一种深度污水处理系统及处理方法
【专利摘要】本发明涉及造纸污水处理【技术领域】，特别是涉及一种深度污水处理系统及处理方法，深度污水处理系统的结构包括中间水池、废水泵、氧化塔、中和脱气池、沉淀池、污泥泵以及污泥浓缩池，氧化塔的顶部分别设置有浓硫酸进料口和芬顿试剂进料口，浓硫酸进料口与浓硫酸加药装置连通，芬顿试剂进料口分别与硫酸亚铁贮存池和双氧水储罐连通；中和脱气池的顶部设置有液碱进药口和助凝剂进料口，液碱进药口与液碱加药装置连通，助凝剂进料口与助凝剂加药装置连通。本发明能够将出水CODcr控制到40mg/l以下，固体悬浮物浓度达到30mg/l以下，达到了排放的标准，不会对环境造成污染，而且该系统运行稳定，整个工艺简单易操作，投资成本低。
【专利说明】一种深度污水处理系统及处理方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及造纸污水处理【技术领域】，特别是涉及一种深度污水处理系统及处理方法。
【背景技术】
[0002]目前，我国造纸工业废水排放量及COD排放量均居各类工业排放量的首位，造纸工业对水环境的污染最为严重，它不但是我国造纸工业污染防治的首要问题，也是我国工业废水进行达标处理的首要问题。因此，必须对现有处理出水进行深度处理。
[0003]现有技术中，造纸污水的处理方法主要有以下几种:
1、物化法:
①混凝沉淀及过滤法:该法难以达到出水COD≤ 60mg/l，且产生的污泥量大；
②活性炭吸附法:投资及运行费用较高，而且操作不方便；
2、膜分离法:该方法设备的投资及运行费用高；
3、氧化法:该方法产生的运行费用高于1.5元/吨水；
4、物化-生化组合工艺，例如电化学技术与曝气生物滤池技术联合等，但均限于实验室小试，较大规模的工程应用未见报道。
[0004]再生纸工业废水通过深度处理使出水CODcr ( 60mg/l，在实验室内已有不少方法，但实际工程在国内报道的很少，而且投资高，运行成本高，工艺复杂，不便于推广。因此，研究污水处理效果稳定，能够控制出水CODcr降到60mg/l以下，且投资较少、运行成本低、操作简单的污水深度处理技术非常重要。
【发明内容】
[0005]本发明的目的之一在于避免现有技术中的不足之处而提供一种节约成本、操作简单、运行稳定，能够将出水CODcr控制到60mg/l以下的深度污水处理系统。
[0006]本发明的目的之二在于避免现有技术中的不足之处而提供一种节约成本、操作简单、运行稳定，能够将出水CODcr控制到60mg/l以下的深度污水处理方法。
[0007]本发明的目的之一通过以下技术方案实现:
一种深度污水处理系统，包括控制系统和依次连接的中间水池、废水泵、氧化塔、中和脱气池、沉淀池、污泥泵以及污泥浓缩池，其中:所述氧化塔的顶部分别设置有浓硫酸进料口和芬顿试剂进料口，所述浓硫酸进料口与浓硫酸加药装置连通，所述芬顿试剂进料口分别与硫酸亚铁贮存池和双氧水储罐连通；
所述中和脱气池的顶部设置有液碱进药口和助凝剂进料口，所述液碱进药口与液碱加药装置连通，所述助凝剂进料口与助凝剂加药装置连通。
[0008]其中，所述沉淀池为辐流式沉淀池。
[0009]其中，所述沉淀池内设置有刮泥机。
[0010]其中，所述氧化塔和所述中和脱气池之间的管路上设置有pH在线检测装置。[0011 ] 其中，所述中间水池内设置有液位传感器。
