CN110156267A - 催化氧化-微氧强化净水方法及净水系统 - Google Patents
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Abstract
一种催化氧化‑微氧强化净水方法及净水系统，通过设置催化氧化水质调理段，微氧强化段，将催化氧化、强化生物处理过程有机耦合。催化氧化段，通过硝酸调节pH，通过菱铁矿床过滤引入Fe2+，引入曝气强化催化氧化效果，减少双氧水用量，实现进水调质。微氧强化段，通过将催化氧化段剩余铁离子，硝酸盐，微氧曝气，强化微生物降解过程，并保持微氧段污泥浓度在30‑100g/L实现保持反应器运行的高效性，实现污染物最终矿化。本发明所述的难降解工业废水处理的物化‑生化耦合技术及方法，避免了物化运行成本高，铁泥等二次污染物产量高，生化占地大，投资高等问题，具有运行、投资成本低，操作简单等优势，具有广泛的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉工业废水处理领域，尤其涉及一种催化氧化-微氧强化净水方法及净水系统。
背景技术
我国是制造业大国，工业是国民经济的命脉，工业的发展不断地推动社会的进步与人类生活水平的提高。但由于经济社会发展程度、技术水平、认识水平、管理水平等方面原因，工业废水，特别是制药、印染、煤化工、石油工业、精细化工等行业产生的卤代有机废水、挥发酚类、杂环类、稠环类有机废水、有机氰废水、抗生素类废水并没有得到稳妥的处理处置，这些废水的排放对生态环境及居民健康造成了损害。经济、高效的处理处置这类废水对于为子孙后代留住绿水青山意义重大。
芬顿氧化技术是难降解工业废水处理过程中的重要技术，但是芬顿技术在使用中存在药剂消耗大、出水泥水不易分离、铁泥处理处置困难等问题。首先，在单纯采用芬顿技术直接氧化促使难降解污染物矿化时，往往存在氧化剂及催化剂用量过大、药剂成本高等问题；同时芬顿技术应用芳香族等有机物处理过程中存在有机物污染物自聚合、出水颜色深、泥水不能分离等问题；此外，传统芬顿过程中往往需要进行大量的铁泥排放，难降解废水芬顿处理后排放的铁泥中由于存在较多氧化不完全的中间代谢产物，导致铁泥需要作为危废处置，成本过高。这些问题限制了芬顿技术在难降解废水处理中的更加广泛的应用。
厌氧技术由于运行成本低、管理方便，在难降解废水处理过程中得到了广泛的应用，但是由于在厌氧条件下微生物本征还原力及氧化能力不足，且电子受体缺乏，厌氧呼吸受阻。同时卤代有机废水，挥发酚类，杂环类、稠环类有机废水，有机氰废水，抗生素类废水往往存在微生物代谢毒性或抑制性，影响了微生物活性。以上原因导致实际应用过程中厌氧技术存在降解速率慢，停留时间长，占地面积过大，投资成本过高，处理效果欠佳等问题。
微生物厌氧呼吸本征氧化还原力对于难降解物质的矿化降解来说存在诸多不足，导致难降解物质降解缓慢；好氧呼吸过程存在能耗高等问题；催化氧化法所依托的超氧自由基，硫酸盐自由基，羟基自由基，臭氧，空穴等，氧化能力强，可以实现难降解高效的降解，但难降解物质在去除难降解结构或难降解官能团后则不再是难降解有机物，可生化性迅速提高，这时再依靠催化氧化法达到脱毒降解的目的，存在药剂消耗量大，成本高的问题。
好氧处理技术是难降解废水生化降解过程中的重要技术，也是难降解工业废水处理过程中应用最为广泛的技术，但是好氧过程微生物本征氧化能力严重不足，这就导致好氧过程不能实现对难降解废水的良好处理。实际应用过程中为了取得较好的处理效果，往往将好氧池停留时间设置到3天以上，导致占地面积过大，投资成本过高。同时，好氧过程中往往需要溶解氧的同步供给，但是由于好氧池停留时间长，曝气量大，导致曝气带来的运行能耗过高，推高了成本。此外，曝气过程中，往往会将挥发性难降解有机物带入尾气中，带来空气污染问题。这些问题导致好氧技术在难降解废水处理过程中成本过高，效果不理想。
