CN104276720B - 一种导弹拆解废水处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种导弹拆解废水处理系统，包括通过管道依次连接的原水池、厌氧氨氧化反应器、混凝沉淀池、电解氧化(Elc‑V)系统、催化氧化(AOP‑M)系统、超滤系统、反渗透系统。本发明提供的导弹拆解废水处理系统实现了废水处理技术的集成化，使用效率高，水质完全能达到生产用水的标准，且系统的闭路循环实现环境零污染。

Description

一种导弹拆解废水处理系统

技术领域

本发明涉及一种废水处理系统，尤其涉及一种实现零排放的导弹拆解废水处理系统。

背景技术

导弹拆解废水中含有高氯酸盐，由于高氯酸根在水中的溶解度大，且不易被大多数土壤和矿物质吸附，高氯酸盐一旦进入环境即会随着地下水和地表水的流动而快速扩散，从而造成污染范围的迅速扩大,会导致水、土等环境污染。不仅给饮用水安全带来严重威胁，还可能通过多种途径进入动植物甚至人体内，高氯酸盐进入人体，会影响碘的吸收，从而破坏甲状腺功能。但高氯酸盐具有非挥发性、高溶解性和动力学稳定性，在一般环境条件下是可长期稳定存在，降解过程经常是几十年甚至更长时间，一般常规的处理方法均难以去除。

发明内容

本发明的目的是提供一种导弹拆解废水处理系统，其可以解决现有技术的上述缺点。

本发明的技术方案是提供一种导弹拆解废水处理系统，包括通过管道依次连接的原水池、厌氧氨氧化反应器、混凝沉淀池、电解氧化(Elc-V)系统、错流催化氧化(AOP-M)系统、超滤系统、反渗透系统。

