CN116462374A - 一种复合型污水处理厂中工业废水的预处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种复合型污水处理厂中工业废水的预处理方法，应用于废水处理领域，包括：首先，利用粗格栅和细格栅去除工业废水中的固体悬浮物及杂质；接着，采用高级氧化法，对工业废水中的有机物进行去毒处理；最后，采用水解酸化法，对工业废水中的有机物进行降解处理。本发明通过将高级氧化法和水解酸化法结合，起到扬长避短，优势互补的效果。在先的高级氧化法极大程度地降低甚至消灭了废水对水解酸化中微生物的毒害抑制作用，在后的水解酸化法可以进一步降解难降解的物质，降低高级氧化法的处理成本，综合来看，高级氧化法结合水解酸化法能够解决它们各自单独使用时处理效果不佳和处理成本高的问题，达到1+1>2的效果。
Description
技术领域
本发明涉及废水处理领域，特别涉及一种复合型污水处理厂中工业废水的预处理方法。
背景技术
目前复合型污水处理厂十分常见，不仅需要接纳处理生活污水，而且需要接受部分工业废水(如制药、精细化工)，这些工业废水中一般均含有难以生物降解的大分子有机物以及部分有毒有害物质，具备高BOD/COD比值的特征，可生化性较差，直接进行生物处理不仅难以达到排放标准，并且其中的有毒有害物质还会抑制毒害微生物，造成污水处理厂的运行异常甚至瘫痪，所以必须对工业废水进行一定有效的预处理，提高废水的可生化性，才能进入复合型污水处理厂进行进一步的生物处理以达到排放标准。
工业废水目前的主要预处理方法有以下这些：水解酸化法、高级氧化法、铁碳微电解法、离子交换法、化学絮凝法、吸附法、蒸发法、膜分离法、气浮法、吹脱除氨法、萃取法等。水解酸化法是一种介于好氧和厌氧处理法之间的方法，其由于具有原理简单、运行管理方便、建设处理成本低等优点，在实际应用中是复合型污水处理厂处理工业废水最常用的预处理方法之一，但根据实际的运行情况，其处理通常无法达到预期理想效果，最根本的原因在于工业废水中存在大量有毒有害物质，对水解酸化池中的微生物造成了一定的毒害抑制，最终使其处理效果不能达到预期。
为了获得更好的处理效果，高级氧化法应运而生。高级氧化法是一种新兴的污水处理技术，是一类氧化方法的总称，主要包括Fenton法、臭氧氧化法、光催化氧化法、电催化氧化法和超声化学氧化法等。高级氧化法最显著的特点是产生具有极强氧化能力的羟基自由基(·OH)来降解污染物，能够有效将有毒有害的大分子难降解有机物氧化成低毒或无毒的小分子物质，显著提高污水的可生化性。但其也存在一定的问题，主要问题之一为处理成本高，一般需要使用大量的氧化剂和催化剂，并且需要消耗大量的能量，除此以外，一些方法还有可能引入新的污染物，造成二次污染。
为此，如何提供一种既能对工业废水进行有效处理，又能保证处理成本不会过高的复合型污水处理厂中工业废水的预处理方法是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提出了一种复合型污水处理厂中工业废水的预处理方法。通过将高级氧化法和水解酸化法结合，起到扬长避短，优势互补的效果。工业废水首先经过高级氧化法的处理，能够将废水中存在的有毒有害的难降解物质降解成低毒或无毒的小分子物质，在一定程度上提高废水的可生化性，降低废水的毒性，接在其后面的水解酸化法，可以进一步降解难降解的物质，提高污水的可生化性，并且由于废水已经经过高级氧化法进行了一定的处理，极大程度地降低甚至消灭了废水对水解酸化中微生物的毒害抑制作用，并且因为水解酸化法的存在，高级氧化法并不需要进行彻底地预处理，这大大降低了高级氧化法的处理成本。综合来看，高级氧化法结合水解酸化法能够解决它们各自单独使用时处理效果不佳和处理成本高的问题，达到1+1>2的效果。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种复合型污水处理厂中工业废水的预处理方法，包括：
