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一種升流式臭氧曝氣生物濾池裝置及石化廢水處理方法.pdf

摘要
申請專利號:

CN201510708163.X

申請日:

2015.10.27

公開號:

CN105174432A

公開日:

2015.12.23

當前法律狀態:

駁回

有效性:

無權

法律詳情: 發明專利申請公布后的駁回IPC(主分類):C02F 3/02申請公布日:20151223|||實質審查的生效IPC(主分類):C02F 3/02申請日:20151027|||公開
IPC分類號: C02F3/02; C02F1/78(2006.01)N 主分類號: C02F3/02
申請人: 中國環境科學研究院
發明人: 周岳溪; 吳昌永
地址: 100012 北京市朝陽區安外北苑大羊坊8號
優先權:
專利代理機構: 北京雙收知識產權代理有限公司 11241 代理人: 裴紅美
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201510708163.X

授權公告號:

||||||

法律狀態公告日:

2018.01.19|||2016.01.20|||2015.12.23

法律狀態類型:

發明專利申請公布后的駁回|||實質審查的生效|||公開

摘要

本發明公開了一種升流式臭氧曝氣生物濾池裝置,包括密封塔、鼓風機(11)和臭氧發生器(12);所述密封塔為一體式,在所述密封塔的底部設置有入水口,上部設置有出水口(3),中間為處理區,所述處理區從下至上依次包括臭氧催化氧化區(6)、臭氧催化分解區(5)和曝氣生物濾池區(4)。本發明還公開了一種采用所述升流式臭氧曝氣生物濾池裝置進行石化廢水的處理方法。本發明工藝緊湊,占地面積小,處理效率高,臭氧催化分解區填充錳砂,可降低臭氧催化氧化區出水殘留臭氧對曝氣生物濾池區的影響。

權利要求書

權利要求書
1.  一種升流式臭氧曝氣生物濾池裝置,其特征在于:包括密封塔、鼓風機(11)和臭氧發生器(12);所述密封塔為一體式,在所述密封塔的底部設置有入水口,上部設置有出水口(3),中間為處理區,所述處理區從下至上依次包括臭氧催化氧化區(6)、臭氧催化分解區(5)和曝氣生物濾池區(4)。

2.  根據權利要求1所述的升流式臭氧曝氣生物濾池裝置,其特征在于:在所述臭氧催化氧化區(6)的下部設置有臭氧曝氣盤(14),其通過臭氧輸送管與所述臭氧發生器(12)相連,在所述曝氣生物濾池區(4)的下部設置有曝氣管(13),通過空氣輸送管與所述鼓風機(11)相連。

3.  根據權利要求2所述的升流式臭氧曝氣生物濾池裝置,其特征在于:所述入水口與進水管相連,在所述進水管上設置有進水泵(1)和液體流量計(7);在所述臭氧輸送管上設置有臭氧氣體流量計(9),在所述空氣輸送管上設置有氣體流量計(10);
所述裝置還包括反沖洗管,依次與所述液體流量計(7)和所述入水口相連,在所述反沖洗管上設置有反沖洗泵(2),在所述密封塔的上部設置有反沖洗排水口(8)。

4.  根據權利要求3所述的升流式臭氧曝氣生物濾池裝置,其特征在于:所述鼓風機還通過管路與所述臭氧氣體流量計(9)相連。

5.  根據權利要求4所述的升流式臭氧曝氣生物濾池裝置,其特征在于:所述臭氧催化氧化區(6)的填料為負載過渡金屬氧化物,所述負載過渡金屬氧化物為Al2O3或CuO的固體顆粒催化劑,填充比為75%;所述臭氧催化分解區(5)的填料為錳砂,粒徑2-5mm,填充比為65%;所述曝氣生物濾池區(4)的填料為火山巖,粒徑2-5mm,填充比為70%。

6.  根據權利要求5所述的升流式臭氧曝氣生物濾池裝置,其特征在于:所述臭氧催化氧化區(6)、所述臭氧催化分解區(5)和所述曝氣生物濾池區(4)的體積比為1:1:2。

7.  采用權利要求1~6中任意一項所述的升流式臭氧曝氣生物濾池裝置進行石化廢水的處理方法,其特征在于:包括如下步驟:
待處理廢水為石化廢水生物處理后二級出水,COD不高于100mg/L,所述待處理廢水從底部進入所述密封塔,臭氧發生器(12)提供臭氧,鼓風機(11)提供空氣;經配水后進入臭氧催化氧化區(6)進行臭氧氧化,氧化后水升流進入臭氧催化分解區(5),完成廢水中殘留臭氧的催化分解,廢水繼續上升進入曝氣生物濾池區(4),通過生物氧化和吸附等作用進一步凈化廢水,處理后出水從上部出水口(3)流出。

