用于印染廢水處理的生物組合反應(yīng)器、裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種用于印染廢水處理的生物組合反應(yīng)器，包括厭氧折流反應(yīng)區(qū)、厭氧回流室和好氧動態(tài)反應(yīng)區(qū)；生物組合反應(yīng)器的入水口設(shè)于厭氧折流反應(yīng)區(qū)；所述厭氧折流反應(yīng)區(qū)由隔墻分隔為兩個或兩個以上折流室，折流室中豎直設(shè)有擋水板并接種有占折流室有效容積1/3-1/2的活性顆粒污泥。好氧動態(tài)反應(yīng)區(qū)由兩個擋水板分隔為第一隔室、第二隔室和第三隔室；第二隔室接種有1/3-1/2顆粒污泥；第二隔室設(shè)有格柵網(wǎng)，上部設(shè)有曝氣系統(tǒng)；第一隔室和第三隔室設(shè)有袋式膜組件。本發(fā)明還提供了一種包括上述生物組合反應(yīng)器的印染廢水處理裝置及應(yīng)用了上述生物組合反應(yīng)器的印染廢水處理方法，具有工藝簡單、成本低廉、運(yùn)行穩(wěn)定、出水水質(zhì)好等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】用于印染廢水處理的生物組合反應(yīng)器、裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及廢水處理領(lǐng)域，特別涉及適用于堿減量、退漿等工序產(chǎn)生的高COD濃度、高氨氮、高色度混合印染廢水處理的裝置及其方法。
【背景技術(shù)】
[0002]工業(yè)廢水的綜合治理已成為當(dāng)代環(huán)境工作亟待解決的重大問題之一。其中紡織染整行業(yè)的水資源取用量為我國各工業(yè)的第二位，廢水排放量居全國第六位，其中印染廢水占全國紡織廢水排放量的80%以上?，F(xiàn)有的印染廠主要是加工純棉織物及棉、化纖混紡織物、純化纖織物，通常分為前處理、漂煉、印花、整理等主要處理工序。隨著化纖聚酯織物的發(fā)展以及堿減量處理工藝的引進(jìn)，堿減量工序已成為我國最主要的前處理工序，但堿減量工序同時產(chǎn)生了大量難處理的堿減量廢水，后續(xù)工序還產(chǎn)生了大量的退漿廢水、印花廢水等高濃度、難生物降解的印染廢水。實(shí)際上，印染廢水處理過程中堿減量廢水、印花廢水與其它高濃度印染廢水混合后處理，這樣不僅增加了綜合印染廢水的處理難度和處理費(fèi)用，而且常規(guī)的廢水處理工藝也難以實(shí)現(xiàn)對其高標(biāo)準(zhǔn)處理后的達(dá)標(biāo)排放。 [0003]印染廢水各處理工序中產(chǎn)生的大分子高聚物、染料、PVA、助劑等難降解復(fù)雜有機(jī)物質(zhì)，溶入大量的堿減量印染廢水中，很大程度上增加了堿減量退漿印染廢水治理的難度，從而使傳統(tǒng)的生物處理方法不能夠達(dá)到很好的處理效果。因此印染廢水具有水質(zhì)復(fù)雜、水量大、難生物處理等特點(diǎn)，一直是廢水處理領(lǐng)域的研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。
[0004]隨著工業(yè)化的發(fā)展，印染廢水的處理難度加大，同時紡織印染行業(yè)的廢水處理成本高、效果差和穩(wěn)定性差，因此幾種處理技術(shù)形成一套完整的高效處理印染廢水處理組合工藝成為印染廢水處理技術(shù)的發(fā)展趨勢。針對紡織染整行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的不斷提高及節(jié)能減排的要求，尋求一種高效、簡單、廉價處理高濃度堿減量退漿混合廢水的工藝，為該種類和各行業(yè)中同類廢水的處理工程設(shè)計及應(yīng)用提供依據(jù)，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的發(fā)明目的是提供一種高效、簡單、廉價處理高濃度堿減量退漿混合廢水的生物組合反應(yīng)器、裝置及方法。為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案如下:
[0006]一種用于印染廢水處理的生物組合反應(yīng)器，包括厭氧折流反應(yīng)區(qū)、厭氧回流室和好氧動態(tài)反應(yīng)區(qū)；所述生物組合反應(yīng)器的入水口設(shè)于厭氧折流反應(yīng)區(qū)；
[0007]所述厭氧折流反應(yīng)區(qū)由隔墻分隔為兩個或兩個以上折流室，折流室中豎直設(shè)有擋水板，并且折流室中接種有占折流室有效容積1/3-1/2的活性污泥或厭氧顆粒污泥。
[0008]進(jìn)一步地，所述的生物組合反應(yīng)器中，所述好氧動態(tài)反應(yīng)區(qū)由兩個擋水板依次分隔為第一隔室、第二隔室和第三隔室，三個隔室的上部和下部分別聯(lián)通；第二隔室接種有1/3-1/2顆粒污泥；第二隔室設(shè)有格柵網(wǎng)，上部設(shè)有曝氣系統(tǒng)；第一隔室和第三隔室設(shè)有袋式膜組件。
[0009]進(jìn)一步地，所述的生物組合反應(yīng)器中，所述袋式膜組件包括框架和膜材料，所述膜材料包括布膜材料；袋式膜組件底端設(shè)有出水口，出水方式包括重力流出水、負(fù)壓出水或重力流結(jié)合負(fù)壓出水。
[0010]一種印染廢水處理裝置，包括集水調(diào)節(jié)池、高級氧化池、生物組合反應(yīng)器、混凝氣浮池和上流式曝氣生物濾池；