步骤(1)：利用粗格栅和细格栅去除工业废水中的固体悬浮物及杂质；
步骤(2)：采用高级氧化法，对工业废水中的有机物进行去毒处理；
步骤(3)：采用水解酸化法，对工业废水中的有机物进行降解处理。
可选的，步骤(1)中，粗格栅和细格栅均由多组相平行的金属栅条与框架组成；
粗格栅的格栅间隙为40-60mm；
细格栅的格栅间隙为3-6mm。
可选的，步骤(2)中，高级氧化法为Fenton法、臭氧氧化法、光催化氧化法中的任意一种。
可选的，在采用高级氧化法，对工业废水中的有机物进行去毒处理，还包括，根据所选择的高级氧化法对工业废水进行相对应的的pH调节。
可选的，Fenton法为向工业废水中投加芬顿试剂Fe2++H2O2，H2O2在Fe2+的催化下生成·OH自由基，对工业废水中的有机物进行去毒处理；
芬顿试剂的投加比例为：Fe2+:H2O2＝1:4-8；
芬顿试剂的投加量与工业废水的COD质量浓度比值为0.5-1.0:1.0。
可选的，臭氧氧化法为向工业废水中投加臭氧O3，对工业废水中的有机物进行去毒处理；
臭氧的投加量与工业废水的COD质量浓度比值为3-5:5。
可选的，光催化氧化法为向工业废水中投加具有能带结构的半导体催化剂，包括：TiO2、ZnO、Cu2O，并使用氙灯、汞灯紫外光源照射半导体催化剂，工业废水中的水分子在半导体催化剂的作用下，生成·OH自由基，对工业废水中的有机物进行去毒处理；
半导体催化剂的投加量与工业废水的COD质量浓度比值为18-22:1。
可选的，步骤(3)中，水解酸化法为利用兼性厌氧的水解和产酸细菌，对工业废水中的有机物进行降解处理；
水解酸化法的水力停留时间HRT为22-26h；
水解酸化法的污泥浓度为7-9g/L；
水解酸化法的搅拌速率为180-220rmp。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明提出了一种复合型污水处理厂中工业废水的预处理方法。通过将高级氧化法和水解酸化法结合，起到扬长避短，优势互补的效果。工业废水首先经过高级氧化法的处理，能够将废水中存在的有毒有害的难降解物质降解成低毒或无毒的小分子物质，在一定程度上提高废水的可生化性，降低废水的毒性，接在其后面的水解酸化法，可以进一步降解难降解的物质，提高污水的可生化性，并且由于废水已经经过高级氧化法进行了一定的处理，极大程度地降低甚至消灭了废水对水解酸化中微生物的毒害抑制作用，并且因为水解酸化法的存在，高级氧化法并不需要进行彻底地预处理，这大大降低了高级氧化法的处理成本。综合来看，高级氧化法结合水解酸化法能够解决它们各自单独使用时处理效果不佳和处理成本高的问题，达到1+1>2的效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明的方法流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
本发明实施例1公开了一种复合型污水处理厂中工业废水的预处理方法，如图1所示，包括：
获取进入复合型污水处理厂的某可生化性低(BOD/COD比值小)的制药工厂的废水水样，溶液的初始COD为500mg/L，BOD为100mg/L，B/C比为0.20，初始pH为6.0左右，SS为100mg/L，并以该工业废水水样为例，应用本发明所提出的一种复合型污水处理厂中工业废水的预处理方法进行工业废水预处理。
步骤(1)：利用粗格栅和细格栅去除工业废水中的固体悬浮物及杂质(SS)；粗格栅和细格栅均由多组相平行的金属栅条与框架组成，倾斜安装在进水的渠道中，用来拦截污水中较大的悬浮物及杂质。粗格栅格栅间隙为40-60mm，对SS的去除率可以达到10％-15％；细格栅格栅间隙为3-6mm，对SS的去除率可以达到20％-30％。
