一种难降解有机物废水的综合混凝反应装置及处理方法技术领域
本发明属于水处理技术领域，涉及一种处理难降解有机物废水的综合混凝反应装
置以及以该装置为核心的处理方法。
背景技术
目前，在石化或有机化工等行业生产中，会产生大量的高浓度COD的有机废水，这
类废水经气浮除油等预处理后，虽然水中的大分子有机物可以得到一定程度的去除，但是
其中的小分子有机物，例如低级醇类、低级醛类等，几乎全部都会残留在废水中，难以得到
有效的降解。这部分小分子有机物以分子团的形式存在于废水中，外层被水分子包裹，常规
的处理手段如加药絮凝、高级氧化等，只能对分子团的表面产生作用，很难深入到分子团的
内部去，这也为废水后续的净化处理造成了很大的麻烦。在现有技术中经检索中国专利CN
103771656公开了一种炼油废水的回用处理方法，炼油废水依次进行除油和悬浮物处理、序
批式活性污泥处理和渗透膜生物反应器处理，该工艺的处理出水水质与反渗透出水相近；
CN 104512956公开了一种炼油污水臭氧催化氧化深度处理方法及装置，分别在高压和常压
条件下对有机污染物进行两级降解，出水可达国家《城镇工业污水排放标准》。然而，上述工
艺流程冗长且复杂，占地面积大，建设投资与运行成本均非常高，在这样的状况下，其对小
分子团有机物的降解效果仍然不理想，对含有此类物质的有机废水处理后出水，COD等指标
依旧很高。总之，目前尚缺乏一种能够低成本且高效地处理含难降解有机物废水的技术。
发明内容
本发明克服了上述存在的缺陷，目的是针对含难降解有机物废水处理，能够有效
去除废水中的多种污染物，尤其是对常规技术难以处理的小分子团有机物处理，提供一种
处理效率高、稳定性好、耐冲击能力强、处理工艺流程简洁、操作简单、节约能耗、运行成本
低、有利于工程推广应用的难降解有机物废水的综合混凝反应装置及处理方法。
本发明难降解有机物废水的综合混凝反应装置及处理方法内容简述：
本发明难降解有机物废水的综合混凝反应装置，其特征在于：是由筒体、筒体支架、底
座、进水口、排水口、排油口、电机、电机支架、搅拌轴、桨叶、导流板和导流孔组成，筒体设置
在筒体支架上，筒体支架的底部设有底座，底座上设有地脚，在筒体的上部设有排油口、排
水口，筒体的下部设置有进水口，电机设置在筒体的顶部，通过电机支架与筒体连接，搅拌
轴沿筒体的轴线方向设置，其上端与电机连接，下端固定在筒体的底面，桨叶沿轴向设置在
搅拌轴的外表面，桨叶以90度为间隔在搅拌轴的圆周上均匀排列，在筒体内部截面方向设
有导流板，沿导流板的圆周均匀地分布设有导流孔。
在筒体上的进水口、排水口、排油口由下至上依次设置，水流下进上出，排油口设
置在排水口上方，筒体直径为搅拌轴直径的5～10倍。
所述的搅拌轴与电机的传动轴相连，电机的转速范围在1000~6000rpm。
一种难降解有机物废水的处理方法，其特征在于：在其工艺流程中设有混凝沉淀
单元、过滤单元和生化单元；混凝沉淀单元由：混凝药剂投加装置、难降解有机物废水的综
合混凝反应装置、沉淀装置组成；过滤单元由：陶瓷膜过滤器、调节池组成；生化单元为反硝
化生物滤池、硝化生物滤池组成；
难降解有机物废水的处理方法采用以下步骤
（1）、混凝沉淀单元中混凝药剂投加装置位于工艺的最前端，形式为管道加药，来水进
入混凝药剂投加装置，向废水中投加混凝药剂后进入难降解有机物废水的综合混凝反应装
置，废水在难降解有机物废水的综合混凝反应装置中进行充分的混凝反应，从而高效地破
除有机分子的官能团结构，提升混凝药剂反应效果，以便后续沉降过程高效地去除废水中
的悬浮杂质和有机物，难降解有机物废水的综合混凝反应装置的出水经汇总接入沉淀装
置；
（2）、经过沉淀装置后的废水加压后送入过滤单元的陶瓷膜过滤器进行过滤，再经过陶