8.  根據權利要求7所述的石化廢水處理方法,其特征在于:所述密封塔在使用一段時間后進行清洗,切斷進水管、臭氧輸送管和空氣輸送管,連接反沖洗管和鼓風機(11)與臭氧氣體流量計(9)之間的管路,將清水通過反沖洗泵(2)輸送至密封塔,從密封塔的底部不斷輸入空氣,清洗后的水通過反沖洗排水口(8)流出。

9.  根據權利要求8所述的升流式臭氧曝氣生物濾池裝置,其特征在于:所述臭氧投量為5-10mg/L;所述曝氣生物濾池區(4)中的氣水比為2:1;所述升流式臭氧曝氣生物濾池裝置的總空塔停留時間為4h。

說明書

說明書一種升流式臭氧曝氣生物濾池裝置及石化廢水處理方法
技術領域
本發明涉及污水處理領域,特別是涉及一種升流式臭氧曝氣生物濾池裝置及采用該裝置進行石化廢水的處理方法。
背景技術
石化廢水共含有大量有毒難降解有機物,其排放對水體的影響較大。我國石化產業發展的一個趨勢是園區化聚集,全國共有不同規模的石化產業園區上千家。對于大型石化工業園區來講,綜合污水處理廠是保證石化綜合廢水處理達標排放的最后一道屏障。2015年4月16日環境保護部頒布了《石油化學工業污染物排放標準》(GB31571-2015)(以下稱新標準),新標準將石化工業園區污水處理廠直排水的COD限值由原來執行的《污水綜合排放標準》(GB8978-1996)中規定的100mg/L提高至60mg/L,在國土開發密度已經較高、環境承載能力開始減弱,或水環境容量較小、生態環境脆弱,容易發生嚴重水環境污染問題而需要采取特別保護措施的地區,COD排放限值為50mg/L。同時,新標準中除了對常規指標排放限值更加嚴格,也加入了60種(類)特征有機污染物濃度排放限值。我們目前的石化綜合污水廠污水均無法滿足新標準的要求,亟需提標改造,提高出水水質。
技術可行經濟合理的污水深度處理技術研發是目前污水處理領域的熱點之一。由于石化污水廠二級生物處理出水的生化性較差,單獨采用生化處理技術很難達標,物化和生化組合的處理技術是污水深度處理中常用的技術類型。
申請號CN101070216A專利公布了一種一體式臭氧與曝氣生物濾池水處理裝置及其方法,一體式臭氧曝氣生物濾池工藝將臭氧的預氧化和曝氣生物濾池有效結合,利用臭氧的預氧化作用,將廢水中難降解的有機物部分氧化,長鏈的有機物變成短鏈的有機物,環狀有機物變成直鏈有機物,提高廢水的可生化性,充分利用后續的曝氣生物濾池工藝的生物降解作用,有效去除廢水中的溶解性有機物。同時由于臭氧只用于預氧化,投量小,具有一定的經濟性。一體式臭氧曝氣生物濾池具有節省曝氣量,動力消耗少,占地面積小,臭氧氧化后不必安裝臭氧破壞系統的優點。在臭氧投加量維持穩定的條件下,由于進水負荷的波動,加上 臭氧在反應器底部的停留時間有限,有一部分臭氧未充分分解即離開臭氧反應區,進入上部的曝氣生物濾池區。當水中臭氧濃度超過0.2mg/L時,曝氣生物濾池內的微生物即可被部分滅活,降低其反應活性,使得生物量也偏低,處理能力較為低下。
發明內容
為克服上述缺點,本發明提供了一種升流式臭氧曝氣生物濾池裝置,在臭氧催化氧化區和曝氣生物濾池區之間增設臭氧催化分解區,使得整個工藝更加高效。
一種升流式臭氧曝氣生物濾池裝置,包括密封塔、鼓風機和臭氧發生器;所述密封塔為一體式,在所述密封塔的底部設置有入水口,上部設置有出水口,中間為處理區,所述處理區從下至上依次包括臭氧催化氧化區、臭氧催化分解區和曝氣生物濾池區。
本發明所述的升流式臭氧曝氣生物濾池裝置,其中,在所述臭氧催化氧化區的下部設置有臭氧曝氣盤,其通過臭氧輸送管與所述臭氧發生器相連,在所述曝氣生物濾池區的下部設置有曝氣管,通過空氣輸送管與所述鼓風機相連。
本發明所述的升流式臭氧曝氣生物濾池裝置,其中,所述入水口與進水管相連,在所述進水管上設置有進水泵和液體流量計;在所述臭氧輸送管上設置有臭氧氣體流量計,在所述空氣輸送管上設置有氣體流量計;
