電鍍有機廢水的催化氧化組合多元生化系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及環境廢水處理技術領域，特別涉及一種電鍍有機廢水的催化氧化組合多元生化系統。一種電鍍有機廢水深度處理系統，該系統由前處理反應池、初沉池、生化處理池、二沉池和終沉池依次連接而成，廢水由廢水提升泵打入前處理反應池內，由終沉池流出；前處理反應池為一個池體，池體依次分隔成第一pH調整池、催化氧化電解池、第二pH調整池、快混池和第一慢混池，其中第一pH調整池的池壁高于其余各池，催化氧化電解池內填裝有催化氧化填料，第一慢混池與初沉池相鄰，第一慢混池的出水自流至初沉池；生化處理池由依次相連的缺氧池、好氧池和曝氣生物流化床（ABFT）池組成,二沉池與ABFT池相鄰。
【專利說明】
電鍍有機廢水的催化氧化組合多元生化系統
技術領域
[0001] 本實用新型涉及環境廢水處理技術領域，特別涉及一種電鍍有機廢水的催化氧化 組合多元生化系統。
【背景技術】
[0002] 電鍍是社會發展中重要的加工配套行業，是現代工業的迅猛發展中的一個不可或 缺的工序。電鍍生產過程產生的大量有毒有害廢水，對生態環境造成了極大的破壞，治理電 鍍行業的污染排放已成為迫在眉睫的重要問題。隨著國家對環保極度重視及各項提標措 施，電鍍行業有機物(CODcr)治理排放一直是行業中的一個難題，尤其是某些區域執行《電 鍍污染物排放標準》(GB 21900-2008)中表二標準提升為表三排放標準，C0D排放標準從 80mg/L從嚴提升至50mg/L，總氮排放標準從20mg/L從嚴提升至15mg/L，總磷排放標準從 1.0mg/L從嚴提升至0.5mg/L。不斷從嚴的污水排放標準、新增的單項污染物指標和執法力 度的加大，對電鍍行業廢水的處理深度提出了更高的要求。本方法通過物化處理+多元生化 處理和活性焦的合理組合，提高電鍍有機廢水處理深度。
[0003] 電鍍有機廢水主要來自鍍前處理，鍍件在進入鍍液以前有一道除油脫脂等加工處 理和清洗工序總稱鍍前處理，鍍件的前處理是能否獲得優質鍍層的重要環節，鍍層出現脫 落、起泡，甚至鍍不上等質量事故大多數是由于鍍前處理不當和欠佳所致。
[0004] 前處理有機廢水主要來源如下：
[0005] (1)鍍件加工過程中殘留于鍍件上的潤滑油；
[0006] (2)半成品在庫存期間所涂的防腐油；
[0007] (3)在磨拋光過程中沾帶的拋光膏、拋光液和人手上的分泌物等。
[0008] 以上這些油污包括礦物油、動物油和植物油，所有動植油都能與堿起皀化作用，將 油脂溶解，各種礦物油如潤滑油、防腐油等與堿不起皀化作用，且都是有機物，大多數不溶 于水而溶于有機溶劑。如何保證鍍件電鍍前的清潔度，就必須采用有效的除油措施。
[0009] 目前常用的除油方法包括有機溶劑除油、化學除油、電化學除油及機械除油等。除 油處理過程中將產生大量的乳化油、一定量的非離子型表面活性劑、陰離子型表面活性劑 及其它助劑等，這些污染物進入廢水中，使前處理廢水呈現出以有機污染為主的特點。 [0010]通過上述分析，前處理廢水具有如下水質特征：
[0011] ①廢水水量相對較大，占電鍍生產廢水總量的15% ;
[0012] ②廢水存在一定的酸堿波動，水質一般呈堿性；
[0013] ③廢水中有機污染物含量較高，石油類含量較高。正常情況下廢水CODcr在500~ 800mg/L，有的甚至達到2000mg/L;
[0014] ④前處理廢水中有機物為高分子化合物，生化性較差，B/C比有時低至0.1以下；必 須采取有效的預處理措施，以提高廢水的B/C比，為后續生化處理奠定水質條件；
[0015] ⑤廢水中含鹽量較高，生化處理中注意細菌的篩選和培養，同時要考慮細菌對溶 解氧的更高需求。