由以上分析可见，芬顿技术在难降解废水处理过程中具有处理效率高，停留时间短，占地面积小等优势，但也存在药剂消耗量大，铁泥处理处置成本高等问题，生化处理技术在难降解废水处理过程中，具有成本相对较低，运行管理简单，但也存在处理效果不理想，占地面积大，投资成本高等问题。如何将催化氧化处理及生物处理的优势有机耦合，同时避免其劣势，实现难降解工业废水的经济、高效降解需要新的技术支撑。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的之一在于提出一种催化氧化-微氧强化净水方法及净水系统，以期至少部分地解决上述技术问题中的至少之一。
为了实现上述目的，作为本发明的一个方面，提供了一种催化氧化-微氧强化净水方法，包括如下步骤：
(1)加硝酸调节待处理水质的pH使其呈酸性，然后得到水质一；
(2)将水质一进入菱铁矿滤床过滤，在水质一中引入二价铁离子、加入过硫酸盐，五价铁，双氧水混合，同时进行曝气强化反应，得到水质二；
(3)在水质二中溶解氧气并调节pH使水质二呈碱性，不沉淀，得到水质三；
(4)将水质三中加入硝酸盐，泵送引入微氧强化塔，进行微氧曝气，微氧强化塔含有高活性微生物菌群，经微生物对有机污染进行矿化后得到泥水混合液；
(5)步骤(4)中的泥水混合液自流进入好氧塔，好氧塔含有絮状污泥，经曝气、沉淀，得到净化后的水质。
作为本发明的另一个方面，还提供了一种净水系统，包括：
催化氧化装置，其上设有水质进水口；
微氧强化塔，其进水口与催化氧化装置连接；
好氧装置，其进水口与微氧强化塔连接，其上设有水质排出口。
基于上述技术方案可知，本发明的一种催化氧化-微氧强化净水方法及净水系统相对于现有技术至少具有以下优势之一：
1、本发明提出了根据难降解有机物的降解需求，合理构建不同氧化还原活性物种的优化级配，将强化催化氧化过程用于难降解物质的调理，去除难降解官能团或结构，然后借助微氧强化过程，微生物利用难降解有机物提供额外电子通路，实现对结构调谐后的有机物的高效矿化降解；
2、本发明催化氧化水质调理段，通过提高氧化剂用量，降低催化用量，取消传统芬顿催化氧化的沉淀段或气浮断，避免铁泥产生，同时控制难降解物质在催化氧化水质调理段仅实现难降解官能团削减及脱毒，增加生物可给性，实现水质调理；微氧强化段，通过微氧曝气(溶解氧0.1-0.45mg/L左右)，相比传统厌氧工艺大幅度提升电子受体的数量，实现效果提升；
3、本发明通过将好氧塔污泥浓度相对传统好氧工艺提升5倍以上，从而实现生化处理效能的提升；同时，微氧段的设置避免了好氧过程大量溶解氧的消耗，降低了能耗；利用微氧强化段由于污泥絮体中氧传质梯度造成的好氧，厌氧区有效提升了反应器的脱氮处理效果；
4、在催化氧化水质调理段及微氧强化段耦合过程中，催化氧化水质调理段残余的铁系催化剂、氧化剂等有效为微氧段提供了更多的电子中介体及电子受体，强化了微氧的效果；催化氧化段提升了难降解物质的生物可给性，提升了生化效率，减少了占地；微氧强化段进行最终矿化，降低了催化氧化药剂用量，有效降低了成本。
5、本发明避免了物化运行成本高，铁泥等二次污染物产量高，生化占地大，投资高等问题，具有运行、投资成本低，操作简单等优势，具有广泛的应用前景。
附图说明
图1为本发明所述的催化氧化-微氧强化净水方法的流程图；
图2为本发明所述的净水系统结构示意图；
图3为本发明实施例1中所述的催化氧化-微氧强化净水方法在某高含酚废水应用中的工艺流程图；
图4为本发明实施例1中催化氧化段进出水COD随时间(天)变化关系图；
图5为本发明实施例1中微氧强化塔出水COD随时间(天)变化关系图；
