一種工業(yè)園區(qū)重金屬廢水深度處理的裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及重金屬廢水深度處理的方法與裝置;適用于新建、改擴(kuò)建的工業(yè)園區(qū) 廢污水水處理廠，也可用于類似工況的市政污水處理廠。
【背景技術(shù)】
[0002] 據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示：截至目前國家商務(wù)部批準(zhǔn)設(shè)立的省級以上開發(fā)區(qū)就達(dá)1，700多 個，市級及以下的工業(yè)集中地的數(shù)量更是在5,000個以上。工業(yè)園區(qū)已成為我國工業(yè)發(fā)展的 主要載體之一，成為繁榮區(qū)域經(jīng)濟(jì)，推動工業(yè)現(xiàn)代化的重要平臺。但由于重金屬廢水成份復(fù) 雜，治理難度大，要求處理技術(shù)復(fù)雜，治理需投入大量成本，加之監(jiān)管失位等原因，原本被視 為地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展助推器的工業(yè)園區(qū)，卻逐漸成為了重金屬廢水污染聚集區(qū)，重金屬廢水直 排、偷排現(xiàn)象時有發(fā)生，給當(dāng)?shù)厮h(huán)境帶來了巨大壓力，另一方面，工業(yè)園區(qū)涉重金屬廢水 排放量大、污染物集中，因此有效的治理已迫在眉睫。
[0003] 相關(guān)數(shù)據(jù)顯示2014-2018年工業(yè)廢水處理工程市場投資需求1，573億元，其中 2015-2016年投資需求425億元。目前國內(nèi)外在研的含重金屬廢水處理的技術(shù)很多，我們今 后應(yīng)該努力的方向是使用既降低成本、出水水質(zhì)良好，又不產(chǎn)生二次污染，又能使重金屬得 到有效回收，因此研發(fā)一種工業(yè)園區(qū)重金屬廢水深度處理裝置及方法并推廣應(yīng)用前景廣 闊。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明目的是：提出一種工業(yè)園區(qū)重金屬廢水深度處理的方法與裝置，針對傳統(tǒng) 化學(xué)法、物理化學(xué)法或生化法在單獨處理重金屬廢污水方面的不足現(xiàn)象，研究一種涵蓋化 學(xué)沉淀法、生化法、膜法各自優(yōu)點的組合處理工藝，以尋求對受重金屬污染水體的有效治理 途徑。既降低成本、出水水質(zhì)良好，又不產(chǎn)生二次污染，又能使重金屬得到有效回收。
[0005] 本發(fā)明技術(shù)方案，一種工業(yè)園區(qū)重金屬廢水深度處理的裝置，包括依次連接的物 理過濾系統(tǒng)（1)、多功能混凝沉淀系統(tǒng)（2)、組合生化系統(tǒng)（3)、MBR膜系統(tǒng)(4)四部分；物理 過濾系統(tǒng)為2mm細(xì)格柵，去除污水中較小的漂浮物及直徑大于2mm的固體物質(zhì)，以保證后續(xù) 生物處理系統(tǒng)的效果及維護(hù)設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。組合生化池由水解+A20池，MBR膜系統(tǒng)以及配 套污泥濃縮池。