[0016] 前處理有機廢水常規的處理方法主要有采用絮凝、氣浮和芬頓的方法對廢水進行 預處理，然后進入生化系統進行處理。氣浮對乳化態的油污難以去除，只適用于含有浮油的 化學除油污水;Fenton氧化法投加 H2〇2量大處理成本高、鐵多產生泥量多。 【實用新型內容】
[0017] 本實用新型針對傳統電鍍有機廢水CODcr、氨氮、總磷無法達標及處理成本高等問 題，提供一種電鍍有機廢水的催化氧化組合多元生化系統，該系統可以高效去除污染物，使 電鍍企業產生的前處理有機廢水排放水質達到《電鍍污染物排放標準(GB21900-2008)》表 二的標準，并通過深度降解處理達到GB21900-2008限值中表三標準。
[0018] 本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：
[0019] 一種電鍍有機廢水深度處理系統，該系統由前處理反應池、初沉池、生化處理池、 二沉池和終沉池依次連接而成，廢水由廢水提升栗打入前處理反應池內，由終沉池流出；
[0020] 前處理反應池為一個池體，池體依次分隔成第一 pH調整池、催化氧化電解池、第二 pH調整池、快混池和第一慢混池，其中第一 pH調整池的池壁高于其余各池，催化氧化電解池 內填裝有催化氧化填料，第一慢混池與初沉池相鄰，第一慢混池的出水自流至初沉池；
[0021] 生化處理池由依次相連的缺氧池、好氧池和曝氣生物流化床(ABFT)池組成，好氧 池和ABFT池底部裝有曝氣管，缺氧池和好氧池內均裝填生物組合填料，ABFT池內設有FRP格 板或不銹鋼網箱，聚氨酯高分子生物載體專用填料裝填于兩層FRP格板之間或不銹鋼網箱 內；缺氧池與好氧池連通，好氧池與水自流入好氧池與曝氣生物流化床池連通，好氧池末端 的水由循環栗回流至缺氧池；
[0022] 二沉池與ABFT池相鄰，二沉池的另一側為終沉池，二沉池與終沉池之間依次為深 度降解保安反應池和第二慢混池，深度降解保安反應池和第二慢混池內分別設有加藥管， 以及混合器;二沉池底部的污泥經管路由回流栗抽出回流至缺氧池；終沉池底部的污泥經 管路由回流栗抽出回流至深度降解保安反應池。
[0023]本實用新型解決了電鍍有機廢水可生化性差，生化細菌難以培養，出水⑶Dcr、氨 氮、磷嚴重超標的問題，能全面穩定達到《電鍍污染物排放標準(GB21900-2008)》表三相關 標準。
[0024]作為優選，第一 pH調整池、催化氧化電解池、第二pH調整池、快混池的池底均設置 曝氣管，第一 pH調整池、第二pH調整池、快混池和第一慢混池的上方分別設置加藥管，第一 pH調整池和第二pH調整池的上方設有pH計，催化氧化電解池還裝有0RP計，第一慢混池內安 裝有混合器。
[0025]作為優選，催化氧化填料的填充率為40~50 %，生物組合填料的填充率為60~ 70% 〇
[0026]電鍍行業前處理高濃度有機廢水水在進水⑶D為1500~2000mg/L左右的情況下， 使出水C0D在50mg/L以下，總的C0D去除率達96%;氨氮進水250mg/L以上，出水氨氮8mg/L以 下，去除率達96.7 %以上，總磷進水:60mg/l，出水總磷:0.5，去除率達99 %以上，確保出水 達標排放。本實用新型具有操作方便、維護簡單，運行穩定，靈活搭配，運行成本較低、出水 全面達(GB21900-2008)水污染物表三標準的特點。可以大幅度減少⑶D、氨氮的排放，極大 地減少污染物排放量，具有很好的環境效益和社會效益。
[0027] 通過催化氧化預處理是本技術的第一個核心，該步驟能大大提高廢水可生化性， 從而解決電鍍廢水難生化難降解的問題并實現連續、穩定運行。