[0011]所述生物組合反應(yīng)器包括厭氧折流反應(yīng)區(qū)、厭氧回流室和好氧動態(tài)反應(yīng)區(qū)；所述生物組合反應(yīng)器的入水口設(shè)于厭氧折流反應(yīng)區(qū)；
[0012]所述厭氧折流反應(yīng)區(qū)由隔墻分隔為兩個或兩個以上折流室，折流室中豎直設(shè)有擋水板，并且折流室中接種有1/3-1/2活性污泥或厭氧顆粒污泥。
[0013]進(jìn)一步地，所述的印染廢水處理裝置中，所述好氧動態(tài)反應(yīng)區(qū)由兩個擋水板依次分隔為第一隔室、第二隔室和第三隔室，三個隔室的上部和下部分別聯(lián)通；第二隔室接種有1/3-1/2顆粒污泥；第二隔室設(shè)有格柵網(wǎng)，上部設(shè)有曝氣系統(tǒng)；第一隔室和第三隔室設(shè)有袋式月吳組件；
[0014]所述袋式膜組件包括框架和膜材料，所述膜材料包括布膜材料；袋式膜組件底端設(shè)有出水口，出水方式包括重力流出水、負(fù)壓出水或重力流結(jié)合負(fù)壓出水。
[0015]進(jìn)一步地，所述的印染廢水處理裝置中，所述上流式曝氣生物濾池的入水口和出水口分別設(shè)于所述上流式曝氣生物濾池的下部和上部；所述上流式曝氣生物濾池設(shè)有濾料層和濾板，濾料層的濾料材質(zhì)包括陶粒、沸石、膨脹球粘土或活性炭，濾料的粒徑為2-5_ ；
[0016]濾料層和濾板中間設(shè)有承托層，承托層包括5_20cm高的卵石或磁鐵石；所述上流式曝氣生物濾池還設(shè)有反沖洗系統(tǒng)和曝氣系統(tǒng)，曝氣系統(tǒng)設(shè)于濾料層下部或承托層。
[0017]一種印染廢水處理方法，包括步驟:
[0018]廢水進(jìn)入集水調(diào)節(jié)池中以進(jìn)行水質(zhì)水量調(diào)節(jié)；
[0019]廢水進(jìn)入高級氧化池以進(jìn)行氧化反應(yīng)；
[0020]廢水進(jìn)入生物組合反應(yīng)器進(jìn)行污染物去除；
[0021]廢水進(jìn)入混凝氣浮池進(jìn)行處理；
[0022]廢水進(jìn)入上流式曝氣生物濾池進(jìn)行處理；
[0023]將得到的尾水直接排放、回用或深度處理；
[0024]其中，所述生物組合反應(yīng)器包括厭氧折流反應(yīng)區(qū)、厭氧回流室和好氧動態(tài)反應(yīng)區(qū)；所述生物組合反應(yīng)器的入水口設(shè)于厭氧折流反應(yīng)區(qū)；
[0025]所述厭氧折流反應(yīng)區(qū)由隔墻分隔為兩個或兩個以上折流室，折流室中豎直設(shè)有擋水板，并且折流室中接種有1/3-1/2活性污泥或厭氧顆粒污泥。
[0026]進(jìn)一步地，所述的印染廢水處理方法中，在廢水進(jìn)入集水調(diào)節(jié)池之前還包括前處理步驟:用5mm的格柵過濾去除廢水中的大顆粒雜質(zhì)；
[0027]所述高級氧化池包括氧化區(qū)、還原區(qū)、氧化鐵沉淀區(qū)和pH調(diào)節(jié)區(qū)；
[0028]廢水進(jìn)入氧化區(qū)后，調(diào)節(jié)廢水pH至3.5-4.0后加入強(qiáng)氧化劑并進(jìn)行曝氣處理；
[0029]廢水進(jìn)入還原區(qū)后，調(diào)節(jié)廢水pH至8.0-8.5 ；
[0030]廢水進(jìn)入pH調(diào)節(jié)區(qū)后，調(diào)節(jié)廢水pH至7.0-8.0。
[0031]進(jìn)一步地，所述的印染廢水處理方法中，所述好氧動態(tài)反應(yīng)區(qū)由兩個擋水板依次分隔為第一隔室、第二隔室和第三隔室，三個隔室的上部和下部分別聯(lián)通；第二隔室接種有1/3-1/2顆粒污泥；第二隔室設(shè)有格柵網(wǎng)，上部設(shè)有曝氣系統(tǒng)，通過曝氣水流沖擊使第二隔室的水流向上、第一隔室和第三隔室的水流向下；
[0032]在厭氧折流反應(yīng)區(qū)中通過回流泵控制水流的上升流速介于臨界流化速度和沖出速度之間；
[0033]第一隔室和第三隔室設(shè)有袋式膜組件；所述袋式膜組件包括框架和膜材料，所述膜材料包括布膜材料；袋式膜組件底端設(shè)有出水口，出水方式包括重力流出水、負(fù)壓出水或重力流結(jié)合負(fù)壓出水；
[0034]從厭氧折流反應(yīng)區(qū)的出水去向包括:回流至折流室；進(jìn)入好氧動態(tài)反應(yīng)區(qū)；進(jìn)入?yún)捬趸亓魇摇?br> [0035]進(jìn)一步地，所述的印染廢水處理方法中，所述上流式曝氣生物濾池的入水口和出水口分別設(shè)于所述上流式曝氣生物濾池的下部和上部；所述上流式曝氣生物濾池設(shè)有濾料層和濾板，濾料層的濾料材質(zhì)包括陶粒、沸石、膨脹球粘土或活性炭，濾料的粒徑為2-5_ ；
[0036]濾料層和濾板中間設(shè)有承托層，承托層包括5_20cm高的卵石或磁鐵石；
[0037]所述上流式曝氣生物濾池還設(shè)有曝氣系統(tǒng)，曝氣系統(tǒng)設(shè)于濾料層下部或承托層；
[0038]上流式曝氣生物濾池還設(shè)有反沖洗系統(tǒng)；反沖洗產(chǎn)生的廢水返回至混凝氣浮池進(jìn)行處理。
