一種鋼鐵聯(lián)合企業(yè)綜合廢水處理裝置及工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種鋼鐵聯(lián)合企業(yè)綜合廢水處理裝置及工藝，尤其涉及一種采用混凝-生物濾池-臭氧催化氧化-過濾工藝處理鋼鐵聯(lián)合企業(yè)綜合廢水，使其達(dá)到回用標(biāo)準(zhǔn)的處理裝置及工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]我國是世界產(chǎn)鋼大國，鋼廠生產(chǎn)包括材選、燒結(jié)、煉鐵、煉鋼、乳鋼及焦化等生產(chǎn)工藝。鋼鐵工業(yè)用水量很大，廢水主要來源于生產(chǎn)工藝過程用水、設(shè)備與產(chǎn)品冷卻水、煙氣洗滌、場(chǎng)地沖洗和生活污水等，廢水排放量大，成分復(fù)雜，廢水中污染物濃度高、毒性大，并且較難于生物降解。經(jīng)常規(guī)物化法或生物法等處理后，廢水水質(zhì)雖然可以滿足國家和地方達(dá)標(biāo)排放標(biāo)準(zhǔn)，但外排廢水中仍存在相當(dāng)數(shù)量的有機(jī)物、微生物、膠體、顆粒懸浮物、高價(jià)離子及可溶性無機(jī)鹽等，其循環(huán)利用受到了很大限制。隨著水資源的日益短缺，用水成本不斷增加。隨著環(huán)境保護(hù)政策的不斷加強(qiáng)和環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)的不斷提高，為避免達(dá)標(biāo)的工業(yè)廢水直接外排造成水資源浪費(fèi)，廢水還需要經(jīng)過進(jìn)一步的深度處理，以去除水中的污染物，使其達(dá)到工業(yè)新水回用標(biāo)準(zhǔn)。
[0003]為實(shí)現(xiàn)工業(yè)廢水回用，針對(duì)廢水中的懸浮物和難降解有機(jī)物，生化處理、混凝、高級(jí)氧化及膜過濾等多種成熟處理技術(shù)已投入工程應(yīng)用。如CN 103172224A公開了一種表面處理廢水回用處理工藝，廢水經(jīng)混凝、沉淀后直接流入生化池中進(jìn)行生化處理，生化池出水送到MBR膜池中進(jìn)行過濾處理，處理后出水可以達(dá)到回用標(biāo)準(zhǔn)；CN 102557292A公開了一種焦化廢水深度處理及回用方法，對(duì)經(jīng)過生化處理后的焦化廢水采用Fenton試劑氧化、絮凝的方法進(jìn)行深度處理，再通過加入水質(zhì)穩(wěn)定劑控制出水對(duì)碳鋼設(shè)備的腐蝕率，出水可以達(dá)到煉鋼濁水的水質(zhì)要求作為循環(huán)水補(bǔ)充水回用；CN 1524809A公開了一種工業(yè)廢水深度處理工藝，廢水首先進(jìn)入一系列砂過濾器，經(jīng)紫外線殺菌后送入超濾裝置，再經(jīng)過二級(jí)反滲透處理，出水可以返回生產(chǎn)線作為高純水使用；CN 101468859A公開了一種高濃度有機(jī)廢水深度凈化處理系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括相互連接的格柵、曝氣調(diào)節(jié)池、混凝池、一沉池、厭氧池、水解酸化池、好氧生物濾池、二沉池、深度氧化設(shè)備、污泥池和回用蓄水池，該深度氧化設(shè)備優(yōu)選帶有臭氧輸入的光催化氧化凈化器，通過臭氧在光催化劑催化下的氧化作用，最終形成的出水的凈化度高，并且沒有生物污染，可以作為中水使用，本發(fā)明適宜于處理各種高濃度有機(jī)污染的廢水；CN 