專利名稱：一種生化與高級氧化耦合的污水處理工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提供一種生化與高級氧化耦合的污水處理工藝，其適用于處理有機污染物濃度較高，且生化性較差的廢水，屬于水處理領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
一般高濃度有機廢水是指廢水的C0D& (化學需氧量)大于2000mg/L的有機廢水，而難降解有機廢水是指廢水中含有難生物降解或有生物毒性的有機污染物。難降解有機物是指微生物不能降解，或在任何環(huán)境條件下不能以足夠快的速度降解以阻止它在環(huán)境中積累的有機物。難降解有機物被微生物分解時速度很慢，分解不徹底，這類污染物易在生物體內(nèi)富集，也容易成為水體的潛在污染源。高級氧化是處理毒性大、濃度高、難生物降解有機廢水的有效方法，它可將有機污染物徹底氧化成CO2和H2O等無害的終端產(chǎn)物，即使是部分氧化，也可提高一些難降解有機物的可生化性。在一般條件下，利用O2對有機物進行氧化的反應速率過慢，因而選取氧化電勢較高的化學試劑用于難降解有機物的氧化成為一種行之有效的方法。高級氧化法處理廢水有兩條途徑一條是將污染物徹底氧化成C02、H20和礦物鹽；另一條是將目標污染物部分氧化，轉(zhuǎn)化成可生化性較好的中間產(chǎn)物。一般來說，采用化學氧化劑完全礦化目標污染物成本可能太高，因為化學氧化過程中生成的高氧化態(tài)物質(zhì)很難被化學氧化劑進一步氧化。因此，將原先難生物降解的有機污染物通過高級氧化轉(zhuǎn)化成易生物降解的中間產(chǎn)物，隨后再通過生物氧化作用礦化這些中間產(chǎn)物應該是一個比較合理的處理方法。例如，溶解性有機高分子聚合物，也許是由于其分子太大無法穿過細胞壁，導致其很難被微生物降解，化學氧化作用可以破壞這些大分子，使其變成小分子中間產(chǎn)物(如短鏈脂肪酸)。后者可以進入細胞內(nèi)，并且較原先的大分子更易生物降解，因為一般來說生物氧化速率隨底物分子變小而增大。多年研究及工程實踐表明，高級氧化一生化組合工藝是解決有毒、有害、難降解有機廢水難以達標排放問題的有效手段之一。高級氧化一生物處理組合工藝的主要工藝形式有化學氧化預處理與生物處理串聯(lián)而成的組合工藝(簡稱CB組合工藝)，生物處理與化學氧化后處理串聯(lián)而成的組合工藝(簡稱BC組合工藝)，以及生物預處理、化學氧化和生物后處理串聯(lián)而成的組合工藝(簡稱BCB組合工藝)等3種組合方式。CB工藝中高級氧化受到的干擾因素較大，因需要嚴格的預處理而受到限制；BC工藝將高級氧化放在生化后段，將難降解大分子氧化短鏈后形成小分子，在小分子的進一步礦化降解過程中，高級氧化工藝的優(yōu)勢并不明顯，無法進一步降低CODtt ;BCB工藝在BC工藝段后又加設了生化段， 通過生化降解進一步去除C0D&，需要另外加設構(gòu)筑物和反應器，增加了投資和運行的復雜性。綜上所述，現(xiàn)有的生化和高級氧化的聯(lián)合工藝均存在一些工程實際問題，需要進一步的改進
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種生化與高級氧化耦合的污水處理工藝，其適用于處理有機污染物濃度較高，且生化性較差的廢水。該工藝包括以下步驟污水經(jīng)過預處理后進入生化反應器，經(jīng)過生化反應器處理后的泥水混合物進入到二沉池，二沉池對泥水混合物進行分離，大部分污泥回流到生化反應器進水端，剩余污泥去污泥濃縮池；上清液大部分進入到高級氧化處理單元，小部分排放或進入深度處理單元；高級氧化單元處理后的上清液回流到生化反應器進水端。其流程設置見
