臭氧及生物巢处理技术联合处理难降解废水工艺及设备的制作方法

本发明涉及一种水处理工艺及设备,本发明特别涉及一种臭氧及生物巢处理技术联合处理难降解废水工艺及设备。

背景技术：

钢铁企业大多是集烧结、焦化、炼铁、炼钢、连铸、轧钢等各生产工序，各生产工序在生产过程中均产生并排放大量的工业废水。钢铁企业综合废水具有排水量大、污染物复杂且污染负荷大等特点。以前将这些废水排至常规的水处理系统，随着国家环保部门对废水排放标准的提高以及企业可持续发展的要求，水资源的循环利用迫在眉睫。深度处理技术是解决废水能够达到回用要求的关键。

由于欲进行深度处理的综合废水是经过生物好氧处理的出水，废水的BOD/COD(生化需氧量/化学需氧量)比值已经相当低，若要进一步降低COD(化学需氧量)值，则必须利用有效的处理方法。而且回用对氨氮和总氮指标要求都很高，常规生化处理后的出水大都不能满足要求。

高级氧化技术分为多种，例如臭氧氧化，芬顿Fenton氧化。其他高级氧化法还有：电化学氧化法，湿式氧化法，超临界水氧化法，光催化氧化法，超声波氧化等。

其中市面上用的最多的是臭氧与芬顿(Fenton)。

芬顿(Fenton)法是利用在酸性环境下利用FeSO₄与双氧水反应生成羟基自由基，利用羟基自由基与污染物反应的工艺。

芬顿反应至少需要四步，包括pH调节(反应必须在酸性下进行)，反应塔，pH中和池，污泥处理。芬顿法产生的大量污泥是该法的一个很大的缺点，并且最后还会使水中的含盐量增加，特别不适合后面回用的工艺。

技术实现要素：

本发明的目的是针对已有技术中存在的缺陷,提供一种臭氧及生物巢处理技术联合处理难降解废水工艺及设备。

本发明通过多点投加式反应器，利用臭氧和双氧水的协同作用，产生羟基自由基来氧化难生化物质，使难生化物质开环、断链提高废水的可生化性，然后再进入Bionest生物反应器。分子式：

2O₃+H₂O₂→2OH+3O₂

通过缺氧Bionest池和好氧Bionest池去除废水中的COD、氨氮、总氮，使废水最终出水满足回用及更高的排放标准。

Bionest：一种生物巢反应器，是以『多孔性生物填料』为核心的新型生物处理系统，(以下简称Bionest池)采用多孔性填料作为反应槽的介质，提高悬浮固体物拦截的机会，因提供广大表面积作为微生物附着、增殖的介质，可累积大量及特定族群的生物膜微生物，有助于达到去除各种污染物的目的。

本发明的工艺包含下列步骤：

(1)将难降解废水送入多点式投加反应器，在多点投加式反应器上投加臭氧O₃和双氧水H₂O₂、利用臭氧和双氧水协同作用产生的羟基自由基将废水中的难降解物质开环、断链，提高废水的可生化性；

(2)将经过步骤(1)处理后的废水输送到稳定池中，在稳定池中，废水中的污染物质得到进一步的降解，不完全反应的臭氧和双氧水完全释放；

(3)将经过步骤(2)处理后的废水输送到Bionest系统，Bionest系统又分为两段：缺氧段即缺氧Bionest池、和好氧段即好氧Bionest池，在缺氧段通过反硝化菌的代谢，将废水中的总氮去除，在好氧段通过硝化菌及其他好氧微生物的共同作用，去除水中的 NH₄-N及有机物；

(4)将经过步骤(3)处理后的废水输送到过滤系统，在过滤系统中实现泥水分离，滤后水满足回用水水质要求，截留后的悬浮物通过反洗水回流至前处理系统重新处理。

所述步骤(1)中O₃和H₂O₂的投加比为1:0.5(摩尔比)，每去除1kgCOD，消耗1.5kg臭氧。

所述步骤(1)中臭氧投加至反应器内的压力应高于废水进水压力，当废水进水压力高于臭氧发生器产生的臭氧压力侧启动臭氧增压单元。

本发明包括:集水池、多点投加式反应器、稳定池、缺氧Bionest池、好氧Bionest池、滤池、回用水池，其特征在于所述多点投加式反应器为类似单向封闭式管道结构反应器，反应器内前段设有H₂O₂投加装置、O₃投加装置，中段设有混合单元、后段设有反应单元，反应器可以让药剂与废水能够高效充分反应。反应器的出水口与稳定池连接，稳定池的出水口与缺氧Bionest池连接，缺氧Bionest池的出水口与好氧Bionest池连接，好氧Bionest池的出水口与滤池连接，滤池的出水口与回用水池连接，回用水池设有出水口。

所述多点投加式反应器的O₃投加装置设有臭氧增压单元、臭氧分配单元、及动力泵输送单元。

所述缺氧Bionest池、好氧Bionest池的反应槽为浮动床方式反应槽，反应槽的介质均为多孔性载体介质，多孔性生物载体为粒状轻质聚合材料，密度28kg/m³。多孔性生物载体提高悬浮固体物拦截之机会，提供广大表面积作为微生物附着、增殖的介质，能累积大量及特定族群的生物膜微生物，有助于达到去除各种污染物之目的。