103626360A公開了一體化臭氧催化氧化-曝氣生物濾池水的深度處理方法，所述方法為:來自進(jìn)水水栗的水和來自臭氧發(fā)生系統(tǒng)中混有氧氣的臭氧在廢水的主管道中混合，通過設(shè)在臭氧催化反應(yīng)區(qū)底部的濾板均勻進(jìn)入臭氧催化氧化區(qū)，在臭氧催化氧化劑陶粒上端裝填普通生物陶粒；臭氧催化氧化劑的裝填高度為0.3m?lm ;普通生物陶粒的填裝尚度為2?3m ;廢水與臭氧在臭氧催化反應(yīng)區(qū)在臭氧催化氧化劑陶粒催化作用下充分氧化分解后，上流到上部的曝氣生物濾池；臭氧的加入量為臭氧與待處理水中C0D的質(zhì)量比為0.05?1: 1，廢水在臭氧催化反應(yīng)區(qū)反應(yīng)時(shí)間為1?2小時(shí)；在曝氣生物濾池處理的停留時(shí)間為1?4小時(shí)，最后由出水堰排出。
[0004]但是，考慮到綜合廢水中含有的污染物種類繁多，成分復(fù)雜，采用單一技術(shù)的深度處理工藝很難有效地使出水全面滿足回用標(biāo)準(zhǔn)的各項(xiàng)指標(biāo)，如果要提升處理效果則勢(shì)必會(huì)大幅度地增加設(shè)備及運(yùn)行成本，不符合廢水處理的經(jīng)濟(jì)性要求?？傊?，目前尚缺乏一種能夠低成本處理鋼鐵工業(yè)達(dá)標(biāo)排放廢水作為回用水的技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種鋼鐵聯(lián)合企業(yè)綜合廢水處理裝置及工藝，所述處理裝置能有效去除廢水中的多種污染物，處理效率高，穩(wěn)定性好，耐沖擊能力強(qiáng)，操作簡單，能耗低，運(yùn)行成本較低，有利于工程推廣。
[0006]為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0007]一種鋼鐵聯(lián)合企業(yè)綜合廢水處理裝置，所述裝置包括混凝單元、生化處理單元和過濾單元，所述裝置還包括臭氧催化氧化單元，所述生化處理單元包括硝化生物濾池和反硝化生物濾池；
[0008]混凝單元、反硝化生物濾池、硝化生物濾池、過濾單元和臭氧催化氧化單元依次相連；或，
[0009]混凝單元、臭氧催化氧化單元、反硝化生物濾池、硝化生物濾池和過濾單元依次相連；或，
[0010]混凝單元、硝化生物濾池、反硝化生物濾池、過濾單元和臭氧催化氧化單元依次相連。
[0011 ] 本發(fā)明所述鋼鐵聯(lián)合企業(yè)綜合廢水為鋼鐵聯(lián)合企業(yè)產(chǎn)生的、經(jīng)初步處理已符合工業(yè)廢水直接排放標(biāo)準(zhǔn)的有機(jī)廢水，也可為其他經(jīng)處理后的達(dá)標(biāo)排放的廢水。
[0012]混凝單元、反硝化生物濾池、硝化生物濾池、過濾單元和臭氧催化氧化單元依次相連(簡稱為:第一種連接方式)的處理裝置針對(duì)廢水可生化性較好，且出水水質(zhì)中CODcr要求嚴(yán)格的廢水回用工程。
[0013]混凝單元、臭氧催化氧化單元、反硝化生物濾池、硝化生物濾池和過濾單元依次相連(簡稱為:第二種連接方式)的處理裝置針對(duì)廢水中缺乏或幾乎沒有可利用的有機(jī)碳源的廢水回用工程。
[0014]混凝單元、硝化生物濾池、反硝化生物濾池、過濾單元和臭氧催化氧化單元依次相連(簡稱為:第三種連接方式)的處理裝置針對(duì)廢水中缺乏或幾乎沒有可利用的有機(jī)碳源，氨氮含量較高，且出水水質(zhì)中總氮要求嚴(yán)格的廢水回用工程。
