專利名稱：一種提高臭氧-曝氣生物濾池聯(lián)合系統(tǒng)氧化效率的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種提高臭氧-曝氣生物濾池聯(lián)合系統(tǒng)氧化效率的方法及裝置，具體地說是涉及一種利用臭氧、曝氣生物濾池對(duì)印染廢水進(jìn)行深度處理的方法及裝置。
背景技術(shù)：
印染廢水在工業(yè)廢水排放總量中占有非常高的比例，且廢水色度深、有機(jī)物濃度高、含鹽量大，廢水中染料組分復(fù)雜且大多數(shù)以芳烴及雜環(huán)化合物為母體。特別是近年來，隨著染料工業(yè)的飛速發(fā)展和印染后整理技術(shù)的進(jìn)步，PVA漿料、各種新型助劑和整理劑等抗光解、耐氧化和抗生物降解的有機(jī)物被越來越多的應(yīng)用，印染廢水的色度有時(shí)可高達(dá)4000倍以上，B0D5/C0D值卻低至20%左右，處理難度不斷加大。傳統(tǒng)的物化和生化方法已經(jīng)很難實(shí)現(xiàn)印染廢水的回用。 目前運(yùn)用較廣泛的臭氧氧化和曝氣生物濾池的聯(lián)合處理工藝，可以在一定程度上提高難降解有機(jī)物的去除率，降低廢水色度，明顯改善出水水質(zhì)。但現(xiàn)存聯(lián)合工藝還存在一定缺點(diǎn)，例如專利CN101700944A的臭氧投加設(shè)備耗電量大，且曝氣生物濾池需重新曝氣以提供微生物氧源，不利于成本的節(jié)約；專利CN100494103C、專利CN101376556B沒有對(duì)臭氧殘留濃度、尾水色度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，不利于提高臭氧的利用率，不利于縮短臭氧的反應(yīng)時(shí)間；專利CN101538102A、專利CN201825822U需對(duì)臭氧尾氣進(jìn)行處理，同時(shí)對(duì)曝氣生物濾池需重新曝氣，增加額外能耗。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有臭氧氧化和曝氣生物濾池聯(lián)合處理工藝存在臭氧利用率低的問題，本發(fā)明提供了一種可以提高臭氧-曝氣生物濾池聯(lián)合系統(tǒng)氧化效率的方法。本發(fā)明還提供了實(shí)現(xiàn)上述方法的裝置。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)的—種提高臭氧-曝氣生物濾池聯(lián)合系統(tǒng)氧化效率的方法，包括物化-生化處理、管道臭氧氧化處理、一體化臭氧氧化和生物處理，其中物化-生化處理、一體化臭氧氧化和生物處理均采用現(xiàn)有技術(shù)實(shí)現(xiàn)，管道臭氧氧化處理及其與一體化臭氧-曝氣生物濾池的聯(lián)合處理方法為本發(fā)明創(chuàng)新點(diǎn)所在。具體為經(jīng)物化-生化處理的印染廢水先送往清水池調(diào)節(jié)水量，保證廢水較穩(wěn)定的流量與PH值，然后在長(zhǎng)度為5-10m的臭氧氧化管道內(nèi)實(shí)現(xiàn)廢水難降解有機(jī)物的部分氧化，最后送往一體化臭氧-曝氣生物濾池繼續(xù)氧化，并實(shí)現(xiàn)生物處理。所述管道臭氧氧化處理是指在臭氧氧化管道利用射流器實(shí)現(xiàn)臭氧與廢水的混合；所述射流器出口處設(shè)置兩塊折流板，所述臭氧氧化管道中插有交叉鋸齒帶，以促進(jìn)臭氧與廢水的混合，提高傳質(zhì)效率，提高臭氧的氧化效率。臭氧投加位置分為兩處，一處是臭氧氧化管道的前端，通過射流器，采用噴射的方式；另一處是在一體化臭氧-曝氣生物濾池的底部，采用曝氣的方式投加臭氧。臭氧的投加位置分為上述兩處，采用噴射和曝氣相結(jié)合的方式，可大大提高臭氧的氧化效率。