图6为本发明实施例1中微氧强化塔出水挥发酚随时间(天)变化关系图。
附图标记说明：
1-进水口；2-菱铁矿调节罐；3-主反应塔；4-pH回调水解罐；5-催化氧化水质调理段；6-增压泵；7-微氧强化塔；8-仪表风；9-混合液回流；10-备用污泥回流；11-联通线；12-污泥回流；13-增压泵；14-好氧塔；15-微氧回流；16-射流回流；17-出水。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明作进一步的详细说明。
本发明公开了一种催化氧化-微氧强化净水方法，包括如下步骤：
(1)加硝酸调节待处理水质的pH使其呈酸性，然后得到水质一；
(2)将水质一进入菱铁矿滤床过滤，在水质一中引入二价铁离子、加入过硫酸盐，五价铁，双氧水混合，同时进行曝气强化反应，得到水质二；
(3)在水质二中溶解氧气并调节pH使水质二呈碱性，不沉淀，得到水质三；
(4)将水质三中加入硝酸盐，泵送引入微氧强化塔，进行微氧曝气，微氧强化塔含有高活性微生物菌群，经微生物对有机污染进行矿化后得到泥水混合液；
(5)步骤(4)中的泥水混合液自流进入好氧塔，好氧塔含有絮状污泥，经曝气、沉淀，得到净化后的水质。
其中，步骤(1)中采用硝酸来调节待处理水质的pH；
其中，步骤(1)中所述的pH为2.0-4.0。
其中，步骤(2)中所述加入铁离子是通过进入菱铁矿滤床过滤实现的，停留时间2-3h；
其中，步骤(2)中所述铁离子和双氧水的摩尔比为1∶(40-60)；
步骤(2)中控制水质二的化学需氧量去除率为25％-35％；
其中，步骤(2)中所述通入氧气的体积与水质二的体积比为(0.5-6)∶1；步骤(3)中所述的pH为5.5-10.5。
其中，步骤(3)中所述水质三的溶氧量为0.1-0.45mg/L；
其中，步骤(3)中所述溶氧的方法包括采用仪表风、风机或硝化液回流的方式。
其中，步骤(4)中所述污泥的浓度为30-100g/L；
其中，步骤(4)中的所述硝酸盐与有机物的摩尔比为1∶3～1∶10。
其中，步骤(5)中所述污泥的浓度为3-18g/L。
本发明还公开了一种执行所述净水方法的净水系统，包括：
催化氧化装置，其上设有水质进水口；
微氧强化塔，其进水口与催化氧化装置连接；
好氧装置，其进水口与微氧强化塔连接，其上设有水质排出口。
其中，所述催化氧化装置包括：
菱铁矿滤床过滤单元，用于调节铁离子浓度，其上设有水质进水口；
主反应塔，用于反应，其与铁离子调节单元出口连接；
pH调节罐，用于调节待处理水质的pH，其与主反应塔出口连接，pH调酸、调碱过程靠pH计，计量泵及控制PLC进行正反馈、负反馈调节，其中调碱过程设两套调节系统并联调节pH值；
其中，所述催化氧化装置与微氧强化塔之间设有增压泵。
其中，所述微氧强化塔包括微氧强化塔；
其中，所述微氧强化塔上设有溶氧单元，所述溶氧单元包括仪表风进口、风机；
其中，所述的微氧强化塔上设有用于外循环的回流管，回流管一端连接在微氧强化塔上部，另一端与微氧强化塔进口连接；
其中，所述微氧强化塔上设有用于检测水质pH的pH检测单元；
其中，所述微氧强化塔在进水循环罐引入仪表风进行微氧曝气；
其中，所述微氧强化塔中污泥的浓度为30-100g/L；
其中，所述微氧强化塔高塔式结构高度在10-22m之间；
其中，所述的回流管上设有回流管增压泵。
其中，所述好氧装置包括好氧塔；
其中，所述好氧塔内部含有聚偏二氯乙烯填料，强化生化降解效果；
其中，所述好氧塔沉淀区与主反应区合建；
其中，所述好氧塔沉淀区为倒四棱锥结构；
其中，所述沉淀区回流污泥主要进入好氧塔，而非微氧强化塔(仅启动期进泥一次)；
其中，所述好氧塔中污泥的浓度为3-18g/L；
其中，所述好氧塔为高塔式结构高度在10-20m之间；所述好氧塔顶部设有水质排出口；