[0028] 曝氣生物流化床(ABFT)是多元生化技術的關鍵。曝氣生物流化床內設置聚氨酯高 分子生物載體專用填料（由煤科院開發），聚氨酯高分子生物載體中固定有微生物和生物 酶;微生物為初生長著真菌、絲狀菌、菌膠團、鞭毛類原生動物、輪蟲和線蟲類后生動物，生 物酶為蛋白酶、固定化酶。曝氣生物流化床(ABFT)是綜合傳統活性污泥法與生物膜法優點 的雙生物反應器，解決了常規混合廢水可生化性差，生化細菌無法培養，出水⑶Dcr嚴重超 標的問題;解決常規好氧工藝C0D降解到一定程度再難以降解下去的缺點。處理的廢水出水 CODcr去除率達到71%以上4-見13去除率達到69%以上。
[0029] 本實用新型與現有技術相比，具有以下優點：
[0030] (1)電鍍有機廢水的催化氧化組合多元生化系統，當不加活性焦時，出水遠低于 《電鍍污染物排放標準》(GB21900-2008)表二標準，當環保要求提標時，投加活性焦可穩定 達《電鍍污染物排放標準》(GB21900-2008)表三標準，搭配靈活易操控；
[0031] (2)本技術采用物化預處理，穩定水質、消除某些對生物系統有抑制的物質，為后 續生物處理創造平穩的條件;生化系統采用多種生化系統組合，取長補短，綜合優化利用， 實現功能生化菌增殖與有機物去除，實現生物處理法低成本的優勢，使生化系統穩定正常 運行，解決常規好氧工藝C0D降解到一定程度再難以降解下去的缺點；
[0032] (3)技術的先進性與合理性得到優化，取得了較好的綜合效益；良好的出水水質為 中水回用奠定了基礎。
【附圖說明】
[0033]圖1是本實用新型的結構不意圖；
[0034] 圖1中，標號代表：1、廢水提升栗，2、第一pH調整池，2-1、加藥管，2-2、pH計，2-3、曝 氣管，3、催化氧化電解池，3-1、催化氧化填料，3-2、0RP計，3-3、曝氣管，4、第二pH調整池，4- 1、 加藥管，4-2、pH計，4-3、曝氣管，5、快混池，5-1、加藥管，5-2、曝氣管，6、第一慢混池，6-1、 加藥管，6-2、混合器，7、初沉池，8、缺氧池，8-1、生物組合填料，9、好氧池，9-1、生物組合填 料，9-2、曝氣管，10、曝氣生物流化床(ABFT)池，10-1、聚氨酯高分子生物載體專用填料，10- 2、 曝氣管，11、二沉池，12、深度降解保安反應池，12-1、加藥管，12-2、混合器，13、第二慢混 池，13-1、加藥管，13-2、混合器，14、終沉池，15、回流栗，16、回流栗，17、循環栗，18、出水口。
【具體實施方式】
[0035] 下面通過具體實施例，并結合附圖，對本實用新型的技術方案作進一步的具體說 明。應當理解，本實用新型的實施并不局限于下面的實施例，對本實用新型所做的任何形式 上的變通和/或改變都將落入本實用新型保護范圍。
[0036] 在本實用新型中，若非特指，所有的份、百分比均為重量單位，所采用的設備和原 料等均可從市場購得或是本領域常用的。下述實施例中的方法，如無特別說明，均為本領域 的常規方法。
[0037] 催化氧化填料，煤科集團杭州環保研究院有限公司開發的MYS-TLC05型催化氧化 電解填料；
[0038] 生物組合填料，玉環華興環保設備有限公司生產的規格為Φ 120 X80mm的生物組 合填料；
[0039] 聚氨酯高分子生物載體專用填料，煤科集團杭州環保研究院有限公司開發的NC-5ppi型生物載體專用填料。
[0040] 實施例1
[0041] 一種電鍍有機廢水深度處理系統，如圖1所示，該系統由前處理反應池、初沉池、生 化處理池、二沉池和終沉池依次連接而成，廢水由廢水提升栗1打入前處理反應池內，由終 沉池流出。
