專利名稱：臭氧氧化—生物過濾氧化聯(lián)合處理高濃度有機(jī)廢水的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及環(huán)境工程廢水處理領(lǐng)域，具體涉及一種臭氧氧化一生物過濾氧化聯(lián)合處理高濃度有機(jī)廢水的方法及裝置，適用于釀酒、造紙、印染等高濃度(COD > 5000mg/L)有機(jī)廢水的處理。
背景技術(shù)：
目前現(xiàn)有的臭氧氧化和曝氣生物濾池聯(lián)合運(yùn)行的廢水聯(lián)合處理裝置，是利用臭氧脫色、殺菌消毒的作用，同時(shí)充分利用曝氣生物濾池處理負(fù)荷大、處理水質(zhì)高、占地面積小等特點(diǎn)，將二者結(jié)合充分發(fā)揮二者的優(yōu)勢(shì)，克服二者單獨(dú)使用時(shí)的缺點(diǎn)，該裝置一定程度上可以提高對(duì)有機(jī)物的去除率，明顯改善出水水質(zhì)，但是仍存在以下問題:
(I)臭氧的投加量大，能耗高
因?yàn)槌粞醯睦寐实?，因此為達(dá)到處理效果只能依靠大量地投加臭氧，結(jié)果是能耗高、運(yùn)行費(fèi)用高、基建投資大；而且產(chǎn)生的大量臭氧尾氣需處理，增加了能耗。(2)不能及時(shí)調(diào)節(jié)臭氧投加量
廢水的水質(zhì)在不斷變化，因缺乏及時(shí)調(diào)整臭氧投加量的有效措施，結(jié)果出現(xiàn)有時(shí)因臭氧投加量不足出水水質(zhì)變差，而有時(shí)又因?yàn)檫^度投加臭氧導(dǎo)致浪費(fèi)。(3)生物過濾氧化反應(yīng)器的進(jìn)水SS不能過高，否則會(huì)使反應(yīng)器在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到設(shè)計(jì)的水頭損失，發(fā)生堵塞。(4)在反沖洗 操作過程中，短時(shí)間內(nèi)水力負(fù)荷較大，反沖洗出水直接回到初沉池，其會(huì)受到較大水力負(fù)荷的影響。(5)生物濾池的正常運(yùn)轉(zhuǎn)需要不斷通過曝氣機(jī)曝氣，提供充足的氧氣，增加了能耗。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種臭氧利用率高，能根據(jù)水質(zhì)變化在線調(diào)節(jié)臭氧投加量，節(jié)約能源，有效防止生物過濾氧化反應(yīng)器堵塞，經(jīng)處理后的出水優(yōu)于GB27631-2011要求的一種臭氧氧化一生物過濾氧化聯(lián)合處理高濃度有機(jī)廢水的方法及裝置。本發(fā)明的臭氧氧化一生物過濾氧化聯(lián)合處理高濃度有機(jī)廢水的方法，是在由提升泵、臭氧發(fā)生器、臭氧反應(yīng)罐、緩沖水箱、增壓泵、生物過濾氧化反應(yīng)器構(gòu)成的聯(lián)合系統(tǒng)內(nèi)完成的，包括下述步驟:
a.由臭氧發(fā)生器產(chǎn)生的高濃度臭氧，通過臭氧反應(yīng)罐底部曝入，并與同時(shí)進(jìn)入臭氧反應(yīng)罐內(nèi)的廢水發(fā)生充分混合，使廢水中的有機(jī)物大量氧化分解并脫色；
b.利用在線臭氧監(jiān)測(cè)裝置和臭氧濃度預(yù)警系統(tǒng)，以及臭氧反應(yīng)罐與緩沖水箱之間所設(shè)置的溢流堰，控制臭氧反應(yīng)罐中臭氧濃度在30 SOppm之間，臭氧與廢水接觸時(shí)間為20 50min ；
C.經(jīng)臭氧反應(yīng)罐處理后的廢水流入緩沖水箱后再經(jīng)增壓泵從生物過濾氧化反應(yīng)器底部上行進(jìn)入；所述生物過濾氧化反應(yīng)器的容積負(fù)荷P (COD)為I 20.0Kg/ Cm3.d)，水力停留時(shí)間為O 5h;
