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一种发酵生产维生素C工业废水深度处理装置及处理方法
申请号	CN202311621529.0	申请日	2023-11-30	公开(公告)号	CN117800514A	公开(公告)日	2024-04-02
申请人	江苏科技大学;			发明人	徐炼; 侯鑫; 季明娟; 王尧; 唐寅涛; 徐晨;
摘要	本发明公开了一种发酵生产维生素C工业废水深度处理装置和处理方法，本方法针对维生素C工业废水COD含量高、色度高的关键要素，在废水处理工艺中引进了臭氧催化氧化工艺。针对COD处理方面，在厌氧池、一级好氧池工序之后，二级好氧池工艺之前增加臭氧催化氧化池，通过臭氧催化氧化工艺，去除污水中的部分COD值并加强废水的可生化性，臭氧催化氧化池出水继续进入好氧池进一步生化处理，为加强臭氧催化氧化效率，本发明考虑了臭氧催化氧化池进水的改良、臭氧投加方式的改良。针对色度，在污水处理末端增加强化脱色池，利用臭氧的强氧化性，对出水进行脱色处理。
权利要求	1.一种发酵生产维生素C工业废水深度处理装置，其特征在于，所述装置包括依次连接的污水收集池、中和罐、沉砂池、高浓度调节池、1#加热池、一级厌氧池、2#加热池、二级厌氧池、初沉池、曝气池、一级好氧池、二沉池、1#集水池、臭氧催化氧化池、缺氧池、二级好氧池、三沉池、2#集水池、氧化沉淀池、强脱色池和3#集水池。 2.根据权利要求1所述的发酵生产维生素C工业废水深度处理装置，其特征在于，所述沉砂池包括池体，所述池体的上部设有PP斜板，所述池体的顶部设有中心导流筒，所述中心导流筒贯穿PP斜板。 3.根据权利要求1所述的发酵生产维生素C工业废水深度处理装置，其特征在于，所述 1#集水池内设有超滤膜组件，在1#集水池中形成膜生物反应器；所述臭氧催化氧化池内设有限水涌板。 4.一种发酵生产维生素C工业废水深度处理的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤： (1)污水原水在中和池中进行中和反应； (2)步骤(1)的出水进入调节池，并在调节池中均质、均量后依次进入厌氧池、一级好氧池完成部分生化反应； (3)步骤(2)的出水进入臭氧催化氧化池，经由臭氧催化氧化反应去除污水中的部分COD值并加强废水的可生化性； (4)步骤(3)的出水，再次进入二级好氧池，完成生化反应环节后进入氧化沉淀池，进行絮凝沉降； (5)步骤(4)的出水，进入强化脱色池，与臭氧反应进行脱色，脱色后的污水经由污水泵进行排放。 5.根据权利要求4所述的发酵生产维生素C工业废水深度处理的方法，其特征在于，步骤(1)中，和罐可以使用中和砂进行污水中和，中和后的污水需要进行沉砂处理。 6.根据权利要求4所述的发酵生产维生素C工业废水深度处理的方法，其特征在于，步骤(2)中，调节池中污水的停留时间不小于8h。 7.根据权利要求4所述的发酵生产维生素C工业废水深度处理的方法，其特征在于，步骤(2)中，出水的pH为7.0～7.5。 8.根据权利要求4所述的发酵生产维生素C工业废水深度处理的方法，其特征在于，步骤(3)中，臭氧催化氧化池中催化剂为铁刨花。 9.根据权利要求4所述的发酵生产维生素C工业废水深度处理的方法，其特征在于，步骤(3)按照去除COD浓度30‑50ppm进行设计，针对每吨污水，臭氧的投加量为2～3g。 10.根据权利要求4所述的发酵生产维生素C工业废水深度处理的方法，其特征在于，步骤(3)与(4)涉及臭氧投加，为密闭池体，尾气排放设置臭氧破坏器，处理之后达标排放。