步骤(2)：将粗细格栅处理后的工业废水引入高级氧化法处理容器中，采用高级氧化法,包括Fenton法、臭氧氧化法、光催化氧化法中的任意一种，对工业废水中的有机物进行去毒处理，并在去毒处理前，根据选择的高级氧化法对工业废水进行相对应的的pH调节，同时打开搅拌器，使处理水样被充分处理，且防止反应物质沉降积累，堵塞出水口。反应时间控制在0.5-1h内。
高级氧化法选用Fenton法时，由于pH对Fenton法处理效果影响较大，需要先进行pH的调节，通过加入化学试剂硝酸(HNO3)调节废水pH至3.0-4.0。芬顿试剂使用Fe2++H2O2，提高工业废水的可生化性，H2O2在Fe2+的催化下生成·OH自由基，·OH自由基降解绝大部分难降解有机物，提高污水的BOD/COD比值到0.25-0.35。芬顿试剂两者投加比例为Fe2+:H2O2＝1:4-8(摩尔比)，具体比例根据废水实际情况进行调整，若废水中还原性物质较多，相应需要增大H2O2的投加比例；若废水中氧化性物质较多，相应需要增大Fe2+的投加比例。芬顿试剂的具体投加量根据废水COD数值进行调整，一般可以按照芬顿试剂中Fe2+的投加量与水中COD质量浓度比值是0.5-1.0:1.0(单位以mg/L计)确定。
高级氧化法选用臭氧氧化时，由于pH对臭氧氧化法处理效果影响较大，需要先进行pH的调节，通过加入化学试剂烧碱(氢氧化钠)调节废水pH至7.0-8.0。使用臭氧发生器制备处理废水所需臭氧，向工业废水中投加臭氧O3，提高工业废水的可生化性，臭氧能够降解工业废水中难生物降解的大分子有机物质等，生成易于生化降解的小分子物质，提高污水的BOD/COD比值到0.25-0.35。根据工业废水的COD数值结合其他水质情况选择加入的臭氧量，一般控制O3的投加量与水中COD质量浓度比值是3-5:5(单位以mg/L计)。
高级氧化法选用光催化氧化法时，先进行pH的调节，通过加入化学试剂烧碱(氢氧化钠)调节废水pH至7.0左右。向废水中加入具有能带结构的半导体光催化剂，包括：TiO2、ZnO、Cu2O，使用氙灯或汞灯紫外光源照射加入的半导体催化剂，工业废水中的水分子在半导体催化剂的作用下，生成·OH自由基，·OH自由基降解绝大部分难降解有机物，提高污水的BOD/COD比值到0.25-0.35。半导体催化剂的投加量根据废水COD数值确定，一般可以控制催化剂投加量与废水COD质量浓度的比值为18-22:1(单位以mg/L计)。
步骤(3)：高级氧化法处理后的水样引入水解酸化池进行水解酸化降解处理，并提供一定的水力搅拌，保证废水与活性污泥的充分接触，混合均匀，保持污泥既不沉降积累，又不流失减量，同时避免进水管和出水管的堵塞。水解酸化池，采用下进上出的运行模式，底部采取水平喷射的布水方式，填料采用立体弹性组合填料，同时配备设置排泥管和导气管，底部还设有搅拌器，并且控制搅拌速率为180-220rmp左右(有无搅拌对于水解酸化法的效果也有重要影响)，保证废水的均匀混合分布，同时增强废水与生物膜之间的充分接触，控制污泥浓度处于一个较高的水平，一般控制污泥浓度在7-9g/L(污泥浓度也是水解酸化法的重要控制参数)，提高废水水解酸化效果。
采用水解酸化法，对工业废水中的有机物进行降解处理，具体原理为：利用兼性厌氧的水解和产酸细菌，将水中不溶性有机物水解为溶解性有机物，将难生物降解的大分子物质转化为易生物降解的小分子物质，进一步提高改善废水的可生化性，最终经过水解酸化法的处理，提高污水的BOD/COD比值到0.35-0.50，对工业废水中的有机物进行降解处理。
水解酸化法的水力停留时间HRT是水解酸化法处理效果的重要影响因素之一，工业废水在水解酸化池中的水力停留时间一般控制在22-26h内，处理完成后的工业废水流入到后续设置的生物处理反应池中进行深度处理。
实施例2：
本发明实施例2公开了一种复合型污水处理厂中工业废水的预处理方法，包括：
获取进入复合型污水处理厂的某可生化性低(BOD/COD比值小)的制药工厂的废水水样，溶液的初始COD为500mg/L，BOD为100mg/L，B/C比为0.20，初始pH为6.0左右，SS为100mg/L，并以该工业废水水样为例，选用实施例1提到的Fenton法+水解酸化法进行工业废水预处理。