[0042] 前處理反應池為一個池體，池體依次分隔成第一 pH調整池2、催化氧化電解池3、第 二pH調整池4、快混池5和第一慢混池6,其中第一 pH調整池的池壁高于其余各池，第一 pH調 整池2、催化氧化電解池3、第二pH調整池4、快混池5的池底均設置曝氣管，第一 pH調整池2、 第二pH調整池4、快混池5和第一慢混池6的上方分別設置加藥管2-1、加藥管4-1、加藥管5-1、加藥管6-1，第一 pH調整池2和第二pH調整池4的上方設有pH計2-2、pH計4-2,催化氧化電 解池3內填裝有催化氧化填料3-1，催化氧化填料的填充率為40~50%，催化氧化電解池3還 裝有0RP計3-2，0RP計用于反映微電解氧化反應電位，第一慢混池6內安裝有混合器6-2。第 一慢混池6與初沉池7相鄰，第一慢混池6的出水自流至初沉池7。
[0043] 生化處理池由依次相連的缺氧池8、好氧池9和曝氣生物流化床(ABFT)池10組成， 好氧池9和ABFT池10底部裝有曝氣管9-2、曝氣管10-2，缺氧池8和好氧池9內分別裝填生物 組合填料8-1、填生物組合填料9-1，填生物組合填料的填充率為60~70%，ABFT池10內設有 FRP格板或不銹鋼網箱，聚氨酯高分子生物載體專用填料10-1裝填于兩層FRP格板之間或不 銹鋼網箱內。缺氧池8與好氧池9連通，好氧池9與水自流入好氧池9與曝氣生物流化床池10 連通，好氧池9末端的水由循環栗17回流至缺氧池8。
[0044] 二沉池11與ABFT池10相鄰，二沉池11的另一側為終沉池14，二沉池11與終沉池14 之間依次為深度降解保安反應池12和第二慢混池13,深度降解保安反應池12和第二慢混池 13內分別設有加藥管12-1、加藥管13-1，以及混合器12-2、混合器13-2。二沉池11底部的污 泥經管路由回流栗15抽出回流至缺氧池8;終沉池14底部的污泥經管路由回流栗16抽出回 流至深度降解保安反應池12。
[0045] -種電鍍有機廢水的催化氧化組合多元生化系統深度處理方法，具體包括如下步 驟:（采用上述電鍍有機廢水深度處理系統）
[0046]催化氧化預處理：以微電解催化氧化專用填料做為核心的一種氧化廢水預處理方 法;廢水通過廢水提升栗1進入第一 pH調整池2，通過加藥管2-1投加適量稀硫酸，經曝氣管 2-3使酸與原水攪拌均勻，將pH值控制在3~4;出水進入催化氧化電解池3,廢水通過催化氧 化填料3-1，完成催化氧化電解作用，分解有機物，催化氧化填料3-1具有持續高效、不板結、 直接投加等特點，填充率控制在45%左右，池底設置曝氣管3-3控制氣水比在0.5~1:1范圍 內，反應時間lh，在催化氧化電解池，廢水pH值由進水3.0~4.0提高到4.0~5.5;出水進入 第二pH調整池4,通過加藥管4-1投加適量堿，經曝氣管4-3使堿與原水攪拌均勻，通過pH計 4-2將pH值控制在8~8.5，出水進入快混池5，經加藥管5-1投加聚合氯化鋁，投加量為PAC (聚合氯化鋁）：50~100mg/l，經曝氣管5-2與廢水充分混合反應，形成大量細小礬花的廢水 流入第一慢混池6,經加藥管6-1投加絮凝劑聚丙烯酰胺，投加量為PAM(聚丙烯酰胺）：2~ 4mg/l，在混合器6-2的慢速攪拌作用下完成絮凝反應；出水進入泥水分離池 一一初沉池7， 經檢測廢水經過預處理的⑶Dcr去除率達到55%以上;B/C比由原來的0.20左右升至0.55， 廢水中次磷、偏磷氧化為正磷，磷酸在催化氧化電解填料所分離出的鐵的作用下進行沉淀 去除。