说明书全文	一种发酵生产维生素C工业废水深度处理装置及处理方法技术领域 [0001] 本发明涉及一种污水处理装置及处理方法，尤其涉及一种发酵生产维生素C工业废水深度处理装置及处理方法，属于污水处理技术领域。背景技术 [0002] 在污水处理领域，污水处理排放的主要考核指标为化学需氧量COD、生化需氧量BOD、总氮TN、总磷TP、固体悬浮物浓度SS、污水色度。维生素C生产工业废水的主要特点为高COD、高BOD。 [0003] 目前针对维生素C废水高COD、高BOD的实际情况，主流的处理工艺为厌氧反应+好氧反应，此生化流程能有效降解COD、BOD值满足原有规范要求。但是随着人们对于环境的日益关注，污水处理排放的标准要求进一步加强，原有的工艺已经不能够满足新的标准要求。发明内容 [0004] 发明目的：本发明的目的是提供一种发酵生产维生素C工业废水深度处理装置，对维生素C生产工业废水进行进一步处理，降低排放控制指标浓度，满足新的排放标准要求；本发明的另一目的是提供一种一种发酵生产维生素C工业废水深度处理方法。 [0005] 技术方案：本发明的一种发酵生产维生素C工业废水深度处理装置，所述装置包括依次连接的污水收集池、中和罐、沉砂池、高浓度调节池、1#加热池、一级厌氧池、2#加热池、二级厌氧池、初沉池、曝气池、一级好氧池、二沉池、1#集水池、臭氧催化氧化池、缺氧池、二级好氧池、三沉池、2#集水池、氧化沉淀池、强脱色池和3#集水池。 [0006] 进一步地，所述沉砂池包括池体，所述池体的上部设有PP斜板，所述池体的顶部设有中心导流筒，所述中心导流筒贯穿PP斜板。 [0007] 进一步地，所述1#集水池内设有超滤膜组件，在1#集水池中形成膜生物反应器，进一步生化并降低水体中悬浮物含量；所述臭氧催化氧化池内设有限水涌板。 [0008] 另一方面，本发明提供一种发酵生产维生素C工业废水深度处理的方法，所述方法包括以下步骤： [0009] (1)污水原水在中和池中进行中和反应； [0010] (2)步骤(1)的出水进入调节池，并在调节池中均质、均量后依次进入厌氧池、一级好氧池完成部分生化反应； [0011] (3)步骤(2)的出水进入臭氧催化氧化池，经由臭氧催化氧化反应去除污水中的部分COD值并加强废水的可生化性； [0012] (4)步骤(3)的出水，再次进入二级好氧池，完成生化反应环节后进入氧化沉淀池，进行絮凝沉降； [0013] (5)步骤(4)的出水，进入强化脱色池，与臭氧反应进行脱色，脱色后的污水经由污水泵进行排放。 [0014] 进一步地，步骤(1)中，和罐可以使用中和砂进行污水中和，中和后的污水需要进行沉砂处理。 [0015] 进一步地，步骤(2)中，调节池中污水的停留时间不小于8h，具备一定的抗冲击能力。 [0016] 所述调节池中设置搅拌机，在进水水质波动大时，充分均匀水质，避免对后续生化梳理设施的冲击 [0017] 进一步地，步骤(2)中，出水的pH为7.0～7.5，可避免步骤(3)中的结垢现象。 [0018] 进一步地，步骤(3)中，臭氧催化氧化池中催化剂为铁刨花。 [0019] 进一步地，步骤(3)按照去除COD浓度30‑50ppm进行设计，针对每吨污水，臭氧的投加量为2～3g。 [0020] 进一步地，步骤(3)与(4)涉及臭氧投加，为密闭池体，尾气排放设置臭氧破坏器，处理之后达标排放。 [0021] 进一步地，步骤(5)中，臭氧投加量需要妥善控制，当臭氧投加量过大时，污水会呈现紫色，周边环境会有明显臭氧异味。 [0022] 臭氧催化氧化池中采用分布式臭氧投加，使臭氧充分与催化剂结合产生羟基自由基。臭氧催化氧化是在催化剂作用下，通过催化臭氧氧化反应，短时间内将污水中难降解的有机组分完全降解或转换，从而实现净化水体目的的技术。臭氧催化氧化技术通过形成羟基自由基而进行自由基氧化，该氧化属于高级氧化，能增强臭氧的氧化性能、提高臭氧的利用率。 [0023] 有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下显著优点：本发明考虑了臭氧催化氧化池进水的改良、臭氧投加方式的改良。针对色度，在污水处理末端增加强化脱色池，利用臭氧的强氧化性，对出水进行脱色处理。污水处理效率显著提升。