d.廢水經(jīng)生物過濾氧化反應(yīng)器過濾、吸附后，有機(jī)物濃度急劇下降，最后經(jīng)上部出水口排出；經(jīng)檢測(cè)，出水色度為8倍，COD為14.54mg/L。本發(fā)明的臭氧氧化一生物過濾氧化聯(lián)合處理高濃度有機(jī)廢水的裝置，包括: 一個(gè)提升泵，用來將高濃度有機(jī)廢水送入臭氧反應(yīng)罐內(nèi)；
一個(gè)臭氧發(fā)生器，用來產(chǎn)生高濃度臭氧；
一個(gè)臭氧反應(yīng)罐，用來將進(jìn)入其內(nèi)的廢水與臭氧混合并進(jìn)行氧化反應(yīng)，去除有機(jī)物并脫色；
一個(gè)增壓泵，用來將臭氧反應(yīng)罐處理后的廢水送入生物過濾氧化反應(yīng)器底部；
一個(gè)生物過濾氧化反應(yīng)器，用于過濾、吸附臭氧反應(yīng)罐處理后的廢水；改進(jìn)之處在于:
a.在臭氧反應(yīng)罐內(nèi)下部裝有布水布?xì)獍?，廢水進(jìn)入口裝有電磁閥并與布水布?xì)獍迦肟谶B接；臭氧發(fā)生器出氣口裝在布水布?xì)獍逯碌墓摅w上；
b.在所述臭氧反應(yīng)罐內(nèi)側(cè)壁裝有在線臭氧監(jiān)測(cè)裝置及臭氧濃度預(yù)警系統(tǒng)，所述在線臭氧監(jiān)測(cè)裝置與臭氧濃度預(yù)警系統(tǒng)及所述廢水進(jìn)入口的電磁閥之間以導(dǎo)線相連，通過在線監(jiān)控臭氧反應(yīng)罐內(nèi)的臭氧濃度并通過臭氧濃度預(yù)警系統(tǒng)控制電磁閥來調(diào)節(jié)進(jìn)水量，以實(shí)現(xiàn)臭氧反應(yīng)罐內(nèi)臭氧濃度保持在30 80ppm ；
c.所述臭氧反應(yīng)罐與緩沖水箱連為一體，二者之間的隔板上設(shè)有溢流堰，溢流堰高度為 0.05 0.3mο所述生物過濾氧化反應(yīng)器從下至上依次由承托層、濾料層構(gòu)成，在承托層內(nèi)由下而上依次埋入有布水管及反沖洗管；反應(yīng)器頂部設(shè)有出水口。 所述的承托層和濾料層分別由粒徑為5 50mm的礫石和粒徑為I IOmm的陶瓷燒結(jié)粒狀濾料堆積而成。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下特點(diǎn):
O由于臭氧與廢水同時(shí)從臭氧反應(yīng)罐底部的布水布?xì)獍暹M(jìn)入，使得它們之間充分接觸，從而大大提高了廢水中的有機(jī)物去除效率，起到了廢水脫色的目的；另外，臭氧對(duì)廢水中懸浮顆粒物有絮凝作用，可以去除部分SS，對(duì)于生物過濾氧化反應(yīng)器起到了預(yù)處理作用，可有效防止生物過濾氧化反應(yīng)器的堵塞。2)本發(fā)明利用在線臭氧監(jiān)測(cè)裝置及臭氧濃度預(yù)警系統(tǒng)較好地解決了臭氧投放濃度控制這一難題。即當(dāng)廢水水量與水質(zhì)變化較大，水中臭氧濃度經(jīng)在線臭氧監(jiān)測(cè)裝置檢測(cè)不符合要求值(30 80ppm)時(shí)，臭氧濃度預(yù)警系統(tǒng)將信號(hào)傳遞到廢水進(jìn)口的電磁閥調(diào)節(jié)進(jìn)水量，并利用在臭氧反應(yīng)罐和緩沖水箱之間設(shè)置的溢流堰進(jìn)行輔助調(diào)節(jié)，使臭氧濃度保持在30 SOppm ;同時(shí)溢流堰還可以在一定程度上穩(wěn)定水量，同時(shí)也可以起到攔截沉淀物的作用。3)設(shè)置緩沖水箱可以為廢水中剩余臭氧轉(zhuǎn)化為氧氣提供充足的時(shí)間，不僅對(duì)進(jìn)水流量的變化具有緩沖作用，而且還能保證了進(jìn)入生物過濾氧化反應(yīng)器進(jìn)水流量的穩(wěn)定性。