[0012]本发明的目的之二通过以下技术方案实现:
一种深度污水处理方法，包括以下处理步骤:
1)废水预存储:
将造纸产生的废水预先存储于中间水池，然后泵送至氧化塔；
2)浓硫酸调节氧化塔内水质呈酸性:
由氧化塔的顶部添加浓硫酸，控制氧化塔内的pH值为3.5~4.5 ;
3)添加芬顿试剂进行深度氧化处理:
向氧化塔内投加芬顿试剂，将废水中的有机污染物氧化分解，所述芬顿试剂为氧化剂H202和催化剂FeS04，其中所述氧化剂H202的投加量为0.25~0.32kg/m3，所述硫酸亚铁FeS04 的投加量为 0.52 ~0.62kg/m3 ；
4)中和处理:
经所述步骤3)处理后的废水泵送至中和脱气池，然后向所述中和脱气池投加浓度为30%的液碱进行中和反应，并控制所述中和脱气池内的pH值为7 ;
5)投加助凝剂:
向所述中和脱气池投加助凝剂聚丙烯酰胺，使废水中的铁泥发生混凝反应，所述聚丙烯酰胺的投加量为0.002~0.005kg/m3 ；
6)沉淀分离:
经所述步骤5)处理后的废水自流至沉淀池中，静置沉淀使泥水分离；
7)污泥浓缩:
将所述沉淀池中沉降至池底的污泥输送至污泥浓缩池中进行浓缩处理，所述沉淀池中分离的上层废水达到排放标准可直接排放或循环再利用。
[0013]其中，所述步骤3)中，氧化剂H202的投加量为0.28kg/m3，所述硫酸亚铁FeS04的投加量为0.58kg/m3。
[0014]其中，所述步骤5)中，所述聚丙烯酰胺的投加量为0.002kg/m3o
[0015]其中，所述步骤2)中，所述浓硫酸的投加量为0.32kg/m3。
[0016]其中，所述步骤4)中，所述液碱的投加量为0.36kg/m3。
[0017]本发明的有益效果:
本发明的一种深度污水处理系统及处理方法，该深度污水处理系统包括控制系统和依次连接的中间水池、废水泵、氧化塔、中和脱气池、沉淀池、污泥泵以及污泥浓缩池，其中:氧化塔的顶部分别设置有浓硫酸进料口和芬顿试剂进料口，浓硫酸进料口与浓硫酸加药装置连通，芬顿试剂进料口分别与硫酸亚铁贮存池和双氧水储罐连通；中和脱气池的顶部设置有液碱进药口和助凝剂进料口，液碱进药口与液碱加药装置连通，助凝剂进料口与助凝剂加药装置连通。污水处理时，存储于中间水池的废水泵送至氧化塔，浓硫酸加药装置向氧化塔内添加浓硫酸调节pH至3.5~4.5,在酸性条件下，向氧化塔内添加芬顿试剂,其中的氧化剂H2O2和催化剂FeSO4发生氧化反应，将废水中的有机污染物氧化分解，从而去除废水中的难以降解的有机物污染物，由氧化塔出来的废水再经过中和脱气池，液碱加药装置向其内投加液碱以调节PH至中性，并将废水中少量气泡脱去，同时，助凝剂加药装置向中和脱气池内投加助凝剂聚丙烯酰胺，其与芬顿反应过程中产生的铁泥发生絮凝反应，然后废水由中和脱气池自流进入沉淀池，芬顿反应过程中产生的铁泥在自身重力的作用下沉降至池底，最后将池底形成的污泥泵送至污泥浓缩池进一步浓缩，而沉淀池分离的废水即可达到排放标准直接排出。与现有技术相比，采用本发明的深度污水处理系统及处理方法，能够将出水的CODcr进一步控制到40mg/l以下，固体悬浮物浓度达到30 mg/1以下,直接达到了排放的标准，不会对环境造成污染，而且该污水处理系统运行稳定，整个工艺简单易操作，投资成本低。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]利用附图对本发明做进一步说明，但附图中的内容不构成对本发明的任何限制。