附图说明 [0024] 图1为现有废水处理装置结构示意图； [0025] 图2为本发明实施例中的发酵生产维生素C工业废水深度处理装置结构示意图； [0026] 图3为本发明实施例的沉砂池结构示意图； [0027] 图4为本发明实施例的臭氧催化氧化池结构示意图； [0028] 图5为本发明实施例的强化脱色池结构示意图； [0029] 图6为本发明实施例的发酵生产维生素C工业废水深度处理方法流程示意图。 [0030] 图中：1‑厂区污水收集池、2‑泵房污水传输泵、3‑中和罐、4‑沉砂池、5‑高浓度调节池、6‑污水泵、7‑1#加热池、8‑污水泵、9‑一级厌氧池、10‑2#加热池、11‑污水泵、12‑二级厌氧池、13‑初沉池、14‑曝气池、15‑一级好氧池、16‑二沉池、17‑1#集水池、18‑污水泵、19‑二级好氧池、20污水泵、21‑三沉池、22‑2#集水池、23‑污水泵、24‑氧化沉淀池、25‑3#集水池、26‑外排水泵、27‑臭氧催化氧化池、28‑缺氧池、29‑污水泵、30‑强脱色池、31‑第一臭氧尾气破坏器、32‑PP斜板、33‑中心导流筒、34、第二臭氧尾气破坏器；35‑超滤膜组件、36‑限水涌板。具体实施方式 [0031] 下面，结合具体实施方式并对照附图对本发明作出进一步详细说明。 [0032] 如图1所示，现有废水处理装置，包括依次连接的厂区污水收集池1、泵房污水传输泵2、中和罐3、沉砂池4、高浓度调节池5、污水泵6、1#加热池7、污水泵8、一级厌氧池9、2#加热池10、污水泵11、二级厌氧池12、初沉池13、曝气池14、一级好氧池15、二沉池16、1#集水池17、污水泵18、二级好氧池19、污水泵20、三沉池21、2#集水池22、污水泵23、氧化沉淀池24、 3#集水池25和外排水泵26。 [0033] 如图2所示，本发明实施例提供一种发酵生产维生素C工业废水深度处理装置，包括厂区污水收集池1、泵房污水传输泵2、中和罐3、沉砂池4、高浓度调节池5、污水泵6、1#加热池7、污水泵8、一级厌氧池9、2#加热池10、污水泵11、二级厌氧池12、初沉池13、曝气池14、一级好氧池15、二沉池16、1#集水池17、污水泵18、臭氧催化氧化池27、缺氧池28、二级好氧池19、污水泵20、三沉池21、2#集水池22、污水泵23、氧化沉淀池24、污水泵29、强脱色池30、3#集水池25和外排水泵26。 [0034] 如图3所示，本发明实施例提供一种所述沉砂池4包括池体，所述池体的上部设有PP斜板32，所述池体的顶部设有中心导流筒33，所述中心导流筒33贯穿PP斜板32。臭氧催化氧化池中增加限流涌板，减少臭氧直接氧化的概率，控制水流直接进入催化剂床层，进行臭氧催化氧化。 [0035] 如图4所示，在一实施例中，1#集水池17内设有超滤膜组件35，在1#集水池中形成膜生物反应器；所述臭氧催化氧化池27内设有限水涌板36；所述臭氧催化氧化池27连接有第一臭氧尾气破坏器31，第一臭氧尾气破坏器31用于处理臭氧催化氧化池27的尾气，实现尾气的达标排放。 [0036] 如图5所示，在一实施例中，强化脱色池30连接有第二臭氧尾气破坏器34；第二臭氧尾气破坏器34用于处理强化脱色池30的尾气，实现尾气的达标排放。 [0037] 实施例： [0038] 本实施例，充分利用现有污水处理设施，通过升级改造，深度处理了江苏某生物制药厂污水，使其满足最新规范要求，达标排放。 [0039] 污水处理量：9000m3/天，污水指标如下： [0040] [0041] 如图1所示，本案例原始污水处理工艺中包含：调节池、一级厌氧池、二级厌氧池、曝气池、一级好氧池、兼氧流化床、二级好氧池、氧化沉淀池、曝气生物滤池等关键处理设施。在原有工艺流程处理下，系统出水仅有COD、TN、SS、色度不能满足新的标准要求。 [0042] 为了解决现有工艺流程不能满足新标准排放要求的问题，使用本发明中的处理工艺，对现有的工艺系统进行改造。