所述一體化臭氧-曝氣生物濾池中，曝氣生物濾池不需要額外安裝曝氣系統(tǒng)提供工藝空氣，可直接利用臭氧帶入的氧氣為生物濾池的微生物提供氧源。所述臭氧總投加量為10-20mg/L廢水，所述一體化臭氧-曝氣生物濾池底部臭氧的投加量占總投加量的1/3 ;所述臭氧的投加量根據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控一體化臭氧-曝氣生物濾池出水的色度來調(diào)節(jié)；所述出水的色度應(yīng)低于5倍。所述一體化臭氧-曝氣生物濾池中，臭氧與廢水的反應(yīng)時(shí)間為O. 5 2小時(shí)，所述反應(yīng)時(shí)間具體根據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控曝氣生物濾池濾板進(jìn)水的臭氧殘留濃度來調(diào)節(jié)；控制臭氧殘留濃度在O. Γ0. 15mg/L。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明方法的裝置，其特征在于，包括清水池、廢水控制閥、水泵、射流器、5-10m長(zhǎng)的臭氧氧化管道、一體化臭氧-曝氣生物濾池、臭氧發(fā)生器、臭氧控制閥61、臭氧 控制閥62和監(jiān)控系統(tǒng)。所述清水池經(jīng)由廢水控制閥、水泵與射流器連通，射流器通過臭氧控制閥61與臭氧發(fā)生器連通，射流器還與臭氧氧化管道相連通，臭氧氧化管道與一體化臭氧-曝氣生物濾池連通；所述一體化臭氧-曝氣生物濾池底部的曝氣盤經(jīng)由臭氧控制閥62與臭氧發(fā)生器連接連通；所述監(jiān)控系統(tǒng)與臭氧控制閥61、臭氧控制閥62、設(shè)在一體化臭氧-曝氣生物濾池上端的出水口、設(shè)置于一體化臭氧-曝氣生物濾池中部的濾板連接。所述監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)濾板進(jìn)水和一體化臭氧-曝氣生物濾池出水實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。在所述射流器實(shí)現(xiàn)臭氧與廢水的混合；所述射流器出口處設(shè)置兩塊折流板，所述5_10m臭氧氧化管道中插有交叉銀齒帶，以促進(jìn)臭氧與廢水的混合，提聞傳質(zhì)效率，提聞臭氧的氧化效率。所述一體化臭氧-曝氣生物濾池底部的臭氧采用曝氣的方式投入廢水中。所述一體化臭氧-曝氣生物濾池5底部的曝氣盤511的曝氣孔徑小于等于3mm ;所述曝氣孔朝向與廢水流向相對(duì)，以提高廢水與臭氧的傳質(zhì)效率。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)(I)采用噴射和曝氣相結(jié)合的方式，同時(shí)通過折流板和內(nèi)插交叉鋸齒帶來增加廢水與臭氧的混合程度，提高兩者的傳質(zhì)效率，可大大提高臭氧的氧化效率。(2)通過自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)臭氧殘留濃度與出水色度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，既可避免臭氧投加量偏高或偏低的現(xiàn)象，也可有效降低廢水在臭氧接觸室的停留時(shí)間，提高系統(tǒng)的處理速率。


