高级氧化和多级生化组合的废水处理系统及工艺方法
【专利摘要】本发明属于废水处理，特别涉及一种高级氧化和多级生化组合的废水处理系统和工艺方法。本发明提供了一种高级氧化和多级生化组合的废水处理系统，包括多级生化组合废水处理系统，所述多级生化组合废水处理系统由多个段生化废水处理系统组成，所述段生化废水处理系统由多个单级生化反应装置组成，所述单级生化废水处理系统中设置有高级氧化系统和其中的一个单级生化反应装置连接。本发明提供的级氧化和多级生化组合的废水处理系统突破了多级生化组合的废水处理系统的极限，使废水得到更好的处理。本发明提供了一种利用高级氧化和多级生化组合的废水处理系统进行废水处理的方法。
【专利说明】
高级氧化和多级生化组合的废水处理系统及工艺方法
技术领域
[0001 ]本发明属于废水处理，特别涉及一种高级氧化和多级生化组合的废水处理系统和工艺方法。
【背景技术】
[0002]随着工业生产技术的发展，工业生产中产生了大量过去在自然界中从未出现过的人工合成有机化合物，在生产过程中排出了组分复杂的废水，其中含有种类繁多的有毒、有害、难生物降解有机污染物，属于高难度有机废水。这些废水单纯采用生物方法或传统物理化学方法很难降解和处理，近年来，我国在这些废水治理领域有了很多研究和技术开发，但相应的环保技术创新任务仍然很艰巨。
[0003]目前针对高难度有机废水处理工艺有芬顿法、催化臭氧氧化法、湿式氧化法、微波法、电解催化法、活性污泥法、膜处理法、其他生物法等。其中研究和实验采用较多的是芬顿和生物组合方法，但芬顿法反应pH条件要求严格，加药比例需要多次试验调整，耗药量大，药剂成本高，反应后需回调PH和沉淀，易产生大量污泥危废，产生二次污染，装置占地面积大，附属设施多，加药接管复杂，操作控制管理繁琐，处理效果难以稳定，对后续生物法会产生影响。生物法采用较多的是活性污泥法，但活性污泥法土建池体占地面积大，受废水冲击负荷和气候温度影响大，产生剩余生化污泥量多，不易处置。
[0004]生物法主要包括生物法包括厌氧-好氧生物处理A/0法、厌氧-缺氧-好氧生物处理A2/0法，以上几种方法都可以多级连接，一般称为多级生化组合，但以上方法存在一个问题，以上的生化处理工艺，在经过一段时间后，污染物达到一定的处理后，再也无法进一步对污水中污染物进行处理，一般称之为极限，产生极限的原因在于生物有三种特性种类，好氧、厌氧、缺氧，针对污水中不同的污染物，但现有的生化处理，不能针对所有的污染物或者只对某几种污染物进行处理，例如厌氧-好氧生物处理A/0法，污水先经过厌氧的生物，处理后，再经过好氧的生物处理，但如果污水中很多是要缺氧生物来处理的污染物，例如氨氮，就无法进行有效降解处理，再者，水中厌氧生物能处理的污染物和好氧生物能处理的污染物有多有少，这样的处理方式，很快就达到极限值，即使再多的厌氧-好氧的连接，也无法进一步对污水进行处理。这样的极限在多级生化处理中都会存在。
【发明内容】
[0005]1、所要解决的技术问题:
提高生物处理污水的多级生化处理的极限值。
[0006]2、技术方案:
为了解决以上问题，本发明提供了一种高级氧化和多级生化组合的废水处理系统，包括多级生化组合废水处理系统，所述多级生化组合废水处理系统由多个段生化废水处理系统组成，所述段生化废水处理系统由多个单级生化反应装置组成，所述单级生化废水处理系统中设置有高级氧化系统和其中的一个单级生化反应装置连接。
[0007]所述多级生化组合废水处理系统由多个段生化废水处理系统串联或者并联或者串并联相结合的方式组成，所述段生化废水处理系统由多个单级生化反应装置串联或者并联或者串并联相结合的方式组成。
[0008]所述高级氧化系统由离心栗、文丘里射流器、臭氧发生器、制氧机、空压机、催化反应器、换热器依次连接，集成一套高级氧化工艺系统。
[0009]所述的单级生化反应装置包括容器，容器中设有填料系统、进水管I和出水管2，所述填料系统中包括好氧、厌氧、缺氧三种特性的生物。
[0010]所述的高级氧化设备和所述的单极生化反应装置的容器连接。
[0011]所述单级生化反应装置还包括曝气系统，所述曝气系统由主管3、支管4、控制阀门