4)利用廢水中的剩余臭氧釋放出氧氣，使生物過濾氧化反應(yīng)器具有生物過濾及生物氧化雙重功能，節(jié)省了曝氣費(fèi)用。此外，還延長(zhǎng)了臭氧與廢水的反應(yīng)時(shí)間，不需再安裝臭氧破壞系統(tǒng)。5)本裝置是針對(duì)處理高濃度(COD > 5000mg/L)有機(jī)廢水所發(fā)明的裝置，利用市售的在線臭氧監(jiān)測(cè)裝置和臭氧濃度預(yù)警系統(tǒng)及現(xiàn)有設(shè)備合理巧妙配置，經(jīng)處理后的高濃度有機(jī)廢水出水色度< 10倍，COD ( 25mg/L，優(yōu)于《發(fā)酵酒精和白酒工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 27631-2011)的要求。


圖1是本發(fā)明臭氧氧化一生物過濾氧化聯(lián)合處理有機(jī)廢水的裝置的示意 圖中:1-提升泵，2-臭氧發(fā)生器，3-臭氧反應(yīng)罐，4-增壓泵，5-生物過濾氧化反應(yīng)器，
6-布水布?xì)獍澹?-電磁閥，8-在線臭氧監(jiān)測(cè)裝置，9-臭氧濃度預(yù)警系統(tǒng)，10-導(dǎo)線，11-緩沖水箱，12- 溢流堰，13-承托層，14-濾料層，15-布水管，16-反沖洗管，17-出水口。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1
以處理勁牌公司小曲三廠的生產(chǎn)廢水為例對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)說明。勁牌酒業(yè)公司小曲三廠生產(chǎn)廢水，經(jīng)檢測(cè)，其色度為50 100倍，COD為10000 20000mg/L，為高色度、高濃度有機(jī)廢水，參見圖1，所使用的處理裝置包括:
一個(gè)提升泵1，用來將高濃度有機(jī)廢水送入臭氧反應(yīng)罐內(nèi)；
一個(gè)臭氧發(fā)生器2，用來產(chǎn)生高濃度臭氧；
一個(gè)臭氧反應(yīng)罐3，用來將進(jìn)入其內(nèi)的廢水與臭氧混合并進(jìn)行氧化反應(yīng)，去除有機(jī)物并脫色；本實(shí)施例中，臭氧反應(yīng)罐容積為160L ；
一個(gè)增壓泵4，用來將臭氧反應(yīng)罐處理后的廢水送入生物過濾氧化反應(yīng)器5底部；
一個(gè)生物過濾氧化反應(yīng)器5，用于過濾、吸附從臭氧反應(yīng)罐處理后的廢水；本實(shí)施例中，生物過濾氧化反應(yīng)器容積為350L ；
上述臭氧反應(yīng)罐內(nèi)下部裝有布水布?xì)獍?，廢水進(jìn)入口裝有電磁閥7并與布水布?xì)獍迦肟谶B接；臭氧發(fā)生器出氣口裝在布水布?xì)獍逯碌墓摅w上，臭氧發(fā)生器產(chǎn)生的高濃度臭氧，通過臭氧反應(yīng)罐底部曝入，并與同時(shí)經(jīng)提升泵進(jìn)入臭氧反應(yīng)罐內(nèi)的廢水發(fā)生充分混合，使廢水中的有機(jī)物大量氧化分解并脫色；
在所述臭氧反應(yīng)罐內(nèi)側(cè)壁裝有在線臭氧監(jiān)測(cè)裝置8及臭氧濃度預(yù)警系統(tǒng)9，所述在線臭氧監(jiān)測(cè)裝置與臭氧濃度預(yù)警系統(tǒng)及所述廢水進(jìn)入口的電磁閥之間以導(dǎo)線10相連；所述臭氧反應(yīng)罐一側(cè)還設(shè)有一個(gè)與它連為一體的緩沖水箱11，二者之間的隔板上設(shè)有一高度為