所述裝置還包括反沖洗管,依次與所述液體流量計和所述入水口相連,在所述反沖洗管上設置有反沖洗泵,在所述密封塔的上部設置有反沖洗排水口。
本發明所述的升流式臭氧曝氣生物濾池裝置,其中,所述鼓風機還通過管路與所述臭氧氣體流量計相連。
本發明所述的升流式臭氧曝氣生物濾池裝置,其中,所述臭氧催化氧化區的填料為負載過渡金屬氧化物,如Al2O3或CuO的固體顆粒催化劑,填充比為75%;所述臭氧催化分解區的填料為錳砂,粒徑2-5mm,填充比為65%;所述曝氣生物濾池區的填料為火山巖,粒徑2-5mm,填充比為70%。
本發明所述的升流式臭氧曝氣生物濾池裝置,其中,所述臭氧催化氧化區、所述臭氧催化分解區和所述曝氣生物濾池區的體積比為1:1:2。
采用本發明所述的升流式臭氧曝氣生物濾池裝置進行石化廢水的處理方法,包括如下步驟:
待處理廢水為石化廢水生物處理后二級出水,COD不高于100mg/L,所述待處理廢水從 底部進入所述密封塔,臭氧發生器提供臭氧,鼓風機提供空氣;經配水后進入臭氧催化氧化區進行臭氧氧化,氧化后水升流進入臭氧催化分解區,完成廢水中殘留臭氧的催化分解,廢水繼續上升進入曝氣生物濾池區,通過生物氧化和吸附等作用進一步凈化廢水,處理后出水從上部出水口流出。
本發明所述的石化廢水處理方法,其中,所述密封塔在使用一段時間后進行清洗,切斷進水管、臭氧輸送管和空氣輸送管,連接反沖洗管和鼓風機與臭氧氣體流量計之間的管路,將清水通過反沖洗泵輸送至密封塔,從密封塔的底部不斷輸入空氣,清洗后的水通過反沖洗排水口流出。
本發明所述的石化廢水處理方法,其中,所述臭氧投量為5-10mg/L;所述曝氣生物濾池區中的氣水比為2:1;所述升流式臭氧曝氣生物濾池裝置的總空塔停留時間為4h。
本發明升流式臭氧曝氣生物濾池裝置與現有技術不同之處在于:
本發明升流式式臭氧曝氣生物濾池是一種有效的廢水深度處理技術,其中臭氧區出水中含有的殘留臭氧對曝氣生物濾池區的影響是制約該技術的一個重要因素,因此在實際應用中通常需要將臭氧氧化區和曝氣生物濾池區分開建,中間增設一個臭氧吹脫池,但相應也增加了占地面積,削弱了一體式裝置的優勢。本發明針對傳統一體式臭氧曝氣生物濾池的這一缺點,在兩個區域的中間增設了臭氧催化分解區,采用高活性的錳砂作為填料,催化分解水中的臭氧,本單元可以使得臭氧催化氧化區和曝氣生物濾池區有機結合,各自發揮自己的優勢,臭氧催化氧化區可提高石化二級出水中溶解性難降解有機物的可生化性,曝氣生物濾池可在此基礎上充分發揮生物降解,截留和沉淀等作用,經濟高效的去除石化二級出水中的溶解性難降解有機物,是整個一體式裝置COD去除最大的單元。經過研究和處理實際石化二級出水試驗表明,在石化二級出水COD低于100mg/L的情況下,采用本發明工藝所述的裝置及相應的臭氧投加量、接觸氧化時間、催化分解時間、氣水比、填料和填充比,處理后水質可滿足新標準的要求,采用別的參數無法達到本發明的效果。
與現有技術相比,本發明具有以下特點:
1)臭氧投加量少,運行費用低。石化二級出水COD通常在80-100mg/L之間,臭氧投量為5-10mg/L即可達到預氧化的效果,若采用單獨臭氧氧化,臭氧的投量通常要高于30mg/L。
2)兩個單元各自發揮優勢,互為補充,但互補干擾。臭氧催化氧化單元采用催化氧化的形式提高了臭氧的利用率,反應速率快,廢水中殘留的臭氧量較少。臭氧催化分解區采用錳砂,可進一步催化分解臭氧,使得臭氧催化氧化區不會影響到曝氣生物濾池區的正常運行,反應效率較高。
3)錳砂填料易得,價格便宜,整體工藝具有一定的經濟性。
本發明的技術原理如下:
