专利名称：Mo-Bio多相氧化生物床装置及其使用方法
技术领域：
本发明专利为一种用于环保难降解废水处理的环保设备，装置涉及高级化学氧化与生化反应结合的高效一体废水处理装置。
背景技术：
对于难降解废水处理，运用最多的基本为高级氧化技术与生化处理结合的工艺。高级氧化是在单一化学氧化法的基础上发展起来的，利用氧化剂、光照射、电或催化剂等作用，诱发多种形式的强氧化活性物质，尤其是.0Η自由基，氧化电位高达2.80V，其几乎可无选择的与废水中的有机污染物反应，作为引发剂诱发后续链反应，彻底氧化为二氧化碳、水或矿物盐，不产生新的污染物。高级氧化中有一种Fenton试剂法，利用Η202在Fe2+液相溶液作用下生成具有高反 应活性及氧化性的羟基自由基(.0Η)。同时，Fe2+被氧化成Fe3+，Fe3+生成Fe(OH)3以胶体形态存在，具有凝聚、吸附性能，可除去水中重金属铅、铬以及部分悬浮物和杂质。高级氧化反应后的生化处理可以通过微生物的作用，对前高级氧化后已提高生物降解性的出水进一步处理，完成对难降解废水的处理。难降解废水处理一直是废水处理中的难题，高级氧化、生化反应往往工艺控制复杂，投资成本，运行费用高。如何进一步改进工艺，方便用户，减少投资及运行维护费用是需要解决的问题。
发明内容
本发明的目的是针对现在的难降解废水处理工艺，提供一种高级氧化与生化处理结合的一体装置，将两步工艺结合，单装置完成难降解废水处理目的。实现上述目的的技术方案如下:多相氧化生物床废水处理装置，所述装置大体呈圆柱塔形，具有底部和顶部，装置的中心具有孔，其特征在于:所述装置内部从内到外依次将孔分为三层，最内层为多相氧化反应区，中间层为高效沉淀区，最外层为生物床反应区，每一层之间间隔分开。内部多相氧化反应区、高效沉淀区、生物床反应区尺寸大小根据难降解废水特性设定。难降解废水是许多化工行业类废水的通俗说法，这类废水一般难以生化降解，且各类废水含有污染物各不一样，因此，上述各反应区的尺寸大小可以根据不同客户、不同废水、不同要求通过详细计算进行定制。优选的，所述多相氧化反应区的上方延伸凸出装置的本体，下方与装置的底部之间具有间隙，在延伸出的多相氧化反应区，即多相氧化反应区的上方设有排晶口，中部为填料区，下方设有pH调节系统。优选的，所述高效沉淀区的高度低于装置本体的高度，高效沉淀区的上方设置有斜板，形成斜板沉淀，底部设有自动排泥系统，所述自动排泥系统为排泥管道，水流自下而上，经过此区域，分离出的大颗粒物与水两相分离，最终通过斜板彻底两相分离，污泥沉到装置底部，清水进入到最外层生物床区。
优选的，生物床区中部为填料区，并带冲洗系统，下方配有曝气系统，装置上还设置有出水口，出水口的位置设置在生物床区下方，并且出水口凸出装置外。优选的，所述曝气系统包括安装在装置外的鼓风机与装置内底部的曝气管，鼓风机通过管道与曝气管连接，冲洗系统间隔一定时间对生物床填料进行冲洗，将脱落的生物膜与其他颗粒物带出装置外。所述的鼓风机也是辅助设备，通常放在地面上，通过输气管道将风打入装置底部。优选的，所述多相氧化反应区中部填料区的填料为固相氧化铁催化剂载体填料。优选的，所述填料为粉末状铁、铁氧化物、负载铁、铁氧化物载体的其中一种，生物床区中部填料为高比表面积颗粒填料。优选的，所述装置的上方密闭设置，并且装置上方安装有管道混合器，管道混合器与多相氧化反应区紧邻设置，并且连通，管道混合器用于中和后的废水与药剂混合。多相氧化生物床废水处理装置的使用方法，废水进入PH调解系统后，在pH调解系统中投加Fe2+与H202，，废水从上到下流经多相催化氧化反应区，从多相催化氧化反应区出来的水经过其下方的pH调节系统后，水再从下到上经过第二层高效沉淀区，通过水的流动作用，废水中的大颗粒物与水两相分离，沉到装置底部排出，水流经过高效沉淀后，最后自上而下经过最外层生物床，最后由出水口出水。最内层的多相氧化反应区，在底板上方为填料区，装载固相氧化铁催化剂载体填料，为普通Fenton法的改良，加入H2O2和FeSO4两种药剂废水与填料互相作用形成多相反应，三价铁(Fe3+)在反应填料表面产生带催化作用的FeOOH的结晶，与Fe2+—起催化过氧化氢(H2O2),产生强氧化剂.0H氧化去除水中有机物，同时FeOOH结晶填料会慢慢长大，定期可从排晶口排出，无需再添加。此多相反应可减少Fe2+催化剂的加药量，减少污泥量。
