公布日：2022.09.23
申請日：2022.08.05
分類(lèi)號：C02F9/14(2006.01)I;C02F1/66(2006.01)N;C02F1/461(2006.01)N;C02F3/30(2006.01)N;C02F1/32(2006.01)N;C02F101/10(2006.01)N;
C02F101/16(2006.01)N
摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種工業(yè)廢水電化學(xué)除磷系統及其除磷方法,涉及廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，包括預處理單元、厭氧單元、生化處理單元、前置除磷裝置、后置除磷裝置和深度處理單元，預處理單元、前置除磷裝置、厭氧單元、生化處理單元、后置除磷裝置依次連接，預處理單元與厭氧單元之間還連接有第一直接輸送管道，生化處理單元與后置除磷裝置均與深度處理單元連接。本發(fā)明不僅解決了現有工業(yè)廢水難以處理，除磷脫氮效果不理想等問(wèn)題，且能同時(shí)對不同濃度的工業(yè)廢水進(jìn)行處理。
權利要求書(shū)
1.一種工業(yè)廢水電化學(xué)除磷系統，其特征在于，包括預處理單元(1)、厭氧單元(2)、生化處理單元(3)、前置除磷裝置(4)、后置除磷裝置(5)和深度處理單元(6)，預處理單元(1)、前置除磷裝置(4)、厭氧單元(2)、生化處理單元(3)、后置除磷裝置(5)依次連接，預處理單元(1)與厭氧單元(2)之間還連接有第一直接輸送管道(8)，生化處理單元(3)與后置除磷裝置(5)均與深度處理單元(6)連接；預處理單元(1)包括通過(guò)溢流連通的預處理池(100)和調節池(101)；前置除磷裝置(4)和后置除磷裝置(5)均包括除磷單元，除磷單元包括除磷槽(400)和排水槽(401)，除磷槽(400)與排水槽(401)為一體結構或分體結構，除磷槽(400)內還安裝有電極板(405)；厭氧單元(2)包括依次連接的厭氧進(jìn)水池(201)、兩級UASB(200)和厭氧沉淀池(202)；生化處理單元(3)包括通過(guò)溢流依次連通缺氧池(301)、好氧池(302)和MBR池(303)；生化處理單元(3)還包括與缺氧池(301)溢流連通的厭氧池(300)，預處理單元(1)與厭氧池(300)之間還連接有第二直接輸送管道(9)。
2.根據權利要求1所述的工業(yè)廢水電化學(xué)除磷系統，其特征在于，所述預處理池(100)內設有處理粗格柵(102)，調節池(101)上設有分級循環(huán)反應裝置，且分級循環(huán)反應裝置具有一個(gè)入水管(105)和多個(gè)排水管(106)，多個(gè)排水管(106)出口高度不等，且入水管(105)的進(jìn)口端和多個(gè)排水管(106)的出口端均伸入調節池(101)內；優(yōu)選的，所述分級循環(huán)反應裝置包括依次連接的攪拌罐(103)、緩存罐(104)，入水管(105)的出口端與攪拌罐(103)連接，且攪拌罐(103)上還設有加藥管(109)和與其中一個(gè)出水管(406)連接的排放管(107)；優(yōu)選的，所述預處理單元(1)還包括連接在調節池(101)出口端的初級沉淀池(108)，且初級沉淀池(108)上設有投料管(110)。