圖I為本發(fā)明方法的步驟流程圖。圖2為本發(fā)明裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本發(fā)明中臭氧氧化管道結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式以下是對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步說明，而不是對(duì)本發(fā)明的限制。下面給出圖I所示的紡織印染廢水深度處理回用的工藝方法的實(shí)施例。本發(fā)明提高臭氧-曝氣生物濾池聯(lián)合系統(tǒng)氧化效率的方法的步驟流程圖如圖I所示。包括以下步驟經(jīng)物化-生化處理的印染廢水先送往清水池調(diào)節(jié)水量，保證廢水較穩(wěn)定的流量與pH值，然后在5-10m的臭氧氧化管道內(nèi)實(shí)現(xiàn)廢水難降解有機(jī)物的部分氧化，最后送往一體化臭氧-曝氣生物濾池繼續(xù)氧化，并實(shí)現(xiàn)生物處理。所述臭氧的投加位置分兩處一是5-10m臭氧氧化管道的前端(采用噴射的方式)；另一是一體化臭氧-曝氣生物濾池的底部(采用曝氣的方式)。所述臭氧總投加量為10_20mg/L廢水，其中一體化臭氧-曝氣生物濾池底部臭氧的投加量為總投加量的1/3 ;臭氧的具體投加量根據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控一體化臭氧-曝氣生物濾池出水的色度來調(diào)節(jié)；所述出水色度應(yīng)低于5倍。所述一體化臭氧-曝氣生物濾池中，臭氧與廢水的反應(yīng)時(shí)間為O. 5^2小時(shí)，具體根據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控曝氣生物濾池濾板進(jìn)水的臭氧殘留濃度來調(diào)節(jié)；所述臭氧殘留濃度控制在 O. I O. 15mg/L。所述一體化臭氧-曝氣生物濾池中，曝氣生物濾池不需要安裝曝氣系統(tǒng)供氧，可直接利用臭氧帶入的氧氣為生物濾池的微生物提供氧源。 實(shí)現(xiàn)本發(fā)明方法的裝置示意圖如圖2所示，包括清水池I、廢水控制閥2、水泵3、射流器4、5-10m臭氧氧化管道7、一體化臭氧-曝氣生物濾池5、臭氧發(fā)生器6、臭氧控制閥61、臭氧控制閥62和監(jiān)控系統(tǒng)。所述清水池I通過廢水控制閥2、水泵3連通至射流器4，射流器4另通過臭氧控制閥61與臭氧發(fā)生器6連通，所述射流器4還與臭氧氧化管道7相連通。臭氧氧化管道7與一體化臭氧-曝氣生物濾池5連通；一體化臭氧-曝氣生物濾池5通過臭氧控制閥62與臭氧發(fā)生器6連通；所述監(jiān)控系統(tǒng)分別與臭氧控制閥61、臭氧控制閥62連接，并對(duì)濾板522進(jìn)水和一體化臭氧-曝氣生物濾池5出水實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。在所述射流器4實(shí)現(xiàn)臭氧與廢水的混合；如圖3所示，臭氧氧化管道7長(zhǎng)度為5-10m，在與射流器4臭氧進(jìn)口垂直位置處的臭氧氧化管道7內(nèi)設(shè)置兩塊折流板71，同時(shí)在臭氧氧化管道7中插有可拆卸的交叉銀齒帶72,以促進(jìn)臭氧與廢水的混合，提聞傳質(zhì)效率，提高臭氧的氧化效率。一體化臭氧-曝氣生物濾池5底部的臭氧采用曝氣的方式投入廢水中。所述曝氣孔徑小于等于3mm ;所述曝氣孔朝向與廢水流向相對(duì)，以提高傳質(zhì)效率。下面舉例說明本方法及裝置的實(shí)際操作過程。某印染廠綜合廢水，經(jīng)常規(guī)物化-生化處理后，廢水pH值為7. 1，出水COD為101. 9mg/L，濁度為8. 2NTU, SS為22. 3mg/L，氨氮為7. 94mg/L，色度61倍。具體實(shí)施如下