步骤(1)：工业废水首先通过粗格栅，粗格栅格栅间隙为50mm，对SS的去除率为13％；细格栅格栅间隙为5mm，对SS的去除率为29％。
步骤(2)：通过粗细格栅处理后的废水进入高级氧化处理池内，池内搅拌器处于常开状态，以使废水混合均匀，同时可以保证后续使用高级氧化法时废水与试剂的充分接触反应，防止试剂沉积以及反应不均，提高废水处理效果。
步骤(3)：选用高级氧化法为Fenton法。
步骤(4)：由于pH对Fenton法处理效果影响较大，需要先进行pH的调节，通过加入化学试剂硝酸(HNO3)进行调节，最终将废水的pH由6.0调整至3.0。
步骤(5)：芬顿试剂使用Fe2++H2O2，芬顿试剂两者投加比例控制在Fe2+:H2O2＝1:4-8(摩尔比)之间，芬顿试剂的投加量根据废水COD数值进行确定，按照芬顿试剂中H2O2的投加量与水中COD质量浓度比值是0.5-1.0:1.0(单位以mg/L计)确定。由于本次处理的废水COD浓度较高，还原性物质较多，所以取芬顿试剂两者投加比例为Fe2+:H2O2＝1:6(摩尔比)，投加量按照芬顿试剂中H2O2的投加量与水中COD质量浓度比值是0.7:1.0(单位以mg/L计)确定。
步骤(6)：确定芬顿试剂投加比例及投加量后，配制好相应的芬顿试剂并缓慢均匀投加进废水，保持匀速缓慢搅拌，保证废水与试剂充分接触混合，提高废水处理效果。
步骤(7)：废水在高级氧化处理池内反应0.5h。
步骤(8)：高级氧化处理结束后，废水进入水解酸化池。此时废水COD浓度为340mg/L，BOD浓度为120mg/L，B/C比为0.353。
步骤(9)：水解酸化池的进水设计采用下进上出的运行模式，废水通过底部设计的水平喷射布水管道进入，由池顶部四周边沿设计的集水槽集中并导流至下一处理单元。水解酸化池内部采用立体弹性组合填料，同时配备设置排泥管和导气管，并且在底部设置缓速搅拌器，控制搅拌速率为200rmp左右，起到均匀混合废水的作用，保障废水和活性污泥之间的充分接触，并维持污泥浓度在9g/L左右，提高水解酸化的处理效果。
步骤(10)：废水在水解酸化池内的水力停留时间设置为24.0h。经过水解酸化池处理的废水最终COD浓度为210mg/L，BOD浓度为90mg/L，B/C比为0.429。
实施例3：
本发明实施例3公开了一种复合型污水处理厂中工业废水的预处理方法，包括：
获取进入复合型污水处理厂的某可生化性低(BOD/COD比值小)的制药工厂的废水水样，溶液的初始COD为500mg/L，BOD为100mg/L，B/C比为0.20，初始pH为6.0左右，SS为100mg/L，并以该工业废水水样为例，选用实施例1提到的臭氧氧化法+水解酸化法进行工业废水预处理。
步骤(1)：工业废水首先通过粗格栅，粗格栅格栅间隙为50mm，对SS的去除率为13％；细格栅格栅间隙为5mm，对SS的去除率为29％。
步骤(2)：通过粗细格栅处理后的废水进入高级氧化处理池内，池内搅拌器处于常开状态，以使废水混合均匀，同时可以保证后续使用高级氧化法时废水与试剂的充分接触反应，防止反应不均，提高废水处理效果。
步骤(3)：选用高级氧化法为臭氧氧化法。
步骤(4)：由于pH对臭氧氧化法处理效果影响较大，需要先进行pH的调节，通过加入化学试剂烧碱(氢氧化钠)调节，最终将废水的pH由6.0调整至7.0。
步骤(5)：使用臭氧发生器制备处理废水所需臭氧，根据工业废水的COD数值结合其他水质情况选择加入的臭氧量，一般控制O3的投加量与水中COD质量浓度比值是3-5:5(单位以mg/L计)，由于本次工业废水的COD值并不算很高，故选择氧化剂O3投加量与废水COD质量浓度的比值为4:5。
步骤(6)：确定氧化剂的投加量后，将氧化剂缓慢均匀释放到废水，保持匀速缓慢搅拌，保证废水与试剂充分接触混合，提高污水处理效果。
步骤(7)：废水在高级氧化处理池内反应0.5h。