3.根據權利要求1所述的工業(yè)廢水電化學(xué)除磷系統，其特征在于，所述電化學(xué)除磷單元還包括排水槽(401)，除磷槽(400)上端與排水槽(401)上端連通，且除磷槽(400)內還安裝有支撐框架(404)，除磷槽(400)內的電極板(405)為多個(gè)，多個(gè)電極板(405)間隔排布在支撐框架(404)上；優(yōu)選的，所述除磷槽(400)上還設有用于排放污泥的排泥管(403)和用于進(jìn)水的進(jìn)水管(402)，排水槽(401)上還設有出水管(406)；優(yōu)選的，所述進(jìn)水管(402)和排泥管(403)均位于除磷槽(400)槽底，且進(jìn)水管(402)的出口端與排泥管(403)的進(jìn)口端通過(guò)三通接頭連通；優(yōu)選的，所述出水管(406)位于排水槽(401)的中部，且排水槽(401)槽底還設置有放空管(407)；優(yōu)選的，所述排泥管(403)、進(jìn)水管(402)、出水管(406)和放空管(407)上均設置有電磁閥。
4.根據權利要求3所述的工業(yè)廢水電化學(xué)除磷系統，其特征在于，所述電化學(xué)除磷單元為多個(gè)，多個(gè)電化學(xué)除磷單元呈矩形陣列排布，且多個(gè)電化學(xué)除磷單元共同并聯(lián)連接或依次串聯(lián)連接；優(yōu)選的，所述除磷槽(400)和排水槽(401)的槽底均呈漏斗狀，且電極板(405)位于除磷槽(400)中部；優(yōu)選的，多個(gè)所述電極板(405)呈正極負極交替排列；優(yōu)選的，所述電極板(405)為碳鋼板或鐵板或鋁板；優(yōu)選的，所述支撐框架(404)與除磷槽(400)槽壁、電極板(405)與支撐框架(404)均為卡槽連接；優(yōu)選的，相鄰兩個(gè)所述電極板(405)之間的間距為1-12cm。
5.根據權利要求1所述的工業(yè)廢水電化學(xué)除磷系統，其特征在于，所述厭氧進(jìn)水池(201)內設置有擋流板(203)，擋流板(203)將厭氧進(jìn)水池(201)內部分隔底部連通的左水池(204)和右水池(205)，厭氧進(jìn)水池(201)的進(jìn)水口、厭氧進(jìn)水池(201)的出水口分別與左水池(204)、右水池(205)連通，且兩級UASB(200)內還設置有折流板(206)，折流板(206)位于兩級UASB(200)上部；優(yōu)選的，所述厭氧池(300)、缺氧池(301)內均設置有攪拌機(304)，厭氧池(300)上還具有碳源補充管(305)，好氧池(302)和MBR池(303)均設置有曝氣組件(306)，且好氧池(302)內還設有附著(zhù)有微生物的生物床(307)，MBR池(303)內還設置有MBR膜組(308)，且好氧池(302)與厭氧池(300)之間連接有混合液回流管道(309)。
6.根據權利要求1所述的工業(yè)廢水電化學(xué)除磷系統，其特征在于，所述深度處理單元(6)包括依次連接的反硝化深床濾池(600)、纖維轉盤(pán)濾池(601)和紫外消毒渠(602)，MBR池(303)的出口端還連接有中間水池(310)，中間水池(310)出口端分別與后置除磷裝置(5)進(jìn)口端、反硝化深床濾池(600)進(jìn)口端連接。
7.根據權利要求1所述的工業(yè)廢水電化學(xué)除磷系統，其特征在于，還包括污泥處理單元(7)，污泥處理單元(7)包括依次連接的污泥濃縮池(700)和污泥脫水機房，預處理單元(1)、前置除磷裝置(4)、厭氧單元(2)、生化處理單元(3)、后置除磷裝置(5)與污泥濃縮池(700)之間連接有污泥回流管(701)；優(yōu)選的，所述污泥脫水機房?jì)冗�安裝有依次連接的物料罐(702)、污泥改性倉(703)和壓濾機(704)，且污泥濃縮池(700)的出口端與污泥改性倉(703)的進(jìn)口端連接。