优选地，所述厌氧氨氧化反应器为IC反应器。

优选地，所述催化氧化系统包括通过管道依次连接的催化氧化装置和沉淀池，其中催化氧化装置的进口与电解氧化系统相连。

优选地，所述超滤系统包括通过管道依次连接的超滤进水箱、多介质过滤器、超滤保安过滤器、超滤装置和超滤产水池，所述超滤进水箱的进口与所述催化氧化系统相连。

优选地，所述反渗透系统包括通过管道依次连接的RO保安过滤器、一级RO 反渗透过滤器、二级RO反渗透过滤器，所述RO保安过滤器的进口与超滤系统相连。

优选地，所述反渗透系统的浓水端出口与原水池的进口相连。

优选地，所述一级RO反渗透过滤器、二级RO反渗透过滤器的浓水端出口与原水池的进口相连。

优选地，所述超滤系统的浓水出口与原水池的进口相连。

优选地，所述一级RO反渗透过滤器的净水端与二级RO反渗透过滤器，二级RO反渗透过滤器的净水端与生产回用系统相连。

优选地，所述导弹拆解废水处理系统还包括污泥浓缩池，所述污泥浓缩池的进口与混凝沉淀池和催化氧化系统的沉淀池的污泥出口相连。

优选地，所述混凝沉淀池包括依次连接的一次混凝池、沉淀池及二次加药池，一次混凝池的进口与IC反应器相连。

本发明还提供了一种采用上述的导弹拆解废水处理系统处理导弹拆解废水的方法，包括以下步骤：

步骤1，废水由原水池进入厌氧氨氧化反应器，经厌氧氨氧化进行脱氮处理，脱除氨氮；

步骤2，经步骤1处理后的废水进入混凝沉淀池，加入絮凝剂，经絮凝沉淀，除去废水中的悬浮物；

步骤3，经步骤2处理的废水进入电解氧化系统，在废水中通入电流，在阳极与溶液界面处发生氧化反应，在阴极与溶液界面处发生还原反应，进而去除废水中的高氯酸根离子；

步骤4，经步骤3处理的废水进入催化氧化系统，将大部分有机污染物矿化或有效分解；

步骤5，经步骤4处理的废水进入超滤系统，进一步除去水中的悬浮物、胶体物质和微生物；

步骤6，经步骤5处理后的废水依次经过RO保安过滤器、一级RO反渗透过滤器、二级RO反渗透过滤器反渗透处理除去无机盐、有机物、微生物和胶体，达到排放标准后排出。

优选地，还包括步骤7：步骤5中超滤系统的超滤装置的浓水端废水和步骤 6中一级RO反渗透过滤器和二级RO反渗透过滤器的浓水端废水均进入原水池，重复步骤1-6。

其中，步骤7可根据需要重复多次。

优选地，步骤7至少重复一次，更优选重复2-10次，更优选重复3-8次，例如重复4次、5次、6次或7次。

本发明提供的导弹拆解废水处理系统实现了导弹拆解废水处理技术的集成化，使用效率高，水质完全能达到生产用水的标准，且系统的闭路循环实现环境零污染。

附图说明

图1是实施例中所述导弹拆解废水处理系统的结构示意图；

图2为导弹拆解废水处理流程图。

具体实施方式

下面参照附图，结合具体的实施例对本范明作进一步的说明，以更好地理解本发明。

如图1和2所示，一种导弹拆解废水处理系统，包括原水池、IC反应器、混凝沉淀池、电解氧化(Elc-V)系统、催化氧化(AOP-M)装置、沉淀池、超滤进水箱、多介质过滤器、超滤保安过滤器、超滤装置、超滤产水池、RO保安过滤器、一级RO反渗透过滤器、二级RO反渗透过滤器和污泥浓缩池。

原水池的出口连接IC反应器，连接IC反应器的出口连接混凝沉淀池，混凝沉淀池的废水出口连接Elc-V系统，Elc-V系统的出口连接AOP-M装置，AOP-M的出口连接沉淀池，沉淀池的废水出口连接超滤进水箱，超滤进水箱的出口连接多介质过滤器，多介质过滤器的出口连接超滤保安过滤器、超滤保安过滤器的出口连接超滤装置、超滤装置的净水端出口连接超滤产水池，超滤产水池的出口连接RO保安过滤器、RO保安过滤器的出口连接一级RO反渗透过滤器，一级RO反渗透过滤器的净水端的出口连接一级RO反渗透过滤器，二级RO反渗透过滤器净水端的出口可以与排放装置连接，将达标水排出。

超滤装置、一级RO反渗透过滤器和一级RO反渗透过滤器的浓水端出口均与原水池相连。

污泥浓缩池的进口与混凝沉淀池和AOP-M系统的沉淀池的污泥出口相连。

(1)废水经收集池泵入IC反应系统，经厌氧氨氧化进行脱氮处理，高效脱除氨氮。

(2)废水进入Elc-V槽体后，在废水中通入过电压和电流，在阳极与溶液界面处发生氧化反应，在阴极与溶液界面处发生还原反应，进而去除废水中的高氯酸根离子。

(3)废水再次进入AOP-M系统。将大多数有机污染物矿化或有效分解，甚至彻底地转化为无害的小分子无机物。可有效降低水中有机物的含量，降低COD，降低后续工艺段的处理负荷。

(3)废水经多介质过滤器去除水中的悬浮物和胶体物质。

(4)废水经过UF(超滤)装置，进一步除浊及细菌、病毒和其他有害物质，为后续的纯水系统提供水质保证。

(5)废水进一步经过RO(反渗透)系统处理，保证出水达标排放。

(6)UF和RO工艺段的浓水回流至原水池。

IC反应器

IC反应器外形是立式罐体，需要处理的废水使用高效的配水系统由反应器底部泵入反应器，与反应器内的厌氧颗粒污泥混合。在反应器下部为主处理区，绝大部分有机物质被转化为甲烷和二氧化碳。这些混合气体(或者叫做沼气)由下部的三相分离器收集。产生的“气提”带动水流通过上升管进入反应器顶部的气液分离器。沼气从这个分离器中溢出反应器，水流经过下降管回到反应器的底部。在上部的精处理区，废水被进一步处理。沼气在精处理阶段的液相中脱离出来，接着被上部的三相分离器收集，处理过的水从反应器顶部排出。

IC系统同时可实现厌氧氨氧化进行脱氮，高效脱除氨氮。

在理论上，氨也可以作为反硝化的无机物电子供体，其时的反应自由能几乎与好氧硝化的一样有利。在反应器中，氨和(亚)硝酸盐反应生成N₂，反应如下：

5NH₄ ⁺+3NO₃ ^-→4N₂+9H₂O+2H⁺

G₀′＝-297kJ/molNH₄ ⁺

NH₄ ⁺+NO₂ ^-→N₂+2H₂O

G₀′＝-358kJ/molNH₄ ⁺

目前得到厌氧氨氧化有多种途径：

a)其中一种包括羟氨和亚硝酸盐生成N₂O的反应，而N₂O可以进一步转化为氮气，氨被氧化为羟氨。

b)另一种是氨和羟氨反应生成联氨，联氨被转化成氮气并生成4个还原性[H]，还原性[H]被传递到亚硝酸还原系统形成羟氨。

c)第三种是：一方面亚硝酸被还原为NO，NO被还原为N₂O，N₂O再被还原成N₂；另一方面，NH₄ ⁺被氧化为NH₂OH，NH₂OH经N₂H₄、N₂H₂被转化为N₂。