步骤(8)：高级氧化处理结束后，废水进入水解酸化池。此时废水COD浓度为300mg/L，BOD浓度为110mg/L，B/C比为0.367。
步骤(9)：水解酸化池的进水设计采用下进上出的运行模式，废水通过底部设计的水平喷射布水管道进入，由池顶部四周边沿设计的集水槽集中并导流至下一处理单元。水解酸化池内部采用立体弹性组合填料，同时配备设置排泥管和导气管，并且在底部设置缓速搅拌器，控制搅拌速率为200rmp左右，起到均匀混合废水的作用，保障废水和活性污泥之间的充分接触，并维持污泥浓度在9g/L左右，提高水解酸化的处理效果。
步骤(10)：废水在水解酸化池内的水力停留时间设置为24.0h。经过水解酸化池处理的废水最终COD浓度为190mg/L，BOD浓度为80mg/L，B/C比为0.421。
实施例4：
本发明实施例4公开了一种复合型污水处理厂中工业废水的预处理方法，包括：
获取进入复合型污水处理厂的某可生化性低(BOD/COD比值小)的制药工厂的废水水样，溶液的初始COD为500mg/L，BOD为100mg/L，B/C比为0.20，初始pH为6.0左右，SS为100mg/L，并以该工业废水水样为例，选用实施例1提到的光催化氧化法+水解酸化法进行工业废水预处理。
步骤(1)：工业废水首先通过粗格栅，粗格栅格栅间隙为50mm，对SS的去除率为13％；细格栅格栅间隙为5mm，对SS的去除率为29％。
步骤(2)：通过粗细格栅处理后的废水进入高级氧化处理池内，池内搅拌器处于常开状态，以使废水混合均匀，同时可以保证后续使用高级氧化法时废水与试剂的充分接触反应，防止反应不均，提高废水处理效果。
步骤(3)：选用高级氧化法为光催化氧化法。
步骤(4)：由于pH对光催化氧化法处理效果有一定的影响，需要先进行pH的调节，通过加入化学试剂硝酸(HNO3)进行调节，最终将废水的pH由6.0调整至7.0左右。
步骤(5)：光催化氧化使用的催化剂为带有能带结构的半导体光催化剂，具体可以选择TiO2或ZnO或WO3，本实施例选用TiO2。半导体光催化剂的投加量根据COD数值确定，一般可以控制催化剂投加量与废水COD质量浓度的比值为18-22:1，考虑到本次废水的COD浓度并不算特别高，故最终确定催化剂投加量与废水COD质量浓度的比值为20:1(单位以mg/L计)。
步骤(6)：确定半导体光催化剂的投加量后，将催化剂缓慢均匀投加进废水，保持匀速缓慢搅拌，保证废水与试剂充分接触混合，提高污水处理效果。同时使用氙灯或汞灯紫外光源照射废水溶液，保证半导体光催化剂充分接受光照，使废水得到充分处理。
步骤(7)：废水在高级氧化处理池内反应0.5h。
步骤(8)：高级氧化处理结束后，废水进入水解酸化池。此时废水COD浓度为320mg/L，BOD浓度为110mg/L，B/C比为0.344。
步骤(9)：水解酸化池的进水设计采用下进上出的运行模式，废水通过底部设计的水平喷射布水管道进入，由池顶部四周边沿设计的集水槽集中并导流至下一处理单元。水解酸化池内部采用立体弹性组合填料，同时配备设置排泥管和导气管，并且在底部设置缓速搅拌器，控制搅拌速率为200rmp左右，起到均匀混合废水的作用，保障废水和活性污泥之间的充分接触，并维持污泥浓度在9g/L左右，提高水解酸化的处理效果。
步骤(10)：废水在水解酸化池内的水力停留时间设置为24.0h。经过水解酸化池处理的废水最终COD浓度为200mg/L，BOD浓度为85mg/L，B/C比为0.425。
对比例1：
本发明对比例1公开了单独应用Fenton法进行工业废水预处理的方法，包括：
获取进入复合型污水处理厂的某可生化性低(BOD/COD比值小)的制药工厂的废水水样，溶液的初始COD为500mg/L，BOD为100mg/L，B/C比为0.20，初始pH为6.0左右，SS为100mg/L，并以该工业废水水样为例，单独应用Fenton法进行工业废水预处理。
步骤(1)：工业废水首先通过粗格栅，粗格栅格栅间隙为50mm，对SS的去除率为13％；细格栅格栅间隙为5mm，对SS的去除率为29％。