[0039]采取上述技術(shù)方案之后，本發(fā)明的有益效果為:經(jīng)過本實(shí)施方式所述印染廢水處理裝置的處理，產(chǎn)生的剩余污泥量少，可以不設(shè)沉淀池，省去沉淀池的占地。并可根據(jù)清污分流的原則，與廠區(qū)其他 處理工藝組合使用，適合廠區(qū)后期的改建、擴(kuò)建。這也就意味著本發(fā)明不僅可以用于新建高濃度印染廢水處理工程，同時還可以對已建印染廢水處理系統(tǒng)進(jìn)行提高標(biāo)準(zhǔn)的擴(kuò)建，具有工藝簡單、基建及運(yùn)行成本低廉、操作簡單、運(yùn)行穩(wěn)定、占地面積小、出水水質(zhì)好、抗沖擊負(fù)荷強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，特別是對于高濃度的C0D、氨氮、色度能夠高效去除，實(shí)現(xiàn)了印染廢水的高效處理。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0040]圖1為本發(fā)明為本發(fā)明一實(shí)施方式中一種用于印染廢水處理的生物組合反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0041]圖2為本發(fā)明一實(shí)施方式中一種用于印染廢水處理的生物組合反應(yīng)器的立體示意圖；
[0042]圖3為本發(fā)明另一實(shí)施方式中一種印染廢水處理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0043]圖4為本發(fā)明另一實(shí)施方式中一種印染廢水處理裝置中的高級氧化池的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0044]圖5為本發(fā)明另一實(shí)施方式中一種印染廢水處理裝置中的上流式曝氣生物濾池的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0045]標(biāo)號說明:
[0046]1-生物組合反應(yīng)器
[0047]100-厭氧折流反應(yīng)區(qū)
[0048]101-厭氧回流室
[0049]102-好氧動態(tài)反應(yīng)區(qū)
[0050]103-生物組合反應(yīng)器入水口[0051]104-隔墻
[0052]105-折流室
[0053]106-擋水板
[0054]107-活性顆粒污泥
[0055]108-第一隔室
[0056]109-第二隔室
[0057]110-第三隔室
[0058]111-格柵網(wǎng)
[0059]112-曝氣系統(tǒng)
[0060]113-袋式膜組件
[0061]114-框架
[0062]115-無紡布膜
[0063]116-回流泵
[0064]4-高級氧化池
[0065]401-氧化區(qū)
[0066]402-還原區(qū)
[0067]403-氧化鐵沉淀區(qū)
[0068]404-pH 調(diào)節(jié)區(qū)
[0069]5-生物濾池
[0070]501-生物濾池入水口
[0071]502-生物濾池出水口
[0072]503-生物濾池曝氣系統(tǒng)
[0073]504-反沖洗系統(tǒng)
[0074]505-濾料層
[0075]506-濾板
[0076]507-承托層
[0077]2-集水調(diào)節(jié)池
[0078]3-混凝氣浮池
【具體實(shí)施方式】
[0079]為詳細(xì)說明本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容、構(gòu)造特征、所實(shí)現(xiàn)目的及效果，以下結(jié)合實(shí)施方式并配合附圖詳予說明。
[0080]請參閱圖1和圖2 ;圖1為本發(fā)明一實(shí)施方式中一種用于印染廢水處理的生物組合反應(yīng)器I的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明一實(shí)施方式中一種用于印染廢水處理的生物組合反應(yīng)器的立體示意圖。圖中黑粗箭頭代表水流流向。所述生物組合反應(yīng)器I包括厭氧折流反應(yīng)區(qū)100、厭氧回流室101和好氧動態(tài)反應(yīng)區(qū)102 ;所述生物組合反應(yīng)器I的入水口 103設(shè)于厭氧折流反應(yīng)區(qū)100 ;厭氧折流反應(yīng)區(qū)100的出水口分別與厭氧回流室101的、好氧動態(tài)反應(yīng)區(qū)102、厭氧折流反應(yīng)區(qū)100的入水口 103相連；
[0081]厭氧折流反應(yīng)區(qū)100位于生物組合反應(yīng)器I的前端，整個生物組合反應(yīng)器I的入水口也設(shè)于厭氧折流反應(yīng)區(qū)入水口 103。厭氧折流反應(yīng)區(qū)100由三個隔墻104分隔為四個折流室105。在其他實(shí)施方式中，折流室105的數(shù)目還可以是兩個、三個、五個或五個以上。折流室105中豎直設(shè)有擋水板106，使廢水在各個折流室105中上下蛇形流動。并且折流室中接種有占折流室105有效容積1/3-1/2的活性顆粒污泥107。在其他方式中，還可以接種占折流室105有效容積1/3-1/2的厭氧顆粒污泥。
[0082]厭氧折流反應(yīng)區(qū)100的出水進(jìn)入?yún)捬趸亓魇?01，部分出水回流至折流室105，另一部分進(jìn)入好氧動態(tài)反應(yīng)區(qū)102。所述好氧動態(tài)反應(yīng)區(qū)102由兩個擋水板106依次分隔為第一隔室108、第二隔室109和第三隔室110，三個隔室的上部和下部分別聯(lián)通；第二隔室109接種有1/3-1/2活性顆粒污泥107 ;第二隔室109設(shè)有格柵網(wǎng)111，上部設(shè)有曝氣系統(tǒng)112，通過曝氣水流沖擊使第二隔室109的水流流向位于其兩側(cè)的第一隔室108和第三隔室110，形成良好的閉路循環(huán)水流流態(tài)，第一隔室108和第三隔室110的水流向下，第二隔室109的水流向上，如此便使活性顆粒污泥107在第二隔室109中形成生物膨脹床，具有較高的好氧動態(tài)反應(yīng)區(qū)102污泥濃度和生化傳質(zhì)效率，保證了生物組合反應(yīng)器I的高效性。