[0015]所述混凝單元是使水中的懸浮物和膠體在投加的高效混凝藥劑作用下，形成較大絮狀體，相互碰撞凝聚沉降，去除廢水中的懸浮雜質(zhì)和有機(jī)物，同時(shí)高效去除總氰化物和色度，保安后續(xù)的生化處理單元；所述反硝化生物濾池用于去除水中的硝酸鹽氮；所述硝化生物濾池主要用于去除水中的氨氮；所述第一種連接方式和第三種連接方式中的臭氧催化氧化單元用于降解廢水中的有機(jī)污染物，降低廢水的CODcr達(dá)到回用水水質(zhì)要求，第二種連接方式中的臭氧催化氧化單元用于降解廢水中的難降解有機(jī)污染物為易降解有機(jī)物，提高廢水的可生化性；所述過濾單元用于去除水中的細(xì)小顆粒、懸浮物和部分膠體。
[0016]所述混凝單元優(yōu)選為混合-絮凝-沉淀池、高密度沉淀池或機(jī)械攪拌澄清池。當(dāng)來水中懸浮物濃度較低，SS指標(biāo)小于70mg/L時(shí)，為保證處理效果，可在系統(tǒng)運(yùn)行之初，投加一定比例的循環(huán)污泥(如泥沙)，幫助絮體沉降，使脫穩(wěn)后的雜質(zhì)顆粒以載體為絮核，通過高分子鏈的架橋吸附作用以及微砂顆粒的沉積網(wǎng)捕作用，快速生成密度較大的礬花，從而大大縮短沉降時(shí)間，提高澄清池的處理能力，并有效應(yīng)對(duì)高沖擊負(fù)荷。
[0017]優(yōu)選地，所述混凝單元中投加的混凝藥劑為聚合鐵、聚合鋁或聚合鐵鋁的高分子共聚物中的任意一種或至少兩種的組合。所述聚合鐵的高分子共聚物可選自聚合硫酸鐵和/或聚合氯化鐵等，所述聚合鋁的高分子共聚物可選自聚合硫酸鋁和/或聚合氯化鋁等，所述聚合鐵鋁的高分子共聚物可選自聚合硫酸鋁鐵等。典型但非限制性的混凝劑組合為:聚合硫酸鐵和聚合氯化鐵，聚合硫酸鋁和聚合氯化鋁，聚合硫酸鐵、聚合氯化鐵和聚合硫酸鋁鐵，聚合硫酸鋁、聚合氯化鋁和聚合硫酸鋁鐵，聚合硫酸鐵、聚合氯化鐵、聚合硫酸鋁、聚合氯化鋁和聚合硫酸鋁鐵等。
[0018]所述硝化生物濾池和反硝化生物濾池中的濾料為火山巖、改性陶?；蚪固恐械囊环N或至少兩種的組合，典型但非限制性的組合可為:火山巖與改性陶粒，火山巖與焦炭，火山巖、改性陶粒與焦炭。
[0019]優(yōu)選地，在廢水中碳營養(yǎng)不足的情況下，向反硝化生物濾池中投加有機(jī)碳源。過量的外加碳源會(huì)在后續(xù)處理中去除，不會(huì)對(duì)處理效果產(chǎn)生影響。
[0020]優(yōu)選地，所述有機(jī)碳源為葡萄糖和/或甲醇。
[0021]優(yōu)選地，前置反硝化生物濾池表面水力負(fù)荷為8?10m3/(m2.h)，如8m3/(m2.h)、8.5m3/ (m2.h)、9m3/ (m2.h)、9.5m3/ (m2.h)或 10m3/ (m2.h)等，反硝化負(fù)荷為 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，空床停留時(shí)間為 25 ?30min，如 25min、26min、27min、28min、29min 或 30min 等。本發(fā)明中的(kgN03 -N) /(m2 -d)如無特別說明，意為濾池表面每平方米每天的反硝化負(fù)荷以硝酸鹽氮計(jì)算為多少千克。
[0022]優(yōu)選地，后置反硝化生物濾池表面水力負(fù)荷為8?12m3/ (m2.h)，如8m3/ (m2.h)、9m3/ (m2.h)、10m3/ (m2.h)、11m3/ (m2.h)或 12m3/ (m2.h)等，反硝化負(fù)荷為 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