所述缺氧Bionest池、好氧Bionest池的反应槽的载体为可浮动载体，多孔性生物载体具开放性孔洞，孔洞密度150-200pore/inch。

本发明的优点是利用臭氧和双氧水的协同作用，产生羟基自由基来氧化难生化物质，使难生化物质开环、断链提高废水的可生化性，再经生物巢处理技术处理来达到排放标准。

附图说明

图1本发明的降解废水处理工艺流程框图；

图2本发明的多点投加式反应器结构示意图；

图3本发明的多点投加式反应器左视结构示意图；

图4本发明的结构示意图。

图中：1集水池、2多点投加式反应器、2-1进水口、2-2出水口、2-3 H₂O₂投加装置、2-4 O₃投加装置、2-5混合单元、2-6反应单元、3稳定池、4-1缺氧Bionest池进水口、4缺氧Bionest池、5好氧Bionest池、6滤池、7回用水池、8出水口。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本发明的实施例：

参见图2、图3、图4，本实施例由集水池1、多点投加式反应器2、稳定池3、缺氧Bionest池4、好氧Bionest池5、滤池6、回用水池7组成。多点投加式反应器2为单向封闭式管道结构反应器，多点投加式反应器2内前段设有H₂O₂投加装置2-3、O₃投加装置2-4，O₃投加装置2-4设有臭氧增压单元、臭氧分配单元、及动力泵输送单元。中段设有混合单元2-5、后段设有反应单元2-6，多点投加式反应器2可以让药剂与废水能够高效充分反应。多点投加式反应器2的出水口与稳定池3连接，稳定池3的出水口与缺氧Bionest池4进水口4-1连接，缺氧Bionest池4的出水口与好氧Bionest池5连接，好氧Bionest池5的出水口与滤池6连接，滤池6的出水口与回用水池7连接，回用水池7设有出水口8。

缺氧Bionest池4、好氧Bionest池5的反应槽为浮动床方式反应槽， 反应槽的介质均为多孔性载体介质，多孔性生物载体为粒状轻质聚合材料，密度28kg/m³。多孔性生物载体提高悬浮固体物拦截之机会，提供广大表面积作为微生物附着、增殖的介质，能累积大量及特定族群的生物膜微生物，有助于达到去除各种污染物之目的。缺氧Bionest池4、好氧Bionest池5的反应槽的载体为可浮动载体，多孔性生物载体具开放性孔洞，孔洞密度150-200pore/inch。

参见,1，综合废水经过前系统处理后，出水首先进入集水池1收集，随后由提升泵提升进入多点投加式反应器2，反应器中投加O₃和H₂O₂，使难降解有机物在多点投加式臭氧反应器2中得以开环、断链，转化为易生化降解的小分子物质，提高B/C比并同时去除部分COD。出水自流进入稳定池3，在稳定池3中，废水中的污染物质得到进一步的降解，不完全反应的臭氧和双氧水完全释放。经稳定池3后的废水泵入缺氧Bionest池4、好氧Bionest池5。

缺氧Bionest池4的作用是水解酸化，降解COD，同时改变原废水的可生化性，提高B/C。系统回流的硝化液在此利用原水中碳源作为电子供体进行反硝化，将硝酸盐和亚硝酸盐还原成氮气。同时，氨化菌在此将废水中的有机氮转化成NH₄-N，与原废水中的NH₄-N共同进入好氧Bionest池5。在好氧Bionest池5中，经过好氧微生物的代谢作用，将有机物降解成CO₂、H₂O及无机化合物，在适宜的条件下，利用亚硝化菌及硝化菌的作用，将废水中的NH₄-N硝化成硝酸盐或亚硝酸盐，再通过硝化混合液内循环回流到缺氧池从而达到脱氮的目的。

好氧Bionest池5出水自流进入滤池6，经过滤去除废水中的悬浮物后，自流进入回用水池7，出水达到排放及回用要求。

本实施例的工艺包含下列步骤：

(1)将难降解废水送入多点式投加反应器，在多点投加式反应器2上 投加臭氧O₃和双氧水H₂O₂、利用臭氧和双氧水协同作用产生的羟基自由基将废水中的难降解物质开环、断链，提高废水的可生化性，O₃和H₂O₂的投加比为1:0.5(摩尔比)，每去除1kgCOD，消耗1.5kg臭氧，臭氧投加至反应器内的压力应高于废水进水压力，当废水进水压力高于臭氧发生器产生的臭氧压力侧启动臭氧增压单元；

(2)将经过步骤(1)处理后的废水输送到稳定池3中，在稳定池3中，废水中的污染物质得到进一步的降解，不完全反应的臭氧和双氧水完全释放；

(3)将经过步骤(2)处理后的废水输送到Bionest系统，Bionest系统又分为两段：缺氧段即缺氧Bionest池、和好氧段即好氧Bionest池，在缺氧段通过反硝化菌的代谢，将废水中的总氮去除，在好氧段通过硝化菌及其他好氧微生物的共同作用，去除水中的NH₄-N及有机物；

(4)将经过步骤(3)处理后的废水输送到过滤系统，在过滤系统中实现泥水分离，滤后水满足回用水水质要求，截留后的悬浮物通过反洗水回流至前处理系统重新处理。