CN1468816A

CN1468816A - 催化氧化－生化联合处理难降解有机废水的方法及装置

Info

Publication number: CN1468816A
Application number: CNA021361274A
Authority: CN
Inventors: 王罗春
Original assignee: Shanghai University of Electric Power
Current assignee: Shanghai University of Electric Power; Shanghai Electric Power University
Priority date: 2002-07-19
Filing date: 2002-07-19
Publication date: 2004-01-21

Abstract

本发明涉及一种催化氧化—生化联合处理难降解有机废水的方法及其装置，其特点是，首先在有催化剂的条件下经化学氧化转化为能生化降解的有机废水，然后再经矿化垃圾生物反应器进行后续生化处理，以较低的处理费用使难生化降解有机废水处理达标。本发明设计科学，结构合理，处理费用低，处理效果好。经本发明处理后，废水的COD_Cr能降至100mg/L。

Description

催化氧化—生化联合处理难降解有机废水的方法及装置

技术领域

本发明涉及以化学方法和生物方法联合处理难降解有机废水的方法及装置。

背景技术

难生化降解有机废水处理一直是污水处理面对的难题，亦即是近年来研究的热门课题。人们一般采用两类方法进行处理：一是利用臭氧或Fenton试剂或UV/Fenton试剂等纯化学氧化法，在一定条件下，使难降解有机物完全氧化，变成无机物和CO₂、H₂O；一是利用臭氧或Fenton试剂或UV/Fenton试剂等纯化学氧化法，在一定条件下，使难降解有机物部分氧化，变成可生化降解的有机物和CO₂、H₂O，然后用厌氧法或活性污泥法进行后续的生物处理，使可生化降解的有机物完全矿化，变成无机物和CO₂、H₂O。但上述方法大多数处于实验阶段，尚未进入生产性应用。

本发明的目的是提供一种经催化氧化反应后再进行后续生化处理的、处理费用较低、并能达标的难生化降解有机废水处理方法及装置。

本发明的技术方案是这样来实现的，该方法及其装置是使被处理的难生化降解的有机废水首先在有催化剂的条件下经化学氧化转化为能生化降解的有机废水、然后再经矿化垃圾生物反应器进行后续生化处理。其方法的步骤为：

(1)调节被处理水的pH为2.0，在废水中投入氧化剂和催化剂；

(2)待催化氧化反应完成后，调节被处理水的pH为7.0左右；

(3)在步骤(1)、(2)的同时，用生活污水对矿化垃圾生物反应器进行生物接种至出水水质稳定；

(4)催化氧化处理后的废水的上清液通过布水器从顶部注入矿化垃圾生物反应器，处理后的废水从矿化垃圾生物反应器的底部排出。

为实现上述方法的装置，其特点是，该装置由化学反应器、泵、蠕动泵、间控制器、流量计、管道、布水器、矿化垃圾生物反应器组成，泵的吸入口接废水泵入水管，排出口通过管道接入化学反应器；蠕动泵的吸入口通过管道接入化学反应器，排出口通过管道接入矿化垃圾生物反应器的布水器；时间控制器和蠕动泵相串联。

本发明的设计原理是：在pH＝2.0的酸性条件下，根据难生化降解有机废水的有机物浓度加入适量氧化剂H₂O₂，控制氧化剂H₂O₂和催化剂Fe²⁺的摩尔比为80∶1，部分氧化废水中的难生化降有机物，使废水的BOD₅与COD_Cr之比值由不足0.1上升至0.3。用生活污水对矿化垃圾生物反应器进行接种，调节经催化氧化处理废水的pH≈7.0，用蠕动泵将此废水注入矿化垃圾生物反应器的布水器，使其均匀地加入到反应器中。根据难生物降解有机废水的性质和其有机物的浓度，调节进水负荷和停留时间，使反应器出水COD_Cr≤100mg/L，达到排放标准。

本发明难生化降解有机废水催化氧化部分氧化废水中的难生化降有机物的机理是：

一、羟基自由基·OH的生成

(1)

同时

(2)

(3)

(4)

(5)

二、有机物的部分氧化

(6)

(7)

(8)