5、曝气头6组成，主管3和控制阀门5设置在容器顶部或侧面，控制阀门5控制曝气的全开、半开、关闭，支管4和曝气头6设置在容器的底部，支管4采用环路闭合管路设置。
[0012]所述填料系统还包含流离球填料支架9、流离球填料10、丝线填料支架7和丝线填料8，流离球填料支架9设置在容器下部，流离球填料10置于流离球填料支架9上;丝线填料支架7平行设置在容器池壁或顶部，丝线填料8固定在丝线填料支架7上。
[0013]所述流离球填料支架9采用PE材质格栅，距离容器底10-20cm;所述丝线填料支架7采用不锈钢钢筋，丝线填料8固定悬挂在不锈钢钢筋上，间距15-20cm，填充在容器上部。
[0014]本发明提供了一种利用高级氧化和多级生化组合的废水处理系统进行废水处理的方法，包括以下步骤:
一.废水经污水栗抽吸至第I段生化废水处理系统中的一个单级生化反应装置的容器中，在此容器外连接高级氧化系统的进口和出口，对废水进行高级催化氧化循环处理，降解有毒有害有机物和生物难降解有机物，对生物有毒性的有机物和高分子、长碳链、带苯环的有机物被降解成无毒、小分子、短碳链的有机物；
二.废水经步骤I高级催化氧化循环处理反应后，自流进入第I段生化废水处理系统中的多个单级生化反应装置，进行厌氧-缺氧-好氧多级的生物反应，利用厌氧、缺氧、好氧微生物进一步降解被第I步骤降解而生成的小分子、可生化的有机污染物，降解COD和氨氮；
三.经步骤2中多级生化降解后的废水，如果出水不达标，生物降解达到一定极限，生物降解很慢或无法再生物降解时，再接入一段连接有高级氧化系统的生化废水处理系统，重复步骤I和步骤2的处理，进一步将微生物难以生物降解的有机物进行高级催化氧化处理后，降解的小分子有机物再次被厌氧、好氧、缺氧微生物分解降解直至达标。
[0015]3、有益效果:
I系统采用的多段高级催化氧化和多级生化组合工艺，对废水pH、水温的适用范围广，从pH=6.5-14，水温0-45°C都能够保证对废水的处理效果。工艺系统安装操作简单，调试运行方便，对废水处理效果稳定，并能因地制宜采用废弃的池体、桶、罐改造，有效的节省投资成本，并形成资源回收利用。
[0016]2系统标准化生产后，可以方便的并联多套进行废水处理，适应处理水量从0.01-几十万吨。
[0017]3系统集成化高，占地小，可以做成标准配件方便运输和安装。
[0018]4高级催化氧化系统对臭氧利用率高，反应效率高，占地小，可以将传统生物方法难降解的有机物进行高级氧化降解，有效提高多级生化的反应效率，提高生物反应极限值。
[0019]5多级生化采用的曝气阀门可以根据反应进行关闭、半开、全开操作，实现厌氧、缺氧、好氧的环境，实现生物大幅降解C0D，脱氮除磷。
[0020]6有效增大生物反应接触面积，并减小生物反应容器体积和系统占地面积。
[0021]7高级催化氧化系统和多级生化结合后，高级氧化能氧化废水中大分子有机物或降解毒性有机物，使得多级生化中的微生物能够有效降解小分子有机物。
【附图说明】
[0022]图1为本发明的单级生化反应装置容器。
[0023]图2为本发明的工艺流程。
[0024]图3为本发明的高级催化氧化工艺流程图。
【具体实施方式】
[0025]下面结合附图来对本发明进行详细说明。
[0026]如图2所示，本发明提供了一种高级氧化和多级生化组合的废水处理系统，包括多级生化组合废水处理系统，所述多级生化组合废水处理系统由多个段生化废水处理系统组成，所述段生化废水处理系统由多个单级生化反应装置组成，所述单级生化废水处理系统中设置有高级氧化系统和其中的一个单级生化反应装置连接。
[0027]所述多级生化组合废水处理系统由多个段生化废水处理系统串联或者并联或者串并联相结合的方式组成，所述段生化废水处理系统由多个单级生化反应装置串联或者并联或者串并联相结合的方式组成。