[0019]图1是本发明的一种深度污水处理系统的结构示意图。
[0020]图1中包括: 1——中间水池、2——废水泵、3——氧化塔、4——中和脱气池、5——沉淀池、
6—污泥泵、7—污泥浓缩池、8—浓硫酸加药装置、9——硫酸亚铁贮存池、
10——双氧水储罐、11——液碱加药装置、12——助凝剂加药装置。
【具体实施方式】
[0021]结合以下实施例及附图对本发明作进一步说明。
[0022]实施例1
本发明的一种深度污水处理系统，如图1所示，包括控制系统和依次连接的中间水池
1、废水泵2、氧化塔3、中和脱气池4、沉淀池5、污泥泵6以及污泥浓缩池7，其中:氧化塔3的顶部分别设置有浓硫酸进料口和芬顿试剂进料口，浓硫酸进料口与浓硫酸加药装置8连通，芬顿试剂进料口分别与硫酸亚铁贮存池9和双氧水储罐10连通；
中和脱气池4的顶部设置有液碱进药口和助凝剂进料口，液碱进药口与液碱加药装置11连通，助凝剂进料口与助凝剂加药装置12连通。
[0023]设置中间水池I，将造纸废水先经过中间水池I在泵入氧化塔3，是为了确保废水稳定地进入氧化塔3，保证污水处理系统的稳定运行。
[0024]氧化塔3对污水进行深度氧化处理:
浓硫酸加药装置8先通过氧化塔3顶部的浓硫酸进料口投入浓硫酸，调节pH至3.5~4.5，然后硫酸亚铁贮存池9和双氧水储罐10分别通过芬顿试剂进料口向氧化塔3投加催化剂FeSO4和氧化剂H2O2，在酸性条件下，二者发生芬顿反应(氧化反应)，将废水中的有机污染物氧化分解，从而去除废水中的难以降解的有机物污染物。
[0025]具体的，氧化塔3设置两个且并联设置，以提高对废水的处理量。
[0026]由氧化塔3出来的废水为酸性，因此，液碱加药装置11向中和脱气池4中投加液碱调节PH至中性，以满足出水的pH要求，中和脱气池还起到脱去废水中少量气体的作用，由于芬顿反应过程中产生的Fe3+本身就是非常好的混凝剂，所以助凝剂加药装置12只需要向中和脱气池4中投加少量的助凝剂聚丙烯酰胺，即可使废水中的铁泥发生混凝反应，同时，对色度、固体悬浮物浓度(SS)及胶体也具有非常好的去除功能，中和脱气池4的出水自流至沉淀池5。
[0027]在沉淀池5中，经混凝后的废水静置沉淀进行泥水分离，沉降至池底的污泥由污泥泵6输送至污泥浓缩池7进一步浓缩，而沉淀池5分离的废水即可达到排放标准直接排出。
[0028]具体的,沉淀池5为福流式沉淀池5。
[0029]具体的，沉淀池5内设置有刮泥机。
[0030]本实施例中，氧化塔3和中和脱气池4之间的管路上设置有pH在线检测装置13，从而在线监测氧化塔3内的pH，以控制浓硫酸加药装置8、硫酸亚铁贮存池9和双氧水储罐10的投加量。
[0031]具体的，中间水池I内设置有液位传感器，当中间水池I内液位的低于设定值时，废水泵2停止工作。
[0032]本发明的深度污水处理系统的工作原理如下:
