特大型钢铁企业综合废水深度处理回用工艺及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种特大型钢铁企业综合废水深度处理回用工艺及系统，所述工艺包括依次进行的水解酸化/混凝沉淀、生物过滤、过滤及高级氧化过程；其中水解酸化过程在水解酸化池中进行，混凝沉淀过程在高效混凝沉淀池中进行，生物过滤过程依次在曝气生物滤池和反硝化生物滤池中进行，过滤过程在气水反冲洗砂滤池中进行，高级氧化过程在臭氧氧化池中进行；进水水质指标为COD≤100mg/L，BOD≤20mg/L，氨氮≤30mg/L，总氰≤1.0mg/L；出水水质符合《钢铁工业水污染物排放标准》GB13456‑2012的相关规定。本发明专利技术适用于低浓度、难降解工业废水的深度处理，对于氨氮、总氮、COD等的去除均有较好效果。

【技术实现步骤摘要】
特大型钢铁企业综合废水深度处理回用工艺及系统
本专利技术涉及废水深度处理及回用
，尤其涉及一种对含有钢铁全流程如烧结、炼铁、炼钢、冷轧、热轧、发电、焦化、生活等综合废水进行深度处理后的回用的工艺及系统。
技术介绍
目前，一些传统钢铁企业由于年代久远，其烧结、炼铁、炼钢、冷轧、热轧、发电、焦化等生产用水和生活污水地下管网错综复杂，要实现分流制排放、分质处理难度较大；只能对焦化、冷轧等污染物含量较高的工序已基本建立单独处理系统，达标后排放至厂区排水管网或经深度处理后自行回用。特大型钢铁企业综合废水的成份复杂，如果按常规工业废水处理方法处理后直接排放，其氨氮、总氮、COD等很难达标；由于钢铁企业用水量巨大，如不采用深度处理实现回用，不仅会造成水资源的严重浪费，也会对环境造成严重破坏。因此研究一种经济合理的综合废水深度处理工艺对特大型钢铁企业综合废水进行处理后实现回用，将会减少钢铁企业外排废水，甚至达到零排放，达到减少环境污染，节约水资源的目的。
技术实现思路
本专利技术提供了一种特大型钢铁企业综合废水深度处理回用工艺及系统，适用于低浓度、难降解工业废水的深度处理，将化学氧化和生物氧化技术有机结合，充分利用生物滤池与臭氧氧化的优势实现互补效果；对于氨氮、总氮、COD等的去除均有较好效果，能够满足《钢铁工业水污染物排放标准GB13456-2012》中新建企业水污染物排放浓度限值，或作为工业新水回用；本专利技术投资少、占地小、节约运行费用、自动化程度高。为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案实现：特大型钢铁企业综合废水深度处理回用工艺，包括依次进行的水解酸化/混凝沉淀、生物过滤、过滤及高级氧化过程；其中水解酸化过程在水解酸化池中进行，混凝沉淀过程在高效混凝沉淀池中进行，生物过滤过程依次在曝气生物滤池和反硝化生物滤池中进行，过滤过程在气水反冲洗砂滤池中进行，高级氧化过程在臭氧氧化池中进行；进水为经预处理的废水，主要水质指标为COD≤100mg/L，BOD≤20mg/L，氨氮≤30mg/L，总氰≤1.0mg/L；出水水质符合《钢铁工业水污染物排放标准》GB13456-2012的相关规定。特大型钢铁企业综合废水深度处理回用工艺，具体包括如下步骤：1)根据废水中有机氮含量选择采用水解酸化或混凝沉淀过程，废水中有机氮含量≥5mg/L时，采用水解酸化过程处理；有机氮含量＜5mg/L时，采用混凝沉淀过程处理；废水在水解酸化池中水力停留时间为8～12小时；废水进入高效混凝沉淀池后，在混凝段的絮凝时间≥20min，水头损失0.4～0.6m；在沉淀段的上升流速1.5～1.9mm/s，表面负荷5～7m3/m2.h，水头损失＜100mm；废水经水解酸化/混凝沉淀过程后，总氰去除率为80％、COD去除率为20％；2)根据进水水质氨氮含量高、可利用BOD低的特点，为了去除总氮，采用后置反硝化工艺；在曝气生物滤池中，继续降解废水中的有毒有害物质，去除一部分COD，并将氨氮完全硝化；在反硝化生物滤池中投加碳源作为电子供体，使硝酸根还原为氮气；碳源为乙酸和葡萄糖混合物，其混合体积比为1：0.3～1.0；3)曝气生物滤池和反硝化生物滤池滤料