[0083]第一隔室108和第三隔室110設(shè)有袋式膜組件113。所述袋式膜組件113包括框架114和無紡布膜115，在另外一些實(shí)施方式中，膜材料還可以是其他布膜材料或其他廉價膜材料；袋式膜組件的出水方式包括重力流出水、負(fù)壓出水或重力流結(jié)合負(fù)壓出水。本實(shí)施方式中的生物組合反應(yīng)器I在好氧動態(tài)反應(yīng)區(qū)102中結(jié)合了動態(tài)膜處理技術(shù)，應(yīng)用廉價的無紡布等膜材料制成袋裝的膜組件，與當(dāng)前的動態(tài)膜組件對比，具有膜通量大、不易膜污染、造價低廉、可重力流出水從而節(jié)能降耗的優(yōu)點(diǎn)。特別對應(yīng)于膜材料最常見的污染問題，由于活性顆粒污泥107主要接種于第二隔室109，而兩側(cè)的第一隔室108和第三隔室110的污泥量少，這就在很大程度上延長了兩側(cè)隔室中膜組件的膜污染周期。 [0084]在厭氧折流反應(yīng)區(qū)100中存在內(nèi)循環(huán)并設(shè)有回流泵116以控制厭氧折流反應(yīng)區(qū)100中的上升流速，使各折流室105中的上升流速介于臨界流化速度和沖出速度之間。其中，臨界流化速度是固定床向流化床轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵參數(shù)，它實(shí)際上是使載體顆粒流化的最小速度。沖出速度是載體顆粒隨著水流從流化床中流出的速度。這樣一來，各折流室105形成類似三相厭氧生物流化床的結(jié)構(gòu)，促使各折流室105中活性顆粒污泥107的形成，從而提高厭氧階段的污染物去除效率。此外，在其他實(shí)施方式中，還可以通過在厭氧折流反應(yīng)區(qū)100中密閉設(shè)置沼氣收集器以達(dá)到回收沼氣生物能的目的，在能量的回收利用上亦存在顯著優(yōu)勢。
[0085]整個生物組合反應(yīng)器I中兼有厭氧型、缺氧型以及好氧型反應(yīng)，不僅具有較高的COD去除效率，同時還有很好的脫氮除磷的效果。
[0086]請參閱圖3，為本發(fā)明另一實(shí)施方式中一種印染廢水處理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。所述印染廢水處理裝置包括集水調(diào)節(jié)池2、高級氧化池4、生物組合反應(yīng)器1、混凝氣浮池3以及上流式曝氣生物濾池5五個單元，且待處理廢水依次通過集水調(diào)節(jié)池、高級氧化池、生物組合反應(yīng)器、混凝氣浮池以及上流式曝氣生物濾池這五個單元。
[0087]集水調(diào)節(jié)池2用于將廢水在其中進(jìn)行水質(zhì)水量調(diào)節(jié)，以達(dá)到均衡水量水質(zhì)的目的。從集水調(diào)節(jié)池2的出水通過污水提升泵進(jìn)入進(jìn)入高級氧化池4。
[0088]請參閱圖4，為本發(fā)明另一實(shí)施方式中一種印染廢水處理裝置中的高級氧化池的結(jié)構(gòu)示意圖。高級氧化池4包括氧化區(qū)401、還原區(qū)402、氧化鐵沉淀區(qū)403和pH調(diào)節(jié)區(qū)404。廢水進(jìn)入氧化區(qū)401后，在氧化區(qū)401中加入Feton試劑(Fe2+和H2O2組成的試劑)作為強(qiáng)氧化劑，并通過曝氣提高氧化效率，使廢水中的難降解大分子物質(zhì)氧化分解為較易降解的小分子物質(zhì)。
[0089]印染過程產(chǎn)生的堿減量退漿綜合廢水中含有大量的難降解有機(jī)物，如對苯二甲酸聚酯、PVA、各種輔助劑及染料，因此一般的生化處理將無法徹底降解該類有機(jī)物，這也就增加了廢水進(jìn)一步深化處理的難度。本發(fā)明在裝置中引進(jìn)高級氧化系統(tǒng)，對堿減量退漿綜合廢水中的難生物降解的化學(xué)物質(zhì)進(jìn)行強(qiáng)氧化處理，處理之后的廢水再進(jìn)入生物組合反應(yīng)器I進(jìn)行處理，這樣就能夠降解以及去除廢水中大量的難降解有機(jī)物。值得一提的是，雖然實(shí)踐證明生物法一般能降解高聚物化合物，但需要的HRT (Hydraulic Retent1n Time,又稱水力停留時間，指待處理污水在反應(yīng)器內(nèi)的平均停留時間即污水與生物反應(yīng)器內(nèi)微生物作用的平均反應(yīng)時間)很長。在技術(shù)方案的實(shí)際實(shí)施過程中，為了減小整個工藝的HRT，物化法設(shè)置是很有必要的，以此提高整個處理工藝的處理效率。
[0090]所述生物組合反應(yīng)器I包括厭氧折流反應(yīng)區(qū)100、厭氧回流室101和好氧動態(tài)反應(yīng)區(qū)102 ;所述生物組合反應(yīng)器I的入水口 103設(shè)于厭氧折流反應(yīng)區(qū)100 ;厭氧折流反應(yīng)區(qū)100的出水口分別與厭氧回流室101的、好氧動態(tài)反應(yīng)區(qū)102、厭氧折流反應(yīng)區(qū)100的入水口 103相連。