0.05 0.3m的溢流堰12 ;通過在線臭氧監(jiān)測(cè)裝置監(jiān)控臭氧反應(yīng)罐內(nèi)的臭氧濃度，并通過臭氧濃度預(yù)警系統(tǒng)控制電磁閥調(diào)節(jié)進(jìn)水量，控制臭氧反應(yīng)罐中臭氧濃度在30 80ppm之間，利用溢流堰，穩(wěn)定臭氧反應(yīng)罐內(nèi)的水位并保證臭氧與廢水接觸時(shí)間為20 50min ；所述生物過濾氧化反應(yīng)器從下至上依次由承托層13、濾料層14構(gòu)成，在承托層內(nèi)由下而上依次埋入有布水管15及反沖洗管16 ;反應(yīng)器頂部設(shè)有與出水箱連接的出水口 17 ;所述的承托層和濾料層分別由粒徑為5 50mm的礫石和粒徑為I IOmm的陶瓷燒結(jié)粒狀濾料堆積而成；經(jīng)臭氧反應(yīng)罐處理后的廢水流入緩沖水箱后再經(jīng)增壓泵從生物過濾氧化反應(yīng)器底部上行進(jìn)入；所述生物過濾氧化反應(yīng)器的容積負(fù)荷P (COD)為I 20.0Kg/ (m3-d),水力停留時(shí)間為O 5h ;
廢水經(jīng)生物過濾氧化反應(yīng)器過濾、吸附后，有機(jī)物濃度急劇下降，最后經(jīng)上部出水口排出；經(jīng)檢測(cè)，出水色度為8倍，COD為14.54mg/L，優(yōu)于《發(fā)酵酒精和白酒工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 27631-2011)的要求。上述生物過濾氧化反應(yīng)器需定期進(jìn)行反沖洗，反沖洗周期為5 7天；反沖洗采用氣水聯(lián)合反沖洗，氣水比為30:1 15:1，反沖洗的廢水回流至臭氧反應(yīng)罐進(jìn)行再處理。所述生物過濾氧化反應(yīng)器工藝調(diào)試包括濾料浸泡、濾料清洗、濾料掛膜、調(diào)試運(yùn)行；其中，濾料浸 泡時(shí)間為12 48小時(shí)，濾料掛膜時(shí)間為10 30天。
權(quán)利要求
1.臭氧氧化一生物過濾氧化聯(lián)合處理高濃度有機(jī)廢水的方法，是在由提升泵、臭氧發(fā)生器、臭氧反應(yīng)罐、緩沖水箱、增壓泵、生物過濾氧化反應(yīng)器構(gòu)成的聯(lián)合系統(tǒng)內(nèi)完成的，其特征在于包括下述步驟: a.由臭氧發(fā)生器產(chǎn)生的高濃度臭氧，通過臭氧反應(yīng)罐底部曝入，并與同時(shí)進(jìn)入臭氧反應(yīng)罐內(nèi)的廢水發(fā)生充分混合，使廢水中的有機(jī)物大量氧化分解并脫色； b.利用在線臭氧監(jiān)測(cè)裝置和臭氧濃度預(yù)警系統(tǒng)，以及臭氧反應(yīng)罐與緩沖水箱之間所設(shè)置的溢流堰，控制臭氧反應(yīng)罐中臭氧濃度在30 SOppm之間，臭氧與廢水接觸時(shí)間為20 50min ； C.經(jīng)臭氧反應(yīng)罐處理后的廢水流入緩沖水箱后再經(jīng)增壓泵從生物過濾氧化反應(yīng)器底部上行進(jìn)入；所述生物過濾氧化反應(yīng)器的容積負(fù)荷P (COD)為I 20.0Kg/ Cm3.d)，水力停留時(shí)間為O 5h; d.廢水經(jīng)生物過濾氧化反應(yīng)器過濾、吸附后，有機(jī)物濃度急劇下降，最后經(jīng)上部出水口排出；經(jīng)檢測(cè)，出水色度為8倍，COD為14.54mg/L。
