CN108623096B - 一种高浓度难降解污水的处理工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高浓度难降解有机污水的处理工艺，待处理污水依次经过第一级炭吸附处理区、前臭氧催化氧化、MBBR生化处理、第二级炭吸附处理区、后臭氧催化氧化、第三级炭吸附处理区；第一级炭吸附处理区、第二级炭吸附处理区和第三级炭吸附处理区均包括活性炭吸附区，第三级炭吸附处理区排出的活性炭回流至第一级炭吸附处理区和/或第二级炭吸附处理区中的活性炭吸附区，前臭氧催化氧化和后臭氧催化氧化中的余臭氧用于第一级炭吸附处理区中的活性炭吸附区。采用以上工艺处理污水，可大幅提高污水处理效率、降低成本、工艺稳定。

Description

一种高浓度难降解污水的处理工艺

技术领域

本发明涉及工业污水处理领域，具体涉及一种高浓度难降解污水的处理工艺。

背景技术

随工业迅速发展，废水的种类的数量快速增加，对水体的污染也日趋严重。工业废水的成分和种类更加复杂，处理起来更加困难。

比如市政污泥厌氧氨氧化出水和垃圾渗滤液均为高浓度、高污染难降解的有机废水。这些水质中含有好氧有机污染物和各类金属和氨氮类化合物，该水质中COD、BOD的浓度高达几万，远高于城市污水。

此外这类污水中有难以生物降解的萘、菲等非氯化芳香族化合物、氯化芳香族化合物、磷酸酯、邻苯二甲酸酯、酚类化合物和苯胺类化合物等。随着时间的推移，这些污水的水质越来越差，BOD/COD＜0.1，几乎不具备生化性。

目前这类污水的处理方法包括：吸附法、化学沉淀法、密度分离、催化氧化法、反渗透、气提及湿式氧化法。物理方法去除COD的效率可达50-80％，但是成本较高，不适合大量污水的处理。

发明内容

本发明的目的是提供一种高浓度难降解有机污水的处理工艺，其具有提高污水处理效率、降低成本、工艺稳定的特点。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种高浓度难降解有机污水的处理工艺，待处理污水依次经过第一级炭吸附处理区、前臭氧催化氧化、MBBR生化处理、第二级炭吸附处理区、后臭氧催化氧化、第三级炭吸附处理区；第一级炭吸附处理区、第二级炭吸附处理区和第三级炭吸附处理区均包括活性炭吸附区，靠后一级的炭吸附处理区排出的活性炭回流至靠前一级任意一个炭吸附处理区的活性炭吸附区，前臭氧催化氧化和后臭氧催化氧化中的余臭氧用于第一级炭吸附处理区中的活性炭吸附区。

本发明采用物理吸附和化学处理结合的方式对难降解污水进行处理，待处理污水预先进入第一级炭吸附处理区，第一级炭吸附处理区中的活性炭预先对污水中的有机物进行吸附处理。采用前臭氧催化氧化的方法进一步对污水进行处理，大幅降低污水中的有机物，且提升污水的可生化性；前臭氧催化氧化配合MBBR生化处理，进一步减少污水中有机物含量，降低污水中COD含量。之后采用第二级炭吸附处理区、后臭氧催化氧化和第三级炭吸附处理区结合再次对污水进行处理，减少污水中有机残留物。

污水到达第三级炭吸附处理区时，第三级炭吸附处理区中的活性炭还未达到饱和，可以回流至第一级炭吸附处理区或者第二级炭吸附处理区重复使用。此时，前臭氧催化氧化和后臭氧催化氧化残留的余臭氧可以回流至第一级炭吸附处理区中的活性炭吸附区，臭氧对待处理污水进行氧化处理，提高待处理污水的可生化性，减少活性炭的使用量，也无需额外在活性炭吸附区中通入臭氧，节省臭氧用量。

进一步地，第一级炭吸附处理区包括与活性炭吸附区依次相连的混凝区、絮凝区和沉淀区；第二级炭吸附处理区包括活性炭吸附区、活性炭沉淀区、混凝区、絮凝区和沉淀区，第三级炭吸附处理区和第二级炭吸附处理区相同。