其中，所述好氧塔上设有用于射流曝气的射流回流管，射流回流管一端与好氧塔上部连接，另一端与好氧塔底部连接；
其中，所述好氧塔上设有用于污泥回流的污泥回流管，污泥回流管一端与好氧塔上部连接，一端与微氧强化塔的进口连接备用。
本发明涉及一种难降解工业废水处理的物化生化有机耦合技术及方法，尤其涉及难降解卤代有机废水，挥发酚类，杂环类、稠环类有机废水，有机氰废水、抗生素类废水的经济、高效的处理技术及方法。本发明针对难降解废水处理过程中，芬顿、臭氧等技术存在能耗高，成本高，以及铁泥产量高，臭氧尾气逸出，处理处置成本高等问题；厌氧技术存在的占地面积大，成立效果不理想；好氧处理技术存在的能耗高，处理成本高，占地较大，存在尾气逸出等问题。催化氧化-微氧强化净水方法(简称CMO方法)通过设置催化氧化水质调理段，微氧强化段，将催化氧化、强化生物处理过程有机耦合。通过良好控制催化剂及氧化剂投量，(催化氧化段，通过硝酸调节pH，通过菱铁矿床过滤引入亚铁离子，通过曝气强化催化化氧化效果，减少双氧水用量，控制催化氧化段COD去除率在25％-35％之间实现进水调质。微氧强化段，通过将催化氧化段剩余铁离子，溶解氧，剩余硝酸盐，回流硝酸盐，外加硝酸盐，微氧曝气，强化微生物降解过程，并保持微氧段污泥浓度在25-100g/L实现保持反应器运行的高效性，)取消传统芬顿催化氧化的沉淀池，避免铁泥产生，将微量铁离子直接引入微氧段；通过引入微氧过程，提高污泥浓度，强化生化处理效果，实现难降解有机物降解过程中物化脱除难降解官能团，实现脱毒，强化生化实现最终矿化。
本发明公开了一种应用于难降解工业废水处理的CMO方法，其特征在于：
(1)催化氧化水质调理段，取消传统芬顿氧化过程的混凝剂，助凝剂及沉淀段或气浮段的使用，避免铁泥产生。同时，通过控制铁盐催化剂用量，氧化剂双氧水用量在Fe2+与双氧水摩尔比1∶25～1∶50，并控制进水COD(化学需氧量)去除率达到30％，经水质调理后的有机污染物最终在微氧强化段矿化降解，以降低药剂用量，降低成本。
(2)催化氧化水质调理段，选择性引入一定的氧气，氧气与待处理水质的体积比为0.5∶1～6∶1，促进难降解污染物的氧化脱毒及水质调理，同时降低药剂用量，降低成本。
(3)强化催化氧化水质调理段残余的溶解氧、铁离子及氧化剂直接进入后续微氧强化段中，从而为微氧强化段提供电子受体及电子传递体。
(4)微氧强化段的特征在于其溶解氧浓度控制在0.2-0.45mg/L左右，以降低曝气能耗，增加生物量，提高微氧强化段效果。溶解氧的方式可以为仪表风，风机或硝化液回流带入。微氧曝气过程中同时实现反应器内搅拌。
(5)在微氧强化段中，通过残余的铁离子，氧传质过程中在污泥絮体内构建厌氧，好氧环境，通过磷酸铁，硝化反硝化过程，短程硝化反硝化过程，厌氧氨氧化过程实现除磷脱氮效果。
(6)微氧强化段采用钢结构，高塔式设计，污泥浓度控制在15-100g/L。微氧强化段后续接好氧段，好氧段硝化液回流进入微氧强化段，一方面为微氧段提供少量溶解氧，硝酸盐等电子受体，另一方面为微氧段提供更多电子受体，实现高效反硝化过程。
在本发明发另一实施方式中，例如采用如下的技术方案：
(1)在催化氧化段，向反应器中投加硝酸降低pH，经菱铁矿滤床过滤引入铁离子，控制铁离子及双氧水摩尔比在1∶40-1∶60之间，并通过曝气强化难降解有机物难降解结构破坏，控制COD去除率在25％-35％之间，实现进水调质。将pH调整到2.0-4.0之间，不沉淀直接进入微氧强化段。
催化氧化水质调理段，其特征在于采用硝酸调节pH到2.0-4.0左右，催化氧化反应完毕硝酸盐直接进入微氧强化段作为电子受体，强化难降解污染物去除；
