本實(shí)用新型涉及工業(yè)高鹽有機(jī)廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種一種高鹽高有機(jī)物廢水生化處理裝置。
背景技術(shù)：
隨著生活污水和工業(yè)污水的大量排放以及種類繁多的化工制品的生產(chǎn)，水質(zhì)污染日趨嚴(yán)重。如何提高廢水深度處理的效率，緩解水資源緊張狀況已成為當(dāng)今水處理領(lǐng)域研究的重要課題。高鹽有機(jī)廢水是指來源于生活污水和工業(yè)廢水的總含鹽量大于1.0％wt(以NaCl含量計(jì))的排放廢水，含有較高的如Cl-、SO42-、Na+、Ca2+等無機(jī)離子，也含有大量有機(jī)物如甘油、酚類和高中低碳鏈的有機(jī)物。由于其成分復(fù)雜多樣、鹽分高、不可生化降解物質(zhì)含量高，對(duì)微生物生長(zhǎng)具有抑制作用，因此處理難度遠(yuǎn)比普通污水處理要大得多。同時(shí)，氮元素是造成水體富營(yíng)養(yǎng)化、破壞水體生態(tài)平衡的重要原因，目前工業(yè)廢水中氨氮和硝氮排放超標(biāo)問題嚴(yán)重，亟需找到一種高效、經(jīng)濟(jì)的處理方法，以緩解生態(tài)和環(huán)境日益惡劣的情況。
工業(yè)高鹽廢水的處理方法有物理法、物化法、電化學(xué)法、膜法(物理膜和化學(xué)膜)、生物法等，物理法近年來主要集中在多效蒸發(fā)和膜等技術(shù)的應(yīng)用和改進(jìn)上，多效蒸發(fā)消耗大量的能量，高效膜成本較高且易堵塞；物化法主要是物理法結(jié)合投加試劑等技術(shù)，運(yùn)行成本較高；而生物法以經(jīng)濟(jì)、高效等優(yōu)點(diǎn)正越來越多地應(yīng)用到環(huán)保處理項(xiàng)目中。但細(xì)菌等微生物對(duì)環(huán)境的選擇嚴(yán)苛，通常高鹽廢水含有較高的無機(jī)鹽，會(huì)造成菌體細(xì)胞內(nèi)外滲透壓增加，導(dǎo)致細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離、菌體死亡。目前用經(jīng)濟(jì)高效的生物法處理時(shí)必須對(duì)高鹽水進(jìn)行大規(guī)模的稀釋，限制了生化法在高鹽工業(yè)廢水上的應(yīng)用。
臭氧是一種氧化性很強(qiáng)且反應(yīng)產(chǎn)物環(huán)境友好的強(qiáng)氧化劑，臭氧的氧化性僅次于氟(電負(fù)性僅次于氟)，主要機(jī)理是通過產(chǎn)生氧自由基將有毒、難生物降解有機(jī)物環(huán)狀分子或長(zhǎng)鏈分子的部分?jǐn)嗔?，從而使大分子有機(jī)物變成小分子有機(jī)物，生成易于生化降解的物質(zhì)；同時(shí)能夠?qū)⑿》肿游镔|(zhì)直接分解成CO2和水，在去除COD方面效果顯著。在廢水生物處理前進(jìn)行臭氧氧化可極大提高廢水中COD的去除率并極大降低UV254和色度，同時(shí)可提高廢水的可生化性，為下一步的常規(guī)或生物處理提供保證。所以，臭氧處理技術(shù)在廢水處理中具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和廣泛的應(yīng)用前景。
因此，需要一種能有效地將臭氧處理與高鹽廢水生化處理的結(jié)合，可解決化工、制藥等行業(yè)排水中高鹽高有機(jī)物使污染物難處理的情況。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本實(shí)用新型的目的在于提供一種高鹽高有機(jī)物廢水生化處理裝置，旨在解決現(xiàn)有的高含鹽工業(yè)廢水中由于溶解鹽濃度過高無法采用常規(guī)的生化處理技術(shù)進(jìn)行廢水生化處理的問題，該裝置包括預(yù)處理系統(tǒng)、換熱器、硝化反應(yīng)器、反硝化反應(yīng)器、COD(BOD)反應(yīng)器、臭氧氧化塔、臭氧發(fā)生系統(tǒng)、澄清器、pH控制裝置、營(yíng)養(yǎng)液加注裝置、自動(dòng)控制裝置，還配置常規(guī)掛膜裝置和專有的曝氣裝置。