步骤(2)：通过粗细格栅处理后的废水进入高级氧化处理池内，池内搅拌器处于常开状态，以使废水混合均匀，同时可以保证后续使用高级氧化法时废水与试剂的充分接触反应，防止试剂沉积以及反应不均，提高废水处理效果。
步骤(3)：选用高级氧化法为Fenton法。
步骤(4)：由于pH对Fenton法处理效果影响较大，需要先进行pH的调节，通过加入化学试剂硝酸(HNO3)进行调节，最终将废水的pH由6.0调整至3.0。
步骤(5)：芬顿试剂使用Fe2++H2O2，芬顿试剂两者投加比例控制在Fe2+:H2O2＝1:4-8(摩尔比)之间，芬顿试剂的投加量根据废水COD数值进行确定，按照芬顿试剂中H2O2的投加量与水中COD质量浓度比值是0.5-1.0:1.0(单位以mg/L计)确定。
由于本次处理的废水COD浓度较高，还原性物质较多，并且只采用高级氧化法处理，所以取芬顿试剂两者投加比例为Fe2+:H2O2＝1:6(摩尔比)，投加量按照芬顿试剂中H2O2的投加量与水中COD质量浓度比值是1.0:1.0(单位以mg/L计)确定。
步骤(6)：确定芬顿试剂投加比例及投加量后，配制好相应的芬顿试剂并缓慢均匀投加进废水，保持匀速缓慢搅拌，保证废水与试剂充分接触混合，提高废水处理效果。
步骤(7)：废水在高级氧化处理池内反应0.5h。
步骤(8)：高级氧化处理结束后，废水进入后续处理构筑物。此时废水COD浓度为340mg/L，BOD浓度为120mg/L，B/C比为0.353。
对比例2：
本发明对比例2公开了单独应用臭氧氧化法进行工业废水预处理的方法，包括：
获取进入复合型污水处理厂的某可生化性低(BOD/COD比值小)的制药工厂的废水水样，溶液的初始COD为500mg/L，BOD为100mg/L，B/C比为0.20，初始pH为6.0左右，SS为100mg/L，并以该工业废水水样为例，单独应用臭氧氧化法进行工业废水预处理。
步骤(1)：工业废水首先通过粗格栅，粗格栅格栅间隙为50mm，对SS的去除率为13％；细格栅格栅间隙为5mm，对SS的去除率为29％。
步骤(2)：通过粗细格栅处理后的废水进入高级氧化处理池内，池内搅拌器处于常开状态，以使废水混合均匀，同时可以保证后续使用高级氧化法时废水与试剂的充分接触反应，防止反应不均，提高废水处理效果。
步骤(3)：选用高级氧化法为臭氧氧化法。
步骤(4)：由于pH对臭氧氧化法处理效果影响较大，需要先进行pH的调节，通过加入化学试剂烧碱(氢氧化钠)调节，最终将废水的pH由6.0调整至7.0。
步骤(5)：使用臭氧发生器制备处理废水所需臭氧，根据工业废水的COD数值结合其他水质情况选择加入的臭氧量，一般控制O3的投加量与水中COD质量浓度比值是3-5:5(单位以mg/L计)，由于本次工业废水的B/C比较低，并且只采用臭氧氧化法处理，故选择氧化剂O3投加量与废水COD质量浓度的比值为5:5(单位以mg/L计)。
步骤(6)：确定氧化剂的投加量后，将氧化剂缓慢均匀释放到废水，保持匀速缓慢搅拌，保证废水与试剂充分接触混合，提高污水处理效果。
步骤(7)：废水在高级氧化处理池内反应0.5h。
步骤(8)：高级氧化处理结束后，废水进入水解酸化池。此时废水COD浓度为300mg/L，BOD浓度为110mg/L，B/C比为0.367。
对比例3：
本发明对比例3公开了单独应用光催化氧化法进行工业废水预处理的方法，包括：
获取进入复合型污水处理厂的某可生化性低(BOD/COD比值小)的制药工厂的废水水样，溶液的初始COD为500mg/L，BOD为100mg/L，B/C比为0.20，初始pH为6.0左右，SS为100mg/L，并以该工业废水水样为例，单独应用光催化氧化法进行工业废水预处理。
步骤(1)：工业废水首先通过粗格栅，粗格栅格栅间隙为50mm，对SS的去除率为13％；细格栅格栅间隙为5mm，对SS的去除率为29％。