[0091]厭氧折流反應(yīng)區(qū)100位于生物組合反應(yīng)器I的前端，整個生物組合反應(yīng)器I的入水口也設(shè)于厭氧折流反應(yīng)區(qū)入水口 103。厭氧折流反應(yīng)區(qū)100由三個隔墻104分隔為四個折流室105。在其他實(shí)施方式中，折流室105的數(shù)目還可以是兩個、三個、五個或五個以上。折流室105中豎直設(shè)有擋水板106，使廢水在各個折流室105中上下蛇形流動。并且折流室中接種有占折流室105有效容積1/3-1/2的活性顆粒污泥107。在其他方式中，還可以接種占折流室105有效容積1/3-1/2的厭氧顆粒污泥。 [0092]厭氧折流反應(yīng)區(qū)100的出水進(jìn)入?yún)捬趸亓魇?01，部分出水回流至折流室105，另一部分進(jìn)入好氧動態(tài)反應(yīng)區(qū)102。所述好氧動態(tài)反應(yīng)區(qū)102由兩個擋水板106依次分隔為第一隔室108、第二隔室109和第三隔室110，三個隔室的上部和下部分別聯(lián)通；第二隔室109接種有1/3-1/2活性顆粒污泥107 ;第二隔室109設(shè)有格柵網(wǎng)111，上部設(shè)有曝氣系統(tǒng)112，通過曝氣水流沖擊使第二隔室109的水流流向位于其兩側(cè)的第一隔室108和第三隔室110，形成良好的閉路循環(huán)水流流態(tài)，第一隔室108和第三隔室110的水流向下，第二隔室109的水流向上，如此便使活性顆粒污泥107在第二隔室109中形成生物膨脹床，具有較高的好氧動態(tài)反應(yīng)區(qū)102污泥濃度和生化傳質(zhì)效率，保證了生物組合反應(yīng)器I的高效性。
[0093]第一隔室108和第三隔室110設(shè)有袋式膜組件113。所述袋式膜組件113包括框架114和無紡布膜115，在另外一些實(shí)施方式中，膜材料還可以是其他布膜材料或其他廉價膜材料；袋式膜組件的出水方式包括重力流出水、負(fù)壓出水或重力流結(jié)合負(fù)壓出水。本實(shí)施方式中的生物組合反應(yīng)器I在好氧動態(tài)反應(yīng)區(qū)102中結(jié)合了動態(tài)膜處理技術(shù)，應(yīng)用廉價的無紡布等膜材料制成袋裝的膜組件，與當(dāng)前的動態(tài)膜組件對比，具有膜通量大、不易膜污染、造價低廉、可重力流出水從而節(jié)能降耗的優(yōu)點(diǎn)。特別對應(yīng)于膜材料最常見的污染問題，由于活性顆粒污泥107主要接種于第二隔室109，而兩側(cè)的第一隔室108和第三隔室110的污泥量少，這就在很大程度上延長了兩側(cè)隔室中膜組件的膜污染周期。
[0094]在厭氧折流反應(yīng)區(qū)100中存在內(nèi)循環(huán)并設(shè)有回流泵116以控制厭氧折流反應(yīng)區(qū)100中的上升流速，使各折流室105中的上升流速介于臨界流化速度和沖出速度之間，其中，臨界流化速度是固定床向流化床轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵參數(shù)，它實(shí)際上是使載體顆粒流化的最小速度。沖出速度是載體顆粒隨著水流從流化床中流出的速度。這樣一來，各折流室105形成類似三相厭氧生物流化床的結(jié)構(gòu)，促使各折流室105中活性顆粒污泥107的形成，從而提高厭氧階段的污染物去除效率。此外，在其他實(shí)施方式中，還可以通過在厭氧折流反應(yīng)區(qū)100中密閉設(shè)置沼氣收集器以達(dá)到回收沼氣生物能的目的，在能量的回收利用上亦存在顯著優(yōu)勢。
[0095]整個生物組合反應(yīng)器I中兼有厭氧型、缺氧型以及好氧型反應(yīng)，不僅具有較高的COD去除效率，同時還有很好的脫氮除磷的效果。
[0096]從生物組合反應(yīng)器I中的出水繼續(xù)進(jìn)入混凝氣浮池3進(jìn)行處理。具體地，混凝氣浮池3包括混合池和氣浮池，首先出水在混合池中投加混凝劑和絮凝劑，然后出水進(jìn)入氣浮池，進(jìn)行混凝氣浮并固液分離。由此產(chǎn)生的污泥可以進(jìn)入污泥處理系統(tǒng)進(jìn)行處理。
[0097]在混凝氣浮池3的處理過程中，混凝氣浮不僅可以去除廢水中的大部分懸浮物，同時具有降低廢水色度的作用。在其他的實(shí)施方式中，還可以結(jié)合印染廠其他污染物濃度較低的廢水處理工藝，將低濃度的廢水進(jìn)入混凝氣浮池處理后再進(jìn)入下一步的上流式曝氣生物濾池5進(jìn)行處理。
[0098]本實(shí)施方式中，從混凝氣浮池3的出水繼續(xù)進(jìn)入上流式曝氣生物濾池5進(jìn)行處理。請參閱圖5，為本發(fā)明另一實(shí)施方式中一種印染廢水處理裝置中的上流式曝氣生物濾池的結(jié)構(gòu)示意圖。所述上流式曝氣生物濾池5的入水和出水采用下進(jìn)上出的方式，即生物濾池入水口 501設(shè)于生物濾池5的下部，且生物濾池出水口 502設(shè)于生物濾池5的上部。除進(jìn)出水系統(tǒng)外，生物濾池5還設(shè)有生物濾池曝氣系統(tǒng)503和反沖洗系統(tǒng)504。濾料層505和濾板506中間設(shè)置有承托層 507，承托層508為5-20cm高的卵石或磁鐵石構(gòu)成；生物濾池曝氣系統(tǒng)503設(shè)于承托層508中，在另一實(shí)施方式中，生物濾池曝氣系統(tǒng)504可設(shè)于濾料層505的底部。濾料可選材質(zhì)為陶粒、沸石、膨脹球粘土、活性炭等，濾料的粒徑為2-5_。反沖洗系統(tǒng)504所產(chǎn)生的廢水將返回至混凝氣浮池3中的混合池進(jìn)行處理。
[0099]上流式曝氣生物濾池5能夠處理低負(fù)荷的廢水，在前述的處理單元的基礎(chǔ)上進(jìn)一步對印染廢水進(jìn)行脫色、脫氮、碳化，保證尾水能夠達(dá)標(biāo)排放。
