CN105254132A - 高级氧化处理难降解污水的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明高级氧化处理难降解污水的方法，涉及一种至少有一个生物处理步骤的污水处理方法，尤其涉及一种用于有机污染物含量高、难降解的污水的至少有一个生物处理步骤的污水处理方法。其目的是为了提供一种效率高、处理效果好的高级氧化处理难降解污水的方法。本发明高级氧化处理污水的方法包括以下步骤：预处理；速吸纤维催化氧化；微生物处理；光波结合降解。本发明高级氧化处理污水的方法利用多种处理技术相结合，可以有效处理有机污染物浓度高、生物难降解的污水。本发明用于污水处理领域。
Description
技术领域
本发明涉及一种至少有一个生物处理步骤的污水处理方法，尤其涉及一种用于有机污染物含量高、难降解的污水的至少有一个生物处理步骤的污水处理方法。
背景技术
现代工业，特别是制药业、纺织业、冶金业、电子、电镀以及石化企业等的发展，使含有难降解有机污染工业废水日益增多。有机废水中的有机物由于其结构稳定、可生化性差、毒性强等特导致用常规的物理、化学、生物方法难以解决。而且目前利用微生物处理污水，由于污水中有毒、有害有机物的大量存在，导致工程微藻活力低、繁殖力低和污染物去除率低。因此，在实际环境治理工程中的生物处理应用受到限制。
高级氧化法克服了普通氧化法存在的O3、H2O2和Cl2等氧化剂的氧化能力不强、且有选择性等缺点，以其独特的优点越来越引起重视。目前常用的高级氧化技术主要有Fenton法、氧化絮凝法、臭氧法、超声降解法和光催化法和电化学法。但是大量的应用研究也表明，单一的氧化技术手段的氧化速率和效率都不能满足降解有机物的要求。为此，近年来发展了提高氧化效率的相关组合技术。主要包括：光电催化氧化技术、超声一电催化氧化技术、臭氧电催化氧化技术、电催化一生物反应技术、膜过滤电催化氧化技术。各种联合电催化水处理技术在难降解有机废水处理上都有一定的协同作用和各自的优势，同时都能在一定程度上降低电催化氧化的运行成本。但是联合电催化氧化水处理技术并不能从根本上解决电流效率低、受传质限制这一电催化水处理技术面对的共性问题。
其中，光催化氧化指在光照射的激发下，使光敏半导体产生电子-空穴对，与溶解氧、水分子等作用生成羟基自由基等氧化性极强的自由基，再通过与污染物之间的羟基加和、取代、电子转移等使污染物全部或接近全部矿化。光催化氧化中使用的催化剂多为光敏半导体材料，有TiO2、ZnO、SnO2和Fe2O3等。光催化氧化相比与其他高级氧化方法具有污染物降解效率高、反应条件温和、无需加药、能耗低等优点，尤为适用于水处理工程化应用。但其对于污水中有害微生物的杀灭作用则非常有限。
因此，目前急需一种能够高效、全面处理各种难降解污水的方法。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种效率高、处理效果好的高级氧化处理难降解污水的方法。
本发明高级氧化处理难降解污水的方法，包括以下步骤：
一、絮凝除杂：将难降解污水进入混凝絮凝池的凝聚区，向污水中按照30-60mg/L投加混凝剂，混匀后将混合物引入混凝絮凝池的絮凝区，搅拌15-20min；
二、过滤：采用双填料逆粒度过滤器与丙烯纤维棉过滤器串联对步骤一处理后的污水进行过滤；
三、速吸碳纤维毡催化氧化：向步骤二过滤后的污水中加入5-7mg/L的臭氧，混匀，然后将混有臭氧的污水通过速吸纤维毡，使污水在速吸碳纤维毡中的停留时间不低于10min；
四、微生物处理：将步骤三处理过的污水pH调节至7-8，通入曝气生物滤池中；
五、光波结合降解：将二氧化钛催化剂按照4g/L加入步骤四处理过的污水中，混匀；日光照射，同时用超声脉冲头向污水中发出超声波，持续30min；
其中，所述步骤三中的速吸碳纤维毡是以棉花为原料，经过高温活化和化学改性而成的毡状纤维。
进一步，本发明高级氧化处理难降解污水的方法，所述步骤一中混凝剂为硫酸铝、硫酸亚铁或三氯化铁中的一种。
进一步，本发明高级氧化处理难降解污水的方法，所述步骤一中搅拌的速度为30-60r/min。
进一步，本发明高级氧化处理难降解污水的方法，所述步骤五中超声波的频率为30kHz-60kHz。
