一種處理難降解有機(jī)物的系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于有機(jī)物的深度處理和中水回用領(lǐng)域,具體地說(shuō),涉及一種處理化工園 區(qū)廢水中難降解有機(jī)物的系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,目前化工企業(yè)正朝著園區(qū)化的特點(diǎn)發(fā)展?;@區(qū)廢水經(jīng) 過(guò)企業(yè)一級(jí)預(yù)處理后,主要呈現(xiàn)有機(jī)物種類復(fù)雜、可生化性差、水質(zhì)及水量波動(dòng)大、具有一 定生物毒性等特點(diǎn),為二級(jí)廢水廠的設(shè)計(jì)及運(yùn)行帶來(lái)極大的難度。研究顯示,臭氧催化氧化 技術(shù)對(duì)于廢水處理有著重要的中間作用,生物膜法具有對(duì)低濃度廢水適應(yīng)性較好、耐沖擊 負(fù)荷等優(yōu)點(diǎn),近年來(lái)在新建廢水廠被廣泛運(yùn)用,而曝氣生物濾池也是近年來(lái)水處理領(lǐng)域研 究的重點(diǎn)。
[0003] "臭氧氧化+曝氣生物濾池"聯(lián)用技術(shù)被廣泛應(yīng)用于污水廠二級(jí)出水的提標(biāo)改造和 中水回用處理中。黎兆中、汪曉軍等(華南理工大學(xué))發(fā)表在《廣東化工》中的《臭氧催化 氧化-曝氣生物濾池工藝對(duì)印染廢水的深度處理研究》中指出,采用"臭氧氧化+曝氣生物 濾池"聯(lián)用技術(shù)對(duì)于污水廠提標(biāo)改造有一定的作用;劉國(guó)明(中國(guó)地質(zhì)大學(xué)水資源與環(huán)境 學(xué)院)、吳昌永(中國(guó)環(huán)境科學(xué)研究院水污染控制技術(shù)研究中心)等發(fā)表在《環(huán)境科學(xué)》中 的《臭氧-曝氣生物濾池組合工藝處理石化二級(jí)出水的試驗(yàn)研究》表明,"臭氧+曝氣生物 濾池"對(duì)于二級(jí)出水具有一定的指導(dǎo)意義,是目前運(yùn)用較為廣泛的深度處理工藝。但是鄉(xiāng)鎮(zhèn) 工業(yè)園區(qū)內(nèi)化工企業(yè)中較大部分的工業(yè)廢水如光固化廢水、環(huán)己酮生產(chǎn)廢水中有機(jī)物的含 量較高,且難降解,而"臭氧氧化+曝氣生物濾池"聯(lián)用技術(shù)對(duì)于難降解的工業(yè)廢水處理容 易出現(xiàn)波動(dòng),含芳香烴、喹啉類的廢水在深度處理過(guò)程中難度較大,采用常規(guī)的"臭氧氧化+ 曝氣生物濾池"無(wú)法穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004] 1.要解決的技術(shù)問(wèn)題
[0005] 針對(duì)污水廠二級(jí)出水的提標(biāo)改造和中水回用處理過(guò)程中難降解的工業(yè)廢水處理 容易出現(xiàn)波動(dòng),無(wú)法穩(wěn)定達(dá)標(biāo),含芳香烴的廢水在深度處理過(guò)程中難度較大的問(wèn)題,本發(fā)明 提供了一種處理難降解有機(jī)物的系統(tǒng)及方法。它通過(guò)采用"臭氧催化氧化技術(shù)+復(fù)合生物 技術(shù)"的耦合深度處理工藝與預(yù)涂層超濾膜/反滲透工藝的聯(lián)用,可以實(shí)現(xiàn):對(duì)難降解的大 分子物質(zhì)有更好的斷裂和降解作用,有效去除常規(guī)深度處理工藝難以降解的有機(jī)污染物又 能夠達(dá)到中水回用的目標(biāo)。
[0006] 2.技術(shù)方案
[0007] 為實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明提供的一種處理難降解有機(jī)物的系統(tǒng),包括臭氧氧化系 統(tǒng)、曝氣生物濾池和超濾膜系統(tǒng),所述臭氧氧化系統(tǒng)、曝氣生物濾池和超濾膜系統(tǒng)依次順序 連接。
[0008] 進(jìn)一步的,所述的臭氧氧化系統(tǒng)中采用的臭氧催化劑為TiO2-MnO2Al2O 3,所述臭 氧催化劑的用量與臭氧的摩爾比為0.01?5:1。
[0009] 進(jìn)一步的,所述曝氣生物濾池充填陶粒作為生物填充材料,所述的生物填料的陶 粒由多孔的陶瓷小球通過(guò)高溫?zé)Y(jié)而成,粒徑直徑為3?5mm。
[0010] 進(jìn)一步的,所述的超濾膜系統(tǒng)上設(shè)置有預(yù)涂層。
[0011] 進(jìn)一步的,所述超濾膜系統(tǒng)預(yù)涂層材料采用沸石粉。
[0012] 采用上述提供的一種處理難降解有機(jī)物的系統(tǒng)處理難降解有機(jī)物的方法,其步驟 為:
[0013] (1)采用臭氧催化氧化技術(shù)預(yù)處理污水廠的二沉池出水;
[0014] (2)采用曝氣生物濾池生物技術(shù)處理經(jīng)步驟(1)處理過(guò)的出水;