污水处理时，存储于中间水池I的废水泵2送至氧化塔3，浓硫酸加药装置8向氧化塔3内添加浓硫酸调节pH至3.5~4.5,在酸性条件下，向氧化塔3内添加芬顿试剂,其中的氧化剂H2O2和催化剂FeSO4发生氧化反应，将废水中的有机污染物氧化分解，从而去除废水中的难以降解的有机物污染物，由氧化塔3出来的废水再经过中和脱气池4，液碱加药装置11向其内投加液碱以调节PH至中性，并将废水中少量气泡脱去，同时，助凝剂加药装置12向中和脱气池4内投加助凝剂聚丙烯酰胺，其与芬顿反应过程中产生的铁泥发生絮凝反应，然后废水由中和脱气池4自流进入沉淀池5，芬顿反应过程中产生的铁泥在自身重力的作用下沉降至池底，最后将池底形成的污泥由污泥泵6输送至污泥浓缩池7进一步浓缩，而沉淀池5分离的废水即可达到排放标准直接排出。
[0033]与现有技术相比，采用本发明的深度污水处理系统，能够将出水的CODcr进一步控制到40mg/l以下，固体悬浮物浓度达到30 mg/1以下，其污水处理效果好，不仅达到了排放的标准，不会对环境造成污染，而且该污水处理系统运行稳定，整个工艺简单易操作，投资成本低。
[0034]实施例2
本实施例采用实施例1的污水处理系统，以20000 m3/d的造纸废水为例:
一种深度污水处理方法，包括以下处理步骤:
1)废水预存储:
将造纸产生的废水预先存储于中间水池，然后泵送至氧化塔；
2)浓硫酸调节氧化塔内水质呈酸性:
由氧化塔的顶部添加浓硫酸，控制氧化塔内的pH值为3.5~4.5 ;
3)添加芬顿试剂进行深度氧化处理:
向氧化塔内投加芬顿试剂，将废水中的有机污染物氧化分解，芬顿试剂为氧化剂H2O2和催化剂FeSO4，其中氧化剂H2O2的投加量为0.25~0.32kg/m3，硫酸亚铁FeSO4的投加量为 0.52 ~0.62kg/m3 ；
4)中和处理:
经步骤3)处理后的废水泵送至中和脱气池，然后向中和脱气池投加浓度为30%的液碱进行中和反应，并控制中和脱气池内的pH值为7 ；
5)投加助凝剂:
向中和脱气池投加助凝剂聚丙烯酰胺，使废水中的铁泥发生混凝反应，聚丙烯酰胺的投加量为 0.002 ~0.005kg/m3 ；
6)沉淀分离:
经步骤5)处理后的废水自流至沉淀池中，静置沉淀使泥水分离；
7)污泥浓缩:
将沉淀池中沉降至池底的污泥输送至污泥浓缩池中进行浓缩处理，沉淀池中分离的上层废水达到排放标准可直接排放或循环再利用。
[0035]实施例3
本实施例采用实施例1的污水处理系统，以20000 m3/d的造纸废水为例:
一种深度污水处理方法，包括以下处理步骤:
1)废水预存储:
将造纸产生的废水预先存储于中间水池，然后泵送至氧化塔；
2)浓硫酸调节氧化塔内水质呈酸性:
由氧化塔的顶部添加浓硫酸0.32kg/m3,控制氧化塔内的pH值为3.5~4.5 ;
3)添加芬顿试剂进行深度氧化处理:
向氧化塔内投加芬顿试剂，将废水中的有机污染物氧化分解，芬顿试剂为氧化剂H2O2和催化剂FeSO4，其中氧化剂H2O2的投加量为0.28kg/m3，硫酸亚铁FeSO4的投加量为
0.56kg/m3；
4)中和处理:
经步骤3)处理后的废水泵送至中和脱气池，然后向中和脱气池投加浓度为30%的液碱
0.36kg/m3进行中和反应，并控制中和脱气池内的pH值为7 ;
5)投加助凝剂:
向中和脱气池投加助凝剂聚丙烯酰胺，使废水中的铁泥发生混凝反应，聚丙烯酰胺的投加量为 0.002 ~0.005kg/m3 ；
6)沉淀分离:
经步骤5)处理后的废水自流至沉淀池中，静置沉淀使泥水分离；
7)污泥浓缩:
将沉淀池中沉降至池底的污泥输送至污泥浓缩池中进行浓缩处理，沉淀池中分离的上层废水达到排放标准可直接排放或循环再利用。