8.一種基于1-7任一所述系統的電化學(xué)除磷方法，其特征在于，包括以下內容：當廢水為高濃度含磷工業(yè)廢水時(shí)，廢水經(jīng)預處理單元(1)處理，除去廢水中的不溶物，排出廢水A；廢水A分為兩部分，一部分經(jīng)第一直接輸送管道(8)進(jìn)入厭氧單元(2)，一部分經(jīng)進(jìn)水管(402)進(jìn)入前置除磷裝置(4)除磷，排出廢水B；廢水B進(jìn)入厭氧單元(2)，對厭氧單元(2)中廢水的氨氮進(jìn)行硝化，降解廢水中的有機物，降低廢水中COD含量，排出廢水C；廢水C進(jìn)入生化處理單元(3)，進(jìn)一步對廢水中的氨氮進(jìn)行硝化并降解廢水中的有機物，排出廢水D；廢水D經(jīng)深度處理單元(6)處理，達標排放；當廢水為低濃度含磷工業(yè)廢水時(shí)，廢水經(jīng)預處理單元(1)處理，除去廢水中的不溶物，排出廢水A；廢水A經(jīng)第二直接輸送管道(9)進(jìn)入生化處理單元(3)，對廢水中的氨氮進(jìn)行硝化，降解廢水中的有機物，降低廢水中COD含量，排出廢水D；廢水D經(jīng)生化處理單元(3)處理后,廢水分為兩部分，一部分經(jīng)后置除磷單元(5)除磷，除磷后的廢水進(jìn)入深度處理單元(6)；一部分廢水直接進(jìn)入深度處理單元(6)，廢水進(jìn)入深度處理單元(6)經(jīng)處理后，達標排放；進(jìn)一步地，所述高濃度含磷工業(yè)廢水中COD濃度＞3000mg/L，總磷濃度＞40mg/L，所述低濃度含磷工業(yè)廢水中COD濃度＜500mg/L，總磷濃度＜8mg/L。
9.根據權利要求8所述的方法，其特征在于，所述廢水經(jīng)預處理單元(1)處理是指將工業(yè)廢水經(jīng)自來(lái)水管網(wǎng)直接與預處理池(100)連接，使待處理的廢水通過(guò)自來(lái)水管網(wǎng)直接送入到預處理池(100)內，并在預處理池(100)內預處理后直接通過(guò)溢流口或溢流管道溢流至調節池(101)內，并在調節池(101)內調節工業(yè)廢水PH值為9-11，調節后的廢水送入初級沉淀池(108)內進(jìn)行初步沉淀，排出廢水A；進(jìn)一步地，廢水A經(jīng)進(jìn)水管(402)進(jìn)入除磷槽(400)，經(jīng)電極板(405)除磷，除磷后的廢水流入排水槽(401)進(jìn)行沉淀，后經(jīng)出水管(406)，排出廢水B。進(jìn)一步地，電化學(xué)除磷時(shí)，電流密度為40-60mA/cm2，電解時(shí)間為15-30min。
10.根據權利要求8所述的方法，其特征在于，厭氧單元(2)中，廢水進(jìn)入厭氧進(jìn)水池(201)內，通過(guò)厭氧提升泵抽送至二級UASB槽(200)中，在二級UASB(200)槽中，降解廢水中的有機物，降低廢水中COD含量，通過(guò)二級UASB槽(200)處理后的廢水溢流進(jìn)入到厭氧沉淀池(202)內，廢水在厭氧沉淀池(202)內進(jìn)行沉淀，排出廢水C；進(jìn)一步地，廢水C在缺氧池(301)內去除氨氮和降解有機物，在缺氧池301處理后廢水溢流進(jìn)入到好氧池(302)內，鼓風(fēng)機(311)向好氧池(302)內曝氣組件(306)供氣，曝氣組件(306)開(kāi)始曝氣，使好氧池(302)內附著(zhù)有微生物的生物床(307)能對廢水中的有機物進(jìn)行降解以及對氨氮進(jìn)行硝化，在好氧池(302)處理后的廢水溢流進(jìn)入到MBR池(303)內，MBR池(303)內的MBR膜組(308)進(jìn)一步去除氨氮和COD，在MBR池(303)處理后的廢水送入到中間水池(310)內,排出廢水D；進(jìn)一步地，好氧池(302)中的廢水經(jīng)混合液回流管道(309)回流至缺氧池(301)，使未處理徹底的廢水回流至缺氧池(301)內進(jìn)行循環(huán)處理；進(jìn)一步地，進(jìn)入深度處理單元(6)中的廢