[0100]經(jīng)過本實(shí)施方式所述印染廢水處理裝置的處理，產(chǎn)生的剩余污泥量少，可以不設(shè)沉淀池，省去沉淀池的占地。并可根據(jù)清污分流的原則，與廠區(qū)其他處理工藝組合使用，適合廠區(qū)后期的改建、擴(kuò)建。這也就意味著本發(fā)明不僅可以用于新建高濃度印染廢水處理工程，同時還可以對已建印染廢水處理系統(tǒng)進(jìn)行提高標(biāo)準(zhǔn)的擴(kuò)建，具有工藝簡單、成本低廉、運(yùn)行穩(wěn)定、出水水質(zhì)好等優(yōu)點(diǎn)。
[0101]本發(fā)明還提供了一種采用印染廢水處理裝置處理廢水的方法，即將印染廢水依次進(jìn)入集水調(diào)節(jié)池2、高級氧化池4、生物組合反應(yīng)器1、混凝氣浮池3和上流式曝氣生物濾池5，將得到的達(dá)標(biāo)尾水直接排放、回用或進(jìn)一步深度處理。
[0102]廢水進(jìn)入集水調(diào)節(jié)池2后，將在其中進(jìn)行水質(zhì)水量調(diào)節(jié)，以達(dá)到均衡水量水質(zhì)的目的。從集水調(diào)節(jié)池2的出水通過污水提升泵進(jìn)入高級氧化池4。
[0103]在其他實(shí)施方式中，廢水進(jìn)入集水調(diào)節(jié)池2之前，還有一前處理步驟，即首先用5mm的格柵過濾去除廢水中顆粒較大的雜質(zhì)后再進(jìn)入集水調(diào)節(jié)池2。在本發(fā)明的具體實(shí)施中，可以根據(jù)廢水的實(shí)際情況選擇前處理步驟或省略前處理步驟。
[0104]高級氧化池4包括氧化區(qū)401、還原區(qū)402、氧化鐵沉淀區(qū)403和pH調(diào)節(jié)區(qū)404。廢水進(jìn)入氧化區(qū)401后，調(diào)節(jié)pH值至3.5-4.0，此時在氧化區(qū)401中加入Feton試劑(Fe2+和H2O2組成的試劑)作為強(qiáng)氧化劑，并通過曝氣提高氧化效率，使廢水中的難降解大分子物質(zhì)氧化分解為較易降解的小分子物質(zhì)。在還原區(qū)，調(diào)節(jié)廢水的PH值至8.0-8.5。在pH調(diào)節(jié)區(qū)，調(diào)節(jié)廢水的PH至7.0-8.0。
[0105]印染過程產(chǎn)生的堿減量退漿綜合廢水中含有大量的難降解有機(jī)物，如對苯二甲酸聚酯、PVA、各種輔助劑及燃料，因此一般的生化處理將無法徹底降解該類有機(jī)物，這也就增加了廢水進(jìn)一步深化處理的難度。本發(fā)明在裝置中引進(jìn)高級氧化系統(tǒng)，對堿減量退漿綜合廢水中的難生物降解的化學(xué)物質(zhì)進(jìn)行強(qiáng)氧化處理，處理之后的廢水再進(jìn)入生物組合反應(yīng)器I進(jìn)行處理，這樣就能夠降解以及去除廢水中大量的難降解有機(jī)物。值得一提的是，雖然實(shí)踐證明生物法一般能降解高聚物化合物，但需要的HRT (Hydraulic Retent1n Time,又稱水力停留時間，指待處理污水在反應(yīng)器內(nèi)的平均停留時間即污水與生物反應(yīng)器內(nèi)微生物作用的平均反應(yīng)時間)很長。在技術(shù)方案的實(shí)際實(shí)施過程中，為了減小整個工藝的HRT，物化法設(shè)置是很有必要的，以此提高整個處理工藝的處理效率。
[0106]所述生物組合反應(yīng)器I包括 厭氧折流反應(yīng)區(qū)100、厭氧回流室101和好氧動態(tài)反應(yīng)區(qū)102 ;所述生物組合反應(yīng)器I的入水口 103設(shè)于厭氧折流反應(yīng)區(qū)100 ;厭氧折流反應(yīng)區(qū)100的出水口分別與厭氧回流室101的、好氧動態(tài)反應(yīng)區(qū)102、厭氧折流反應(yīng)區(qū)100的入水口 103相連。
[0107]厭氧折流反應(yīng)區(qū)100位于生物組合反應(yīng)器I的前端，整個生物組合反應(yīng)器I的入水口也設(shè)于厭氧折流反應(yīng)區(qū)入水口 103。厭氧折流反應(yīng)區(qū)100由三個隔墻104分隔為四個折流室105。在其他實(shí)施方式中，折流室105的數(shù)目還可以是兩個、三個、五個或五個以上。折流室105中豎直設(shè)有擋水板106，使廢水在各個折流室105中上下蛇形流動。并且折流室中接種有占折流室105有效容積1/3-1/2的活性顆粒污泥107。在其他方式中，還可以接種占折流室105有效容積1/3-1/2的厭氧顆粒污泥。
[0108]厭氧折流反應(yīng)區(qū)100的出水進(jìn)入?yún)捬趸亓魇?01，部分出水回流至折流室105，另一部分進(jìn)入好氧動態(tài)反應(yīng)區(qū)102。所述好氧動態(tài)反應(yīng)區(qū)102由兩個擋水板106依次分隔為第一隔室108、第二隔室109和第三隔室110，三個隔室的上部和下部分別聯(lián)通；第二隔室109接種有1/3-1/2活性顆粒污泥107 ;第二隔室109設(shè)有格柵網(wǎng)111，上部設(shè)有曝氣系統(tǒng)112，通過曝氣水流沖擊使第二隔室109的水流流向位于其兩側(cè)的第一隔室108和第三隔室110，形成良好的閉路循環(huán)水流流態(tài)，第一隔室108和第三隔室110的水流向下，第二隔室109的水流向上，如此便使活性顆粒污泥107在第二隔室109中形成生物膨脹床，具有較高的好氧動態(tài)反應(yīng)區(qū)102污泥濃度和生化傳質(zhì)效率，保證了生物組合反應(yīng)器I的高效性。
