用於洗毛廢水處理的模塊化集成及其工藝方法與流程
2023-12-05 00:59:11 2
本發明涉及環境治理和資源化利用技術領域，具體涉及一種洗毛廢水處理的模塊化集成及其工藝方法。
背景技術：
洗毛是羊毛製成品的一個中間環節，由於羊毛在原產地收集時雜質較多，製成品時必須經過一個洗滌過程，產生洗滌廢水稱為洗毛廢水。洗毛廢水是洗毛生產工藝中排出的高濃度有機廢水，其中含有泥沙、羊毛脂、羊糞，還含有少量洗滌劑和羊毛纖維。洗毛廢水一般為淡黃色、味臭、粘稠，廢水中主要汙染物為羊毛脂，羊毛脂多已乳化，以O／W（水包油）形式存在，廢水中高濃度的CODcr，BOD5也主要是由羊毛脂引起的。洗毛廢水的水質因洗毛品種、等級不同而產生差異，產生的主要汙染物種類及指標範圍為：羊毛脂5000—25000mg/L；洗劑50—300mg/L；總固形成10000—80000mg/L；CODCr20000—100000mg/L；BOD54000—20000mg/L；pH8—11。
由於洗毛廢水中主要汙染物羊毛脂的化學成分為脂肪酸和高級一元醇化合而成的脂，因此一般先採用厭氧降解高分子物質，而後再用好氧生化，利用好氧微生物的新陳代謝作用去除水中的色度、氣味、粘稠物質等。但是洗毛廢水中的脂類物質對生化處理也有一定的影響，表現為：①容易漂浮的油脂使菌體難以長時間保留；②脂類降解產生的LCFA對厭氧微生物有嚴重的抑制。另外，由於洗毛廠具有企業小、缺乏專業技術人員，產生廢水水量小、濃度高、含脂類物質特別高的特點，並且一般洗毛廠內都有回用水需求，因此洗毛廢水處理亟需一種處理效果好、操作簡便、佔地小、投資低，並且可實現廢水回用的汙水處理技術。
因此，根據洗毛廢水的特點，以及廢水處理工藝的要求，如：技術成熟可靠、運行穩定、維護管理方便及經濟適用等原則，對洗毛生產廢水處理工藝進行選擇。
由於洗毛生產廢水含有易於降解的高濃度有機汙染物，可生化性較好，因此適宜採用生物法處理。因單一的厭氧工藝、好氧工藝均不能實現洗毛廢水中高濃度有機質的高效去除，將厭氧與好氧工藝聯合運行是十分必要的。
技術實現要素：
針對上述問題，本發明提供了一種針對洗毛車間在生產過程中產生的高濃度有機廢水處理的問題，進行工藝集成與參數化設計，實現工藝模塊化、智能化、集成化的洗毛廢水處理的模塊化集成及其工藝方法。
本發明採取的技術方案是：用於洗毛廢水處理的模塊化集成，包括在線監測系統、固液分離模塊模塊、一級物化模塊、二級生化模塊、三級深度處理模塊、汙泥處理模塊以及計算機自動控制系統；
所述的固液分離模塊主要將顆粒狀懸浮物或沉澱物從廢水中分離出來；固液分離模塊包括精細格柵和自清洗過濾器，在線監測系統分別連接精細格柵和自清洗過濾器且精細格柵和自清洗過濾器均連接至計算機自動控制系統；
所述的一級物化模塊主要為調節均合和絮凝氣浮，並將其集成於同一反應器內即氣浮調節池；
所述的二級生化模塊包括厭氧子模塊和好氧子模塊，其中厭氧子模塊為改良型IC反應器，好氧子模塊包括生物接觸氧化池和半間歇式生物轉盤，三者之間由上至下依次串聯連接並同時連接至計算機自動控制系統；
所述的三級深度處理模塊包括沉澱池、纖維過濾器和紫外線消毒子模塊，三者依次串聯連接；