2.一種用于實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1所述的臭氧氧化一生物過濾氧化聯(lián)合處理高濃度有機(jī)廢水的方法的裝置，包括: 一個(gè)提升泵，用來將高濃度有機(jī)廢水送入臭氧反應(yīng)罐內(nèi)； 一個(gè)臭氧發(fā)生器，用來產(chǎn)生高濃度臭氧； 一個(gè)臭氧反應(yīng)罐，用來將進(jìn)入其內(nèi)的廢水與臭氧混合并進(jìn)行氧化反應(yīng)，去除有機(jī)物并脫色； 一個(gè)增壓泵，用來將 臭氧反應(yīng)罐處理后的廢水送入生物過濾氧化反應(yīng)器底部； 一個(gè)生物過濾氧化反應(yīng)器，用于過濾、吸附臭氧反應(yīng)罐處理后的廢水；其特征在于: a.在臭氧反應(yīng)罐內(nèi)下部裝有布水布?xì)獍?，廢水進(jìn)入口裝有電磁閥并與布水布?xì)獍迦肟谶B接；臭氧發(fā)生器出氣口裝在布水布?xì)獍逯碌墓摅w上； b.在所述臭氧反應(yīng)罐內(nèi)側(cè)壁裝有在線臭氧監(jiān)測(cè)裝置及臭氧濃度預(yù)警系統(tǒng)，所述在線臭氧監(jiān)測(cè)裝置與臭氧濃度預(yù)警系統(tǒng)及所述廢水進(jìn)入口的電磁閥之間以導(dǎo)線相連，通過在線監(jiān)控臭氧反應(yīng)罐內(nèi)的臭氧濃度并通過臭氧濃度預(yù)警系統(tǒng)控制電磁閥來調(diào)節(jié)進(jìn)水量，以實(shí)現(xiàn)臭氧反應(yīng)罐內(nèi)臭氧濃度保持在30 80ppm ； c.所述臭氧反應(yīng)罐與緩沖水箱連為一體，二者之間的隔板上設(shè)有溢流堰，溢流堰高度為 0.05 0.3m。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的臭氧氧化一生物過濾氧化聯(lián)合處理高濃度有機(jī)廢水的方法的裝置，其特征在于:所述生物過濾氧化反應(yīng)器從下至上依次由承托層、濾料層構(gòu)成，在承托層內(nèi)由下而上依次埋入有布水管及反沖洗管；反應(yīng)器頂部設(shè)有出水口。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的臭氧氧化一生物過濾氧化聯(lián)合處理高濃度有機(jī)廢水的方法的裝置，其特征在于:所述的承托層和濾料層分別由粒徑為5 50_的礫石和粒徑為I IOmm的陶瓷燒結(jié)粒狀濾料堆積而成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種臭氧氧化—生物過濾氧化聯(lián)合處理高濃度有機(jī)廢水的方法及裝置，是在由提升泵、臭氧發(fā)生器、臭氧反應(yīng)罐、緩沖水箱、增壓泵、生物過濾氧化反應(yīng)器構(gòu)成的聯(lián)合系統(tǒng)內(nèi)完成的，包括下述步驟a.有機(jī)廢水與臭氧同時(shí)進(jìn)入臭氧反應(yīng)罐內(nèi)并充分混合，氧化分解；b.利用在線臭氧監(jiān)測(cè)裝置和臭氧濃度預(yù)警系統(tǒng)以及溢流堰，控制臭氧反應(yīng)罐中臭氧濃度及臭氧與廢水接觸時(shí)間；c.臭氧反應(yīng)罐處理后的廢水上行進(jìn)入生物過濾氧化反應(yīng)器；d.廢水經(jīng)過濾吸附后經(jīng)出水口排出；本發(fā)明臭氧利用率高，能根據(jù)水質(zhì)變化在線調(diào)節(jié)臭氧投加量，有效防止生物過濾氧化反應(yīng)器堵塞，經(jīng)處理后的出水優(yōu)于GB27631-2011要求，適用于釀酒、造紙、印染等高濃度有機(jī)廢水的處理。
文檔編號(hào)C02F1/78GK103193365SQ201310147309
公開日2013年7月10日 申請(qǐng)日期2013年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月25日
發(fā)明者肖文勝, 郭建林, 陶敏, 張家泉, 劉婷, 呂繼良, 白翠萍 申請(qǐng)人:湖北理工學(xué)院