其中，所述預(yù)處理系統(tǒng)、硝化反應(yīng)器、反硝化反應(yīng)器、臭氧氧化塔、COD(BOD)反應(yīng)器依次連接。
所述自動(dòng)控制裝置，與CODcr反應(yīng)器、硝化反應(yīng)器、反硝化反應(yīng)器、澄清器、pH控制裝置、營(yíng)養(yǎng)液加注裝置連接。
所述預(yù)處理系統(tǒng)，包括初沉池和二次調(diào)節(jié)池。
所述pH控制裝置，包括pH值檢測(cè)控制裝置。
所述營(yíng)養(yǎng)液加注裝置，包括營(yíng)養(yǎng)液罐、營(yíng)養(yǎng)液加注泵。
所述曝氣裝置，包括風(fēng)機(jī)及曝氣結(jié)構(gòu)件。
高鹽廢水直接進(jìn)入硝化反應(yīng)器、反硝化反應(yīng)器、CODcr反應(yīng)器、澄清器依次處理其中的氨氮、硝氮、總氮、CODcr等污染物，同時(shí)在各個(gè)反應(yīng)器中加入適用的營(yíng)養(yǎng)劑并將pH值、溶解氧控制在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)。通過本裝置的處理，高鹽廢水中的氨氮、硝氮、總氮、CODcr等污染物可降至規(guī)定的排放指標(biāo)之內(nèi)，同時(shí)由于采用專有的微生物自身繁殖能力及反應(yīng)活性適用于高鹽廢水，因此污染物的去除效率較高而運(yùn)行成本較低。采用專門培養(yǎng)馴化的、耐高鹽微生物，并使用專有的微生物營(yíng)養(yǎng)劑及碳源維持其生物活性，使用專有的掛膜裝置提供微生物繁殖及反應(yīng)的空間，使含有污染物的高鹽廢水經(jīng)生化處理后達(dá)標(biāo)外排。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，采用本實(shí)用新型所述的設(shè)計(jì)方案，可以達(dá)到以下效果：
1.既充分利用了微生物處理的經(jīng)濟(jì)性，同時(shí)解決了微生物的低耐鹽問題；
2.所采用的微生物能夠耐受高鹽環(huán)境，TDS高達(dá)8％wt，在此高鹽條件下還保證了較高的去除效率；
3.生物方法與臭氧深度氧化相結(jié)合，可提高有機(jī)物的處理效率，滿足排放要求。
應(yīng)當(dāng)理解，前述大體的描述和后續(xù)詳盡的描述均為示例性說明和解釋，并不應(yīng)當(dāng)用作對(duì)本實(shí)用新型所要求保護(hù)內(nèi)容的限制。
附圖說明
參考隨附的附圖，本實(shí)用新型更多的目的、功能和優(yōu)點(diǎn)將通過本實(shí)用新型實(shí)施方式的如下描述得以闡明，其中：
圖1是本實(shí)用新型裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖標(biāo)記：1、初沉池；2、換熱器；3、硝化反應(yīng)器；4、反硝化反應(yīng)器；5、PH控制裝置；6、營(yíng)養(yǎng)液加注裝置；7、二次調(diào)節(jié)池；8、臭氧氧化塔；9、COD(BOD)反應(yīng)器；10、澄清器；11、臭氧發(fā)生系統(tǒng)；14、自動(dòng)控制系統(tǒng)；15、曝氣裝置。
具體實(shí)施方式