圖1。預處理方式可以為格柵、氨吹脫、中和、混凝沉淀、氣浮中的一種或多種組合，主要目的是去除部分大顆粒物質(zhì)、懸浮物和膠體或不可溶的有機污染物；生化反應器可分為厭氧生化工藝、好氧生化工藝或厭氧-好氧組合工藝，厭氧生化工藝可選擇UASB(升流式厭氧生物反應器)、EGSB (厭氧膨脹顆粒污泥床)、IC (內(nèi)循環(huán)厭氧生物反應器)和ABR (厭氧折流反應器)中的一種，好氧生化工藝可選擇A/0工藝、A2/0工藝、接觸氧化工藝、MBR工藝及這些工藝的變形工藝中的一種或兩種串聯(lián)，具體工藝根據(jù)實際水質(zhì)水量進行選擇；高級氧化單元可選擇Fenton試劑氧化法、O3氧化法、濕式空氣氧化法、催化濕式氧化法、超臨界水氧化法、光化學氧化技術(shù)等，優(yōu)先選擇較為成熟的Fenton試劑氧化法和O3氧化法。本生化與高級氧化耦合的污水處理工藝處理難降解污水的原理如下高級氧化法可將難降解目標污染物部分氧化，轉(zhuǎn)化成生化性較好的中間產(chǎn)物。一般來說，采用化學氧化劑完全礦化目標污染物成本可能太高，因為化學氧化過程中生成的高氧化態(tài)物質(zhì)很難被化學氧化劑進一步氧化。生化系統(tǒng)能夠利用微生物的作用輕易的將小分子污染物徹底氧化成co2、H2O和礦物鹽。在生化后的污水中小分子易降解污染物濃度已經(jīng)大大降低，但大分子難降解的污染物依然殘存，將生化出水再進行高級氧化，能有效的提高氧化劑的利用率，降低運行成本，通過高級氧化后的污水回流到生化反應器進水端，再進行生化處理， 如此反復，在整個循環(huán)中有部分水排出循環(huán)體系保障進出水的平衡。整個系統(tǒng)能充分發(fā)揮生化工藝降解小分子的能力和高級氧化工藝降解大分子難降解物質(zhì)的能力?；亓魑勰酁槌恋沓匚勰嗔康?0、0%，通過高級氧化回流到生化反應器進水端的水量為處理水量的30(Γ500%，實際的回流量可根據(jù)來水水質(zhì)、水量及污水成分靈活調(diào)整。
具體實施例方式實施例1
某精細化工有限公司主要生產(chǎn)各類造紙?zhí)砑觿┖腿菊鷦?，造紙?zhí)砑觿┱颊麄€公司產(chǎn)能的90%以上。該公司采用“混凝沉淀一Α2/0”工藝處理生產(chǎn)廢水，盡管廢水在生化系統(tǒng)池中的停留時間長達6 d,但出水C0D&仍無法達到500mg/L的納管要求。通過分析該公司提供的資料，發(fā)現(xiàn)其生產(chǎn)的造紙?zhí)砑觿┒紝儆诟叻肿泳酆衔?。由于聚合反應過程中不可避免地會存在聚合不完全的問題，因而會產(chǎn)生少量分子質(zhì)量相對低的聚合物，且這部分分子質(zhì)量相對低的聚合物都會進入廢水中。分子質(zhì)量相對低的聚合物既不能通過混凝沉淀的方法去除，也不能被微生物所降解，這類物質(zhì)是廢水中最難去除的有機污染物，也是造成該公司廢水生化處理6d仍不能達到納管標準的主要原因。針對該精細化工廢水中難降解有機物含量較高的特點，使用生化與高級氧化耦合的污水處理工藝對原工藝進行了改造。保留原生化工藝流程，增大A2/0生化工藝后續(xù)的沉淀池的容量；高級氧化單元采用工程上應用較多O3 /H2O2氧化工藝。其工藝流程見圖2。
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回流污泥為70%，通過高級氧化回流到生化反應器進水端的水量為處理水量的300%，雙氧水加藥量為80mg/L，雙氧水采用計量泵直接管道混合投加，臭氧加入量為 100mg/L,臭氧采用池內(nèi)曝氣投加，臭氧曝氣氧化池停留時間為5h，處理后出水CODtt為 125 150mg/L，完全達到了當?shù)丶{管要求。實施例2
某大型石油化工企業(yè)主要生產(chǎn)順丁橡膠、苯酚、丙酮等化工產(chǎn)品，該企業(yè)在生產(chǎn)過程中排放的廢水首先通過車間一級處理裝置進行單獨預處理，然后再匯總至公司污水處理站調(diào)節(jié)池。該公司工藝廢水排放總量為1579. 2m3/d，由于該股污水有機污染物濃度較高， 故在混凝沉淀后設置了 UASB升流式厭氧反應器，然后為接觸氧化工藝，工藝出水用河水稀釋后排放，稀釋水用量約為4133m3/d。稀釋后雖然可以使出水CODtt達到100mg/L的排放標準，但卻顯著增加了廢水排放量和C0D&排放總量，不符合國家倡導的節(jié)能減排政策。