[0109]第一隔室108和第三隔室110設(shè)有袋式膜組件113。所述袋式膜組件113包括框架114和無紡布膜115，在另外一些實(shí)施方式中，膜材料還可以是其他布膜材料或其他廉價膜材料；袋式膜組件的出水方式包括重力流出水、負(fù)壓出水或重力流結(jié)合負(fù)壓出水。本實(shí)施方式中的生物組合反應(yīng)器I在好氧動態(tài)反應(yīng)區(qū)102中結(jié)合了動態(tài)膜處理技術(shù)，應(yīng)用廉價的無紡布等膜材料制成袋裝的膜組件，與當(dāng)前的動態(tài)膜組件對比，具有膜通量大、不易膜污染、造價低廉、可重力流出水從而節(jié)能降耗的優(yōu)點(diǎn)。特別對應(yīng)于膜材料最常見的污染問題，由于活性顆粒污泥107主要接種于第二隔室109，而兩側(cè)的第一隔室108和第三隔室110的污泥量少，這就在很大程度上延長了兩側(cè)隔室中膜組件的膜污染周期。
[0110]在厭氧折流反應(yīng)區(qū)100中存在內(nèi)循環(huán)并設(shè)有回流泵116以控制厭氧折流反應(yīng)區(qū)100中的上升流速，使各折流室105中的上升流速介于臨界流化速度和沖出速度之間，其中，臨界流化速度是固定床向流化床轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵參數(shù)，它實(shí)際上是使載體顆粒流化的最小速度。沖出速度是載體顆粒隨著水流從流化床中流出的速度。這樣一來，各折流室105形成類似三相厭氧生物流化床的結(jié)構(gòu)，促使各折流室105中活性顆粒污泥107的形成，從而提高厭氧階段的污染物去除效率。此外，在其他實(shí)施方式中，還可以通過在厭氧折流反應(yīng)區(qū)100中密閉設(shè)置沼氣收集器以達(dá)到回收沼氣生物能的目的，在能量的回收利用上亦存在顯著優(yōu)勢。
[0111]整個生物組合反應(yīng)器I中兼有厭氧型、缺氧型以及好氧型反應(yīng)，不僅具有較高的COD去除效率，同時還有很好的脫氮除磷的效果。
[0112]從生物組合反應(yīng)器I中的出水繼續(xù)進(jìn)入混凝氣浮池3進(jìn)行處理。具體地，混凝氣浮池3包括混合池和氣浮池，首先出水在混合池中投加混凝劑(PAC)和絮凝劑(PAM)，然后出水通過重力流進(jìn)入氣浮池，進(jìn)行混凝氣浮并固液分離。由此產(chǎn)生的污泥可以進(jìn)入污泥處理系統(tǒng)進(jìn)行處理。
[0113]在混凝氣浮池3的處理過程中，混凝氣浮不僅可以去除廢水中的大部分懸浮物，同時具有降低廢水色度的作用。在其他的實(shí)施方式中，還可以結(jié)合印染廠其他污染物濃度較低的廢水處理工藝，將低濃度的廢水進(jìn)入混凝氣浮池處理后再進(jìn)入下一步的上流式曝氣生物濾池5進(jìn)行處理。
[0114]本實(shí)施方式中，從混凝氣浮池3的出水繼續(xù)通過壓力泵進(jìn)入上流式曝氣生物濾池5進(jìn)行處理。上流式曝氣生物濾池5的入水和出水采用下進(jìn)上出的方式，即生物濾池入水口501設(shè)于生物濾池5的下部，且生物濾池出水口 502設(shè)于生物濾池5的上部。除進(jìn)出水系統(tǒng)外，生物濾池5還設(shè)有生物濾池曝氣系統(tǒng)503和反沖洗系統(tǒng)504。濾料層505和濾板506中間設(shè)置有承托層507，承托層508為5-20cm高的卵石或磁鐵石構(gòu)成；生物濾池曝氣系統(tǒng)503設(shè)于承托層508中，在另一實(shí)施方式中，生物濾池曝氣系統(tǒng)504可設(shè)于濾料層505的底部。濾料可選材質(zhì)為陶粒、沸石、膨脹球粘土、活性炭等，濾料的粒徑為2-5_。反沖洗系統(tǒng)504所產(chǎn)生的廢水將返回至混凝氣浮池3中的混合池進(jìn)行處理。
[0115]上流式曝氣生物濾池5能夠處理低負(fù)荷的廢水，在前述的處理單元的基礎(chǔ)上進(jìn)一步對印染廢水進(jìn)行脫色、脫氮、碳化，保證尾水能夠達(dá)標(biāo)排放。
[0116]經(jīng)過本實(shí)施方式所述廢水處理方法處理后的廢水的進(jìn)出水水質(zhì)對比結(jié)果如下表所示:
[0117]表1進(jìn)出水水質(zhì)指標(biāo)情況一覽表
[0118]
【權(quán)利要求】
1.一種用于印染廢水處理的生物組合反應(yīng)器，其特征在于，包括厭氧折流反應(yīng)區(qū)、厭氧回流室和好氧動態(tài)反應(yīng)區(qū)；所述生物組合反應(yīng)器的入水口設(shè)于厭氧折流反應(yīng)區(qū)； 所述厭氧折流反應(yīng)區(qū)由隔墻分隔為兩個或兩個以上折流室，折流室中豎直設(shè)有擋水板，并且折流室中接種有占折流室有效容積1/3-1/2的活性污泥或厭氧顆粒污泥。
2.如權(quán)利要求1所述的生物組合反應(yīng)器，其特征在于，所述好氧動態(tài)反應(yīng)區(qū)由兩個擋水板依次分隔為第一隔室、第二隔室和第三隔室，三個隔室的上部和下部分別聯(lián)通；第二隔室接種有1/3-1/2顆粒污泥；第二隔室設(shè)有格柵網(wǎng)，上部設(shè)有曝氣系統(tǒng)；第一隔室和第三隔室設(shè)有袋式膜組件。
3.如權(quán)利要求2所述的生物組合反應(yīng)器，其特征在于，所述袋式膜組件包括框架和膜材料，所述膜材料包括布膜材料；袋式膜組件底端設(shè)有出水口，出水方式包括重力流出水、負(fù)壓出水或重力流結(jié)合負(fù)壓出水。