采用以上技术方案，待处理污水经过第一级炭吸附处理区处理时，待处理污水中污泥以及有机污染物等含量较大，经过活性炭吸附后，直接经过混凝、絮凝，进行沉降。污水进入第二级炭吸附处理区和第三级炭吸附处理区时，污水中的污泥和有机污染物含量已经大幅降低，污水经过活性炭吸附后，需要沉淀处理。

进一步地，第一级炭吸附处理区产生的氧气用于臭氧制备***。

采用以上技术方案，前臭氧催化氧化和后臭氧催化氧化过程产生的余臭氧通入第一级炭吸附处理区后，臭氧与污水接触氧化产生大量氧气，将这一过程产生的氧气重新导入臭氧制备***中，提高臭氧利用率，减少臭氧制备成本。

进一步地，第三级炭吸附处理区排出的活性炭总量的80-90％回流至第一级炭吸附处理区和/或第二级炭吸附处理区中。

采用以上技术方案，在整个污水处理体系中，新鲜的活性炭直接投放在第三级炭吸附处理区中，第三级炭吸附处理区中未达到饱和的活性炭可以回流至前一级炭吸附处理区中，提高活性炭的利用率。

进一步地，活性炭吸附区污水停留时间为20-50min。

进一步地，第二级炭吸附处理区和第三级炭吸附处理区中活性炭沉淀区产生的活性炭总量的10-20％回流至活性炭吸附区。

采用以上技术方案，在同一级炭吸附处理区中，活性炭沉淀区中少量的活性炭回流至活性炭吸附区中，这些活性炭与来自后一级炭吸附处理区中未达到饱和的活性炭共同与待处理污水作用，进一步提高活性炭利用率。此外，活性炭在同一级炭吸附处理区中进行回流，搅拌器可以起到搅拌作用，提高活性炭与污水的有效接触。

进一步地，前臭氧催化氧化包括三级接触区，每一级接触区的接触时间为20-30min，第三级接触区内放置氧化铝催化剂。

进一步地，后臭氧催化氧化包括两级流化床，催化剂选择浓度为30％的过氧化氢，待处理污水停留时间为50-80min。

进一步地，第一级炭吸附处理区、第二级炭吸附处理区和第三级炭吸附处理区中沉淀区污泥回流量为进水总量的4-8％，将其回流至絮凝区。

采用以上技术方案，回流的污泥增强了絮凝效果，可以快速沉淀，并且产生较大、较均匀的矾花。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1.第一级炭吸附处理区所用的臭氧是前臭氧催化氧化和后臭氧催化氧化产生的余臭氧，提高臭氧的利用率；臭氧与待处理污水在第一级炭吸附处理区中混合，降低待处理污水中有机污染物含量，并且改变了大分子有机物的性质和结构，以利于活性炭吸附；

2.第一级炭吸附处理区中的臭氧与待处理污水反应后产生氧气，可作为臭氧制备***的氧气源，用于制作臭氧，臭氧和氧气形成循环***，减少液氧的使用，降低运行成本；

3.对于BOD/COD＜0.1生化性较差的污水，采用臭氧催化氧化、MBBR生化反应、和三级活性炭吸附处理区配合，提高污水的可生化性；

4.前臭氧催化氧化、多级炭吸附处理区和后臭氧催化氧化配合，可最大程度去除污水中有机污染物；

5.前臭氧催化氧化中污水与催化剂反应，降低污水中有机污染物的含量；后臭氧催化氧化中采用内循环流化床技术使得过氧化氢催化剂与污水充分混合，提高臭氧的利用率，促进羟基自由基的生成，提高污水的处理效率；