[0047]多元生化系統:初沉池7出水自流進入缺氧池8，缺氧池8中控制溶解氧在0-0.5mg/ 1，內設置彈性的生物組合填料8-1，水力停留時間大于10小時，經兼性厭氧菌作用，降解有 機物、去除C0D去、除氨氮，同時菌體吸附重金屬離子，通過余多菌泥排放去除重金屬離子； 缺氧池8出水自流入池9，好氧池9控制溶解氧在3~4mg/l，內設置彈性的生物組合填料9-1， 通過曝氣管9-2控制溶解氧為3~4mg/l，水力停留時間10~12小時，經好氧菌作用降解有機 污染物，去除C0D;氨硝化生成硝酸鹽與亞硝酸鹽，回流至缺氧池脫氮，吸收能量繁殖菌體； 好氧池9出水自流入曝氣生物流化床(ABFT)池10，ABFT池10設置采用穿孔的曝氣管10-2，曝 氣強度為12~15m 3/m2 · h，內設置FRP格板(可以由不銹鋼網箱替換），聚氨酯高分子生物載 體專用填料10-1裝填在FRP格板或不銹鋼網箱內。聚氨酯高分子生物載體表面帶有羥基、羧 基等親水基團、氨基和環氧基活性基團，聚氨酯高分子生物載體中固定有微生物和生物酶， 微生物負載量為20~30g/L，容積負荷為15kgB0D 5/m3 · d，徹底降解有機物，解決常規好氧工 藝C0D降解到一定程度再難以降解下去的缺點，深度去除氨氮。該工藝技術在去除有機物的 同時，依靠生物酶與載體的固定化技術先在好氧條件下，利用載體表面的氨氧化細菌可將 氨氧化生成N0 21PN03'然后在缺氧條件(載體內部)下，以廢水中所含有機物和某些還原性 物質為電子供體，將亞硝酸鹽反硝化生成氮氣，其優勢在于可以通過高濃度地固定細胞，像 硝化細菌這樣時代時間長的細菌也得以在其生產繁殖，提高硝化和反硝化速度，同時還可 以使在反硝化過程低溫時易失活的反硝化菌，特別是亞硝酸還原菌保持較高的活性，提高 冬季處理的穩定性。
[0048] 出水進入泥水分離池 一一二沉池11，二沉池污泥通過回流栗15回流至缺氧池8缺 氧池，回流比50%，好氧池9末端回流至缺氧池8缺氧池，回流比200%。該系統回流管道均設 閥門、流量計進行調控監測。經多元生化系統處理后C0D去除率>90%，系統出水C0D達到60 ~70mg/L，氨氮去除率>90%，系統出水氨氮達到6-12mg/L，TP去除率>95%，系統出水TP 達到0.5-0.7mg/L，廢水穩定達到《電鍍污染物排放標準》(GB21900-2008)表二標準。
[0049] 深度降解處理系統：如圖所示二沉池11出水進入深度降解保安反應池12,深度降 解保安反應池12中通過加藥管12-1投加活性焦，投加量為1-5%。，在混合器12-2的慢速攪拌 作用下完成混合反應，反應時間大于30分鐘;反應后廢水流入第二慢混池13,經加藥管13-1 投加絮凝劑聚丙烯酰胺1~2mg/l，在混合器13-2的慢速攪拌作用下完成絮凝反應，出水進 入泥水分離池一一終沉池14,經沉淀活性焦通過回流栗16回流至深度降解保安反應池循環 利用，回流量20-35%，經該系統深度處理后C0D去除率>50%，系統出水C0D達到25~35mg/ L，氨氮去除率>50%，系統出水氨氮達到5mg/L，TP去除率>60%，系統出水TP達到0.2mg/ L，廢水穩定達到《電鍍污染物排放標準》(GB21900-2008)表三標準，當環保要求提標時，通 過增加加藥管12-1投加的活性焦可靈活穩定滿足環保要求。
[0050] 應用實例一
[0051] 取廣東某電鍍園區有機廢水進行催化氧化組合多元生化系統處理，系統穩定運行 后，電鍍有機廢水水質成分及各單元的處理效果見表1。
[0052] 表 1
[0053]
[0054] 應用實例二
[0055] 瑞安某電鍍廠有機廢水進行催化氧化組合多元生化系統處理，系統穩定運行后， 電鍍有機廢水水質成分及各單元的處理效果見表2。
[0056] 表2
[0057]
[0059] 通過上述應用實例可知，采用催化氧化法進行物化預處理，CODcr去除率達到55-60%，催化氧化填料采用消耗后定期添加方式，無板結現象，相比起普通物化法、Fenton氧 化法更為經濟、高效，操作簡單，CODcr去除率高，更有效提高廢水可生化性比，使穩定水質、 消除某些對生物系統有抑制的物質，最終使廢水達到無毒、低毒、易生物降解的要求，為后 續生物處理創造平穩的條件。