通過參考示范性實(shí)施例，本實(shí)用新型的目的和功能以及用于實(shí)現(xiàn)這些目的和功能的方法將得以闡明。然而，本實(shí)用新型并不受限于以下所公開的示范性實(shí)施例；可以通過不同形式來對(duì)其加以實(shí)現(xiàn)。說明書的實(shí)質(zhì)僅僅是幫助相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)人員綜合理解本實(shí)用新型的具體細(xì)節(jié)。
在下文中，將參考附圖描述本實(shí)用新型的實(shí)施例。在附圖中，相同的附圖標(biāo)記代表相同或類似的部件，或者相同或類似的步驟。
步驟一：預(yù)處理：對(duì)不同水質(zhì)的工業(yè)來水，避免對(duì)生物處理產(chǎn)生抑制作用，來水先在初沉池1中將來水水質(zhì)pH等條件進(jìn)行調(diào)節(jié)，如果含有生物毒性重金屬，在初沉池1中加入沉淀劑，含重金屬的沉淀在初沉池1底部的排泥槽沉積，通過排泥泵打走。
符合要求的澄清液進(jìn)入換熱器2，經(jīng)過換熱器2冷卻，溶液溫度被調(diào)整到適宜高鹽微生物生長(zhǎng)的25～35℃范圍內(nèi)。
步驟二：高鹽廢水流入生化系統(tǒng)的硝化反應(yīng)器3，在高耐鹽菌和適宜的環(huán)境條件下銨(氨)態(tài)氮在亞硝化菌作用下氧化為亞硝酸氮；亞硝酸鹽氮在硝化菌作用下轉(zhuǎn)化為硝酸氮。硝化反應(yīng)需要空氣曝氣，同時(shí)根據(jù)其酸堿度加入酸堿調(diào)節(jié)pH值至設(shè)定數(shù)值，并需要補(bǔ)充少量的營(yíng)養(yǎng)；
步驟三：溶液從硝化反應(yīng)器3通過重力自流至反硝化反應(yīng)器4，溶液中本身含有一定濃度的硝氮和在硝化反應(yīng)器中轉(zhuǎn)換的硝氮。在高耐鹽菌的作用下和適宜的環(huán)境條件--溶解氧(無氧或缺氧)、pH、溫度和有機(jī)碳源等條件下，反硝化菌可以將硝酸鹽(NO3-)作為電子傳遞鏈的最終電子受體，來完成物質(zhì)能量交換。硝氮被還原成穩(wěn)定無害的氮?dú)猓懦鱿到y(tǒng)。
步驟四：去除了氨氮和硝氮的高鹽高有機(jī)物廢水中含有一定量的不可生物降解有機(jī)物。臭氧發(fā)生系統(tǒng)11以氧氣源通過高壓放電產(chǎn)生一定濃度的臭氧，向臭氧氧化塔8中注入一定量的臭氧，將高鹽高有機(jī)物廢水中的不可生物降解的大分子有機(jī)物降解為可生物降解的小分子有機(jī)物。高鹽高有機(jī)物廢水進(jìn)入臭氧氧化塔8前，應(yīng)先在二次調(diào)節(jié)池7中將溶液的pH調(diào)到10左右，這樣臭氧產(chǎn)生的氧自由基在堿性條件下產(chǎn)生羥基自由基，能夠使氧化性增強(qiáng)，提高有機(jī)物的降解效果和COD的去除效果。
隨后，在適宜的環(huán)境條件(溶解氧、pH、溫度等)下，在COD(BOD)反應(yīng)器9中，高耐鹽菌將廢水中的小分子有機(jī)物(即可生物降解部分)作為自身新陳代謝的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，將其降解為二氧化碳和水。該生物反應(yīng)為需氧反應(yīng)器，需要注入空氣進(jìn)行曝氣，同時(shí)加入酸堿液調(diào)節(jié)pH值至設(shè)定數(shù)值。
步驟五：溶液溢流至澄清器10，通過自由沉降，使排液的TSS降低達(dá)的排液要求。
本實(shí)用新型裝置中，COD(BOD)反應(yīng)器9，為脫除COD(BOD)的生化反應(yīng)提供場(chǎng)所及條件；
硝化反應(yīng)器3，為脫除氨氮的生化反應(yīng)提供場(chǎng)所及條件；
反硝化反應(yīng)器4，為脫除硝氮的反硝化生化反應(yīng)提供場(chǎng)所及條件；