6.三级炭吸附处理区中均设置了活性炭废炭的回流，充分利用活性炭的吸附特性，减少活性炭的用量、臭氧投加量，降低运行成本；

7.三级炭吸附处理区中絮凝区和沉淀区中均设置污泥回流，增加了絮凝区的污泥浓度，增大了矾花的碰撞机率，减少了混凝剂、絮凝剂的投加量，降低运行成本。

附图说明

图1为高浓度难降解污水的处理工艺图。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例一：一种高浓度难降解污水的处理工艺，结合图1，包括依次相连的第一级炭吸附区、前臭氧催化氧化、MBBR生化处理、第二级炭吸附处理区、后臭氧催化氧化和第三级炭吸附处理区。

第一级炭吸附处理区包括依次相连的活性炭吸附区、混凝区、絮凝区和沉淀区；第二级炭吸附处理区和第三级炭吸附处理区均包括活性炭吸附区、活性炭沉淀区、混凝区、絮凝区和沉淀区。

采用以上工艺对某污水处理厂的厌氧氨氧化出水进行处理，该污水的水质情况如表1所示。

表1某污水处理厂厌氧氨氧化出水

检测项目	PH	COD(mg/L)	SS(mg/L)
				进水指标	6-9	1000	196
出水指标	6-9	60	10

(1)待处理污水进行第一级炭吸附处理：待处理污水在活性炭吸附区与前臭氧催化氧化和后臭氧催化氧化中的余臭氧接触氧化，同时在该活性炭吸附区中待处理污水和来自第二级炭吸附区回流的活性炭混合(回流量为90％，活性炭的比表面积为650m²/g)，吸附废水中的有机污染物，提高待处理污水的可生化性。臭氧与待处理污水接触氧化后产生氧气，用于臭氧制备***。

(2)待处理污水和活性炭充分混合，活性炭吸附区水力停留时间为30min，经过活性炭吸附处理的污水进入混凝区，混凝区中加入混凝剂PAC(投加量为50mg/L)快速搅拌混合3min。PAC与待处理污水中的有机污染物混合形成粒径较小的絮粒沉降。之后，待处理污水进入絮凝区，絮凝区中加入絮凝剂PAM(投加量为1.0mg/L)慢速搅拌混合12min，同时絮凝区中还会注入回流的污泥，增强絮凝效果，可以产生更大、更均匀的矾花。最后污水进入沉淀区，借助刮泥机将污泥浓缩至浓度为50-200g/L，污泥回流量为6％连续回流至絮凝区。

(3)经过第一级炭吸附处理区的污水进行前臭氧催化氧化(臭氧的通入量为300mg/L)，前臭氧催化氧化设置为三级，废水经过臭氧催化氧化处理，进一步降解有机物，提高废水的可生化性。

(4)经过前臭氧催化氧化的污水,可生化性得到了提高，然后进行MBBR生化处理，挂膜后的载体填料在鼓风曝气的作用下在污水中浮动，使得生物膜内的微生物与污水中的有机物和氧气充分接触，污染物很容易被微生物吸附降解。由于生物膜上的微生物的浓度很高，使得MBBR内微生物的浓度也很高，有利于对污水中高浓度难降解污染物的降解。在MBBR池的水力停留时间为5h。

(5)经过MBBR生化处理的污水进行第二级炭吸附处理，污水进入活性炭吸附池，活性炭吸附区水力停留时间为30min；之后，污水进入活性炭沉淀池，活性炭沉淀池的水力停留时间为20min；沉淀的活性炭总量的90％回流至第一级炭吸附处理的活性炭吸附区，沉淀的活性炭总量的10％回流至本级炭吸附处理的活性炭吸附区。污水进入混凝区，加入混凝剂PAC(投加量为50mg/L)快速搅拌混合3min。经过混凝处理的污水进入絮凝区，并加入絮凝剂PAM(投加量为1.0mg/L)慢速搅拌混合12min。经过絮凝的污水进入沉淀区沉淀分离，沉淀的污泥浓缩至浓度为50-200g/L，污泥回流量为6％回流至絮凝池中。

(6)经过第二级炭吸附处理的污水进行后臭氧催化氧化处理，该后臭氧催化氧化***中加入浓度为30％的过氧化氢作为催化剂，污水和催化剂(催化剂的投加量为0.6g/L)，污水的水力停留时间为60min。

