微纳米气泡-零价铁深度处理废水系统
养殖污水处理_煤矿印染污水处理设备厂家
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申请日 2020.10.19
公开（公告）日 2021.01.15
IPC分类号 C02F9/14; C02F1/70; C02F1/72; C02F101/16; C02F101/30
摘要
本发明涉及化工废水处理技术领域，特别涉及一种微纳米气泡?零价铁深度处理废水系统，其中，所述深度处理废水系统，包括预处理单元和微纳米气泡?零价铁单元，所述微纳米气泡?零价铁单元包括：将预处理单元处理后的废水与通入的空气和/或氧气混合并使废水中氧气达到超饱和溶解度的气液混合单元；将预处理单元处理后的废水进行降解的零价铁反应器；以及用于将零价铁反应器降解后废水中铁离子去除的分离单元。本发明提供的深度处理废水系统将空气和/或氧气破碎为微纳米气泡，在铁的催化作用下激发产生大量羟基自由基，从而实现有效降解难生化处理有机物、氰化物、硫氰化物等，提高废水可生化性，改善煤化工废水有毒有害物浓度高、可生化性差等问题。
权利要求书
1.一种微纳米气泡-零价铁深度处理废水系统，包括预处理单元(10)和微纳米气泡-零价铁单元(20)，其特征在于，所述微纳米气泡-零价铁单元(20)包括：
将预处理单元(10)处理后的废水与通入的空气和/或氧气混合并使废水中氧气达到超饱和溶解度的气液混合单元(21)；
将预处理单元(10)处理后的废水进行降解的零价铁反应器(22)；
以及用于将零价铁反应器(22)降解后废水中铁离子去除的分离单元(23)。
2.根据权利要求1所述的微纳米气泡-零价铁深度处理废水系统，其特征在于：所述预处理单元(10)用于对废水进行处理，所述处理包括絮凝、软化、除油、脱酚、脱氨中的一种或多种方式的组合。
3.根据权利要求1所述的微纳米气泡-零价铁深度处理废水系统，其特征在于：所述气液混合单元(21)包括微纳米气泡发生器。
4.根据权利要求3所述的微纳米气泡-零价铁深度处理废水系统，其特征在于：所述微纳米气泡发生器中产生的微纳米气泡直径为500nm～1μm。
5.根据权利要求1所述的微纳米气泡-零价铁深度处理废水系统，其特征在于：所述分离单元(23)包括一接收零价铁反应器(22)降解后废水的澄清池，通过调节所述澄清池内废水的pH以产生铁的沉淀物。
6.根据权利要求1所述的微纳米气泡-零价铁深度处理废水系统，其特征在于：所述微纳米气泡-零价铁单元(20)还包括设于零价铁反应器(22)与分离单元(23)之间的过滤单元(24)。
7.根据权利要求1所述的微纳米气泡-零价铁深度处理废水系统，其特征在于：还包括生物膜处理单元(30)，所述生物膜处理单元(30)用于去除微纳米气泡-零价铁单元(20)处理后废水中含有的COD、酚类、氨氮、硝态氮、亚硝态氮、有机氮、微量磷、氰化物、硫氰化物中的一种或多种污染物。
8.根据权利要求7所述的微纳米气泡-零价铁深度处理废水系统，其特征在于：所述生物膜处理单元(30)包括依次设置的厌氧生物滤池(31)、兼氧生物滤池(32)和曝气生物滤池(33)。
9.根据权利要求8所述的微纳米气泡-零价铁深度处理废水系统，其特征在于：所述厌氧生物滤池(31)、兼氧生物滤池(32)和曝气生物滤池(33)内设有用于填充固定化微生物的载体。
10.根据权利要求8所述的微纳米气泡-零价铁深度处理废水系统，其特征在于：所述曝气生物滤池(33)后端设有回流装置(34)，所述回流装置(34)用于将曝气生物滤池(33)处理后的出水回流至厌氧生物滤池(31)和/或兼氧生物滤池(32)。
说明书
一种微纳米气泡-零价铁深度处理废水系统
技术领域
本发明涉及化工废水处理技术领域，特别涉及一种微纳米气泡-零价铁深度处理废水系统。
背景技术
工业污染催生了环境科学的发展，环境保护正从常规大气污染物(如：粉尘、SO2等)、水体常规污染物(如：COD、BOD、氨氮、磷等)治理和重金属污染控制，向难生物降解有机污染物发展。
我国能源的基本特点是“富煤、贫油、少气”，发展新型煤化工产业是我国的能源战略需要，对于缓解我国石油、天然气等优质资源的供求矛盾，促进化工、钢铁、轻工和农业的发展，具有非常重要的作用。
煤焦化、煤气化、煤液化，以及煤制甲醇、烯烃等煤化工过程需要大量生产用水，但我国煤化工项目开发重点在煤炭资源丰富的西北及华北地区，这些区域水资源匮乏，占有量不到全国总量的20％，富煤少水的地理空间分布，成为我国煤化工发展的瓶颈，寻求投资省、产水水质好、工艺稳定、运行费用低的煤化工废水处理工艺，最大限度地实现节水和回用，已经成为煤制气产业发展的迫切需求。