步骤(2)：通过粗细格栅处理后的废水进入高级氧化处理池内，池内搅拌器处于常开状态，以使废水混合均匀，同时可以保证后续使用高级氧化法时废水与试剂的充分接触反应，防止反应不均，提高废水处理效果。
步骤(3)：选用高级氧化法为光催化氧化法。
步骤(4)：由于pH对光催化氧化法处理效果有一定的影响，需要先进行pH的调节，通过加入化学试剂硝酸(HNO3)进行调节，最终将废水的pH由6.0调整至7.0左右。
步骤(5)：光催化氧化使用的催化剂为带有能带结构的半导体光催化剂，具体可以选择TiO2或ZnO或WO3，本实施例选用TiO2。半导体光催化剂的投加量根据COD数值确定，一般可以控制催化剂投加量与废水COD质量浓度的比值为18-22:1，由于只采用光催化氧化法进行处理，故最终确定催化剂投加量与废水COD质量浓度的比值为22:1(单位以mg/L计)。
步骤(6)：确定半导体光催化剂的投加量后，将催化剂缓慢均匀投加进废水，保持匀速缓慢搅拌，保证废水与试剂充分接触混合，提高污水处理效果。同时使用氙灯或汞灯紫外光源照射废水溶液，保证半导体光催化剂充分接受光照，使废水得到充分处理。
步骤(7)：废水在高级氧化处理池内反应0.5h。
步骤(8)：高级氧化处理结束后，废水进入水解酸化池。此时废水COD浓度为320mg/L，BOD浓度为110mg/L，B/C比为0.344。
对比例4：
本发明对比例4公开了单独应用水解酸化法进行工业废水预处理的方法，包括：
获取进入复合型污水处理厂的某可生化性低(BOD/COD比值小)的制药工厂的废水水样，溶液的初始COD为500mg/L，BOD为100mg/L，B/C比为0.20，初始pH为6.0左右，SS为100mg/L，并以该工业废水水样为例，单独应用水解酸化法进行工业废水预处理。
步骤(1)：工业废水首先通过粗格栅，粗格栅格栅间隙为50mm，对SS的去除率为13％；细格栅格栅间隙为5mm，对SS的去除率为29％。
步骤(2)：通过粗细格栅处理后的废水进入水解酸化池内，水解酸化池的进水设计采用下进上出的运行模式，废水通过底部设计的水平喷射布水管道进入，由池顶部四周边沿设计的集水槽集中并导流至下一处理单元。水解酸化池内部采用立体弹性组合填料，同时配备设置排泥管和导气管，并且在底部设置缓速搅拌器，控制搅拌速率为200rmp左右，起到均匀混合废水的作用，保障废水和活性污泥之间的充分接触，并维持污泥浓度在9g/L左右，提高水解酸化的处理效果。
步骤(3)：废水在水解酸化池内的水力停留时间设置为24.0h。经过水解酸化池处理的废水最终COD浓度为460mg/L，BOD浓度为90mg/L，B/C比为0.196。
对同一废水水样分别采用Fenton法+水解酸化法、臭氧氧化法+水解酸化法、光催化氧化法+水解酸化法以及Fenton法、臭氧氧化法、光催化氧化法、水解酸化法进行预处理，保持各项条件一致，所得预处理结果，如表1所示。可得出，单独的采用高级氧化法时，Fenton法、臭氧氧化法、光催化氧化法都能对该废水水样起到较好的提高废水可生化性的作用，与Fenton法+水解酸化法、臭氧氧化法+水解酸化法、光催化氧化法+水解酸化法使用相同的试剂量时，都能使处理后的废水水样B/C比由原来的0.2提高到0.35左右，但如果需要达到使用Fenton法+水解酸化法、臭氧氧化法+水解酸化法、光催化氧化法+水解酸化法的处理效果，建设处理成本急剧增高；单独的采用水解酸化法时，效果极差，处理后的废水水样B/C比不仅没有得到提高，甚至有所降低；当采用Fenton法+水解酸化法、臭氧氧化法+水解酸化法、光催化氧化法+水解酸化法相结合的预处理时，最终都得到了较优的结果，处理后的废水水样B/C比由原来的0.2提高到0.42左右，废水水样的可生化性完全可以满足后续的深度处理要求。
表1对同一废水水样采用不同预处理方法处理所得结果