(I)從清水池I出來廢水，通過廢水控制閥2和水泵3進(jìn)入射流器4，在射流器4與臭氧接觸，然后在臭氧氧化管道7發(fā)生氧化反應(yīng)，將廢水中大部分難降解有機(jī)物氧化降解。本實(shí)施例中，臭氧氧化管道7為8m。在與所述射流器4臭氧進(jìn)口垂直位置處的臭氧氧化管道7內(nèi)設(shè)置兩塊折流板71，在所述臭氧氧化管道7中設(shè)置一條可拆卸的交叉鋸齒帶72，以提高臭氧與廢水的傳質(zhì)效率。(2)從臭氧氧化管道7出來廢水直接送往一體化臭氧-曝氣生物濾池5進(jìn)行臭氧氧化和生物處理，以繼續(xù)破壞難降解有機(jī)物的結(jié)構(gòu)，并去除C0D、氨氮和色度等污染物。在一體化臭氧-曝氣生物濾池5中，利用曝氣的方式將1/3的臭氧投加到一體化臭氧-曝氣生物濾池5底部的曝氣盤511，在臭氧氧化區(qū)51實(shí)現(xiàn)臭氧氧化。(3)在一體化臭氧-曝氣生物濾池5中，先利用監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)測(cè)曝氣池出水色度，若色度低于5倍，則通過臭氧控制閥61和臭氧控制閥62來減少臭氧投加量，若色度高于5倍則通過臭氧控制閥61和臭氧控制閥62來增加臭氧投加量；然后利用監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)測(cè)曝氣生物濾池濾板522進(jìn)水的臭氧殘留濃度，若臭氧的濃度低于O. lmg/L，則縮短臭氧反應(yīng)時(shí)間，若濾板522進(jìn)水的臭氧殘留濃度高于O. 15mg/L,則延長(zhǎng)臭氧反應(yīng)時(shí)間，若濾板522進(jìn)水的臭氧殘留濃度在O. lmg/L^O. 15mg/L之間，則保持不變的反應(yīng)時(shí)間。(4)在本實(shí)施案例中，經(jīng)一體化臭氧-曝氣生物濾池5氧化和生化處理后，COD降至27. 9mg/L,池度降至4. 3NTU, SS降至6. 2mg/L,氨氮降至O. 758mg/L,色度降至3. 5倍,臭氧的氧化時(shí)間為57min。
上述實(shí)施例是針對(duì)本發(fā)明可行實(shí)施例的具體說明，該實(shí)施例并非用以限制本發(fā)明的專利范圍，凡未脫離本發(fā)明所為的等效實(shí)施或變更，均應(yīng)包含于本案的專利范圍中。
權(quán)利要求
1.一種提高臭氧-曝氣生物濾池聯(lián)合系統(tǒng)氧化效率的方法，包括物化-生化處理、管道臭氧氧化處理、一體化臭氧氧化和生物處理步驟，其特征在于，經(jīng)物化-生化處理的印染廢水先送往清水池調(diào)節(jié)水量，然后在長(zhǎng)度為5-10m的臭氧氧化管道內(nèi)實(shí)現(xiàn)廢水難降解有機(jī)物的部分氧化，最后送往一體化臭氧-曝氣生物濾池繼續(xù)氧化，并實(shí)現(xiàn)生物處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的提高臭氧-曝氣生物濾池聯(lián)合系統(tǒng)氧化效率的方法，其特征在于，臭氧投加位置分為兩處，一處是管道臭氧氧化處理，是指在臭氧氧化管道利用射流器實(shí)現(xiàn)臭氧與廢水的混合；射流器出口處設(shè)置兩塊折流板，臭氧氧化管道中插有交叉鋸齒帶；另一處是在一體化臭氧-曝氣生物濾池的底部，采用曝氣的方式投加臭氧，臭氧帶入的氧氣可為一體化臭氧-曝氣生物濾池的微生物提供氧源，不需要另外安裝曝氣系統(tǒng)為曝氣生物濾池提供工藝空氣。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的提高臭氧-曝氣生物濾池聯(lián)合系統(tǒng)氧化效率的方法，其特征在于，所述臭氧總投加量為10-20mg/L廢水，所述一體化臭氧-曝氣生物濾池底部臭氧的投 加量占總投加量的1/3 ;所述臭氧的投加量根據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控一體化臭氧-曝氣生物濾池出水的色度來調(diào)節(jié)；所述出水的色度應(yīng)低于5倍。