所述的汙泥處理模塊包括汙泥濃縮池、汙泥反應罐和真空轉鼓吸濾機，三者依次串聯連接；
所述的在線監測系統分別連接至固液分離模塊模塊的精細格柵和自清洗過濾器；精細格柵和自清洗過濾器又同時連接至一級物化模塊的氣浮調節池；而一級物化模塊的氣浮調節池連接至二級生化模塊的改良型IC反應器；二級生化模塊的半間歇式生物轉盤連接至三級深度處理模塊的沉澱池，而紫外線消毒子模塊為最終輸出端；所述的一級物化模塊的氣浮調節池、二級生化模塊的為改良型IC反應器、生物接觸氧化池、半間歇式生物轉盤以及三級深度處理模塊的沉澱池又同時連接至汙泥處理模塊的汙泥濃縮池，而真空轉鼓吸濾機為最終輸出端。
用於洗毛廢水處理的模塊化集成的工藝方法，包括如下步驟
步驟一監測進水含沙量：進水通過在線監測系統監測含沙量，當含砂量大於10%時，固液分離模塊運行精細格柵，當含砂量範圍5%—10%，固液分離模塊運行自清洗過濾器；隨即進入固液分離模塊將顆粒狀懸浮物或沉澱物從廢水中分離出來；
步驟二氣浮調節：經過固液分離的汙水進入一級物化模塊的氣浮調節池中將汙泥與汙水分離；
步驟三內外循環反應：汙水進入二級生化模塊的改良型IC反應器進行COD值的監測以及內循環反應和外循環反應, 根據進水水質由自動控制系統控制內循環量和外循環量，進而稀釋有害物質且分離汙泥與水；
步驟四生物接觸氧化：經過初步淨化的水進入二級生化模塊的生物接觸氧化池進行生物接觸氧化，分離汙泥與水；
步驟五生物轉盤淨化：經過氧化的水進入二級生化模塊的半間歇式生物轉盤進行再一次的淨化，分離汙泥和水；
步驟六淨化水的最終處理：淨化水依次進入三級深度處理模塊的沉澱池、纖維過濾器和紫外線消毒子模塊完成最終處理並結束汙水處理；
步驟七汙泥的最終處理：所述步驟二、步驟三、步驟四以及步驟五中排出的汙泥依次進入汙泥處理模塊的汙泥濃縮池、汙泥反應罐和真空轉鼓吸濾機並完成最終的焚燒。
作為一種優選的技術方案：所述的精細格柵的網孔徑為3-5mm；所述的自清洗過濾器的數量為5-20目。
作為一種優選的技術方案：所述的氣浮調節池的調節容積為日軍處理水量的5-8倍；所述氣浮調節池內配合使用的絮凝氣浮藥劑的選擇為水溫100聯合使用三氯化鐵和HPAM，水溫高於100聯合使用PAC和HPAM。
作為一種優選的技術方案：所述改良型IC反應器內部設有若干內部循環管且內部循環管的開啟數量控制內循環量；所述改良型IC反應器在現有反應器基礎上增加外循環系統即增加外部循環水泵，以外部循環水泵水量控制外循環流量，以達到更小的佔地更好的處理效果；
所述內循環流量和外循環流量與進水流量的關係如下公式所示，
內循環流量與進水流量比值a
外循環流量與進水流量比值b
。
作為一種優選的技術方案：所述的半間歇式生物轉盤包括兩級生物轉盤分別為一級生物轉盤和二級生物轉盤，且兩級生物轉盤相互串聯，碟片表面的有機負荷為12-15BOD5/（m2·d）。
作為一種優選的技術方案：所述的汙泥處理模塊中汙泥反應罐採用壓縮空氣攪拌，加入消石灰和三氯化鐵。
作為一種優選的技術方案：所述的用於洗毛廢水處理的模塊化集成的工藝方法中生物接觸氧化池反應時間根據進水濃度改變，當進水COD濃度小於500mg/L時，好氧時間8-12h；當進水COD濃度500-2000mg/L時，好氧時間12-16h；當進水COD濃度大於2000mg/L時，好氧時間大於16h。