瓷膜过滤器的出水口进入调节池，其浓水排往原水池，其反洗水可使用系统处理后出水；
（3）、经过调节池的废水送入生化单元，依次进行生物反硝化处理和生物硝化处理，调
节池与反硝化生物滤池和硝化生物滤池合建，废水以溢流的方式依次流经调节池、反硝化
生物滤池和硝化生物滤池，以降低废水中的总氮指标。
所述混凝药剂投加装置，其投加的混凝药剂为聚合硫酸铁、聚合氯化铁、聚合硫酸
铝、聚合氯化铝或聚合硫酸铝铁中的任意一种或至少两种的组合。
废水在难降解有机物废水的综合混凝反应装置中的停留时间为1~10min，在沉淀
装置中的停留时间为2h~10h。
所述的陶瓷膜过滤器为错流过滤，通量为100L/(m2×h)~200 L/(m2×h)，精度为
50nm~10nm。
所述的硝化生物滤池和反硝化生物滤池中的滤料为火山岩、改性陶粒或焦炭中的
一种或至少两种的组合。
所述的反硝化生物滤池前置，其表面水力负荷为8~10m3/(m2∙h)，空床停留时间为
25~30min；所述硝化生物滤池后置，其表面水力负荷为3~5m3/(m2∙h)，空床停留时间为40~
45min。
本发明可以高效去除废水中的难降解有机物，尤其针对废水中小分子有机物聚合
而成的官能团，通过混凝、过滤、生化等关键技术的优化集成，能够有效地提升工艺的处理
效率。具有工艺稳定性好、处理能力强、耐冲击、且流程简洁、操作简单、节约能源、成本低等
特点，有利于工程推广应用。
附图说明
图1是处理难降解有机物废水的综合混凝反应装置结构示意图；
图2是难降解有机物废水的处理方法工艺流程图；
图中：1是筒体、2是筒体支架、3是底座、4是进水口、5是排水口、6是排油口、7是电机、8
是电机支架、9是搅拌轴、10是桨叶、11是导流板、12是导流孔。
具体实施方式
本发明难降解有机物废水的综合混凝反应装置及处理方法是这样实现的，下面结
合附图并通过具体实施方式进一步说明。
见图1，难降解有机物废水的综合混凝反应装置，是由：筒体1、筒体支架2、底座3、
进水口4、排水口5、排油口6、电机7、电机支架8、搅拌轴9、桨叶10、导流板11和导流孔12组
成，筒体1设置在筒体支架2上，筒体支架2的底部设有底座3，底座3上设有地脚，在筒体1的
上部设有排油口6、排水口5，筒体1下部设置有进水口4，电机7设置在筒体1的顶部，通过电
机支架8与筒体1连接，搅拌轴9沿筒体1的轴线方向设置，其上端与电机7连接，下端固定在
筒体1的底面，桨叶10沿轴向设置在搅拌轴9的外表面，桨叶10以90度为间隔在搅拌轴9的圆
周上均匀排列，在筒体1内部截面方向设有导流板11，沿导流板11的圆周均匀地分布设有导
流孔12。
筒体经筒体支架与底座固定，并通过底座安装在地面，为避免震动，底座需用地脚
螺栓牢固地固定在平整的地面上。筒体上共设有三个开口，从上至下依次为排油口、排水口
和进水口，装置中水流方向为下进上出，废水经所述难降解有机物废水的综合混凝反应装
置处理后将会分层，上层有机物析出层从排油口溢流而出，下层废水层从排水口排出。电机
通过电机支架与筒体相连，电机设置在筒体的正上方，搅拌轴与电机的传动轴相连，沿筒体
的轴线方向，设置在筒体截面的圆心处，搅拌轴下方通过轴承固定在筒体底面。在筒体内部
截面方向设置有导流板，导流板的位置高度为筒体有效水深的1/2，沿导流板的圆周均匀地
分布有导流孔。
所述电机的转速范围设置在1000~6000rpm，装置实际投入使用时，需根据废水水
质及现场工况来调节电机转速。通常，若待处理废水的COD≤500mg/L，从保证处理效果同时
节约设备投资的角度考虑，可将电机转速设置为2800rpm。
所述搅拌轴与电机的传动轴相连，搅拌轴外表面按轴向贴附有桨叶，优选地，桨叶
以90度为间隔在搅拌轴的圆周上均匀排列。