采用陶粒滤料，并采用可调长杆滤头，滤头底部设进水口，滤头下部一侧设进气孔；在滤板不平整的情况下，通过调整滤头位置使各滤头的进水口和进气孔分别保持在同一平面，从而保证布水布气的均匀性；汽水比4～5:1，气洗强度28～33m/h，水洗强度17～23m/h，反洗时间气/汽水/水均不少于5min；曝气生物滤池氨氮去除率95％以上；反硝化生物滤池总氮去除率60％以上；4)气水反冲洗砂滤池中的滤料采用石英砂，有效粒径0.9～1.35mm，真实直接密度2.4＜dr＜2.7，抗药性Rc＜2％，硅含量≥98％；反冲洗配水配气系统采用U型滤管和竖向配水配气管组合的结构形式，确保反冲洗的均匀性；反洗周期≥24h；滤速v＝5～6m/h；强制滤速6～8m/h。所述高效混凝沉淀池为网格反应斜板沉淀池，水流流向为水平往复式，即从一个廊道流入另一个廊道，上下交错，直至出口；网格采用聚乙烯材质；斜板采用小间距斜板，材质为聚乙烯，板间距25～30mm，斜板倾角50～70°。所述曝气生物滤池中的滤料粒径为3～5mm。所述反硝化生物滤池中的滤料粒径为4～6mm。所述气水反冲洗砂滤池的工艺参数如下：1)冲洗前水头损失1.5～2.5m；2)经常性冲洗周期≤24h；3)单独气冲冲洗强度10～20L/s.m2；时间≥2min；4)气水同时冲洗时，气冲强度10～20L/s.m2，水冲洗强度3～5L/s.m2；时间≥3min；5)单独水冲冲洗强度：7～9L/s.m2；时间≥5min。所述曝气生物滤池、反硝化生物滤池和气水反冲洗砂滤池的反洗排水通过废水池统一收集；废水池底部设曝气管道对反洗水进行曝气处理，防止废水池悬浮物沉淀淤积，曝气管道通过送风支管连接气水反冲洗砂滤池中风机的送风主管，该风机用于提供气水反冲洗时的气源；废水池的出水送入水解酸化池/高效混凝沉淀池中进行循环处理。所述曝气生物滤池、反硝化生物滤池和气水反冲洗砂滤池的反洗水统一采用气水反冲洗砂滤池的出水，在气水反冲洗砂滤池的出水主管道上设出水支管连接反洗清水池，出水支管上设阀门，通过调节阀门开度将部分出水引入反洗清水池，并确保出水主管道的出水量稳定。用于实现所述工艺的特大型钢铁企业综合废水深度处理回用系统，包括通过输水管道依次连接的水解酸化池/高效混凝沉淀池、曝气生物滤池、反硝化生物滤池、气水反冲洗砂滤池和臭氧氧化池；所述水解酸化池/高效混凝沉淀池的废水入口连接废水预处理系统的出水管道；臭氧氧化池的净水出口连接回用水外送管道。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1)废水处理的首端根据来水指标选择采用水解酸化或混凝沉淀；来水中氨氮、有机氮含量高，且含有抑制硝化菌和亚硝化菌的有毒有害物质时需选择水解酸化工艺过程；水解酸化能将废水中的非溶解态有机物截留并逐步转变为溶解态有机物，一些难于生物降解大分子物质被转化为易于降解的小分子物质如有机酸等，从而使废水的可生化性和降解速度大幅度提高，以利于后续生物处理；来水中氨氮、有机氮含量及有毒有害物质少时可选择混凝沉淀工艺过程，保护后续曝气生物滤池不堵塞；2)所述生物过滤过程采用先好氧后缺氧即后置反硝化工艺，根据进水水质氨氮含量较高、可利用的BOD较低的特点，为了达到去除总氮的目的，通过曝气生物滤池继续降解水中有毒有害物质，去除一部分COD，并将氨氮完全硝化；通过反硝化生物滤池投加碳源作为电子供体，使硝酸根还原为氮气；总氮去除效率高，并可省去硝化液回流，降低了运行成本；3)反硝化生物滤池投加的碳源为乙酸和葡萄糖的混合物；甲醇、乙酸和葡萄糖均为常规碳源，经实验，投加葡萄糖作为碳源时反硝化效果明显，但全部采用葡萄糖时，由于葡萄糖为C6，不能完全利用，会产生大量漂浮物；如全部采用乙酸作为碳源，会降低废水PH值，影响反硝化效果；采用甲醇为碳源时，运输和储存安全性差；因此，本专利技术最终在实践基础上采用乙酸和葡萄糖混合后作为碳源投加，达到了理想的效果；4)本专利技术中，由于反硝化生物滤池中的滤料粒径为4～6mm，其粒径较小，作为颗粒悬浮物会进入后续处理设施；另外反硝化生物滤池由于发生生本文档来自技高网...