本发明设计科学，结构合理，处理费用低，处理效果好。经本发明处理后，废水的COD_Cr能降至100mg/L，达到排放标准。

附图说明

图1为反应装置图

本发明的方法及装置由以下实施例进一步详细说明。

由图1所示，实现本发明方法的装置包括：泵1、化学反应器2、排泥管3、蠕动泵4、时间控制器5、流量计6、管道7、布水器8、矿化垃圾生物反应器10。泵1的吸入口接废水泵入水管，排出口通过管道接入化学反应器2，催化氧化过程产生的污泥由化学反应器2的排泥管3排出；蠕动泵4的吸入口通过管道接入化学反应器2，排出口通过管道5接入矿化垃圾生物反应器10的布水器8；时间控制器5和蠕动泵4相串联。矿化垃圾生物反应器10填料塔为圆柱形，填料塔顶部为布水器8，填料塔上部置有矿化垃圾填料9，下部置有碎石层12，两者隔有一筛孔板11，经处理后的废水由出口管道13排出。化学反应器2为间歇式反应器。

矿化垃圾生物反应器10的填料塔为圆柱形，其高度为100cm、内径为50cm。该矿化垃圾生物反应器10自上至下包括布水器8、矿化垃圾填料层9、筛孔板11和碎石层12。矿化垃圾填料粒径小于1cm，矿化垃圾层高度为90cm。碎石层高度为8cm，其中上部碎石直径约为1cm、高度为3cm，下部碎石直径约为2cm、高度为5cm。出水排出口13在矿化垃圾生物反应器10的最底端。

一个电厂离子交换树脂再生废水的处理实施例。该电厂除盐***的离子交换树脂再生废水，日产量达数百吨，COD_Cr为200～300mg/L。其COD_Cr虽然不高，但由于含有大量在COD_Cr测定过程中重铬酸钾无法氧化的腐殖质、富里酸等难生化降解高分子化合物。故一般的废水处理方法如絮凝法、常规化学氧化法、生化法均很难凑效。因此，本实施例用化学氧化和生物法联合处理的方法及为此方法而设置的如上所述的装置，1、将废水泵入化学反应器2，将废水的pH值调节至2.0，向每升废水加入8ml30％的过氧化氢和一定量的硫酸亚铁，控制氧化剂H₂O₂和催化剂Fe²⁺的摩尔比为80∶1。2、反应4小时后，调节其pH值约为7.0，使废水中的污泥沉淀完全。3、与步骤1、2的同时，以生活污水对矿化垃圾生物反应器10进行生物接种至出水水质稳定。4、将经Fenton试剂(H₂O₂/Fe²⁺)催化氧化预处理后废水的上清液通过布水器8由蠕动泵4泵入矿化垃圾生物反应器10，控制进水流速，使矿化垃圾生物反应器矿化垃圾上层无积水。待进水完成后将化学反应器底部污泥通过排泥管排出。处理后的出水由反应器底部出口13排出，从而完成电厂离子交换树脂再生废水的催化氧化与矿化垃圾生物反应器联合处理。经此法处理后，出水的COD_Cr下降至100mg/L以下，pH＝6.5～7.5，符合电厂的废水排放标准。该法与Fenton试剂单独处理相比，费用可以节省80％，且出水水质要优于Fenton试剂单独处理。

Claims

1、一种催化氧化—生化联合处理难降解有机废水的方法，其特征在于，该方法包括下列步骤：

(1)调节被处理水的pH为2.0，在废水中投入氧化剂和催化剂；

(2)待催化氧化反应完成后，调节被处理水的pH为7.0左右；

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的催化氧化处理被处理废水时，所投加的氧化剂与催化剂的摩尔比为80∶1。

3、实现权利要求1所述方法的装置，其特征在于，该装置由泵(1)、化学反应器(2)、排泥管(3)、蠕动泵(4)、时间控制器(5)、流量计(6)、管道(7)、布水器(8)、矿化垃圾生物反应器(10)组成；泵(1)的吸入口接废水泵入水管，排出口通过管道接入化学反应器(2)；蠕动泵(4)的吸入口通过管道接入化学反应器(2)，排出口通过管道(7)接入矿化垃圾生物反应器(10)的布水器(8)；时间控制器(5)和蠕动泵(4)相串联。

4、根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述的矿化垃圾生物反应器(10)填料塔为圆柱形，填料塔顶部为布水器(8)，填料塔上部置有矿化垃圾填料(9)，下部置有碎石层(12)，两者隔有一筛孔板(11)，经处理后的废水由出水管道(13)排出。

5、根据权利要求3所述的装置，其特征在于：所述化学反应器(2)为间歇式反应器，反应器的底部设有排泥管(3)。

6、根据权利要求3所述的装置，其特征在于：所述矿化垃圾填料(9)为直径小于1cm的矿化垃圾，矿化垃圾层的高度为90cm。

7、根据权利要求3、4所述的装置，其特征在于：所述的在填料塔下部置有碎石层(12)高度为8cm的碎石，其中上部3cm高的碎石直径为1cm，下部5cm高的碎石直径为2cm。