本發明和已有發明的差別在于臭氧催化氧化區和曝氣生物濾池區中間增設了臭氧催化分解區,臭氧催化分解區內填充廉價易得的錳砂填料,錳砂組分中含有變價金屬離子Mn3+和Mn4+,研究表明,錳砂可有效催化分解臭氧,降低廢水中殘余臭氧的含量,因此可以減少對生化單元微生物的影響,充分發揮后續曝氣生物濾池區的作用。
下面結合附圖對本發明的升流式臭氧曝氣生物濾池裝置作進一步說明。
附圖說明
圖1為本發明升流式臭氧曝氣生物濾池裝置的結構示意圖;
圖2為本發明實施例3中應用本發明處理某石化污水廠二級出水的進出水COD變化圖。
具體實施方式
實施例1
如圖1所示,一種升流式臭氧曝氣生物濾池裝置,包括密封塔、鼓風機11和臭氧發生器12;密封塔為一體式,在密封塔的底部設置有入水口,上部設置有出水口3,中間為處理區,處理區從下至上依次包括臭氧催化氧化區6、臭氧催化分解區5和曝氣生物濾池區4。
在臭氧催化氧化區6的下部設置有臭氧曝氣盤14,其通過臭氧輸送管與臭氧發生器12相連,在曝氣生物濾池區4的下部設置有曝氣管13,通過空氣輸送管與鼓風機11相連。
入水口與進水管相連,在進水管上設置有進水泵1和液體流量計7;在臭氧輸送管上設置有臭氧氣體流量計9,在空氣輸送管上設置有氣體流量計10;
裝置還包括反沖洗管,依次與液體流量計7和入水口相連,在反沖洗管上設置有反沖洗泵2,在密封塔的上部設置有反沖洗排水口8。
鼓風機還通過管路與臭氧氣體流量計9相連。臭氧催化氧化區6的填料為負載過渡金屬氧化物,如Al2O3或CuO的固體顆粒催化劑,填充比為75%;臭氧催化分解區5的填料為錳砂,粒徑2-5mm,填充比為65%;曝氣生物濾池區4的填料為火山巖,粒徑2-5mm,填充比為70%。臭氧催化氧化區6、臭氧催化分解區5和曝氣生物濾池區4的體積比為1:1:2。
實施例2
采用本發明升流式臭氧曝氣生物濾池裝置進行石化廢水的處理方法,包括如下步驟:
待處理廢水為石化廢水生物處理后二級出水,COD不高于100mg/L,待處理廢水從底部進入密封塔,臭氧發生器12提供臭氧,鼓風機11提供空氣;經配水后進入臭氧催化氧化區6進行臭氧氧化,氧化后水升流進入臭氧催化分解區5,完成廢水中殘留臭氧的催化分解,廢水繼續上升進入曝氣生物濾池區4,通過生物氧化和吸附等作用進一步凈化廢水,處理后出水從上部出水口3流出。
密封塔在使用一段時間后進行清洗,切斷進水管、臭氧輸送管和空氣輸送管,連接反沖洗管和鼓風機11與臭氧氣體流量計9之間的管路,將清水通過反沖洗泵2輸送至密封塔,從密封塔的底部不斷輸入空氣,清洗后的水通過反沖洗排水口8流出。
臭氧投量為5-10mg/L;曝氣生物濾池區4中的氣水比為2:1;升流式臭氧曝氣生物濾池裝置的總空塔停留時間為4h。
實施例3
如圖1和圖2所示,某大型石化工業園區綜合污水處理廠二級出水,出水COD平均為75.7mg/L,BOD5/COD低于0.1,可生化性很差,出水無法滿足新標準,為進一步提高出水水質,采用本發明的方法進行了處理,所采用密封塔中臭氧催化氧化區6、臭氧催化分解區5和曝氣生物濾池區4的體積比為1:1:2,總空塔停留時間4h,臭氧投量為10mg/L,催化劑為負載Al2O3固體顆粒催化劑,填充率為75%,曝氣生物濾池氣水比為2:1,填料為直徑3-5mm的火山巖。處理后出水COD平均為45.8mg/L,可達到新標準的要求。
以上所述的實施例僅僅是對本發明的優選實施方式進行描述,并非對本發明的范圍進行限定,在不脫離本發明設計精神的前提下,本領域普通技術人員對本發明的技術方案作出的各種變形和改進,均應落入本發明權利要求書確定的保護范圍內。

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一種 升流式 臭氧 生物 濾池 裝置 石化 廢水處理 方法
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