煤化工产生大量的废水，废水中含有高浓度的污染物，水质成分复杂、波动频繁，通常情况下，CODcr约为2500-88000mg/L；酚类约为500-14000mg/L(苯酚类约为300-6800mg/L)；氨氮约为1800-14000mg/L；微量硝态氮约为0.2-2mg/L；有机氮约为4-140mg/L；微量磷约为0.5-29mg/L；氰化物约为0.1-110mg/L；硫氰化物约为8-1500mg/L；硫化物(S2-)约为60-29000mg/L；油类约为50-110000mg/L，TDS约为2000-32000mg/L，PH约为7.5-9.5，并含有一定浓度的悬浮物、胶体、钙镁锶钡等致垢离子、重金属离子、氟化物，以及数百度的色度。高浓度氨氮导致C/N比极不均衡；大量的长链烷烃类、芳香烃类萘、蒽等、杂环类化合物吡啶等、油类等生物难降解有机物，以及高浓度酚类/氰化物/硫氰化物，严重危害微生物的新陈代谢，BOD/COD约为0.18-0.25或更低，有毒和有害物浓度高，具有很强的微生物抑制性，水质可生化性差，是一种典型高浓度难生物降解的工业废水。
我国煤化工废水的处理工艺一般由四部分组成，即：预处理、生化处理、深度处理、零排放；
预处理工艺主要完成除油、脱酚、脱氨，主要除油工艺为隔油池、气浮法；主要脱酚工艺为溶剂萃取法；主要脱氨工艺为蒸汽汽提-蒸氨法。
生化处理是利用微生物新陈代谢对预处理产水中有机物进行分解和无机化，常用的生化处理工艺主要有A/O及A2/O工艺、流动床生物膜反应器、PACT法、厌氧生物处理法、曝气生物滤池等。
申请号为201510170671.7的《一种煤焦化废水处理系统》公开了一种煤焦化废水处理系统，公开日为2015年7月22日，其先针对不同种类废水分类处理后在进行生物处理，但是其在进行生化处理前未将大分子、高分子难降解有机物和细微悬浮物、胶体进行充分去除，容易影响后续的生物处理工艺的处理效果。
由于煤化工废水水质成分复杂多变，波动频繁，缺乏针对特征污染物及其治理的理论基础和工程设计规范，常规的处理工艺存在严重局限性，工艺无法获得满意的出水水质，工艺复杂、工程造价和运维费用高，研发高效低成本的煤化工废水深度处理技术，实现煤化工废水中污染物的大幅削减和水资源的重复利用，已经成为煤化工企业可持续发展的自身需求和外在环保要求。
发明内容
为解决上述背景技术中提及的，进行生物处理前需将部分难降解有机污染物进行降解的问题，本发明提供一种微纳米气泡-零价铁深度处理废水系统，包括预处理单元和微纳米气泡-零价铁单元，所述微纳米气泡-零价铁单元包括：
将预处理单元处理后的废水与通入的空气和/或氧气混合并使废水中氧气达到超饱和溶解度的气液混合单元；
将预处理单元处理后的废水进行降解的零价铁反应器；
以及用于将零价铁反应器降解后废水中铁离子去除的分离单元。
在上述结构的基础上，进一步地，所述预处理单元用于对废水进行处理，所述处理包括絮凝、软化、除油、脱酚、脱氨中的一种或多种方式的组合。
在上述结构的基础上，进一步地，所述气液混合单元包括微纳米气泡发生器。
在上述结构的基础上，进一步地，所述微纳米气泡发生器中产生的微纳米气泡直径为500nm～1μm。
在上述结构的基础上，进一步地，所述分离单元包括一接收零价铁反应器降解后废水的澄清池，通过调节所述澄清池内废水的pH以产生铁的沉淀物。
在上述结构的基础上，进一步地，所述微纳米气泡-零价铁单元还包括设于零价铁反应器与分离单元之间的过滤单元。
在上述结构的基础上，进一步地，还包括生物膜处理单元，所述生物膜处理单元用于去除微纳米气泡-零价铁单元处理后废水中含有的COD、酚类、氨氮、硝态氮、亚硝态氮、有机氮、微量磷、氰化物、硫氰化物中的一种或多种污染物。
在上述结构的基础上，进一步地，所述生物膜处理单元包括依次设置的厌氧生物滤池、兼氧生物滤池和曝气生物滤池。
在上述结构的基础上，进一步地，所述厌氧生物滤池、兼氧生物滤池和曝气生物滤池内设有用于填充固定化微生物的载体。
在上述结构的基础上，进一步地，所述曝气生物滤池后端设有回流装置，所述回流装置用于将曝气生物滤池处理后的出水回流至厌氧生物滤池和/或兼氧生物滤池。
本发明提供一种微纳米气泡-零价铁深度处理废水系统，与现有技术相比，具有以下优点：
空气和/或氧气被破碎为微纳米气泡，在铁的催化作用下激发产生大量羟基自由基；羟基自由基具有超高的氧化还原电位(EOP＝2.8V)，反应速度非常快，其产生的超强氧化作用可将大分子、高分子难生物降解有机物转化为小分子可生物降解有机物、或完全矿化，将氰化物、硫氰化物完全矿化。
为了进一步提升该系统的处理效果，还设置有管式超滤膜组，可有效截留各种大分子、高分子有机物，以及废水中细微悬浮物、胶体，使其进入浓水循环处理，保证了产水不含有大分子、高分子难降解有机物和细微悬浮物、胶体；
不仅如此，为了更有效的针对废水中污染物的处理，增设有生物膜处理单元，通过固定化技术有效结合了生物滤池和生物强化两种工艺，可同时去除煤化工废水中有机物和氮等污染，同时还可脱色、除臭；脱氮效率高，无需外加有机碳源；高效菌固定生长在载体上，减轻了高氨氮对生物的抑制作用；由于采用了固定化技术，使反应器内微生物快速繁殖、优势菌种显著，生物量大，生物种类丰富，且有大量菌胶团，世代时间长的硝化菌、反硝化菌等可有效固定在载体上，避免了传统方法中菌的流失；承受进水污染物负荷变化、抵抗系统冲击能力强。
发明人 （李军洋;郝吉明;）
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