[0006] 工業(yè)園區(qū)重金屬廢水深度處理的方法，包括依次利用（1)物理過濾系統(tǒng)、（2)多功 能混凝沉淀系統(tǒng)、（3)組合生化系統(tǒng)、（4)MBR膜系統(tǒng)以及配套污泥濃縮池等四部分設(shè)備的工 藝。物理過濾系統(tǒng)為2mm細(xì)格柵，去除污水中較小的漂浮物及直徑大于2_的固體物質(zhì)，以保 證后續(xù)生物處理系統(tǒng)的效果及維護(hù)設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行;多功能混凝沉淀集泥水分離與污泥濃 縮功能于一體:通過在反應(yīng)區(qū)先投加堿調(diào)整pH值至堿性，使廢水中重金屬鉛等離子形成細(xì) 小的氫氧化物膠體微粒，再投加聚鐵，聚鐵溶解后產(chǎn)生大量的陽性多核絡(luò)合離子，使微粒凝 聚形成絮體，之后進(jìn)入澄清區(qū)使絮體沉降并進(jìn)行固液分離;污水由多功能混凝沉淀池自流 進(jìn)入水解池，對水中難以降解的大分子有機(jī)物和復(fù)雜的有機(jī)物進(jìn)行水解作用，分解為易于 生物處理的小分子有機(jī)物、有機(jī)酸;A2/0法即厭氧/缺氧/好氧活性污泥法;在厭氧、缺氧、好 氧交替運(yùn)行的條件下，抑制絲狀菌的繁殖，克服污泥膨脹，使得SVI值一般小于100,有利于 泥水分離，在厭氧和缺氧段內(nèi)只設(shè)攪拌機(jī)；由于厭氧、缺氧和好氧三個區(qū)嚴(yán)格分開，有利于 不同微生物菌群的繁殖生長，脫氮除磷效果好；
[0007] 經(jīng)過A20生化處理后的污水尚有部分溶解性、難生化降解、小分子的污染成份 (C0D)，通過設(shè)置后續(xù)MBR膜，利用MBR膜對活性污泥的攔截作用，提高活性污泥濃度，增加菌 群數(shù)量和種類，減小出水SS，改善生化系統(tǒng)中生物相的功能和效率;經(jīng)過上述系統(tǒng)的組合處 理，經(jīng)消毒池殺菌后便可達(dá)標(biāo)排放或深度處理后回用。
[0008] 用微生物法處理重金屬廢水具有安全方便無毒、不產(chǎn)生二次污染、絮凝效果好，且 微生物生長快、易于實現(xiàn)工業(yè)化等特點。微生物可以通過遺傳工程、馴化或構(gòu)造出具有特殊 功能、針對性強(qiáng)的菌株。組合工藝是提高重金屬分離效率的一種可行方法。
[0009] 本發(fā)明裝置可采取連續(xù)或間隙運(yùn)行，考慮到園區(qū)進(jìn)駐工業(yè)企業(yè)排放廢水的波動 性，設(shè)置調(diào)節(jié)池，并在調(diào)節(jié)池內(nèi)安裝攪拌機(jī)，用以對污水處理廠來水進(jìn)行調(diào)節(jié)，起到均勻水 質(zhì)、調(diào)節(jié)流量的作用，保證了后續(xù)生物處理系統(tǒng)的正常運(yùn)行；
[0010]多功能混凝沉淀工藝是依托污泥混凝、循環(huán)、分離及濃縮等多種理論，通過合理的 水力和結(jié)構(gòu)設(shè)計，開發(fā)出的集泥水分離與污泥濃縮功能于一體的新一代沉淀工藝。通過在 反應(yīng)區(qū)先投加堿調(diào)整pH值至堿性，使廢水中重金屬鉛等離子形成細(xì)小的氫氧化物膠體微 粒，再投加聚鐵，聚鐵溶解后產(chǎn)生大量的陽性多核絡(luò)離子，中和膠體微粒表面電荷，強(qiáng)烈吸 附膠體微粒，通過粘附、架橋、交聯(lián)、卷掃作用，使微粒凝聚形成絮體，之后進(jìn)入澄清區(qū)使絮 體沉降并進(jìn)行固液分離；多功能混凝沉淀池對于去除污水中的Pb和SS有很好的效果，從而 減小后續(xù)過濾工藝的負(fù)荷；
[0011] 組合生化池由水解+A20+MBR膜池及配套污泥濃縮池組成，是生化處理與膜分離技 術(shù)相結(jié)合的深度處理工藝。