水直接送入到反硝化深床濾池(600)內，并向反硝化深床濾池(600)內添加碳源或絮凝劑，通過(guò)反硝化深床濾池(600)進(jìn)一步將硝態(tài)氮去除，轉化為氮氣，最后處理后的廢水進(jìn)入纖維轉盤(pán)濾池(601)去除SS，并通過(guò)紫外消毒渠(602)消毒后達標排放；進(jìn)一步地，所述碳源為乙酸鈉，絮凝劑為PAC絮凝劑；進(jìn)一步地，初級沉淀池(108)、除磷槽(400)、排水槽(401)、兩級UASB(200)、厭氧沉淀池(202)、缺氧池(301)、MBR池(303)中的沉淀物均能通過(guò)污泥輸送管(701)上的回流泵送入到污泥濃縮池(700)內，送入到污泥改性倉(703)內，同時(shí)，物料罐(702)內的改性劑向污泥改性倉(703)內輸送，使進(jìn)入到污泥改性倉(703)內的污泥在與改性劑進(jìn)行充分反應，污泥在污泥改性倉(703)內反應后，污泥改性倉(703)內的污泥送入到壓濾機(704)內，通過(guò)壓濾機(704)壓濾脫水后直接排出；進(jìn)一步地，所述改性劑為石灰、PAM中的一種或兩種。
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種工業(yè)廢水電化學(xué)除磷系統及其除磷方法，解決了現有工業(yè)廢水難以處理，除磷脫氮效果不理想等問(wèn)題。
為實(shí)現本發(fā)明目的，采用的技術(shù)方案為：一種工業(yè)廢水電化學(xué)除磷系統，包括預處理單元、厭氧單元、生化處理單元、前置除磷裝置、后置除磷裝置和深度處理單元，預處理單元、前置除磷裝置、厭氧單元、生化處理單元、后置除磷裝置依次連接，預處理單元與厭氧單元之間還連接有第一直接輸送管道，生化處理單元與后置除磷裝置均與深度處理單元連接；
預處理單元包括通過(guò)溢流連通的預處理池和調節池；
前置除磷裝置和后置除磷裝置均包括除磷單元，除磷單元包括除磷槽，除磷單元包括除磷槽和排水槽，除磷槽與排水槽為一體結構或分體結構，除磷槽內還安裝有電極板；
厭氧單元包括依次連接的厭氧進(jìn)水池、兩級UASB和厭氧沉淀池；
生化處理單元包括通過(guò)溢流依次連通缺氧池、好氧池和MBR池；
生化處理單元還包括與缺氧池溢流連通的厭氧池，預處理單元與厭氧池之間還連接有第二直接輸送管道。
進(jìn)一步的，所述預處理池內設有處理粗格柵，調節池上設有分級循環(huán)反應裝置，且分級循環(huán)反應裝置具有一個(gè)入水管和多個(gè)排水管，多個(gè)排水管出口高度不等，且入水管的進(jìn)口端和多個(gè)排水管的出口端均伸入調節池內。
進(jìn)一步的，所述分級循環(huán)反應裝置包括依次連接的攪拌罐、緩存罐，入水管的出口端與攪拌罐連接，且攪拌罐上還設有加藥管和與其中一個(gè)出水管連接的排放管。
進(jìn)一步的，所述預處理單元還包括連接在調節池出口端的初級沉淀池，且初級沉淀池上設有投料管。
進(jìn)一步的，所述電化學(xué)除磷單元還包括排水槽，除磷槽上端與排水槽上端連通，且除磷槽內還安裝有支撐框架，除磷槽內的電極板為多個(gè)，多個(gè)電極板間隔排布在支撐框架上。
進(jìn)一步的，所述除磷槽上還設有用于排放污泥的排泥管和用于進(jìn)水的進(jìn)水管，排水槽上還設有出水管。
進(jìn)一步的，所述進(jìn)水管和排泥管均位于除磷槽槽底，且進(jìn)水管的出口端與排泥管的進(jìn)口端通過(guò)三通接頭連通。
進(jìn)一步的，所述出水管位于排水槽的中部，且排水槽槽底還設置有放空管。
進(jìn)一步的，所述排泥管、進(jìn)水管、出水管和放空管上均設置有電磁閥。