IC反应器具有如下工艺技术特点：

1)容积负荷高

IC反应器内污泥浓度高，微生物量大，存在内循环，传质效果好，进水有机负荷可超过普通厌氧反应器的3倍以上。因此，在处理同样污染物的废水时，其容积只需传统厌氧反应器的三分之一。

2)抗负荷能力强

普通厌氧反应器如：ABR最高进水COD负荷不能高于8000-10000.而IC反应器最高进水COD则可高达几万。

3)运行费用低

普通厌氧反应器的回流是通过外部加压实现的，而IC反应器以自身产生的沼气作为提升的动力来实现混合液内循环，不必设泵强制循环，节省了动力消耗，降低了运行费用。

4)COD去除率高

对于达到IC反应器进水条件的废水，其COD去除率可高达70％以上。利用分级厌氧处理，可以补偿厌氧过程中Ks高产生的不利影响。

5)启动周期短

IC反应器内污泥活性高，生物增殖快，为反应器快速启动提供有利条件。IC反应器启动周期一般为1～3个月，而传统厌氧器启动周期长达4～6个月。

混凝沉淀池

混凝沉淀池包含一次混凝池、沉淀池及二次加药池，经絮凝沉淀后可有效降低水中氨氮的含量。

Elc-V系统

Elc-V系统由槽体、阳极和阴极组成，多数用隔膜将阳极室和阴极室隔开。当直流电通过电解槽时，在阳极与溶液界面处发生氧化反应，在阴极与溶液界面处发生还原反应。达到去除水中污染物的目的。

其运行方式如下：废水进入Elc-V槽体后，在废水中通入电压和电流，在阳极与溶液界面处发生氧化反应，在阴极与溶液界面处发生还原反应，进而去除废水中的高氯酸根离子。

AOP-M系统

AOP-M技术基于电化学技术原理，利用电解催化反应过程中生成的强氧化粒子，与废水中的有机污染物无选择地快速发生链式反应，进行氧化降解。

AOP-M装置内含多种填料，填料含有铁碳合金、碳、催化填料、软化填料等。在废水中FeC和Fe之间存在明显的氧化还原电势差，这样在Fe和FeC形成无数多个溦电池，Fe为阳极，FeC为阴极，在系统中再加入宏观阴极材料，即惰性炭(石墨、焦炭、活性炭、煤)颗粒时Fe与炭接触，则形成宏观电池。微电池和宏观电池的综合作用加强了废水处理效能。

沉淀池

沉淀池可有效去AOP-M工艺形成的大量可沉淀的悬浮物，降低水中的悬浮物浓度。

多介质过滤器

多介质过滤器是利用一种或几种过滤介质，常温操作、耐酸碱、氧化，pH适用范围为2-13。系统配置完善的保护装置和监测仪表，且具有反冲洗功能，泥垢等污染物很快被冲走，耗水量少，按用户要求可设置全自动功能。在一定的压力下，使原液通过该介质的接触絮凝、吸附、截留，去除杂质，从而达到过滤的目的。其内装的填料一般为：石英砂、无烟煤、颗粒多孔陶瓷、锰砂等，用户可根据实际情况选择使用。其过滤精度在0.005－0.01m之间,可有效去除胶体微 粒及高分子有机物。

主要用于去除水中的悬浮物。该设备与其它水处理设备配合，广泛地应用在给水净化、循环水净化污水处理等各类水处理工程中。

超滤装置

超滤，是介于微滤(MF)和纳滤(NF)之间的一种膜过程。膜孔径在0.1-5μm之间。

UF是利用膜的“筛分”作用进行分离的膜过程。在静压差的作用下，小于膜孔的粒子通过膜，大于膜孔的粒子则被阻拦在膜的表面上，使大小不同的粒子介以分离，其过滤精度较MF更高，因而膜孔更小，实际的操作压力也比MF略高，一般为0.1-0.5MPa。

