房的混合搅拌机并投加重金属复合稳定剂及污泥改良剂，重金属复合稳定剂由粉煤灰50%、氯化铁16.7%、聚合硫酸铝16.7%、福美纳16.6%组成，投加量为0.02kg/m³污泥，污泥改良剂由有机碳菌液、酵素组成，投加量分别为3kg/m³、0.01kg/m³污泥，混合搅拌5分钟后输送至小型快速成肥机经发酵等工序后制成粒径为1.0-2.0mm粒径的功能性有机肥（无土栽培基质），最后由筛分及包装机包装，无土栽培基质可用于蔬菜、花卉、家庭阳台无土栽培及工厂化植物无土栽培；

28、步骤三、所述方法为对水深度处理反渗透工序所产生的浓水经mvr蒸发后蒸发浓缩物用于去湿除渣工段；

29、所述经反渗透装置在水处理过程中所产生的浓水由反渗透装置浓水管和与之连接的mvr蒸发器进液管进入mvr蒸发器进行蒸发结晶处理，在蒸发结晶过程中所产生的冷凝水由冷凝水管和与之连接的多介质过滤器进水管进入多介质过滤器，蒸发结晶浓缩物由浓缩物出料管排出用于去湿除渣工段。

30、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

31、本技术对高浓度有机工业废水处理趋零排放，对于高浓度有机工业废水处理的再生水用于工业回用；对于废水处理过程中所产生的浓缩污泥经压滤和改良后制造功能性有机肥（无土栽培基质）；对于深度处理反渗透工序所产生的浓水经mvr蒸发后的蒸发结晶浓缩物用于掺合去湿除渣工段。另外，在废水处理过程中采用二级a/o工艺以及在二级缺氧池中补充碳源，能够更合理的分配碳源，降低投资和运行成本。

32、以下将结合附图与具体的实施例对本发明进行详细的解释说明。

33、附图说明

34、图1为本发明的平面示意及构成关系关联图；

35、图2为本发明的平面示意及构成流程图；

36、图3为本发明的立体示意图；

37、图4为本发明的立体详细示意图。