催化氧化水质调理段，取消传统芬顿氧化过程的混凝剂，助凝剂及沉淀段或气浮段的使用，避免铁泥产生。同时，通过反应滤床第一段加入菱铁矿颗粒，在过滤过程中，引入铁离子，过滤时间为2-3h，保持反应体系中保持铁离子与双氧水摩尔比1∶40～1∶60，同时通过反应过程中控制进水COD去除率达到～25-35％，经水质调理后的有机污染物最终在微氧强化段矿化降解，以降低药剂用量，降低成本。
催化氧化水质调理段，引入一定的氧气，氧气与待处理水质的体积比为0.5∶1～6∶1，促进难降解污染物的氧化脱毒及水质调理，同时降低双氧水用量，提高沉淀效果，降低成本。催化氧化段末端将pH调节到5.5-9.5，强化污染物水解，促进微氧矿化。
(2)在微氧强化段，通过将催化氧化段剩余的硝酸盐，三价铁离子，双氧水，回流硝化液，及外加的硝酸盐共同引入到微氧段，为微氧段提供电子受体，通过微氧曝气过程引入少量溶解氧，维持反应器溶解氧在0.2-0.45mg/L，污泥浓度在20-100g/L，构建缺氧，厌氧，好氧的环境，实现污染物矿化降解。微氧强化段泥水混合物直接进入好氧段。
(3)在好氧段，实现氨氮硝化及强化吸磷过程，同时好氧段硝化液回流进入微氧段脱氮，沉淀池回流污泥回流进入好氧段，保持好氧段污泥浓度在3-18g/L。
(4)强化催化氧化水质调理段残余的溶解氧、铁离子及残留双氧水直接进入后续微氧强化段中，从而为微氧强化段提供电子受体及电子传递体。同时按照硝酸盐与有机物摩尔比1∶1加入硝酸钠，作为电子传递过程中的电子传递体，强化难降解物质的降解。
(5)微氧强化段的特征在于其溶解氧浓度控制在0.1-0.45mg/L左右，以降低曝气能耗，增加生物量，提高微氧强化段效果。溶解氧的方式可以为仪表风，风机或硝化液回流带入。微氧曝气过程中同时实现反应器内搅拌。
(6)在微氧强化段中，通过残余的铁离子，硝酸盐，溶解氧中在污泥絮体内构建厌氧，缺氧，好氧环境，通过形成磷酸铁沉淀除磷，形成硝化反硝化过程，短程硝化反硝化过程，厌氧氨氧化过程实现同步除磷脱氮效果。
(7)微氧强化段采用钢结构，高塔式设计，污泥浓度控制在25-100g/L。微氧强化段后续接好氧塔，其特征在于沉淀区与反应区合建，利用势能，减少占地，同时通过在沉淀区设置倒四棱锥结构，通过变频泵抽吸排泥、回流污泥，避免污泥累积。沉淀区回流污泥进入好氧段而非微氧段，以保持好氧段污泥浓度。
其中，pH调酸、调碱过程靠pH计，计量泵及控制PLC进行正反馈、负反馈调节，其中调碱过程设两套调节系统并联调节pH值；
其中，所述微氧强化塔在进水循环罐引入仪表风进行微氧曝气；
其中，微氧强化塔中污泥的浓度为30-100g/L；
其中，微氧强化塔高塔式结构高度在10-22m之间；
其中，所述好氧塔内部含有聚偏二氯乙烯(PVDC)填料，强化生化降解效果；
其中，所述好氧塔沉淀区与主反应区合建，所述好氧塔沉淀区为倒四棱锥结构，防止排泥不均，同时配备变频泵，间歇高速、低速排泥；
其中，沉淀区回流污泥主要进入好氧塔，而非微氧强化塔(仅启动期进泥一次)；
其中，好氧塔中污泥的浓度为3-18g/L；
其中，好氧塔为高塔式结构高度在10-20m之间；
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步说明，本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施例：
实施例1
2018年根据江苏某石油炼化企业污水处理站，实际污水厂进水量960t/d。运行处理过程中进水挥发酚过高(进水挥发酚331.4±71.5mg/L，进水水质见表1)，原有的BAF工艺实现对挥发酚良好的处理，出水挥发酚存在无法达标的问题。单纯依赖芬顿氧化技术，虽可达标，但带来成本过高问题(大于30元/t，含铁泥处理成本)。此外厂区用地紧张，无法新增设生化处理工艺，而企业污水处理站可用于改造的V-301罐容积及改造空间有限，工期紧张不能耽误生产等时间情况，该改造工程根据实验结果，在原有污水处理工艺流程中增加CMO工艺。催化氧化段采用成套设备，微氧强化塔利用厂内原来V301罐进行改造。改造后工艺流程图如图2所示。