【技术保护点】
特大型钢铁企业综合废水深度处理回用工艺，其特征在于，包括依次进行的水解酸化/混凝沉淀、生物过滤、过滤及高级氧化过程；其中水解酸化过程在水解酸化池中进行，混凝沉淀过程在高效混凝沉淀池中进行，生物过滤过程依次在曝气生物滤池和反硝化生物滤池中进行，过滤过程在气水反冲洗砂滤池中进行，高级氧化过程在臭氧氧化池中进行；进水为经预处理的废水，主要水质指标为COD≤100mg/L，BOD≤20mg/L，氨氮≤30mg/L，总氰≤1.0mg/L；出水水质符合《钢铁工业水污染物排放标准》GB13456‑2012的相关规定。

【技术特征摘要】
1.特大型钢铁企业综合废水深度处理回用工艺，其特征在于，包括依次进行的水解酸化/混凝沉淀、生物过滤、过滤及高级氧化过程；其中水解酸化过程在水解酸化池中进行，混凝沉淀过程在高效混凝沉淀池中进行，生物过滤过程依次在曝气生物滤池和反硝化生物滤池中进行，过滤过程在气水反冲洗砂滤池中进行，高级氧化过程在臭氧氧化池中进行；进水为经预处理的废水，主要水质指标为COD≤100mg/L，BOD≤20mg/L，氨氮≤30mg/L，总氰≤1.0mg/L；出水水质符合《钢铁工业水污染物排放标准》GB13456-2012的相关规定。2.根据权利要求1所述的特大型钢铁企业综合废水深度处理回用工艺，其特征在于，具体包括如下步骤：根据废水中有机氮含量选择采用水解酸化或混凝沉淀过程，废水中有机氮含量≥5mg/L时，采用水解酸化过程处理；有机氮含量＜5mg/L时，采用混凝沉淀过程处理；废水在水解酸化池中水力停留时间为8～12小时；废水进入高效混凝沉淀池后，在混凝段的絮凝时间≥20min，水头损失0.4～0.6m；在沉淀段的上升流速1.5～1.9mm/s，表面负荷5～7m3/m2.h，水头损失＜100mm；废水经水解酸化/混凝沉淀过程后，总氰去除率为80％、COD去除率为20％；2)根据进水水质氨氮含量高、可利用BOD低的特点，为了去除总氮，采用后置反硝化工艺；在曝气生物滤池中，继续降解废水中的有毒有害物质，去除一部分COD，并将氨氮完全硝化；在反硝化生物滤池中投加碳源作为电子供体，使硝酸根还原为氮气；碳源为乙酸和葡萄糖混合物，其混合体积比为1：0.3～1.0；3)曝气生物滤池和反硝化生物滤池滤料采用陶粒滤料，并采用可调长杆滤头，滤头底部设进水口，滤头下部一侧设进气孔；在滤板不平整的情况下，通过调整滤头位置使各滤头的进水口和进气孔分别保持在同一平面，从而保证布水布气的均匀性；汽水比4～5:1，气洗强度28～33m/h，水洗强度17～23m/h，反洗时间气/汽水/水均不少于5min；曝气生物滤池氨氮去除率95％以上；反硝化生物滤池总氮去除率60％以上；4)气水反冲洗砂滤池中的滤料采用石英砂，有效粒径0.9～1.35mm，真实直接密度2.4＜dr＜2.7，抗药性Rc＜2％，硅含量≥98％；反冲洗配水配气系统采用U型滤管和竖向配水配气管组合的结构形式，确保反冲洗的均匀性；反洗...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯占立，张新宇，于丰浩，栗艳，李海波，盛宇星，王远志，王军强，孙伏寅，马英，
申请(专利权)人：鞍钢集团工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21