本发明高级氧化处理难降解污水的方法与现有技术不同之处在于：本发明的处理污水的方法首先通过预处理去除污水中的固体杂质，然后利用速吸纤维毡表面积大的特点，使臭氧在速吸纤维毡表面发生链式反应，产生强氧化性自由基，用于分解吸附于速吸纤维毡中的有机物，再生速吸纤维，强化臭氧的降解能力；然后通过曝气生物滤池中的好氧微生物降解可生物降解的污染物；最后经过超声波处理，声波在水中的传播会导致水中的低压气泡突然形成并破裂产生的空穴现象促进水中各种自由基的产生，超声波污水处理以其高频高压振荡产生的"空化效应"对污水进行乳化、破碎，对污水中的有害微生物实施粉碎、杀灭；同时，超声波与二氧化钛的光催化相结合可以提高苯酚和三氯甲苯的催化效率，并且其消毒杀菌功能进一步加强。
具体实施方式
通过以下实施例对本发明的高级氧化处理难降解污水的方法作进一步的说明。
实施例1
本实施例采用高级氧化处理难降解污水的方法处理制药废水，包括以下步骤：
一、絮凝除杂：将难降解污水进入混凝絮凝池的凝聚区，向污水中按照40mg/L投加三氯化铁，混匀后将混合物引入混凝絮凝池的絮凝区，搅拌15min，得到SS为70mg/L的污水；搅拌的速度为30r/min；
二、过滤：采用双填料逆粒度过滤器与丙烯纤维棉过滤器串联对步骤一处理后的污水进行过滤；
三、速吸碳纤维毡催化氧化：向步骤二过滤后的污水中加入6mg/L的臭氧，混匀，然后将混有臭氧的污水通过速吸纤维毡，使污水在速吸碳纤维毡中的停留时间不低于10min；
四、微生物处理：将步骤三处理过的污水pH调节至7.5，通入曝气生物滤池中；
五、光波结合降解：将二氧化钛催化剂按照4g/L加入步骤四处理过的污水中，混匀；日光照射，同时用超声脉冲头向污水中发出超声波，持续30min；超声波的频率为40kHz；
其中，步骤三中的速吸碳纤维毡是以棉花为原料，经过高温活化和化学改性而成的毡状纤维。
处理前，污水中COD为1800mg/L、悬浮物为380mg/L、浊度为200NTU、pH值4-5；处理后COD为85mg/L、悬浮物为15mg/L、浊度为25NTU、pH值7.1。
实施例2
本实施例采用高级氧化处理难降解污水的方法处理造纸厂污水(酸法制浆污水)，包括以下步骤：
一、絮凝除杂：将难降解污水进入混凝絮凝池的凝聚区，向污水中按照30mg/L投加硫酸铝，混匀后将混合物引入混凝絮凝池的絮凝区，搅拌18min，得到SS为80mg/L的污水，搅拌的速度为40r/min；
二、过滤：采用双填料逆粒度过滤器与丙烯纤维棉过滤器串联对步骤一处理后的污水进行过滤；
三、速吸碳纤维毡催化氧化：向步骤二过滤后的污水中加入5mg/L的臭氧，混匀，然后将混有臭氧的污水通过速吸纤维毡，使污水在速吸碳纤维毡中的停留时间为15min；
四、微生物处理：将步骤三处理过的污水pH调节至7.5，通入曝气生物滤池中；
五、光波结合降解：将二氧化钛催化剂按照4g/L加入步骤四处理过的污水中，混匀；日光照射，同时用超声脉冲头向污水中发出超声波，持续30min；超声波的频率为50kHz；
其中，步骤三中的速吸碳纤维毡是以棉花为原料，经过高温活化和化学改性而成的毡状纤维。
处理前，污水中COD为1000mg/L、悬浮物为400mg/L、浊度为300NTU、pH值1.2-2；处理后COD为70mg/L、悬浮物为22mg/L、浊度为35NTU、pH值6.8。
实施例3
本实施例采用高级氧化处理难降解污水的方法对某油田压裂废水进行处理，包括以下步骤：
一、絮凝除杂：将难降解污水进入混凝絮凝池的凝聚区，向污水中按照60mg/L投加硫酸亚铁，混匀后将混合物引入混凝絮凝池的絮凝区，搅拌15min，得到悬浮物SS为50mg/L左右的污水，搅拌的速度为60r/min；
二、过滤：采用双填料逆粒度过滤器与丙烯纤维棉过滤器串联对步骤一处理后的污水进行过滤；
三、速吸碳纤维毡催化氧化：向步骤二过滤后的污水中加入7mg/L的臭氧，混匀，然后将混有臭氧的污水通过速吸纤维毡，使污水在速吸碳纤维毡中的停留时间为10min；
四、微生物处理：将步骤三处理过的污水pH调节至7，通入曝气生物滤池中；
五、光波结合降解：将二氧化钛催化剂按照4g/L加入步骤四处理过的污水中，混匀；日光照射，同时用超声脉冲头向污水中发出超声波，持续30min；超声波的频率为60kHz；
