专利名称：：羟基自由基活性氧-生物活性炭联用的污水深度处理方法
技术领域：
：本发明属于污水处理领域，特别是涉及一种羟基自由基活性氧一生物活性炭联用的污水深度处理方法。
背景技术：
：目前，污水处理的方法很多，对不同类型的污水有着不同的处理方法，大多数城市污水和工业污水通常采用曝气池或活性污泥法，是利用微生物作用把污水中呈溶解、胶体及微细悬浮状态的有机污染物分解或转化为无污染的二氧化碳、水及稳定的无害物，一部分合成微生物物质，促使微生物增长，从而使污水的COD、BOD大大降低。这种传统的活性污泥法系统庞大，工艺复杂、占地面积大，投资巨大，动力消耗高，一般占污水处理成本的60~70%，而且氮、磷等有机物的去除效果也不理想；排出的剩余活性污泥造成二次污染，处理很困难，再造成环境公害。羟基自由基活性氧处理是一种高级氧化处理技术。当前的高级氧化处理技术主要有Fenton法、氧化絮凝法、电催化法、臭氧法、超声降解法和光催化法等。这些方法中的有些方法如Fenton法、电催化法在有机废水处理方面具有较好的效果，在降解和脱色上卓有成效。但是，要使污水中的有机物彻底降解，需要较长的时间，而且处理成本很高，加上有些技术还存在一些不能克服的问题，限制了它们在污水处理中的应用。随着工业的快速发展和人们生活水平不断提高，由工业生产产生的污水和城市生活污水数量迅速增加，其中难降解有机物的数量也大为增加，这给污水处理带来了很大的难度。很多工业污水，采用传统工艺处理，已经很难达标排放。此外，随着环保问题的日益严峻，将污水深度处理后再排放或回用，已是大势所趋。但是，当前很多的污水处理厂或站都是按照污水综合排放二级标准设计，要达到一级排放标准需要对工艺进行较大调整，有些污水由于可生化性较差，没有合适的工艺可以将排水深度处理到合格标准。羟基自由基活性氧发生装置是一种高效的羟基自由基活性氧发生装置。它是利用国际上燃料电池的前沿技术制备高效电催化膜电极，能在温和条件下、集反应与分离为一体的合成羟基自由基活性氧，是一种节能、原子经济反应、环境友好的新型化工过程。其产生的羟基自由基活性氧具有很高的氧化性，可有效氧化、降解污水中的各种有机物。羟基自由基活性氧，氧化电势:2.8V，仅低于氟，高于臭氧等。虽然羟基自由基活性氧的处理效果很好，但是，若由它来完全降解二级排放污水中的有机物，由于有机物的种类和数量繁多，仍然存在处理不能完全达标及造成成本特高，无法应用于污水处理中的问题。
发明内容本发明的目的是为了解决上述现有技术污水深度处理技术对污水处理厂或站二级排水特别是可生化性较差的排水处理效果有限、成本高的问题，经发明人长期从事污水处理的开发、研究和实践，提供一种更有效的羟基自由基活性氧一生物活性炭联用的污水深度处理的方法。本发明提供的一种羟基自由基活性氧一生物活性炭联用的污水深度处理方法，其特征在于主要包括下列两个处理单元羟基自由基活性氧处理和生物活性炭处理两个单元。O羟基自由基活性氧处理待处理污水首先与由羟基自由基活性氧发生装置产生的羟基自由基活性氧混合均匀，其中羟基自由基活性氧投加量为待处理每升污水5~25mg，优选10~~20mg，随后进入氧化塔底部布水器，经氧化塔内部填充具有催化作用的填料；带有羟基自由基活性氧的污水向上流经氧化塔，停留时间为520min，优选为15~20，污水中的有机污染物被迅速氧化、降解或分解、转化而去除，经羟基自由基活性氧处理后的污水从氧化塔顶部的出水口流出。O)生物活性炭处理经步骤O)处理的污水从生物活性炭反应器的一侧流入，流经所述反应器中填充的生物活性炭层，停留时间在30180min之间，污水中的有机物被进一步降解、去除，处理后的污水从所述反应器的另一侧流出，达到一级排放标准。按照本发明提供的污水深度处理的方法中，所述羟基自由基活性氧处理单元中的羟基自由基活性氧发生器装置(市售产品)是一种高效的羟基自由基活性氧发生装置，产生的羟基自由基活性氧具有很高的氧化性，例如OH自由基、H20+、H202、H30等是很强的活泼离子，不仅与有机物发生夺氢反应，而且有加成自由基复合等，是强的氧化剂与无机溶解物发生反应，尤其污水中重金属离子还原成金属离子，它具有极高的氧化电势=2.8￥，仅低于氟，高于臭氧等。