該公司利用生化與高級氧化耦合的污水處理工藝對原有廢水處理設施進行工藝改造，采用Fenton高級氧化法對回流水進行處理，處理后回流到接觸氧化生化反應器進水端，回流污泥為80%，污泥回流到好氧生化工藝進水端，通過高級氧化回流到生化反應器進水端的水量為處理水量的200%，硫酸、亞鐵鹽和雙氧水通過管道混合器加入到回流水中，反應池采用穿孔管曝氣攪拌，反應池水力停留時間為2h，反應池出水加入石灰乳調(diào)節(jié)pH值后并加入助凝劑進入到絮凝沉淀池，絮凝沉淀池上清液回流到生化反應器進水端。其工藝流程如圖3所示?；亓魉梢曰亓鞯経ASB進水端也可回流到好氧生化工藝進水端，可通過操作閥門來進行調(diào)節(jié)和分配。改造后沉淀池出水無需進行河水稀釋便可達到地方排放標準。
權(quán)利要求
1.一種生化與高級氧化耦合的污水處理工藝將生化工藝和高級氧化工藝有機的結(jié)合在一起，充分利用生化工藝降解小分子的能力和高級氧化工藝降解大分子的能力，能充分發(fā)揮兩種工藝的優(yōu)勢，對處理有機污染物濃度較高，且生化性較差的廢水有較好的效果。
2.根據(jù)權(quán)利1所述的一種生化與高級氧化耦合的污水處理工藝，其特征在于二沉池回流污泥與回流水分離，分別回流到生化反應池進水端。
3.根據(jù)權(quán)利1所述的一種生化與高級氧化耦合的污水處理工藝，其特征在于高級氧化工藝針對回流水進行處理，回流量為處理水量的30(Γ500%。
4.根據(jù)權(quán)利1所述的一種生化與高級氧化耦合的污水處理工藝，其特征在于回流污泥量為二沉池沉淀量的50、0%。
5.根據(jù)權(quán)利1所述的一種生化與高級氧化耦合的污水處理工藝，其特征在于預處理方式可采用格柵、氨吹脫、中和、混凝沉淀、氣浮中的一種或多種組合，主要目的是去除部分大顆粒物質(zhì)、懸浮物和膠體或不可溶的有機污染物。
6.根據(jù)權(quán)利1所述的一種生化與高級氧化耦合的污水處理工藝，其特征在于生化工藝可采取厭氧工藝、好氧工藝或厭氧_好氧聯(lián)合工藝。
7.根據(jù)權(quán)利1所述的一種生化與高級氧化耦合的污水處理工藝，其特征在于高級氧化法可采用Fenton試劑氧化法、O3氧化法、濕式空氣氧化法、催化濕式氧化法、超臨界水氧化法、光化學氧化技術(shù)等，優(yōu)先選擇較為成熟的Fenton試劑氧化法和O3氧化法根據(jù)權(quán)利6所述的一種生化與高級氧化耦合的污水處理工藝，其特征在于厭氧工藝可采用UASB (升流式厭氧生物反應器)、EGSB (厭氧膨脹顆粒污泥床)、IC (內(nèi)循環(huán)厭氧生物反應器)和ABR (厭氧折流反應器)中的一種。
8.根據(jù)權(quán)利6所述的一種生化與高級氧化耦合的污水處理工藝，其特征在于好氧工藝可采用A/0工藝、A2/0工藝、接觸氧化工藝、MBR工藝及這些工藝的變形工藝中的一種或兩種串聯(lián)，具體工藝根據(jù)實際水質(zhì)水量進行選擇。
全文摘要
本發(fā)明提供一種生化與高級氧化耦合的污水處理工藝，其適用于處理有機污染物濃度較高，且生化性較差的廢水。該工藝包括以下步驟污水經(jīng)過預處理后進入生化反應器，經(jīng)過生化反應器處理后的泥水混合物進入到二沉池，二沉池對泥水混合物進行分離，大部分污泥回流到生化反應器進水端，剩余污泥去污泥濃縮池；上清液大部分進入到高級氧化處理單元，小部分排放；高級氧化單元處理后的上清液回流到生化反應器進水端。本發(fā)明將生化與高級氧化進行耦合，充分利用生化工藝降解小分子的能力和高級氧化工藝降解大分子的能力，將其有機的結(jié)合起來，能夠?qū)ι幚黼y以處理達標的難降解廢水進行有效處理，適用于化工、制藥、印染等行業(yè)的廢水處理。
文檔編號C02F3/30GK102452770SQ20101053033
公開日2012年5月16日 申請日期2010年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月4日
發(fā)明者張雷, 陳凱華 申請人:北京博匯特環(huán)?？萍加邢薰? 美舒環(huán)?？萍?北京)有限公司