表1实际进水水质表
在此模式下气浮出水先进催化氧化段进行调质，对大部分难降解挥发酚进行开环，水质调理，然后进入微氧强化塔进行最终矿化有机物，为后续好氧系统的处理效果。
催化氧化段进出水水质如图3所示，
由以上调试结果可见，催化氧化段可以实现良好的挥发酚等物质的去除剂转化，在进水COD在2000mg/L左右时，出水COD维持在700mg/L左右的状态，为后续微氧强化塔及好氧处理过程中有机物的矿化奠定了良好的基础。
此模式下微氧强化塔的处理效果如图4、图5所示。
由以上调试结果可见，对挥发性酚类有机物的良好削减，保障后续好氧及高效沉淀池的良好效果，保障监测池出水水质。
实施例2
华东某农药生产企业，以生产酰胺类农药，杂环类杀虫剂杀菌剂为主，生产废水含有2-氯-5-氯甲基吡啶等吡啶类化合物，氰化物，吡虫啉，氯氰菊酯等难降解有机物。
表2主要进出水水质
目前建有污水处理站及鳞板式焚烧炉，污水处理站现状能够处理水量最大150t/d，现状能够承受的最大进水浓度表2所示。污水处理段采用芬顿-厌氧-好氧工艺。现状存在的问题是，生产工段产水量大于400t/d，现状污水处理站无法满足要求，同时生产段排水存在较多比表2中COD浓度更好，BOD/COD更低，总氮含量高，可生化性差的废水。但由于污水场芬顿处理段产泥量大，无法处理COD更高的水，且在进水总氮含量高于200mg/L时，由于现状厌氧处理段无脱氮能力，而单级脱氮不能达到排放要求，导致出水无法达标。污水处理站处理效率过低的状况，一方面导致某些难降解废水不得不进行焚烧处理，导致极高的成本，另一个方面也限制了工厂的扩大再生产。此外，传统芬顿过程过高的产泥量，导致了危废产量巨大，限制了芬顿预处理技术的应用，影响了污水处理站的正常运行。
将污水处理站进行升级改造后，将原有的工艺升级为：进水-CMO-复合A/O，升级后的工艺，实现了进水更好的调质调理，有效提高可生化性，同时借助微氧强化塔实现一定的脱氮除磷效果，减轻了后续缺氧/好氧脱氮的压力。改造后，进水水量可提升到400t/d和进水COD可提高到20000mg/L左右，进水总氮可提高到400mg/L，可以实现对对厂区大部分水的有效处理，尽量减少焚烧处理的水量，有效降低成本，同时为企业扩大生产留出空间，在保证出水达标的同时，为企业创造更大的经济效益提供了可能。
实施例3
我国四川某地采油站点，在二次采油过程中为减轻废水中微生物利用铁为电子受体，还原硫酸盐生成硫化氢，硫化物等造成的腐蚀，不得不加入了吡啶，咪唑啉，异噻唑啉酮，苯胺等难降解含氮有机物，导致废水可生化性差，传统的芬顿处理成本过高，铁泥产量大，而好氧处理停留时间过长，效果较差。同时采油站点地形崎岖，用地紧张，无法建设传统钢筋混凝土生化池。
设计中采用CMO技术对此废水进行强化处理。在催化氧化水质调理段，对吡啶类物质进行开环，脱氯等水质调理过程，保证后续生化。后续的微氧强化塔及好氧塔进行脱氮及污染物的最终矿化。整体处理实现了良好的处理效果，保证了采油生产过程的正常进行。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种催化氧化-微氧强化净水方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)加硝酸调节待处理水质的pH使其呈酸性，然后得到水质一；
(2)将水质一进入菱铁矿滤床过滤，在水质一中引入二价铁离子、加入过硫酸盐，五价铁，双氧水混合，同时进行曝气强化反应，得到水质二；
(3)在水质二中溶解氧气并调节pH使水质二呈碱性，不沉淀，得到水质三；