作為一種優選的技術方案：所述的用於洗毛廢水處理的模塊化集成的工藝方法中根據出水要求調整兩級轉盤間歇運行，當二級生化出水要求SS小於20mg/L或TN小於20mg/L或TP小於1mg/L時，二級好氧生化子模塊運行一級生物轉盤；當二級生化出水要求SS小於10mg/L或TN小於15mg/L或TP小於0.5mg/L時，二級好氧生化子模塊運行兩級生物轉盤。
本發明的有益效果是：（1）採用的改良型IC反應器是在原反應器的基礎上增加外循環系統，運行時可根據水質自動控制外循環泵流量，以達到更小的佔地和更好的處理效果；（2）適於濃度高、成分複雜且波動大的小、快、散洗毛廠生產廢水的處理；（3）工藝組合模塊化程度高，有利於技術轉化為集成設備，節省空間；（4）工藝組合技術先進，能夠同時處理COD、氮、磷，穩定達標，出水可再生利用。
附圖說明
圖1為本發明工藝路線圖；
圖2 本發明電腦程式框圖。
圖中：1在線水質監測系統、2固液分離模塊、3一級物化模塊、4二級生化模塊、5三級深度處理模塊、6汙泥處理模塊、7計算機自動控制系統；a精細格柵、b自清洗過濾器、c氣浮調節池、d改良型IC反應器、e生物接觸氧化池、f半間歇式生物轉盤、g沉澱池、h纖維過濾器、i紫外線消毒、j汙泥濃縮池、k汙泥反應罐、m真空轉鼓吸濾機；
-----------工藝線路；— — —信號輸入輸出。
具體實施方式
為了進一步說明本發明，下面結合附圖及實施例對本發明進行詳細地描述，但不能將它們理解為對本發明保護範圍的限定。
參考附圖2，用於洗毛廢水處理的模塊化集成，包括在線監測系統1、固液分離模塊模塊2、一級物化模塊3、二級生化模塊4、三級深度處理模塊5、汙泥處理模塊6以及計算機自動控制系統7；
所述的固液分離模塊2主要將顆粒狀懸浮物或沉澱物從廢水中分離出來；固液分離模塊2包括精細格柵a和自清洗過濾器b，在線監測系統1分別連接精細格柵a和自清洗過濾器b且精細格柵a和自清洗過濾器b均連接至計算機自動控制系統7；
所述的一級物化模塊3主要為調節均合和絮凝氣浮，並將其集成於同一反應器內即氣浮調節池c；
所述的二級生化模塊4包括厭氧子模塊和好氧子模塊，其中厭氧子模塊為改良型IC反應器d，好氧子模塊包括生物接觸氧化池e和半間歇式生物轉盤f，三者之間由上至下依次串聯連接並同時連接至計算機自動控制系統7；
所述的三級深度處理模塊5包括沉澱池g、纖維過濾器h和紫外線消毒子模塊i，三者依次串聯連接；
所述的汙泥處理模塊6包括汙泥濃縮池j、汙泥反應罐k和真空轉鼓吸濾機m，三者依次串聯連接；
所述的在線監測系統1分別連接至固液分離模塊模塊2的精細格柵a和自清洗過濾器b；精細格柵a和自清洗過濾器b又同時連接至一級物化模塊3的氣浮調節池c；而一級物化模塊3的氣浮調節池c連接至二級生化模塊4的改良型IC反應器d；二級生化模塊4的半間歇式生物轉盤f連接至三級深度處理模塊5的沉澱池g，而紫外線消毒子模塊i為最終輸出端；所述的一級物化模塊3的氣浮調節池c、二級生化模塊4的為改良型IC反應器d、生物接觸氧化池e、半間歇式生物轉盤f以及三級深度處理模塊5的沉澱池g又同時連接至汙泥處理模塊6的汙泥濃縮池j，而真空轉鼓吸濾機m為最終輸出端。