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的提高臭氧-曝氣生物濾池聯(lián)合系統(tǒng)氧化效率的方法，其特征在于，所述一體化臭氧-曝氣生物濾池，臭氧與廢水的反應(yīng)時(shí)間為O. 5^2小時(shí)，所述反應(yīng)時(shí)間根據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控曝氣生物濾池濾板進(jìn)水的臭氧殘留濃度來調(diào)節(jié)；所述臭氧殘留濃度控制在O. Γ0. 15mg/L。
5.一種實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求I方法的裝置，其特征在于，包括清水池[I]、廢水控制閥[2]、7jC泵[3]、射流器[4]、臭氧氧化管道[7]、一體化臭氧-曝氣生物濾池[5]、臭氧發(fā)生器[6]、臭氧控制閥[61]、臭氧控制閥[62]和監(jiān)控系統(tǒng)；所述清水池[I]經(jīng)由廢水控制閥[2]、水泵[3]與射流器[4]連通；所述射流器[4]通過臭氧控制閥[61]與臭氧發(fā)生器[6]連通；所述射流器[4]還與臭氧氧化管道[7]相連通；所述臭氧氧化管道[7]與一體化臭氧-曝氣生物濾池[5]連通；所述一體化臭氧-曝氣生物濾池[5]底部的曝氣盤[511]經(jīng)由臭氧控制閥[62]與臭氧發(fā)生器連接[6]連通；所述監(jiān)控系統(tǒng)與臭氧控制閥[61]、臭氧控制閥[62]、設(shè)在一體化臭氧-曝氣生物濾池[5]上端的出水口、設(shè)置于一體化臭氧-曝氣生物濾池[5]中部的濾板[522]連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，在連通射流器[4]出口的臭氧氧化管道[7]內(nèi)設(shè)置兩塊折流板[71]，臭氧氧化管道[7]長(zhǎng)度為5 10m，臭氧氧化管道[7]中插有可拆卸的交叉鋸齒帶[72]。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述一體化臭氧-曝氣生物濾池[5]底部的曝氣盤[511]的曝氣孔徑小于等于3mm ;所述曝氣孔朝向與廢水流向相對(duì)，以提高廢水與臭氧的傳質(zhì)效率。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種提高臭氧-曝氣生物濾池聯(lián)合系統(tǒng)氧化效率的方法及裝置。方法包括物化-生化處理、管道臭氧氧化處理、一體化臭氧氧化和生物處理各步驟；經(jīng)物化-生化處理的印染廢水先送往清水池調(diào)節(jié)水量，然后在5-10m的臭氧氧化管道內(nèi)實(shí)現(xiàn)廢水難降解有機(jī)物的部分氧化，最后送往一體化臭氧-曝氣生物濾池繼續(xù)氧化，并實(shí)現(xiàn)生物處理。本發(fā)明采用噴射和曝氣相結(jié)合的臭氧投加方式，同時(shí)在氧化管道設(shè)置折流板和交叉鋸齒帶，可大大提高廢水和臭氧的傳質(zhì)效率，提高臭氧的氧化效率。此外，通過對(duì)臭氧殘留濃度與出水色度的實(shí)時(shí)監(jiān)控，既可避免臭氧投加量偏高或偏低的現(xiàn)象，也可有效降低廢水在臭氧接觸室的停留時(shí)間，提高系統(tǒng)的處理速率。
文檔編號(hào)C02F9/14GK102826718SQ20121033980
公開日2012年12月19日 申請(qǐng)日期2012年9月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月13日
發(fā)明者尹華, 郭華芳 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院廣州能源研究所