進(jìn)一步的，所述電化學(xué)除磷單元為多個(gè)，多個(gè)電化學(xué)除磷單元呈矩形陣列排布，且多個(gè)電化學(xué)除磷單元共同并聯(lián)連接或依次串聯(lián)連接。
進(jìn)一步的，所述除磷槽和排水槽的槽底均呈漏斗狀，且電極板位于除磷槽中部。
進(jìn)一步的，多個(gè)所述電極板呈正極負極交替排列。
進(jìn)一步的，所述電極板為碳鋼板或鐵板或鋁板。
進(jìn)一步的，所述支撐框架與除磷槽槽壁、電極板與支撐框架均為卡槽連接。
進(jìn)一步的，相鄰兩個(gè)所述電極板之間的間距為1-12cm。
進(jìn)一步的，所述厭氧進(jìn)水池內設置有擋流板，擋流板將厭氧進(jìn)水池內部分隔底部連通的左水池和右水池，厭氧進(jìn)水池的進(jìn)水口、厭氧進(jìn)水池的出水口分別與左水池、右水池連通，且兩級UASB內還設置有折流板，折流板位于兩級UASB上部。
進(jìn)一步的，所述厭氧池、缺氧池內均設置有攪拌機，厭氧池上還具有碳源補充管，好氧池和MBR池均設置有曝氣組件，且好氧池內還設有附著(zhù)有微生物的生物床，MBR池內還設置有MBR膜組，且好氧池與厭氧池之間連接有混合液回流管道。
進(jìn)一步的，所述深度處理單元包括依次連接的反硝化深床濾池、纖維轉盤(pán)濾池和紫外消毒渠，MBR池的出口端還連接有中間水池，中間水池出口端分別與后置除磷裝置進(jìn)口端、反硝化深床濾池進(jìn)口端連接。
進(jìn)一步的，還包括污泥處理單元，污泥處理單元包括依次連接的污泥濃縮池和污泥脫水機房，預處理單元、前置除磷裝置、厭氧單元、生化處理單元、后置除磷裝置與污泥濃縮池之間連接有污泥回流管。
進(jìn)一步的，所述污泥脫水機房?jì)冗�安裝有依次連接的物料罐、污泥改性倉和壓濾機，且污泥濃縮池的出口端與污泥改性倉的進(jìn)口端連接。
本發(fā)明還提供一種基于上述系統的除磷方法，包括以下內容：
當廢水為高濃度含磷工業(yè)廢水時(shí)，廢水經(jīng)預處理單元處理，除去廢水中的不溶物，排出廢水A；廢水A分為兩部分，一部分經(jīng)第一直接輸送管道進(jìn)入厭氧單元，一部分廢水A經(jīng)進(jìn)水管進(jìn)入前置除磷裝置除磷，排出廢水B；廢水B進(jìn)入厭氧單元，對厭氧單元中廢水的氨氮進(jìn)行硝化，降解廢水中的有機物，降低廢水中COD含量，排出廢水C；廢水C進(jìn)入生化處理單元，進(jìn)一步對廢水中的氨氮進(jìn)行硝化并降解廢水中的有機物，排出廢水D；廢水D經(jīng)深度處理單元處理，達標排放；
當廢水為低濃度含磷工業(yè)廢水時(shí)，廢水經(jīng)預處理單元處理，除去廢水中的不溶物，排出廢水A；廢水A經(jīng)第二直接輸送管道進(jìn)入生化處理單元，對廢水中的氨氮進(jìn)行硝化，降解廢水中的有機物，降低廢水中COD含量，排出廢水D；廢水D經(jīng)生化處理單元處理后,廢水分為兩部分，一部分經(jīng)后置除磷單元除磷，除磷后的廢水進(jìn)入深度處理單元；一部分廢水直接進(jìn)入深度處理單元，廢水進(jìn)入深度處理單元經(jīng)處理后，達標排放。
本發(fā)明中，所述高濃度含磷工業(yè)廢水中COD濃度＞3000mg/L，總磷濃度＞40mg/L，所述低濃度含磷工業(yè)廢水中COD濃度＜500mg/L，總磷濃度＜8mg/L。
當水體中，COD濃度為500mg/L-3000mg/L，總磷濃度為8mg/L-40mg/L時(shí)，兩種工藝都可以。
進(jìn)一步地，所述廢水經(jīng)預處理單元處理是指將工業(yè)廢水經(jīng)自來(lái)水管網(wǎng)直接與預處理池連接，使待處理的廢水通過(guò)自來(lái)水管網(wǎng)直接送入到預處理池內，并在預處理池內預處理后直接通過(guò)溢流口或溢流管道溢流至調節池內，并在調節池內調節工業(yè)廢水的PH值到9-11，調節后的廢水送入初級沉淀池內進(jìn)行初步沉淀，排出廢水A。