臭氧氧化塔8，將難生物降解的、高含量的大分子有機(jī)物降解為易生物降解的小分子有機(jī)物；同時(shí)將小分子有機(jī)物氧化降解為二氧化碳和水；根據(jù)這個(gè)原理，工藝流程中臭氧氧化塔8和COD(BOD)反應(yīng)器9的位置可以相互調(diào)換。
臭氧發(fā)生系統(tǒng)11，通入的氧氣在高壓放電下制備一定濃度的臭氧。
澄清器10，用于去除生化反應(yīng)器排出液中的懸浮物。
pH控制裝置5，包括pH值檢測(cè)控制裝置，酸液、堿液儲(chǔ)罐，酸液、堿液加注泵，用于控制各生化反應(yīng)器中介質(zhì)的pH值。
營(yíng)養(yǎng)液加注裝置6，包括營(yíng)養(yǎng)液罐、營(yíng)養(yǎng)液加注泵，用于向生化反應(yīng)器中加入營(yíng)養(yǎng)。
自動(dòng)控制裝置14，與COD(BOD)反應(yīng)器、硝化反應(yīng)器、反硝化反應(yīng)器、澄清器、pH控制裝置、營(yíng)養(yǎng)液加注裝置連接，用于實(shí)現(xiàn)高鹽廢水流量檢測(cè)、溫度檢測(cè)控制、pH值檢測(cè)控制、堿度檢測(cè)控制、溶解氧檢測(cè)控制、風(fēng)機(jī)控制。
曝氣裝置15，包括風(fēng)機(jī)及曝氣結(jié)構(gòu)件，用于維持需氧反應(yīng)器的氧氣供給，并維持一定的溶解氧濃度。
掛膜裝置，為微生物的生長(zhǎng)繁殖提供場(chǎng)所，并保證微生物與高鹽廢水的充分接觸反應(yīng)。
所述生物處理后的廢水可從COD(BOD)反應(yīng)器回流至硝化反應(yīng)器，最佳回流比為35％。
所述生物處理反應(yīng)器的反應(yīng)形式為生物膜法，微生物附著在蜂窩狀填料上。
所述生物法去除氨氮(硝化)的最佳溶解氧DO為3～6mg/L、去除硝氮(反硝化)的最佳溶解氧DO為小于0.5mg/L、去除COD反應(yīng)的最佳溶解氧DO為3～6mg/L。
所述生物法去除氨氮(硝化)的最佳pH為7.2～7.8、去除硝氮(反硝化)的最佳pH為9.0～9.6、去除COD反應(yīng)的最佳pH為7.4～8.0。
所述生物法去除氨氮(硝化)、去除硝氮(反硝化)、去除COD反應(yīng)的最佳溫度為30～35℃。
所述生物法去除氨氮(硝化)的最佳停留時(shí)間為21h、去除硝氮(反硝化)的最佳停留時(shí)間為20h、去除COD反應(yīng)的最佳停留時(shí)間為24.5h。臭氧深度氧化反應(yīng)的最佳停留時(shí)間為2h。
所述臭氧深度氧化反應(yīng)的最佳pH為9.0～10.0。
本實(shí)用新型中所述的專有的微生物將氨氮、總氮(硝氮)轉(zhuǎn)換成氮?dú)夂投趸寂湃氪髿?，產(chǎn)物對(duì)環(huán)境友好、無二次污染，包括：
脫COD(BOD)微生物，用于脫除COD(BOD)的生化反應(yīng)；
脫氨氮微生物(硝化微生物)，用于脫除氨氮的生化反應(yīng)；
反硝化微生物，用于脫除硝氮的生化反應(yīng)。
所述的硝化微生物營(yíng)養(yǎng)劑，為脫COD(BOD)微生物及脫氨氮微生物(硝化微生物)提供營(yíng)養(yǎng)并維持其反應(yīng)活性。
所述的反硝化微生物營(yíng)養(yǎng)劑，為反硝化微生物提供營(yíng)養(yǎng)并維持其反應(yīng)活性。
結(jié)合這里披露的本實(shí)用新型的說明和實(shí)踐，本實(shí)用新型的其他實(shí)施例對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員都是易于想到和理解的。說明和實(shí)施例僅被認(rèn)為是示例性的，本實(shí)用新型的真正范圍和主旨均由權(quán)利要求所限定。