特别是与污水混合后，在氧化塔(市售)中带有催化作用填料的作用下，羟基自由基活性氧可迅速的氧化水中的有机污染物，使有机污染物被更快的降解或去除，同时更高比例的有机物质降解或转化为容易被生物降解的物质，显著改善污水的可生物降解性。在羟基自由基活性氧处理单元投加的羟基自由基活性氧的量可根据进污水水质和出水水质的目标确定，在5mg/L~25mg/L，优选为10~20;待处理的污水在羟基自由基活性氧处理单元和生物活性炭处理单元停留的时间越长，投加的羟基自由基活性氧越多，则污水的深度处理效果越好，处理后的水质越好，但是会增加处理成本一般停留时间在520分之间，优选为15~20分。<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>在生物活性炭单元，在活性炭表面长了较多的各种微生物菌，在污水流经过生物活性炭层时，污水中的污染物特别是有机物经羟基自由基活性氧处理而被转化为可生物降解的有机物再次被生物活性炭吸附和降解被除去，残留的难生物降解有机物，也可通过活性炭内部的厌氧菌得到部分去除。羟基自由基活性氧处理和生物活性炭处理相结合后，污水只要在羟基自由基活性氧处理单元进行初步的处理，使污水中的污染物更多的转化为可生物降解的物质，而不需要完全降解。这明显大大縮短了羟基自由基活性氧的用量和处理时间，所以能降低羟基自由基活性氧处理单元的处理成本；同时，污水经过羟基自由基活性氧处理后，污水中可生物降解有机物的比例提高，更适合生物活性炭处理，生物活性炭处理效率也提高。本发明的污水深度处理的方法中涉及各种设备均为市售产品，催化活性填料亦是市售。本发明提供的污水深度处理方法的特点为是将羟基g由基活性氧和生物活性炭处理技术经过反复试验和实践有机组合在一起，适用于二级排水的污水深度处理，兼备了羟基自由基活性氧处理和生物活性炭处理各自特点，并远超越两者各自处理的效果及克服了两者各自无法达到的效果和缺点，开创适合于一级排水的深度处理的新一代方法。利用羟基自由基极强的氧化性，使有机物的结构发生适合于生物(微生物菌)降解的变化以改善可生物降解性，结合生物活性炭技术能经济有效去除可生物降解有机物的特点，从而经济高效的降解污水中的有机物。与单独的羟基自由基活性氧处理方法相比，这种方法更为经济。本发明提供的污水深度处理方法能广泛适用于现有城市生活污水及工业污水的一级排放的深度处理。图1为羟基自由基活性氧-生物活性炭联合的污水深度处理的工艺流程示意图。具体实施例方式本发明用以下实施例来进一步说明本发明，但本发明的保护范围并非下列实施例。实施例h来自城市污水首先经过通常包括格栅、沉沙池、初沉池等机械处理过的污水或二级排水与羟基自由基活性氧发生装置1(如图1市售)产生的羟基自由基活性氧混合，羟基自由基活性氧投加量为进入污水量的10g/M，经管道混合器2混合均匀后进入氧化塔3底部布水器4;所述氧化塔内部填充具有催化活性的填料5，带有羟基自由基的污水向上流经氧化塔，停留时间在12min左右，例如水中的有机物在带有催化作用填料的作用下，羟基自由基活性氧可迅速的氧化水中的有机污染物，使有机污染物被更快的降解或去除，同时更高比例的物质转化为容易被生物降解的物质，显著改善污水的可生物降解性。，提高可生化性。经初步处理后的污水从所述氧化塔顶部的出水口6流出；经上述初步处理的污水从生物活性炭反应器7的顶侧进水口8流入，水流经所述反应器中填充的生物活性炭层9，停留时间160min，在生物活性炭单元，在活性炭表面长了较多的微生物，在水流经过生物活性炭时，水中的污染物被生物活性炭吸附和降解。那些在羟基自由基活性氧处理单元被转化为可生物降解的有机物在生物活性炭单元被去除，残留的难生物降解有机物，也可通过活性炭内部的厌氧菌得到部分去除，处理后的水从所述反应器的底侧出水口IO流出。根据水中污染物的浓度及处理要求，还可以向生物活性炭单元中曝气。生物活性炭单元运转一段时间后，要进行反冲洗以更新生物活性炭的表面。反冲洗水从生物活性炭单元下部的排水口IO流入，经过砂石11和生物活性炭层9，最后从上部反冲洗水的出水口12排出。