见图2，是一种针对含难降解有机物废水的处理方法的工艺流程图，在其工艺流程
中设有混凝沉淀单元、过滤单元和生化单元；混凝沉淀单元由：混凝药剂投加装置、难降解
有机物废水的综合混凝反应装置、沉淀装置组成；过滤单元由：陶瓷膜过滤器、调节池组成；
生化单元为反硝化生物滤池、硝化生物滤池组成；
难降解有机物废水的处理方法采用以下步骤
（1）、混凝沉淀单元中混凝药剂投加装置位于工艺的最前端，形式为管道加药，来水进
入混凝药剂投加装置，向废水中投加混凝药剂后进入难降解有机物废水的综合混凝反应装
置，废水在难降解有机物废水的综合混凝反应装置中进行充分的混凝反应，从而高效地破
除有机分子的官能团结构，提升混凝药剂反应效果，以便后续沉降过程高效地去除废水中
的悬浮杂质和有机物，难降解有机物废水的综合混凝反应装置的出水经汇总接入沉淀装
置；
（2）、经过沉淀装置后的废水加压后送入过滤单元的陶瓷膜过滤器进行过滤，再经过陶
瓷膜过滤器的出水口进入调节池，其浓水排往原水池，其反洗水可使用系统处理后出水；
（3）、经过调节池的废水送入生化单元，依次进行生物反硝化处理和生物硝化处理，调
节池与反硝化生物滤池和硝化生物滤池合建，废水以溢流的方式依次流经调节池、反硝化
生物滤池和硝化生物滤池，以降低废水中的总氮指标。
所述混凝药剂投加装置，其投加的混凝药剂优选为聚合硫酸铁、聚合氯化铁、聚合
硫酸铝、聚合氯化铝或聚合硫酸铝铁中的任意一种或至少两种的组合。
所述沉淀装置优选为竖流沉淀池。
优选地，废水在所述难降解有机物废水的综合混凝反应装置中的停留时间为1~
10min，在所述沉淀装置中的停留时间为2h~10h。
所述陶瓷膜过滤器优选为错流过滤，通量为100L/(m2×h)~200 L/(m2×h)，精度为
50nm~10nm。
优选地，所述硝化生物滤池和反硝化生物滤池中的滤料为火山岩、改性陶粒或焦
炭中的一种或至少两种的组合。
优选地，所述反硝化生物滤池前置，其表面水力负荷为8~10m3/(m2∙h)，空床停留时
间为25~30min；所述硝化生物滤池后置，其表面水力负荷为3~5m3/(m2∙h)，空床停留时间为
40~45min。
在本实施例中，系统的设计处理水量为10m3/h，待处理废水为炼油废水，经前处理
后，CODCr值为500-800mg/L，出水需达到《城镇工业污水排放标准》一级A标准。
难降解有机物废水的综合混凝反应装置设置为两系并联，水力停留时间为2min，
筒体有效水深为2m，导流板设置在筒体内的位置高度为1m，电机转速设置为2800rpm。混凝
药剂选择聚合硫酸铝铁，沉淀时间为3h。陶瓷膜过滤器通量为100L/(m2×h)，精度为50nm。
过滤出水进入生化单元，向反硝化生物滤池中投加葡萄糖和甲醇的混合物，反硝化生物滤
池表面水力负荷为9 m3/(m2∙h)，空床停留时间为30min，硝化生物滤池表面水力负荷为4
m3/(m2∙h)，空床停留时间为40min。
上述工艺出水CODCr值可稳定小于50mg/L。
本发明提供的针对含难降解有机物废水的处理方法，以所述难降解有机物废水的
综合混凝反应装置为工艺核心，通过混凝、过滤、生化等关键技术的优化集成，能够有效地
提升工艺的处理效率，低成本去除废水中多种污染物。其中生化处理单元的实现形式采用
曝气生化处理单元，其最大的特点是集废水絮凝的固液态分离与废水中水分子和有机污染
物分离于一体，缩短后续二次沉淀池停留时间，在保证处理效果的前提下简化处理工艺；该
工艺有机物容积负荷高，水力负荷大，水力停留时间短，基建投资少，能耗及运行成本低，同
时能够确保较高的出水水质。
与现有技术相比，本发明具有工艺稳定性好、处理能力强、耐冲击、且流程简洁、操
作简单、节约能源、成本低等特点，有利于工程推广应用。