(7)经过步骤(6)处理的污水进行第三级活性炭吸附处理，污水和活性炭在活性炭吸附区搅拌混合，在吸附池中的水力停留时间为30min，污水和活性炭搅拌充分后，进行活性炭沉淀区进行沉淀，沉淀区的水力停留时间为20min，沉淀的活性炭总量的90％回流至第二级活性炭吸附处理的活性炭吸附区，活性炭总量的10％回流至本级活性炭吸附处理的活性炭吸附区。污水进入混凝区并加入混凝剂PAC(投加量为50mg/L)快速搅拌混合3min，经过混凝处理的污水进入絮凝区，并加入絮凝剂PAM(投加量为1.0mg/L)慢速搅拌混合12min。经过絮凝后的污泥沉淀分离，污泥经浓缩后浓度为50-200g/L，污泥回流量为6％回流至絮凝池。

其余实施例与实施例一的区别在于工艺参数不同，具体如表2所示。

表2各实施例的工艺参数

采用以上各实施例的工艺对出水水质进行检测，出水水质检测结果如表3所示。

表3待处理污水出水水质检测结果

项目	PH	COD(mg/L)	SS(mg/L)
				实施例一	6-9	49	8.6
实施例二	6-9	51	8.5

对比例：现有对于高浓度难降解有机废水的方法处理方法为MBR+RO深度处理相结合。其与本发明的工艺对比如表4所示。

表4工艺对比结果:

由于高浓度难降解有机废水的特性导致现有MBR+RO工艺不便于***的长期运行，RO浓水需继续处理，且处理难度更大。水质波动性大容易使得膜受到污染，影响膜的使用寿命，且膜反洗频繁。而且前期投资成本比较大，运行成本较高。相比较本发明工艺的优点为能够长期稳定运行、投资成本低、运行成本小。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (6)

1.一种高浓度难降解有机污水的处理工艺，其特征在于：待处理污水依次经过第一级炭吸附处理区、前臭氧催化氧化、MBBR生化处理、第二级炭吸附处理区、后臭氧催化氧化、第三级炭吸附处理区；第一级炭吸附处理区包括依次相连的活性炭吸附区、混凝区、絮凝区和沉淀区；第二级炭吸附处理区和第三级炭吸附处理区均包括依次相连的活性炭吸附区、活性炭沉淀区、混凝区、絮凝区和沉淀区；前臭氧催化氧化和后臭氧催化氧化中的余臭氧用于第一级炭吸附处理区中的活性炭吸附区；第三级炭吸附处理区中活性炭沉淀区中的活性炭80-90%回流至第二级炭吸附处理区的活性炭吸附区中；第二级炭吸附处理区中活性炭沉淀区中的活性炭80-90%回流至第一级炭吸附处理区的活性炭吸附区中；第二级炭吸附处理区和第三级炭吸附处理区中活性炭沉淀区产生的活性炭总量的10-20%回流至同级炭吸附处理区的活性炭吸附区中。

2.根据权利要求1所述的高浓度难降解有机污水的处理工艺，其特征在于：第一级炭吸附处理区产生的氧气用于臭氧制备***。

3.根据权利要求1所述的高浓度难降解有机污水的处理工艺，其特征在于：活性炭吸附区中污水的停留时间为20-50min。

4.根据权利要求1所述的高浓度难降解有机污水的处理工艺，其特征在于：前臭氧催化氧化包括三级接触区，每一级接触区的接触时间为20-30min，第三级接触区内放置氧化铝催化剂。

5.根据权利要求1所述的高浓度难降解有机污水的处理工艺，其特征在于：后臭氧催化氧化包括两级流化床，催化剂选择质量浓度为30%的过氧化氢，待处理污水停留时间为50-80min。

6.一种权利要求1-5任一项所述的高浓度难降解有机污水的处理工艺，其特征在于：第一级炭吸附处理区、第二级炭吸附处理区和第三级炭吸附处理区中沉淀区污泥回流量为进水体积总量的4-8%，将其回流至絮凝区。

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