一种工业园区重金属废水深度处理的装置及方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及重金属废水深度处理的方法与装置;适用于新建、改扩建的工业园区 废污水水处理厂，也可用于类似工况的市政污水处理厂。
【背景技术】
[0002] 据统计数据显示：截至目前国家商务部批准设立的省级以上开发区就达1，700多 个，市级及以下的工业集中地的数量更是在5,000个以上。工业园区已成为我国工业发展的 主要载体之一，成为繁荣区域经济，推动工业现代化的重要平台。但由于重金属废水成份复 杂，治理难度大，要求处理技术复杂，治理需投入大量成本，加之监管失位等原因，原本被视 为地方经济发展助推器的工业园区，却逐渐成为了重金属废水污染聚集区，重金属废水直 排、偷排现象时有发生，给当地水环境带来了巨大压力，另一方面，工业园区涉重金属废水 排放量大、污染物集中，因此有效的治理已迫在眉睫。
[0003] 相关数据显示2014-2018年工业废水处理工程市场投资需求1，573亿元，其中 2015-2016年投资需求425亿元。目前国内外在研的含重金属废水处理的技术很多，我们今 后应该努力的方向是使用既降低成本、出水水质良好，又不产生二次污染，又能使重金属得 到有效回收，因此研发一种工业园区重金属废水深度处理装置及方法并推广应用前景广 阔。
【发明内容】
[0004] 本发明目的是：提出一种工业园区重金属废水深度处理的方法与装置，针对传统 化学法、物理化学法或生化法在单独处理重金属废污水方面的不足现象，研究一种涵盖化 学沉淀法、生化法、膜法各自优点的组合处理工艺，以寻求对受重金属污染水体的有效治理 途径。既降低成本、出水水质良好，又不产生二次污染，又能使重金属得到有效回收。
[0005] 本发明技术方案，一种工业园区重金属废水深度处理的装置，包括依次连接的物 理过滤系统（1)、多功能混凝沉淀系统（2)、组合生化系统（3)、MBR膜系统(4)四部分；物理 过滤系统为2mm细格栅，去除污水中较小的漂浮物及直径大于2mm的固体物质，以保证后续 生物处理系统的效果及维护设备的稳定运行。组合生化池由水解+A20池，MBR膜系统以及配 套污泥浓缩池。
[0006] 工业园区重金属废水深度处理的方法，包括依次利用（1)物理过滤系统、（2)多功 能混凝沉淀系统、（3)组合生化系统、（4)MBR膜系统以及配套污泥浓缩池等四部分设备的工 艺。物理过滤系统为2mm细格栅，去除污水中较小的漂浮物及直径大于2_的固体物质，以保 证后续生物处理系统的效果及维护设备的稳定运行;多功能混凝沉淀集泥水分离与污泥浓 缩功能于一体:通过在反应区先投加碱调整pH值至碱性，使废水中重金属铅等离子形成细 小的氢氧化物胶体微粒，再投加聚铁，聚铁溶解后产生大量的阳性多核络合离子，使微粒凝 聚形成絮体，之后进入澄清区使絮体沉降并进行固液分离;污水由多功能混凝沉淀池自流 进入水解池，对水中难以降解的大分子有机物和复杂的有机物进行水解作用，分解为易于 生物处理的小分子有机物、有机酸;A2/0法即厌氧/缺氧/好氧活性污泥法;在厌氧、缺氧、好 氧交替运行的条件下，抑制丝状菌的繁殖，克服污泥膨胀，使得SVI值一般小于100,有利于 泥水分离，在厌氧和缺氧段内只设搅拌机；由于厌氧、缺氧和好氧三个区严格分开，有利于 不同微生物菌群的繁殖生长，脱氮除磷效果好；
[0007] 经过A20生化处理后的污水尚有部分溶解性、难生化降解、小分子的污染成份 (C0D)，通过设置后续MBR膜，利用MBR膜对活性污泥的拦截作用，提高活性污泥浓度，增加菌 群数量和种类，减小出水SS，改善生化系统中生物相的功能和效率;经过上述系统的组合处 理，经消毒池杀菌后便可达标排放或深度处理后回用。
[0008] 用微生物法处理重金属废水具有安全方便无毒、不产生二次污染、絮凝效果好，且 微生物生长快、易于实现工业化等特点。微生物可以通过遗传工程、驯化或构造出具有特殊 功能、针对性强的菌株。组合工艺是提高重金属分离效率的一种可行方法。