[0028]在多级生化组合废水处理系统的的一段生化废水处理系统中连接高级氧化系统，对废水进行高级催化氧化处理，降解有毒有害有机物和生物难降解有机物，对生物有毒性的有机物和高分子、长碳链、带苯环的有机物被开环断链，降解成无毒、小分子、短碳链的有机物。这样做的最大优势在于，提高了多级组合废水处理系统的极限，能够对废水更好的处理，达到一个更好的效果。也就是说，高级氧化和多级生化组合的废水处理系统的结合，解决了多级生化组合的废水处理系统的极限的问题，可以达到任何标准值，而不受极限所限。
[0029]高级氧化和多级生化组合的废水处理系统系统采用的多段高级催化氧化和多级生化组合工艺，对废水pH、水温的适用范围广，从pH=6.5-14，水温0-45 °C都能够保证对废水的处理效果。工艺系统安装操作简单，调试运行方便，对废水处理效果稳定，并能因地制宜采用废弃的池体、桶、罐改造，有效的节省投资成本，并形成资源回收利用。
[0030]如图3所示，所述高级氧化系统由离心栗、文丘里射流器、臭氧发生器、制氧机、空压机、催化反应器、换热器依次连接，集成一套高级氧化工艺系统。高级氧化系统对臭氧利用率高，反应效率高，占地小，可以将传统生物方法难降解的有机物进行高级氧化降解，有效提高多级生化的反应效率。
[0031]如图1所示，所述的单级生化反应装置包括容器，容器中设有填料系统、进水管I和出水管2，所述填料系统中包括好氧、厌氧、缺氧三种特性的生物。。由于容器中设有三种特性的生物，所以对废水pH、水温的适用范围广，从pH=6-10，水温0-45 V都能够保证生化系统对废水的处理效果。
[0032]所述单级生化反应装置还包括曝气系统，所述曝气系统由主管3、支管4、控制阀门5、曝气头6组成，主管3和控制阀门5设置在容器顶部或侧面，控制阀门5控制曝气的全开、半开、关闭，支管4和曝气头6设置在容器的底部，支管4采用环路闭合管路设置。
[0033]设置曝气系统的作用在于，根据不同污水的特性，能够将生化反应装置中的生物通过控制阀门5控制曝气的全开、半开、关闭，实现厌氧、缺氧、好氧的环境。
[0034]所述填料系统还包含流离球填料支架9、流离球填料10、丝线填料支架7和丝线填料8，流离球填料支架9设置在容器下部，流离球填料10置于流离球填料支架9上;丝线填料支架7平行设置在容器池壁或顶部，丝线填料8固定在丝线填料支架7上。
[0035]所述流离球填料支架9采用PE材质格栅，距离容器底10-20cm;所述丝线填料支架7采用不锈钢钢筋，丝线填料8固定悬挂在不锈钢钢筋上，间距15-20cm，填充在容器上部。
[0036]单级生化反应装置内的生物填料，下部采用流离球填料:采用塑料球内装上60-80%多孔的火山岩或硅藻土或活性炭等，填料有很好的吸附和过滤作用，同时多孔的结构易于微生物附着生长，塑料球之间有空隙，利于水流和空气的均匀流动混合，使得生化系统内均匀混合。上部采用丝线填料，固定悬挂在不锈钢钢筋上，间距15-20cm，填充在容器上部。丝线填料有很大的比表面积，有效增大生物反应接触面积，并减小生物反应容器体积和系统占地面积，而且丝线容易微生物附着生长，培养好的填料还可以方便的进行转移到其他生化池内进行引种扩培，方便操作管理。
[0037]高级氧化和多级生化组合的废水处理系统系统能够标准化生产后，可以方便的并联多套进行废水处理，适应处理水量从0.01-几十万吨。
[0038]高级氧化和多级生化组合的废水处理系统系统集成化高，占地小，可以做成标准配件方便运输和安装。
[0039]本发明还提供了本发明提供了一种利用高级氧化和多级生化组合的废水处理系统进行废水处理的方法，包括以下步骤:
一.废水经污水栗抽吸至第I段生化废水处理系统中的一个单级生化反应装置的容器中，在此容器外连接高级氧化系统的进口和出口，对废水进行高级催化氧化循环处理，降解有毒有害有机物和生物难降解有机物，对生物有毒性的有机物和高分子、长碳链、带苯环的有机物被降解成无毒、小分子、短碳链的有机物；
二.废水经步骤I高级催化氧化循环处理反应后，自流进入第I段生化废水处理系统中的多个单级生化反应装置，进行厌氧-缺氧-好氧多级的生物反应，利用厌氧、缺氧、好氧微生物进一步降解被第I步骤降解而生成的小分子、可生化的有机污染物，降解COD和氨氮；