本发明实施例公开了一种复合型污水处理厂中工业废水的预处理方法。通过将高级氧化法和水解酸化法结合，起到扬长避短，优势互补的效果。工业废水首先经过高级氧化法的处理，能够将废水中存在的有毒有害的难降解物质降解成低毒或无毒的小分子物质，在一定程度上提高废水的可生化性，降低废水的毒性，接在其后面的水解酸化法，可以进一步降解难降解的物质，提高污水的可生化性，并且由于废水已经经过高级氧化法进行了一定的处理，极大程度地降低甚至消灭了废水对水解酸化中微生物的毒害抑制作用，并且因为水解酸化法的存在，高级氧化法并不需要进行彻底地预处理，这大大降低了高级氧化法的处理成本。综合来看，高级氧化法结合水解酸化法能够解决它们各自单独使用时处理效果不佳和处理成本高的问题，达到1+1>2的效果。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (8)
1.一种复合型污水处理厂中工业废水的预处理方法，其特征在于，包括：
步骤(1)：利用粗格栅和细格栅去除工业废水中的固体悬浮物及杂质；
步骤(2)：采用高级氧化法，对所述工业废水中的有机物进行去毒处理；
步骤(3)：采用水解酸化法，对所述工业废水中的有机物进行降解处理。
2.根据权利要求1所述的一种复合型污水处理厂中工业废水的预处理方法，其特征在于，步骤(1)中，所述粗格栅和所述细格栅均由多组相平行的金属栅条与框架组成；
所述粗格栅的格栅间隙为40-60mm；
所述细格栅的格栅间隙为3-6mm。
3.根据权利要求1所述的一种复合型污水处理厂中工业废水的预处理方法，其特征在于，步骤(2)中，所述高级氧化法为Fenton法、臭氧氧化法、光催化氧化法中的任意一种。
4.根据权利要求3所述的一种复合型污水处理厂中工业废水的预处理方法，其特征在于，在采用高级氧化法，对所述工业废水中的有机物进行去毒处理，还包括，根据所选择的高级氧化法对所述工业废水进行相对应的的pH调节。
5.根据权利要求3所述的一种复合型污水处理厂中工业废水的预处理方法，其特征在于，所述Fenton法为向所述工业废水中投加芬顿试剂Fe2++H2O2，H2O2在Fe2+的催化下生成·OH自由基，对所述工业废水中的有机物进行去毒处理；
所述芬顿试剂的投加比例为：Fe2+:H2O2＝1:4-8；
所述芬顿试剂的投加量与所述工业废水的COD质量浓度比值为0.5-1.0:1.0。
6.根据权利要求3所述的一种复合型污水处理厂中工业废水的预处理方法，其特征在于，所述臭氧氧化法为向所述工业废水中投加臭氧O3，对所述工业废水中的有机物进行去毒处理；
所述臭氧的投加量与所述工业废水的COD质量浓度比值为3-5:5。
7.根据权利要求3所述的一种复合型污水处理厂中工业废水的预处理方法，其特征在于，所述光催化氧化法为向所述工业废水中投加具有能带结构的半导体催化剂，包括：TiO2、ZnO、Cu2O，并使用氙灯、汞灯紫外光源照射所述半导体催化剂，所述工业废水中的水分子在所述半导体催化剂的作用下，生成·OH自由基，对所述工业废水中的有机物进行去毒处理；
所述半导体催化剂的投加量与所述工业废水的COD质量浓度比值为18-22:1。
8.根据权利要求1所述的一种复合型污水处理厂中工业废水的预处理方法，其特征在于，步骤(3)中，所述水解酸化法为利用兼性厌氧的水解和产酸细菌，对所述工业废水中的有机物进行降解处理；
所述水解酸化法的水力停留时间HRT为22-26h；
所述水解酸化法的污泥浓度为7-9g/L；
所述水解酸化法的搅拌速率为180-220rmp。
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| NL2037227A (en) * | 2024-03-12 | 2024-04-03 | Yangtze Ecology And Env Co Ltd | Pretreatment method for industrial wastewater in composite sewage treatment plant |
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