其中，步骤三中的速吸碳纤维毡是以棉花为原料，经过高温活化和化学改性而成的毡状纤维。
处理前，污水中COD为4000mg/L、悬浮物为550mg/L、含油量200-250mg/L、浊度为200-370NTU、pH值7-9；处理后COD为200mg/L、悬浮物为20mg/L、含油量50mg/L、浊度为40NTU、pH值7.2。
实施例4
本实施例采用高级氧化处理难降解污水的方法处理城市污水，包括以下步骤：
一、絮凝除杂：将难降解污水进入混凝絮凝池的凝聚区，向污水中按照50mg/L投加硫酸亚铁，混匀后将混合物引入混凝絮凝池的絮凝区，搅拌20min，得到SS为100mg/L的污水；搅拌的速度为50r/min；
二、过滤：采用双填料逆粒度过滤器与丙烯纤维棉过滤器串联对步骤一处理后的污水进行过滤；
三、速吸碳纤维毡催化氧化：向步骤二过滤后的污水中加入7mg/L的臭氧，混匀，然后将混有臭氧的污水通过速吸纤维毡，使污水在速吸碳纤维毡中的停留时间20min；
四、微生物处理：将步骤三处理过的污水pH调节至8，通入曝气生物滤池中；
五、光波结合降解：将二氧化钛催化剂按照4g/L加入步骤四处理过的污水中，混匀；日光照射，同时用超声脉冲头向污水中发出超声波，持续30min；超声波的频率为30kHz；
其中，步骤三中的速吸碳纤维毡是以棉花为原料，经过高温活化和化学改性而成的毡状纤维。
处理前，污水中COD为2000mg/L、悬浮物为500mg/L、浊度为400NTU、pH值4-5；处理后COD为80mg/L、悬浮物为20mg/L、浊度为25NTU、pH值7.5；处理过的废水中微生物进行检测，有害微生物杀灭率为98％。
通过以上实施例可知，本发明的处理污水的方法可以有效去除污水中的难降解物质，降低出水COD值，且可以有效杀灭污水中的有害微生物，这正是由于本发明的方法首先通过预处理去除污水中的固体杂质，然后利用速吸纤维毡表面积大的特点，使臭氧在速吸纤维毡表面发生链式反应，产生强氧化性自由基，用于分解吸附于速吸纤维毡中的有机物，再生速吸纤维，强化臭氧的降解能力；然后通过曝气生物滤池中的好氧微生物降解可生物降解的污染物；最后经过超声波处理，声波在水中的传播会导致水中的低压气泡突然形成并破裂产生的空穴现象促进水中各种自由基的产生，超声波污水处理以其高频高压振荡产生的"空化效应"对污水进行乳化、破碎，对污水中的有害微生物实施粉碎、杀灭；同时，超声波与二氧化钛的光催化相结合可以提高苯酚和三氯甲苯的催化效率，并且其消毒杀菌功能进一步加强。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式作出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种高级氧化处理难降解污水的方法，其特征在于包括以下步骤：
一、絮凝除杂：将难降解污水进入混凝絮凝池的凝聚区，向污水中按照30-60mg/L投加混凝剂，混匀后将混合物引入混凝絮凝池的絮凝区，搅拌15-20min；
二、过滤：采用双填料逆粒度过滤器与丙烯纤维棉过滤器串联对步骤一处理后的污水进行过滤；
三、速吸碳纤维毡催化氧化：向步骤二过滤后的污水中加入5-7mg/L的臭氧，混匀，然后将混有臭氧的污水通过速吸纤维毡，使污水在速吸碳纤维毡中的停留时间不低于10min；
四、微生物处理：将步骤三处理过的污水pH调节至7-8，通入曝气生物滤池中；
五、光波结合降解：将二氧化钛催化剂按照4g/L加入步骤四处理过的污水中，混匀；日光照射，同时用超声脉冲头向污水中发出超声波，持续30min；
其中，所述步骤三中的速吸碳纤维毡是以棉花为原料，经过高温活化和化学改性而成的毡状纤维。
2.根据权利要求1所述的高级氧化处理难降解污水的方法，其特征在于：所述步骤一中混凝剂为硫酸铝、硫酸亚铁或三氯化铁中的一种。
3.根据权利要求1所述的高级氧化处理难降解污水的方法，其特征在于：所述步骤一中搅拌的速度为30-60r/min。
4.根据权利要求1所述的高级氧化处理难降解污水的方法，其特征在于：所述步骤五中超声波的频率为30kHz-60kHz。
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