(4)将水质三中加入硝酸盐，泵送引入微氧强化塔，进行微氧曝气，微氧强化塔含有高活性微生物菌群，经微生物对有机污染进行矿化后得到泥水混合液；
(5)步骤(4)中的泥水混合液自流进入好氧塔，好氧塔含有絮状污泥，经曝气、沉淀，得到净化后的水质。
2.根据权利要求1所述的净水方法，其特征在于，
步骤(1)中采用硝酸来调节待处理水质的pH；
作为优选，步骤(1)中所述的pH为2.0-4.0。
3.根据权利要求1所述的净水方法，其特征在于，
步骤(2)中所述加入铁离子是通过进入菱铁矿滤床过滤实现的，停留时间2-3h；
作为优选，步骤(2)中所述铁离子和双氧水的摩尔比为1∶(40-60)；
作为优选，步骤(2)中控制水质二的化学需氧量去除率为25％-35％；
作为优选，步骤(2)中所述通入氧气的体积与水质二的体积比为(0.5-6)∶1；步骤(3)中所述的pH为5.5-10.5。
4.根据权利要求1所述的净水方法，其特征在于，
步骤(3)中所述水质三的溶氧量为0.1-0.45mg/L；
作为优选，步骤(3)中所述溶氧的方法包括采用仪表风、风机或硝化液回流的方式。
5.根据权利要求1所述的净水方法，其特征在于，
步骤(4)中所述污泥的浓度为30-100g/L；
作为优选，步骤(4)中的所述硝酸盐与有机物的摩尔比为1∶3～1∶10。
6.根据权利要求1所述的净水方法，其特征在于，
步骤(5)中所述污泥的浓度为3-18g/L。
7.一种执行所述权利要求1-6任一项所述净水方法的净水系统，包括：
催化氧化装置，其上设有水质进水口；
微氧强化塔，其进水口与催化氧化装置连接；
好氧装置，其进水口与微氧强化塔连接，其上设有水质排出口。
8.根据权利要求7所述的净水系统，其特征在于，
所述催化氧化装置包括：
菱铁矿滤床过滤单元，用于调节铁离子浓度，其上设有水质进水口；
主反应塔，用于反应，其与铁离子调节单元出口连接；
pH调节罐，用于调节待处理水质的pH，其与主反应塔出口连接，pH调酸、调碱过程靠pH计，计量泵及控制PLC进行正反馈、负反馈调节，其中调碱过程设两套调节系统并联调节pH值；
作为优选，所述催化氧化装置与微氧强化塔之间设有增压泵。
9.根据权利要求7所述的净水系统，其特征在于，
所述微氧强化塔包括微氧强化塔；
作为优选，所述微氧强化塔上设有溶氧单元，所述溶氧单元包括仪表风进口、风机；
作为优选，所述的微氧强化塔上设有用于外循环的回流管，回流管一端连接在微氧强化塔上部，另一端与微氧强化塔进口连接；
作为优选，所述微氧强化塔上设有用于检测水质pH的pH检测单元；
作为优选，所述微氧强化塔在进水循环罐引入仪表风进行微氧曝气；
作为优选，所述微氧强化塔中污泥的浓度为30-100g/L；
作为优选，所述微氧强化塔高塔式结构高度在10-22m之间；
作为优选，所述的回流管上设有回流管增压泵。
10.根据权利要求7所述的净水系统，其特征在于，
所述好氧装置包括好氧塔；
作为优选，所述好氧塔内部含有聚偏二氯乙烯填料，强化生化降解效果；
作为优选，所述好氧塔沉淀区与主反应区合建；
作为优选，所述好氧塔沉淀区为倒四棱锥结构；
作为优选，所述沉淀区回流污泥主要进入好氧塔，而非微氧强化塔；
作为优选，所述好氧塔中污泥的浓度为3-18g/L；
作为优选，所述好氧塔为高塔式结构高度在10-20m之间；所述好氧塔顶部设有水质排出口；
作为优选，所述好氧塔上设有用于射流曝气的射流回流管，射流回流管一端与好氧塔上部连接，另一端与好氧塔底部连接；
作为优选，所述好氧塔上设有用于污泥回流的污泥回流管，污泥回流管一端与好氧塔上部连接，一端与微氧强化塔的进口连接备用。
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