參考附圖1，用於洗毛廢水處理的模塊化集成的工藝方法，包括如下步驟
步驟一監測進水含沙量：進水通過在線監測系統1監測含沙量，隨即進入固液分離模塊1將顆粒狀懸浮物或沉澱物從廢水中分離出來，避免後續處理時設備堵塞，降低了廢水中的有機負荷量；即當含砂量大於10%時，固液分離模塊3運行精細格柵a，當含砂量範圍在5%—10%，固液分離模塊3運行自清洗過濾器b；
步驟二氣浮調節：經過固液分離的汙水進入一級物化模塊3的氣浮調節池c中將汙泥與汙水分離；
步驟三內外循環反應：汙水進入二級生化模塊4的改良型IC反應器d進行COD值的監測以及內循環反應和外循環反應,進而稀釋有害物質，降低讀物對厭氧消化過程的影響且分離汙泥與水；
內循環流量和外循環流量與進水流量的關係如下公式所示，
內循環流量與進水流量比值a
外循環流量與進水流量比值b
其中，內循環量是通過控制IC反應器內部循環管開啟數量而改變，外循環量通過控制外部循環水泵水量及流量計而改變；
步驟四生物接觸氧化：經過初步淨化的水進入二級生化模塊4的生物接觸氧化池e進行生物接觸氧化，當進水COD濃度小於500mg/L時，好氧時間8-12h；當進水COD濃度500-2000mg/L時，好氧時間12-16h；當進水COD濃度大於2000mg/L時，好氧時間大於16h，最終將分離汙泥與水；
步驟五生物轉盤淨化：經過氧化的水進入二級生化模塊4的半間歇式生物轉盤f進行再一次的淨化，當出水要求SS小於20mg/L或TN小於20mg/L或TP小於1mg/L時，一級生物轉盤運行；當出水要求SS小於10mg/L或TN小於15mg/L或TP小於0.5mg/L時，二級生物轉盤運行，兩級生物轉盤間歇運行最終將分離汙泥和水；
步驟六淨化水的最終處理：淨化水依次進入三級深度處理模塊5的沉澱池g、纖維過濾器h和紫外線消毒子模塊i完成最終處理並結束汙水處理；
步驟七汙泥的最終處理：所述步驟二、步驟三、步驟四以及步驟五中排出的汙泥依次進入汙泥處理模塊6的汙泥濃縮池j，經重力濃縮後進入汙泥反應罐k，汙泥反應罐k採用壓縮空氣攪拌，加入消石灰和三氯化鐵，汙泥經反應後進入真空轉鼓吸濾機m後完成最終的焚燒。
所述的精細格柵a的網孔徑為3-5mm；所述的自清洗過濾器b的數量為5-20目。
所述的氣浮調節池c的調節容積為日軍處理水量的5-8倍；所述氣浮調節池c內配合使用的絮凝氣浮藥劑的選擇為水溫100聯合使用三氯化鐵和HPAM，水溫高於100聯合使用PAC和HPAM。
所述改良型IC反應器d內部設有若干內部循環管且內部循環管的開啟數量控制內循環量；所述改良型IC反應器d在現有反應器基礎上增加外循環系統即增加外部循環水泵，以外部循環水泵水量控制外循環流量，以達到更小的佔地更好的處理效果。
所述的半間歇式生物轉盤f包括兩級生物轉盤分別為一種生物轉盤和二級生物轉盤，且兩級省去生物轉盤相互串聯，碟片表面的有機負荷為12-15BOD5/（m2·d）。
所述的用於洗毛廢水處理的模塊化集成的工藝方法中步驟二、步驟六以及步驟七為始終連續運行狀態。
最後需要說明的是：以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護範圍。