[0036]实施例2和实施例3的造纸废水中，CODcr及固体悬浮物浓度(SS)的去除效果如表1所示:
表1.CODcr及固体悬浮物浓度(SS)的去除效果
【权利要求】
1.一种深度污水处理系统，其特征在于:包括控制系统和依次连接的中间水池、废水泵、氧化塔、中和脱气池、沉淀池、污泥泵以及污泥浓缩池，其中:所述氧化塔的顶部分别设置有浓硫酸进料口和芬顿试剂进料口，所述浓硫酸进料口与浓硫酸加药装置连通，所述芬顿试剂进料口分别与硫酸亚铁贮存池和双氧水储罐连通； 所述中和脱气池的顶部设置有液碱进药口和助凝剂进料口，所述液碱进药口与液碱加药装置连通，所述助凝剂进料口与助凝剂加药装置连通。
2.根据权利要求1所述的一种深度污水处理系统，其特征在于:所述沉淀池为辐流式沉淀池。
3.根据权利要求1所述的一种深度污水处理系统，其特征在于:所述沉淀池内设置有刮泥机。
4.根据权利要求1所述的一种深度污水处理系统，其特征在于:所述氧化塔和所述中和脱气池之间的管路上设置有pH在线检测装置。
5.根据权利要求1所述的一种深度污水处理系统，其特征在于:所述中间水池内设置有液位传感器。
6.采用权利要求1至5中任一项所述的一种深度污水处理系统进行深度污水处理方法，其特征在于:包括以下处理步骤: 1)废水预存储: 将造纸产生的废水预先存储于中间水池，然后泵送至氧化塔； 2)浓硫酸调节氧化塔内水质呈酸性: 由氧化塔的顶部添加浓硫酸， 控制氧化塔内的pH值为3.5~4.5 ; 3)添加芬顿试剂进行深度氧化处理: 向氧化塔内投加芬顿试剂，将废水中的有机污染物氧化分解，所述芬顿试剂为氧化剂H2O2和催化剂FeSO4，其中所述氧化剂H2O2的投加量为0.25~0.32kg/m3，所述硫酸亚铁FeSO4 的投加量为 0.52 ~0.62kg/m3 ； 4)中和处理: 经所述步骤3)处理后的废水泵送至中和脱气池，然后向所述中和脱气池投加浓度为30%的液碱进行中和反应，并控制所述中和脱气池内的pH值为7 ; 5)投加助凝剂: 向所述中和脱气池投加助凝剂聚丙烯酰胺，使废水中的铁泥发生混凝反应，所述聚丙烯酰胺的投加量为0.002~0.005kg/m3 ； 6)沉淀分离: 经所述步骤5)处理后的废水自流至沉淀池中，静置沉淀使泥水分离； 7)污泥浓缩: 将所述沉淀池中沉降至池底的污泥输送至污泥浓缩池中进行浓缩处理，所述沉淀池中分离的上层废水达到排放标准可直接排放或循环再利用。
7.根据权利要求6所述的一种深度污水处理方法，其特征在于:所述步骤3)中，氧化剂H2O2的投加量为0.28kg/m3，所述硫酸亚铁FeSO4的投加量为0.58kg/m3。
8.根据权利要求6所述的一种深度污水处理方法，其特征在于:所述步骤5)中，所述聚丙烯酰胺的投加量为0.002kg/m3。
9.根据权利要求6所述的一种深度污水处理方法，其特征在于:所述步骤2)中，所述浓硫酸的投加量为0.32kg/m3。
10.根据权利要求6所述的一种深度污水处理方法，其特征在于:所述步骤4)中，所述液碱的投加量为0.36kg /m3。
【文档编号】C02F9/04GK103523966SQ201310527554
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2013年10月31日 优先权日:2013年10月31日
【发明者】李文斌 申请人:东莞理文造纸厂有限公司