[0009] 本发明装置可采取连续或间隙运行，考虑到园区进驻工业企业排放废水的波动 性，设置调节池，并在调节池内安装搅拌机，用以对污水处理厂来水进行调节，起到均匀水 质、调节流量的作用，保证了后续生物处理系统的正常运行；
[0010]多功能混凝沉淀工艺是依托污泥混凝、循环、分离及浓缩等多种理论，通过合理的 水力和结构设计，开发出的集泥水分离与污泥浓缩功能于一体的新一代沉淀工艺。通过在 反应区先投加碱调整pH值至碱性，使废水中重金属铅等离子形成细小的氢氧化物胶体微 粒，再投加聚铁，聚铁溶解后产生大量的阳性多核络离子，中和胶体微粒表面电荷，强烈吸 附胶体微粒，通过粘附、架桥、交联、卷扫作用，使微粒凝聚形成絮体，之后进入澄清区使絮 体沉降并进行固液分离；多功能混凝沉淀池对于去除污水中的Pb和SS有很好的效果，从而 减小后续过滤工艺的负荷；
[0011] 组合生化池由水解+A20+MBR膜池及配套污泥浓缩池组成，是生化处理与膜分离技 术相结合的深度处理工艺。
[0012] 虽然在废水的重金属浓度较低时，采用膜分离技术可以达到较好的分离效果，为 提高膜的利用率和应用范围，可根据分离要求研制新型膜材料、对膜表面进行有效改性，优 化膜分离工艺，同时，深入研究传质和膜污染机理。
[0013] 本发明的有益效果:本发明的组合工艺与常规活性污泥法比较有如下特点：
[0014] >污染物去除率高，可去除包括有机物和悬浮物在内的大量杂质、细菌等微生物， 出水水质好；
[0015] >有效去除废污水中的重金属污染物；
[0016] >污泥截留易控制，泥水分离效果好，污泥排放量小；
[0017] >水力停留时间和固体停留时间分离，使运行更加稳定；
[0018] >工艺流程短完善，具有良好的脱氮除磷效果；
[0019] >独特的污泥回流工艺，污泥自身减量化，污泥产量低；
[0020] ?MBR曝气系统传质效率高，对生物处理起到促进和强化作用；
[0021] >MBR膜代替了传统工艺中二沉池的作用，大大节约了土地资源。
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【附图说明】
[0023] 图1为本发明框图；
[0024] 图2为本发明多功能混凝沉淀系统示意图；
[0025] 图3为本发明组合生化系统示意图。
【具体实施方式】
[0026]以某涉重金属污水处理厂(设计规模:土建工程和设备按4500m3/d规模设计)为例 参数设置如下：
[0027]系统进水水质
[0029]系统出水水质
[0030]
[0031] 本发明的工业园区重金属废水深度处理的装置，包括依次连接的物理过滤系统 (1)、多功能混凝沉淀系统（2)、组合生化系统（3)、MBR膜系统(4)四部分;物理过滤系统为 2mm细格栅过滤并经提升栗提升废水，去除污水中较小的漂浮物及直径大于2mm的固体物 质，以保证后续生物处理系统的效果及维护设备的稳定运行。组合生化池由水解+A20池， MBR膜系统以及配套污泥浓缩池。
[0032]多功能混凝沉淀集泥水分离与污泥浓缩功能于一体:通过在反应区先投加 NaOH等 碱调整pH值为9-11(碱性），使废水中重金属铅等离子形成细小的氢氧化物胶体微粒，再投 加聚铁(0.1-lw/w%)或再加有机絮凝剂，聚铁溶解后产生大量的阳性多核络合离子，使微 粒凝聚形成絮体，之后进入澄清区使絮体沉降并进行固液分离，再加 HC1进入中和;污水由 多功能混凝沉淀池自流进入组合生化系统的水解池，对水中难以降解的大分子有机物和复 杂的有机物进行水解作用，分解为易于生物处理的小分子有机物、有机酸;组合生化系统第 二步是A 2/0法：即厌氧/缺氧/好氧活性污泥法(控制温度在18-35Γ的范围）；组合生化系统 在厌氧、缺氧、好氧交替运行的条件下，抑制丝状菌的繁殖，克服污泥膨胀，使得SVI值一般 小于100,有利于泥水分离，在厌氧和缺氧段内只设搅拌机；由于厌