结果列于表2，采用本发明所述的羟基自由基活性氧一生物活性炭联用深度处理后出水COD、BOD和氨氮浓度分别下降到37mg/L、5mg/L和4mg/L，而只采用生物活性炭处理的方法，保持同样的停留时间，处理后出水COD、BOD和氨氮浓度分别下降到112mg/L、8mg/L和15mg/L(见表3);单纯用羟基自由基活性氧氧化，处理后出水COD和氨氮的变化不大，但BOD有大幅上升(见表4)，可见羟基氧的加入可明显改善污水的可生化性。由于可生化性的改善，羟基自由基活性氧一生物活性炭联用深度处理方法对有机污染物的去除效果明显提高。表2羟基自由基活性氧一生物活性炭联用深度处理工艺的处理效果<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>表4羟基自由基活性氧氧化处理效果<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>实施例2-3:本实例2-3的处理步骤相同于例1，不同时待处理的污水在羟基自由基活性氧处理单元中氧化塔内停留15min，在生物活性炭反应器停留120min。当羟基自由基活性氧投加量分别为6mg/L(例2)和12mg/L(例3)时，氧化塔对COD和氨氮的去除率可见表5。而本发明所述的羟基自由基活性氧一生物活性炭联用深度处理方法，在羟基自由基活性氧投加量为12mg/L时，对COD和氨氮的去除率分别达到75.4%和90.5%。可见与单纯羟基自由基活性氧处理相比，羟基自由基活性氧—生物活性炭联用深度处理法对有机污染物的去除效果要高的多，而处理成本较低。表5羟基自由基活性氧一生物活性炭联用深度处理方法的处理效果<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>比较例1本实施例单独生物活性炭处理，工艺步骤相同于实施例中生物活性炭处理，结果列于表3.比较例2本实例为羟基自由基活性氧处理，工艺步骤相同于例1中羟基自由基活性氧处理，结果列于表4，由表3及4结果看出效果明显差于本发明的深度处理结果。权利要求1、一种羟基自由基活性氧一生物活性炭联用的污水深度处理方法，其特征在于①羟基自由基活性氧处理待处理污水首先与由羟基自由基活性氧发生装置产生的羟基自由基活性氧混合均匀，随后进入氧化塔底部布水器，经氧化塔内部填充具有催化作用的填料，带有羟基自由基活性氧的污水向上流经氧化塔，停留时间在5～20min，污水中的有机污染物迅速被氧化、降解或分解、转化而除去，经初步处理后的污水从所述氧化塔顶部的出水口流出，其中羟基自由基活性氧的投加量为待处理每升污水5～25mg；②生物活性炭处理经步骤①处理的污水从生物活性炭反应器的一侧流入，流经所述反应器中填充的生物活性炭层，停留时间在30～180min之间，水中的有机污染物进一步被降解、去除；处理后的污水从所述反应器的另一侧流出，达到一级排放水2、根据权利要求1所述的污水深度处理方法，其特征在于所述羟基自由基活性氧处理单元中羟基自由基活性氧的投加量为待处理每升污水的10mg/L20mg/L，停留时间15~20分。全文摘要本发明涉及羟基自由基活性氧-生物活性炭联用的污水深度处理方法，其特征在于包括羟基自由基活性氧处理和生物活性炭处理两个单元待处理污水首先与由羟基自由基活性氧发生装置产生的羟基自由基活性氧混合均匀，投加量为5-25mg/L，随后从氧化塔底部进入，在氧化塔内完成氧化反应；塔内停留时间5～20min，水中的有机污染物被去除或分解、转化；初步处理后的水从氧化塔顶部流出，进入生物活性炭反应器，停留时间60～180min，水中有机污染物被生物降解、去除。本方法能高效的去除有机污染物，处理效果好，成本低，可广泛被应用于城市生活污水及工业污水一级排放的深度处理。文档编号C02F3/34GK101591129SQ20091014789公开日2009年12月2日申请日期2009年6月17日优先权日2009年3月27日发明者徐俊伟,朱志翔,梅林,沙晓峰,蔡卫滨,马国庆,建黄申请人:常州华钛化学股份有限公司