[0015] (3)采用預(yù)涂層的超濾膜系統(tǒng)處理經(jīng)步驟(2)處理過(guò)的出水。
[0016] 進(jìn)一步的,所述步驟⑴中采用TiO2-MnO2Al 2O3作為臭氧催化劑,臭氧催化劑的用 量與臭氧的摩爾比為〇. 01?5:1。
[0017] 進(jìn)一步的,所述步驟(1)中臭氧的投加量為15mg/L,氣速為80mg/L。
[0018] 進(jìn)一步的,所述步驟(1)的出水在所述步驟(2)的曝氣生物濾池中停留時(shí)間為 12h。
[0019] 3.有益效果
[0020] 相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù),本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果:
[0021] (1)采用"臭氧催化氧化系統(tǒng)+曝氣生物濾池+預(yù)涂層的超濾系統(tǒng)"的系統(tǒng)及組合 工藝,用以處理難降解的工業(yè)廢水,能有效去除常規(guī)深度處理工藝難以降解的有機(jī)污染物 又能夠達(dá)到中水回用的目標(biāo);
[0022] (2)難降解工業(yè)廢水首先進(jìn)入臭氧催化氧化系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)處理,采用TiO2-MnO 2/ Al2O3作為臭氧催化劑,提高了臭氧氧化效率,促進(jìn)了大分子有機(jī)物的斷裂、COD的降解以及 難降解物質(zhì)的去除,大大減少后續(xù)臭氧氧化處理中臭氧的投加量,從而降低處理成本,并且 降低了后端的處理負(fù)荷;
[0023] (3)曝氣生物濾池內(nèi)充填的陶粒填料為微生物的附著提供了巨大的比表面積,因 此比一般的生化反應(yīng)器具有更高的去除能力,通過(guò)調(diào)節(jié)微生物的種類,使一些菌種成為優(yōu) 勢(shì)菌種,通過(guò)細(xì)菌及其微生物的協(xié)同作用有效控制C0D,保證水質(zhì)穩(wěn)定進(jìn)入曝氣生物濾池, 在曝氣生物濾池中通過(guò)微生物的氧化作用使得各種難降解有機(jī)物的配位鍵斷裂,COD和氨 氮通過(guò)生物氧化作用初步去除;
[0024] (4)采用創(chuàng)新型的預(yù)涂膜的超濾膜/反滲透系統(tǒng),對(duì)經(jīng)"臭氧催化氧化+復(fù)合生物 技術(shù)"處理后得到的COD控制在65mg/L的廢水再進(jìn)行處理,能夠提高C0D、總氮、總磷等污 染物的去除效果,達(dá)到工業(yè)用水的回用標(biāo)準(zhǔn),還能夠緩解膜污染,對(duì)于膜組件的應(yīng)用推廣具 有很好的作用;
[0025] (5)超濾膜系統(tǒng)采用沸石粉作為預(yù)涂層材料,對(duì)于膜通量的下降有很好的控制作 用,使得超濾膜的膜通量相比于空白超濾膜,污染指數(shù)更低。
【附圖說(shuō)明】
[0026] 圖1為本發(fā)明的工藝流程圖;
[0027] 圖2為采用預(yù)涂層前后膜通量的效果對(duì)比圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028] 下面結(jié)合說(shuō)明書附圖和具體的實(shí)施例,對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)描述。
[0029] 實(shí)施例1
[0030] 一種處理難降解有機(jī)物的系統(tǒng),包括臭氧氧化系統(tǒng)、曝氣生物濾池和超濾膜系統(tǒng), 所述臭氧氧化系統(tǒng)、曝氣生物濾池和超濾膜系統(tǒng)依次順序連接;
[0031] 臭氧氧化系統(tǒng)采用的臭氧催化劑為Ti02-Mn02/Al 203;Ti0 2-Μη02/Α1203與臭氧的摩 爾比為〇· 01?5:1 ;
[0032] 曝氣生物濾池(BAF)充填陶粒作為生物填充材料;
[0033] 超濾膜系統(tǒng)上設(shè)置有預(yù)涂層,其材料為沸石粉,通過(guò)蠕動(dòng)泵以100mg/L通過(guò)砂濾 進(jìn)入超濾膜。
[0034] 其中,TiO2-MnO2Al2O 3臭氧催化劑采用"浸漬一烘干一焙燒"工藝制備。
[0035] 曝氣生物濾池(BAF)為上流式曝氣生物濾池,生物填料的陶粒由多孔的陶瓷小球 通過(guò)高溫?zé)Y(jié)而成,粒徑直徑為3?5_。生物填料采用城市污水處理廠二沉池回流污泥接 種,污泥直接投加到BAF中,污泥投加量為BAF有效容積的3 % -5 %,掛膜啟動(dòng),掛膜期間采 用葡萄糖溶液進(jìn)行微生物的培養(yǎng),進(jìn)水中COD初始濃度為0,經(jīng)過(guò)一個(gè)星期的掛膜啟動(dòng)后逐 步提高進(jìn)水中的COD濃度進(jìn)行微生物的馴化培養(yǎng),進(jìn)水為稀釋后的化工園區(qū)廢水,連續(xù)培 養(yǎng)40?60天。曝氣生物濾池還包括反沖洗裝置,所述的反沖洗裝置包括反沖洗氣管、反沖 洗進(jìn)水口及反沖洗出水口,反沖洗用水可采用處理后的廢水。