[0012] 雖然在廢水的重金屬濃度較低時，采用膜分離技術(shù)可以達(dá)到較好的分離效果，為 提高膜的利用率和應(yīng)用范圍，可根據(jù)分離要求研制新型膜材料、對膜表面進(jìn)行有效改性，優(yōu) 化膜分離工藝，同時，深入研究傳質(zhì)和膜污染機(jī)理。
[0013] 本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明的組合工藝與常規(guī)活性污泥法比較有如下特點：
[0014] >污染物去除率高，可去除包括有機(jī)物和懸浮物在內(nèi)的大量雜質(zhì)、細(xì)菌等微生物， 出水水質(zhì)好；
[0015] >有效去除廢污水中的重金屬污染物；
[0016] >污泥截留易控制，泥水分離效果好，污泥排放量小；
[0017] >水力停留時間和固體停留時間分離，使運(yùn)行更加穩(wěn)定；
[0018] >工藝流程短完善，具有良好的脫氮除磷效果；
[0019] >獨特的污泥回流工藝，污泥自身減量化，污泥產(chǎn)量低；
[0020] ?MBR曝氣系統(tǒng)傳質(zhì)效率高，對生物處理起到促進(jìn)和強(qiáng)化作用；
[0021] >MBR膜代替了傳統(tǒng)工藝中二沉池的作用，大大節(jié)約了土地資源。
[0022] >
【附圖說明】
[0023] 圖1為本發(fā)明框圖；
[0024] 圖2為本發(fā)明多功能混凝沉淀系統(tǒng)示意圖；
[0025] 圖3為本發(fā)明組合生化系統(tǒng)示意圖。
【具體實施方式】
[0026]以某涉重金屬污水處理廠(設(shè)計規(guī)模:土建工程和設(shè)備按4500m3/d規(guī)模設(shè)計)為例 參數(shù)設(shè)置如下：
[0027]系統(tǒng)進(jìn)水水質(zhì)
[0029]系統(tǒng)出水水質(zhì)
[0030]
[0031] 本發(fā)明的工業(yè)園區(qū)重金屬廢水深度處理的裝置，包括依次連接的物理過濾系統(tǒng) (1)、多功能混凝沉淀系統(tǒng)（2)、組合生化系統(tǒng)（3)、MBR膜系統(tǒng)(4)四部分;物理過濾系統(tǒng)為 2mm細(xì)格柵過濾并經(jīng)提升栗提升廢水，去除污水中較小的漂浮物及直徑大于2mm的固體物 質(zhì)，以保證后續(xù)生物處理系統(tǒng)的效果及維護(hù)設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。組合生化池由水解+A20池， MBR膜系統(tǒng)以及配套污泥濃縮池。
[0032]多功能混凝沉淀集泥水分離與污泥濃縮功能于一體:通過在反應(yīng)區(qū)先投加 NaOH等 堿調(diào)整pH值為9-11(堿性），使廢水中重金屬鉛等離子形成細(xì)小的氫氧化物膠體微粒，再投 加聚鐵(0.1-lw/w%)或再加有機(jī)絮凝劑，聚鐵溶解后產(chǎn)生大量的陽性多核絡(luò)合離子，使微 粒凝聚形成絮體，之后進(jìn)入澄清區(qū)使絮體沉降并進(jìn)行固液分離，再加 HC1進(jìn)入中和;污水由 多功能混凝沉淀池自流進(jìn)入組合生化系統(tǒng)的水解池，對水中難以降解的大分子有機(jī)物和復(fù) 雜的有機(jī)物進(jìn)行水解作用，分解為易于生物處理的小分子有機(jī)物、有機(jī)酸;組合生化系統(tǒng)第 二步是A 2/0法：即厭氧/缺氧/好氧活性污泥法(控制溫度在18-35Γ的范圍）；組合生化系統(tǒng) 在厭氧、缺氧、好氧交替運(yùn)行的條件下，抑制絲狀菌的繁殖，克服污泥膨脹，使得SVI值一般 小于100,有利于泥水分離，在厭氧和缺氧段內(nèi)只設(shè)攪拌機(jī)；由于厭