如图2所示，本案例实施过程在现有工艺路线基础上进行了改造，改造之后的处理工艺为：污水由泵房污水传输泵2输送至中和罐3，中和罐污水溢流进入沉砂池4，沉砂池4污水溢流进入高浓度调节池5，高浓度调节池5污水经污水泵6输送至1#加热池7，污水经加热之后由污水泵8输送进入一级厌氧池9，经第一次厌氧生化处理后，污水溢流进入2#加热池10，污水经加热后由污水泵11输送进入二级厌氧池12，二级厌氧池 12出水溢流进入初沉池13，初沉池13出水溢流进入曝气池14，曝气池14出水溢流进入一级好氧池15，一级好氧池15出水溢流进入二沉池16，二沉池16出水溢流进入1#集水池17，1#集水池污水经由污水泵18输送进入新增臭氧催化氧化池27，臭氧催化氧化池27出水溢流进入缺氧池28，缺氧池出水28流入二级好氧池19，二级好氧池19出水经由污水泵20输送进入三沉池21，三沉池21污水溢流进入2#集水池22，2#集水池22出水经污水泵23输送进入氧化沉淀池24，氧化沉淀池24出水经污水泵29输送进入新增强化脱色池30，新增强化脱色池30污水溢流进入3#集水池25，3#集水池25污水经出水泵26输送实现达标排放。本次案例实施主要的改造内容如下： [0043] S1：在沉砂池中增加PP材质斜板，增强沉砂池处理能力。 [0044] S2：新增臭氧催化氧化池，臭氧在催化剂的催化作用下，在水中形成具有强氧化作用的羟基自由基·OH(E0＝2.8V)，对废水中的有机或无机物进行氧化还原反应，进而达到分解、脱稳、吸附、凝聚等作用，去除废水COD并提高废水的B/C比，其中臭氧催化氧化池中催化剂为铁刨花，投加量为；针对每吨污水，臭氧的投加量为2.2g。 [0045] S3：改造二级好氧池前端区域，增加缺氧池功能模块，增强反硝化能力，去除总氮。 [0046] S4：新增加强脱色池，将一路臭氧输送至加强脱色池，确保出水色度达标。 [0047] 本实施案例从环保角度出发，在臭氧催化氧化池、加强脱色池顶端增设了尾气破坏器，在装置中未能有效反应的臭氧将进入尾气破坏器，被还原为氧气后合规排放。 [0048] 如图6所示，本发明实施例提供一种发酵生产维生素C工业废水深度处理的方法，[0049] 高浓度废水经过隔油池后进入中和罐。中和罐出水经由调节池进行均质、均量后，依次进入原有厌氧池、一级好氧池。生化处理出水进入原有集水池，在原有集水池，通过酸投加，将污水PH调整为弱碱性，该处理可以缓解后续设备设施中的结垢情况。调整后的污水进入新增的臭氧催化氧化池，在该池体中，部分COD被去除，废水可生化性增强。臭氧催化氧化池出水进入缺氧池，废水中硝态氮由反硝化去除后进入二级好氧池进一步生化处理。其后污水依次经过氧化沉淀池、曝气生物滤池、强化脱色池，进一步降低废水中的氨氮、固体悬浮物和色度，最终实现废水的达标排放。 [0050] 所述方法具体包括以下步骤： [0051] (1)(1)来自生产厂区各区域的污水原水在中和池中进行中和反应；其中中和罐可以使用中和砂进行污水中和，中和后的污水需要进行沉砂处理。 [0052] (2)步骤(1)的出水进入调节池，并在调节池中均质、均量后依次进入厌氧池、一级好氧池完成部分生化反应。 [0053] 其中，调节池中污水的停留时间应不小于8h，具备一定的抗冲击能力；所述调节池中设置搅拌机，在进水水质波动大时，充分均匀水质，避免对后续生化梳理设施的冲击。 [0054] 步骤(2)出水，PH为弱碱性，可避免步骤(3)中的结垢现象。 [0055] (3)步骤(2)的出水进入臭氧催化氧化池，经由臭氧催化氧化反应去除污水中的部分COD值并加强废水的可生化性。 [0056] 按照去除COD浓度30‑50ppm进行设计，针对每吨污水，臭氧的投加量，应有2.2g。 [0057] (4)步骤(3)的出水，再次进入二级好氧池，完成生化反应环节后进入氧化沉淀池，进行絮凝沉降。 [0058] (5)步骤(4)的出水，进入强化脱色池，与臭氧反应进行脱色，脱色后的污水经由污水泵进行排放。