[0036] 超濾膜系統(tǒng)的膜組件采用中空纖維膜,使用壓力為0. 1?0. 3MPa。
[0037] 超濾膜系統(tǒng)以5m3/h將實(shí)驗(yàn)用水從原水箱輸出,經(jīng)過(guò)砂濾,精密過(guò)濾器和超濾膜, 最終進(jìn)入產(chǎn)水箱。過(guò)濾周期為lh,反沖洗時(shí)間為lmin,正洗時(shí)間為30s,過(guò)濾壓力為0. IMPa, 反沖洗壓力為〇· IMPa。
[0038] 實(shí)施例2
[0039] 某鄉(xiāng)鎮(zhèn)化工工業(yè)園污水廠出水水質(zhì)情況如表1 :
[0040] 表1出水水質(zhì)
[0041]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種處理難降解有機(jī)物的系統(tǒng),包括臭氧氧化系統(tǒng)、曝氣生物濾池和超濾膜系統(tǒng),所 述臭氧氧化系統(tǒng)、曝氣生物濾池和超濾膜系統(tǒng)依次順序連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種處理難降解有機(jī)物的系統(tǒng),其特征在于:所述的臭氧氧 化系統(tǒng)采用的臭氧催化劑為Ti02-Mn0 2/Al203,所述臭氧催化劑的用量與臭氧的摩爾比為 0? 01 ?5:1。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種處理難降解有機(jī)物的系統(tǒng),其特征在于:所述曝氣 生物濾池充填陶粒作為生物填充材料,所述陶粒由多孔的陶瓷小球通過(guò)高溫?zé)Y(jié)而成,粒 徑直徑為3?5mm。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種處理難降解有機(jī)物的系統(tǒng),其特征在于:所述的超 濾膜系統(tǒng)上設(shè)置有預(yù)涂層。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種處理難降解有機(jī)物的系統(tǒng),其特征在于:所述超濾膜系 統(tǒng)預(yù)涂層材料采用沸石粉。
6. 采用權(quán)利要求1的系統(tǒng)處理難降解有機(jī)物的方法,其步驟為: (1) 采用臭氧催化氧化技術(shù)預(yù)處理污水廠的二沉池出水; (2) 采用曝氣生物濾池生物技術(shù)處理經(jīng)步驟(1)處理過(guò)的出水; (3) 采用預(yù)涂層的超濾膜系統(tǒng)處理經(jīng)步驟(2)處理過(guò)的出水。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種處理難降解有機(jī)物的方法,其特征在于,所述步驟(1)中 采用Ti02-Mn0 2/Al203作為臭氧催化劑,臭氧催化劑的用量與臭氧的摩爾比為0. 01?5:1。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種處理難降解有機(jī)物的方法,其特征在于,所述步驟(1)中 臭氧的投加量為15mg/L,氣速為80mg/L。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的一種處理難降解有機(jī)物的方法,其特征在于,所述步驟 (1)的出水在所述步驟(2)的曝氣生物濾池中停留時(shí)間為12h。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種處理難降解有機(jī)物的系統(tǒng)及方法,屬于化工園區(qū)污水廠難降解有機(jī)物的深度處理和中水回用領(lǐng)域。本發(fā)明采用“高級(jí)氧化+復(fù)合生物技術(shù)”的耦合深度處理工藝,在其高級(jí)氧化過(guò)程中進(jìn)行臭氧催化劑的優(yōu)化控制,臭氧催化劑篩選為TiO2-MnO2/Al2O3;處理后的廢水進(jìn)入曝氣生物濾池,停留時(shí)間為12h,進(jìn)一步脫除廢水中的COD、氨氮等污染物;最后采用預(yù)涂層超濾膜/反滲透工藝,超濾膜系統(tǒng)的預(yù)涂層材料采用沸石粉,反滲透的出水達(dá)到回用標(biāo)準(zhǔn),可以為園區(qū)的企業(yè)回用,很好的利用了水資源。本發(fā)明將為化工園區(qū)污染治理提供一種新選擇且在工業(yè)用水回用方面具有廣闊的應(yīng)用前景。
【IPC分類】C02F9-14
【公開(kāi)號(hào)】CN104529048
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410610355
【發(fā)明人】涂勇, 唐敏, 張耀輝, 陳勇, 李根峰, 曹春艷, 白永剛, 徐軍
【申請(qǐng)人】江蘇省環(huán)境科學(xué)研究院
【公開(kāi)日】2015年4月22日
【申請(qǐng)日】2014年11月3日