反渗透装置

反渗透装置是系统预脱盐的核心部分，经过反渗透处理的水可以去除绝大部分的无机盐类和几乎全部的有机物、微生物和胶体。

反渗透脱盐原理：反渗透(RO)是借助于选择透过(半透过)性膜的功能，以压力差为推动力的膜分离技术，当系统中所加的压力大于溶液渗透压时，水分子不断地透过膜，经过产水流道流入中心管，然后在出水端流出，进水中的杂质，如：离子、有机物、细菌、病毒等被截留在膜的进水侧，然后在浓水端流出，从而达到分离、脱盐的目的。反渗透膜最佳运行温度为15-35度，如若进水水温过低，不能满足要求，后续需要进行来水升温措施。

反渗透脱盐部分由高压泵、反渗透装置、反渗透清洗装置等组成。反渗透装置膜元件建议选用承受压力高，机械张力、化学侵蚀及抗污性较好的膜组件。

以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。

Claims (9)

1.一种导弹拆解废水处理系统，其特征在于，包括通过管道依次连接的原水池、厌氧氨氧化反应器、混凝沉淀池、电解氧化系统、错流催化氧化系统、超滤系统、反渗透系统，所述厌氧氨氧化反应器为IC反应器，废水由原水池进入厌氧氨氧化反应器，经厌氧氨氧化进行脱氮处理，脱除氨氮；进入混凝沉淀池，加入絮凝剂，经絮凝沉淀，除去废水中的悬浮物；然后进入电解氧化系统，在废水中通入电流，在阳极与溶液界面处发生氧化反应，在阴极与溶液界面处发生还原反应，进而去除废水中的高氯酸根离子；废水进入催化氧化系统，将大部分有机污染物矿化或有效分解；进入超滤系统，进一步除去水中的悬浮物、胶体物质和微生物。

2.根据权利要求1所述的导弹拆解废水处理系统，其特征在于，所述错流催化氧化系统包括通过管道依次连接的催化氧化装置和沉淀池，其中催化氧化装置的进口与电解氧化系统相连。

3.根据权利要求1所述的导弹拆解废水处理系统，其特征在于，所述超滤系统包括通过管道依次连接的超滤进水箱、多介质过滤器、超滤保安过滤器、超滤装置和超滤产水池，所述超滤进水箱的进口与所述催化氧化系统相连。

4.根据权利要求3所述的导弹拆解废水处理系统，其特征在于，所述反渗透系统包括通过管道依次连接的RO保安过滤器、一级RO反渗透过滤器、二级RO反渗透过滤器，所述RO保安过滤器的进口与超滤系统相连。

5.根据权利要求4所述的导弹拆解废水处理系统，其特征在于，所述一级RO反渗透过滤器、二级RO反渗透过滤器的浓水端出口均与原水池的进口相连。

6.根据权利要求2所述的导弹拆解废水处理系统，其特征在于，还包括污泥浓缩池，所述污泥浓缩池的进口与混凝沉淀池和催化氧化系统的沉淀池的污泥出口相连。

7.一种采用权利要求5或4中的导弹拆解废水处理系统处理导弹拆解废水的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，废水由原水池进入厌氧氨氧化反应器，经厌氧氨氧化进行脱氮处理，脱除氨氮；

步骤2，经步骤1处理后的废水进入混凝沉淀池，加入絮凝剂，经絮凝沉淀，除去废水中的悬浮物；

步骤3，经步骤2处理的废水进入电解氧化系统，在废水中通入电流，在阳极与溶液界面处发生氧化反应，在阴极与溶液界面处发生还原反应，进而去除废水中的高氯酸根离子；

步骤4，经步骤3处理的废水进入催化氧化系统，将大部分有机污染物矿化或有效分解；

步骤5，经步骤4处理的废水进入超滤系统，进一步除去水中的悬浮物、胶体物质和微生物；

步骤6，经步骤5处理后的废水依次经过RO保安过滤器、一级RO反渗透过滤器、二级RO反渗透过滤器反渗透处理除去无机盐、有机物、微生物和胶体，达到排放标准后排出。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括步骤7：步骤5中超滤系统的超滤装置的浓水端废水和步骤6中一级RO反渗透过滤器和二级RO反渗透过滤器的浓水端废水均进入原水池，重复步骤1-6。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，步骤7至少重复一次。