三.经步骤2中多级生化降解后的废水，如果出水不达标，生物降解达到一定极限，生物降解很慢或无法再生物降解时，再接入一段连接有高级氧化系统的生化废水处理系统，重复步骤I和步骤2的处理，进一步将微生物难以生物降解的有机物进行高级催化氧化处理后，降解的小分子有机物再次被厌氧、好氧、缺氧微生物分解降解直至达标。
【主权项】
1.一种高级氧化和多级生化组合的废水处理系统，包括多级生化组合废水处理系统，所述多级生化组合废水处理系统由多个段生化废水处理系统组成，所述段生化废水处理系统由多个单级生化反应装置组成，其特征在于:所述单级生化废水处理系统中设置有高级氧化系统和其中的一个单级生化反应装置连接。2.如权利要求1所述的一种高级氧化和多级生化组合的废水处理系统，其特征在于:所述多级生化组合废水处理系统由多个段生化废水处理系统串联或者并联或者串并联相结合的方式组成，所述段生化废水处理系统由多个单级生化反应装置串联或者并联或者串并联相结合的方式组成。3.如权利要求1所述的高级氧化和多级生化组合的废水处理系统，其特征在于:所述高级氧化系统由离心栗、文丘里射流器、臭氧发生器、制氧机、空压机、催化反应器、换热器依次连接，集成一套高级氧化工艺系统。4.如权利要求1任一权利要求所述的一种高级氧化和多级生化组合的废水处理系统，其特征在于:所述的单级生化反应装置包括容器，容器中设有填料系统、进水管(I)和出水管(2 )，所述填料系统中包括好氧、厌氧、缺氧三种特性的生物。5.如权利要求4所述的一种高级氧化和多级生化组合的废水处理系统，其特征在于:所述的高级氧化设备和所述的单级生化反应装置的容器连接。6.如权利要求4所述的一种高级氧化和多级生化组合的废水处理系统，其特征在于:所述单级生化反应装置还包括曝气系统，所述曝气系统由主管(3)、支管(4)、控制阀门(5)、曝气头(6)组成，主管(3)和控制阀门(5)设置在容器顶部或侧面，控制阀门(5)控制曝气的全开、半开、关闭，支管(4)和曝气头(6)设置在容器的底部，支管(4)采用环路闭合管路设置。7.如权利要求4-6任一权利要求所述的一种高级氧化和多级生化组合的废水处理系统，其特征在于:所述填料系统还包含流离球填料支架(9)、流离球填料(10)、丝线填料支架(7)和丝线填料(8)，流离球填料支架(9)设置在容器下部，流离球填料(10)置于流离球填料支架(9)上;丝线填料支架(7)平行设置在容器池壁或顶部，丝线填料(8)固定在丝线填料支架(7)上。8.如权利要求7所述的一种高级氧化和多级生化组合的废水处理系统，其特征在于:所述流离球填料支架(9)采用PE材质格栅，距离容器底10-20cm;所述丝线填料支架(7)采用不锈钢钢筋，丝线填料(8)固定悬挂在不锈钢钢筋上，间距15-20cm，填充在容器上部。9.一种利用权利要1-8任一权利要求所述的高级氧化和多级生化组合的废水处理系统进行废水处理的方法，包括以下步骤: 废水经污水栗抽吸至第I段生化废水处理系统中的一个单级生化反应装置的容器中，在此容器外连接高级氧化系统的进口和出口，对废水进行高级催化氧化循环处理，降解有毒有害有机物和生物难降解有机物，对生物有毒性的有机物和高分子、长碳链、带苯环的有机物被降解成无毒、小分子、短碳链的有机物； 废水经步骤I高级催化氧化循环处理反应后，自流进入第I段生化废水处理系统中的多个单级生化反应装置，进行厌氧-缺氧-好氧多级的生物反应，利用厌氧、缺氧、好氧微生物进一步降解被第I步骤降解而生成的小分子、可生化的有机污染物，降解COD和氨氮； 经步骤2中多级生化降解后的废水，如果出水不达标，生物降解达到一定极限，生物降解很慢或无法再生物降解时，再接入一段连接有高级氧化系统的生化废水处理系统，重复步骤I和步骤2的处理，进一步将微生物难以生物降解的有机物进行高级催化氧化处理后，降解的小分子有机物再次被厌氧、好氧、缺氧微生物分解降解直至达标。
【文档编号】C02F3/34GK106007252SQ201610603349
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年7月28日
【发明人】吴浩, 金玲玲, 陈晓雷
【申请人】南京德磊科技有限公司