[0060] 本實用新型的多元生化系統，較傳統生物膜法、BAF法得到明顯改善，CODcr去除率 達到91%，氨氮去除率達到93%，出水能穩定達到《電鍍污染物排放標準》(GB21900-2008) 表2水污染物特別排放限值;曝氣生物流化床(ABFT)為多元生化系統關鍵技術，解決常規好 氧工藝CODcr、氨氮降解到一定程度再難以降解下去的缺點，在低碳源的情況下也具有良好 的脫氮除磷效果，深度去除氨氮;與常規的生化工藝相比，多元生化系統配套的ABFT技術更 大程度上的提高了細胞停留時間，具有截留懸浮物固體的特點，這樣，就可以減少水力停留 時間和二沉池負荷，減小生化系統和二沉池的土建投資。
[0061] 通過配套深度降解處理系統，靈活穩定地使廢水穩定達到《電鍍污染物排放標準》 (GB21900-2008)表三標準，CODcr < 50mg/L，N-NH3 < 15mg/L;當環保要求提標時或各地標準 不一時，工藝系統搭配靈活易操作。
[0062]同傳統各類傳統工藝相比，本工藝系統處理負荷高、占地面積小、適應性強、管理 方便、投資費用和運行費用均低。解決了電鍍有機廢水可生化性差、生化細菌難以培養、生 化系統運行不穩定、細菌易中毒，出水CODcr、氨氮、磷嚴重超標等問題，不僅可以大幅度減 少C0D的排放，而且對氨氮的去除有著非常高的效率，大大減少對環境的污染，具有很好的 環境效益和社會效益。
[0063]以上所述的實施例只是本實用新型的一種較佳的方案，并非對本實用新型作任何 形式上的限制，在不超出權利要求所記載的技術方案的前提下還有其它的變體及改型。
【主權項】
1. 一種電鍍有機廢水深度處理系統，其特征在于：該系統由前處理反應池、初沉池、生 化處理池、二沉池和終沉池依次連接而成，廢水由廢水提升栗打入前處理反應池內，由終沉 池流出； 前處理反應池為一個池體，池體依次分隔成第一 PH調整池、催化氧化電解池、第二pH調 整池、快混池和第一慢混池，其中第一 pH調整池的池壁高于其余各池，催化氧化電解池內填 裝有催化氧化填料，第一慢混池與初沉池相鄰，第一慢混池的出水自流至初沉池； 生化處理池由依次相連的缺氧池、好氧池和曝氣生物流化床(ABFT)池組成，好氧池和 ABFT池底部裝有曝氣管，缺氧池和好氧池內均裝填生物組合填料，ABFT池內設有FRP格板或 不銹鋼網箱，聚氨酯高分子生物載體專用填料裝填于兩層FRP格板之間或不銹鋼網箱內；缺 氧池與好氧池連通，好氧池與水自流入好氧池與曝氣生物流化床池連通，好氧池末端的水 由循環栗回流至缺氧池； 二沉池與ABFT池相鄰，二沉池的另一側為終沉池，二沉池與終沉池之間依次為深度降 解保安反應池和第二慢混池，深度降解保安反應池和第二慢混池內分別設有加藥管，以及 混合器;二沉池底部的污泥經管路由回流栗抽出回流至缺氧池；終沉池底部的污泥經管路 由回流栗抽出回流至深度降解保安反應池。2. 根據權利要求1所述的電鍍有機廢水深度處理系統，其特征在于：第一pH調整池、催 化氧化電解池、第二PH調整池、快混池的池底均設置曝氣管，第一 pH調整池、第二pH調整池、 快混池和第一慢混池的上方分別設置加藥管，第一 pH調整池和第二pH調整池的上方設有pH 計，催化氧化電解池還裝有ORP計，第一慢混池內安裝有混合器。3. 根據權利要求1所述的電鍍有機廢水深度處理系統，其特征在于:催化氧化填料的填 充率為40~50%，生物組合填料的填充率為60~70%。
【文檔編號】C02F103/16GK205501069SQ201620289595
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年4月8日
【發明人】楊小勇, 酈朝暉, 高亮
【申請人】煤科集團杭州環保研究院有限公司