進(jìn)一步地，廢水A經(jīng)進(jìn)水管進(jìn)入除磷槽，經(jīng)電極板除磷，除磷后的廢水流入排水槽進(jìn)行沉淀，后經(jīng)出水管，排出廢水B。
本發(fā)明中，電化學(xué)除磷時(shí)，電流密度為40-60mA/cm2，電解時(shí)間為15-30min。
進(jìn)一步地，厭氧單元中，廢水進(jìn)入厭氧進(jìn)水池內，通過(guò)厭氧提升泵抽送至二級UASB槽中，在二級UASB槽中，降解廢水中的有機物，降低廢水中COD含量，通過(guò)二級UASB槽處理后的廢水溢流進(jìn)入到厭氧沉淀池內，廢水在厭氧沉淀池內進(jìn)行沉淀，排出廢水C。
進(jìn)一步地，廢水C在缺氧池內去除氨氮和降解有機物，在缺氧池處理后廢水溢流進(jìn)入到好氧池內，鼓風(fēng)機向好氧池內曝氣組件供氣，曝氣組件開(kāi)始曝氣，使好氧池內附著(zhù)有微生物的生物床能對廢水中的有機物進(jìn)行降解以及對氨氮進(jìn)行硝化，在好氧池處理后的廢水溢流進(jìn)入到MBR池內，MBR池內的MBR膜組進(jìn)一步去除氨氮和COD，在MBR池處理后的廢水送入到中間水池內,排出廢水D。
進(jìn)一步地，好氧池中的廢水經(jīng)混合液回流管道回流至缺氧池，使未處理徹底的廢水回流至缺氧池內進(jìn)行循環(huán)處理。
進(jìn)一步地，進(jìn)入深度處理單元中的廢水直接送入到反硝化深床濾池內，并向反硝化深床濾池內添加碳源或絮凝劑，通過(guò)反硝化深床濾池進(jìn)一步將硝態(tài)氮去除，轉化為氮氣，最后處理后的廢水進(jìn)入纖維轉盤(pán)濾池去除SS，并通過(guò)紫外消毒渠消毒后達標排放。
進(jìn)一步地，所述碳源選自乙酸鈉、甲醇、葡萄糖中的一種或多種，絮凝劑選自PAC絮凝劑或鐵鹽中的一種或兩種。
在本發(fā)明的技術(shù)方案中，初級沉淀池、除磷槽、排水槽、兩級UASB、厭氧沉淀池、缺氧池、MBR池中的沉淀物均能通過(guò)污泥輸送管上的回流泵送入到污泥濃縮池內，送入到污泥改性倉內，同時(shí)，物料罐內的改性劑向污泥改性倉內輸送，使進(jìn)入到污泥改性倉內的污泥在與改性劑進(jìn)行充分反應，污泥在污泥改性倉內反應后，污泥改性倉內的污泥送入到壓濾機內，通過(guò)壓濾機壓濾脫水后直接排出。
進(jìn)一步地，所述改性劑石灰、PAM中的一種或兩種。
本發(fā)明的有益效果是：
本發(fā)明中通過(guò)采用除磷槽內的電極板即可實(shí)現除磷，使廢水在除磷處理過(guò)程中不需要投加任何藥劑(物理藥劑、化學(xué)藥劑)，不僅對環(huán)境友好度高，且能有實(shí)現徹底除磷，大大減少了污泥產(chǎn)生量；同時(shí)，配合預處理單元、前置除磷裝置、厭氧單元、生化處理單元、后置除磷裝置，使不同濃度的工業(yè)廢水均能實(shí)現系統除磷處理，使工業(yè)廢水在需要處理時(shí)通過(guò)該系統不僅能實(shí)現除磷，且能實(shí)現前期除渣以及后期對除磷后的廢水進(jìn)行深度處理，使生活廢水處理更加系統化，使處理后的廢水可直接進(jìn)行地表排放。
通過(guò)在多個(gè)電化學(xué)除磷單元的進(jìn)水管上設置電磁閥，使每個(gè)電化學(xué)除磷單元的進(jìn)水量可得到可精準控制，不僅能實(shí)現總磷去除多級調控，且可根據進(jìn)水量對電極板的電流密度進(jìn)行調控，使除磷更加高效、徹底。
（發(fā)明人：史鴻樂(lè );肖杰;龍泉;周文波;許利;鄒俊良;高東東）