4.一種印染廢水處理裝置，其特征在于，包括集水調(diào)節(jié)池、高級氧化池、生物組合反應(yīng)器、混凝氣浮池和上流式曝氣生物濾池； 所述生物組合反應(yīng)器包括厭氧折流反應(yīng)區(qū)、厭氧回流室和好氧動態(tài)反應(yīng)區(qū)；所述生物組合反應(yīng)器的入水口設(shè)于厭氧折流反應(yīng)區(qū)； 所述厭氧折流反應(yīng)區(qū)由隔墻分隔為兩個或兩個以上折流室，折流室中豎直設(shè)有擋水板，并且折流室中接種有1/3-1/2活性污泥或厭氧顆粒污泥。
5.如權(quán)利要求4所述的印染廢水處理裝置，其特征在于，所述好氧動態(tài)反應(yīng)區(qū)由兩個擋水板依次分隔為第一隔 室、第二隔室和第三隔室，三個隔室的上部和下部分別聯(lián)通；第二隔室接種有1/3-1/2顆粒污泥；第二隔室設(shè)有格柵網(wǎng)，上部設(shè)有曝氣系統(tǒng)；第一隔室和第三隔室設(shè)有袋式膜組件； 所述袋式膜組件包括框架和膜材料，所述膜材料包括布膜材料；袋式膜組件底端設(shè)有出水口，出水方式包括重力流出水、負(fù)壓出水或重力流結(jié)合負(fù)壓出水。
6.如權(quán)利要求4或5所述的印染廢水處理裝置，其特征在于，所述上流式曝氣生物濾池的入水口和出水口分別設(shè)于所述上流式曝氣生物濾池的下部和上部；所述上流式曝氣生物濾池設(shè)有濾料層和濾板，濾料層的濾料材質(zhì)包括陶粒、沸石、膨脹球粘土或活性炭，濾料的粒徑為2-5mm ； 濾料層和濾板中間設(shè)有承托層，承托層包括5-20cm高的卵石或磁鐵石；所述上流式曝氣生物濾池還設(shè)有反沖洗系統(tǒng)和曝氣系統(tǒng)，曝氣系統(tǒng)設(shè)于濾料層下部或承托層。
7.一種印染廢水處理方法，其特征在于，包括步驟: 廢水進(jìn)入集水調(diào)節(jié)池中以進(jìn)行水質(zhì)水量調(diào)節(jié)； 廢水進(jìn)入高級氧化池以進(jìn)行氧化反應(yīng)； 廢水進(jìn)入生物組合反應(yīng)器進(jìn)行污染物去除； 廢水進(jìn)入混凝氣浮池進(jìn)行處理； 廢水進(jìn)入上流式曝氣生物濾池進(jìn)行處理； 將得到的尾水直接排放、回用或深度處理； 其中，所述生物組合反應(yīng)器包括厭氧折流反應(yīng)區(qū)、厭氧回流室和好氧動態(tài)反應(yīng)區(qū)；所述生物組合反應(yīng)器的入水口設(shè)于厭氧折流反應(yīng)區(qū)； 所述厭氧折流反應(yīng)區(qū)由隔墻分隔為兩個或兩個以上折流室，折流室中豎直設(shè)有擋水板，并且折流室中接種有1/3-1/2活性污泥或厭氧顆粒污泥。
8.如權(quán)利要求7所述的印染廢水處理方法，其特征在于，在廢水進(jìn)入集水調(diào)節(jié)池之前還包括前處理步驟:用5_的格柵過濾去除廢水中的大顆粒雜質(zhì)； 所述高級氧化池包括氧化區(qū)、還原區(qū)、氧化鐵沉淀區(qū)和PH調(diào)節(jié)區(qū)； 廢水進(jìn)入氧化區(qū)后，調(diào)節(jié)廢水PH至3.5-4.0后加入強(qiáng)氧化劑并進(jìn)行曝氣處理； 廢水進(jìn)入還原區(qū)后，調(diào)節(jié)廢水pH至8.0-8.5 ； 廢水進(jìn)入pH調(diào)節(jié)區(qū)后，調(diào)節(jié)廢水pH至7.0-8.0。
9.如權(quán)利要求7或8所述的印染廢水處理方法，其特征在于，所述好氧動態(tài)反應(yīng)區(qū)由兩個擋水板依次分隔為第一隔室、第二隔室和第三隔室，三個隔室的上部和下部分別聯(lián)通；第二隔室接種有1/3-1/2顆粒污泥；第二隔室設(shè)有格柵網(wǎng)，上部設(shè)有曝氣系統(tǒng)，通過曝氣水流沖擊使第二隔室的水流向上、第一隔室和第三隔室的水流向下； 在厭氧折流反應(yīng)區(qū)中通過回流泵控制水流的上升流速介于臨界流化速度和沖出速度之間； 第一隔室和第三隔室設(shè)有袋式膜組件；所述袋式膜組件包括框架和膜材料，所述膜材料包括布膜材料；袋式膜組件底端設(shè)有出水口，出水方式包括重力流出水、負(fù)壓出水或重力流結(jié)合負(fù)壓出水； 從厭氧折流反應(yīng)區(qū)的出水去向包括:回流至折流室；進(jìn)入好氧動態(tài)反應(yīng)區(qū)；進(jìn)入?yún)捬趸亓魇摇?br> 10.如權(quán)利要求7或8所述的印染廢水處理方法，其特征在于，所述上流式曝氣生物濾池的入水口和出水口分別設(shè)于所述上流式曝氣生物濾池的下部和上部；所述上流式曝氣生物濾池設(shè)有濾料層和濾板，濾料層的濾料材質(zhì)包括陶粒、沸石、膨脹球粘土或活性炭，濾料的粒徑為2_5mm ； 濾料層和濾板中間設(shè)有承托層，承托層包括5-20cm高的卵石或磁鐵石； 所述上流式曝氣生物濾池還設(shè)有曝氣系統(tǒng)，曝氣系統(tǒng)設(shè)于濾料層下部或承托層； 上流式曝氣生物濾池還設(shè)有反沖洗系統(tǒng)；反沖洗產(chǎn)生的廢水返回至混凝氣浮池進(jìn)行處理。
【文檔編號】C02F3/30GK104030437SQ201410057842
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年2月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月20日
【發(fā)明者】鐘啟俊 申請人:鐘啟俊