外层生物床反应区是一种新型高负荷淹没式三相反应，兼有活性污泥法和生物膜法两者优点。生物床区装有高比表面积的颗粒填料，以提供微生物膜生长的载体，废水流过生物床滤料层，所诉填料就是生物床滤层，滤料层下部设有鼓风曝气(图中未示出，本领域技术人员根据现有技术可以理解其位置与结构，下同)，空气与污水逆向接触。生物膜表面生长的是好氧与兼性微生物，有机污染物经微生物好氧代谢而降解，终产物是H20、C02、N03等，由于氧在生物膜表面已耗尽，生物膜内层微生物处于厌氧状态，可进行有机物的厌氧代谢，终点产物为有机酸、乙醇、醛和H2S、N2等。使污水中的有机物与填料表面的生物膜发生生化反应得以降解，填料同时起到物理过滤阻截与吸附作用。生物床出水即本装置出水清澈，可直接达标排放。所述多相氧化反应区配套的pH调节系统与加药系统。pH调节系统在废水进入氧化反应区前调节至适合反应的酸性，在废水出多相氧化区后调节至中性，高效沉淀池同时起调节池作用，PH在废水进入生物床前达到适合生化反应条件。加药系统为管道混合器形式，现有技术中通常的采用紊流管来进行废水的PH值调节，其作用类似于管道混合器，力口药系统是整体，由搅拌设备、计量泵、管道、管道混合器组成，而管道混合器只是其中的一部分，表示管道连接，FeS04与H202分别通过计量泵(图中未示出)打入废水内，FeS04、H202与废水接触后，经过管道混合器后进入多相氧化区，此处管道混合器可以帮助废水与药剂的充分接触，保证反应有效性。所述高效反应区底部配有自动排泥系统，设有排泥管道，按一定的速度将反应区底部的污泥排往装置外。冲洗系统间隔一定时间对生物床填料进行冲洗，将脱落的生物膜与其他颗粒物带出装置外。本发明结构简单，将难降解废水处理的高级氧化工艺与生化反应工艺结合装置化，占地面积小，方便用户操作，工艺控制简单，减少用户投资成本，降低运行费用。
图1是本发明的结构示意图。图2为本发明俯视截面图附图序号说明:管道混合器1、催化剂固体填料2、多相氧化反应区3、高效沉淀区
4、生物床5区、曝气系统6、斜板7、生物颗粒填料8、冲洗系统9、排泥系统10、pH调节系统1具体实施例方式下面结合附图对本发明做详细的说明。与本装置相互作用的还包括辅助装置，例如pH调节系统11，加药系统，进水系统等，都是附属设备，附属设备都是已知的现有技术，上述系统与本装置连接，共同完成所述的难降解废水的处理，加药系统、pH调节系统11、进水系统可以由计量泵打入，通过管道相互连接，废水进入PH调节系统后，进入管道混合区I，经pH调解在废水中投加Fe2+与H202，经PH调节后的水从上到下流经到本装置的多相催化氧化反应区，出水时再一次经过pH调节，之后，再从下到上经过第二层高`效沉淀区，通过水流作用，大颗粒物与水两相分离，沉到装置底部排出，水流经过高效沉淀后，最后自上而下到达最外层生物床，最后出水。加药系统(图中未示出)连接在本装置的下面，化学药粉通过计量泵打进去，废水进入本装置也是通过计量泵(图中未示出)打到装置中心区。从上到下，图1中的pH调节系统11是在废水中加酸把水调成酸性；图下面的的PH调节系统11是在水中加碱把水再调回中性。参见图1，本实施例由管道混合器1、催化剂固体填料2、多相氧化反应区3、高效沉淀区4、生物床区5、曝气系统6、斜板7、生物颗粒填料8、冲洗系统9、排泥系统10组成。本实施例呈圆柱塔形，具有底部和顶部，由内而外分为三层，最内层为多相氧化反应区3，中间层为高效沉淀区4，最外层为生物床区5。高效沉淀区的高度低于装置本体的高度，高效沉淀区与装置的顶部之间具有间隙，多相氧化反应区的上方延伸凸出装置的本体，下方与装置的底部之间具有间隙，在延伸出的多相氧化反应区，即多相氧化反应区的上方设有排晶口 11。装置顶部密封，架有管道混合器1，废水经pH调节系统进行PH调节，与药剂混合后经管道混合器混合1，从上至下进入最内层多相氧化反应区3。多相氧化反应区3中部为填料区，装载固相氧化铁催化剂载体填料，上部设有排晶口 11，底部出水管道与PH调节系统相连。高效沉淀区4水量从下至上，在下部进水口下方配有排泥系统10，上部配有斜板7，出水经过斜板后翻到最外层生物床区5。生物床区5中部装载适合生物生长的生物颗粒填料8，同时配有冲洗系统9，底部出水口下方配有曝气系统6。
以上仅为本发明实施例的较佳实施例而已，并不用以限制本发明实施例，凡在本发明实施例的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明实施例的保护范围 内。
权利要求
1.多相氧化生物床废水处理装置，所述装置大体呈圆柱塔形，具有底部和顶部，装置的中心具有孔，其特征在于:所述装置内部从内到外依次将孔分为三层，最内层为多相氧化反应区，中间层为高效沉淀区，最外层为生物床反应区，每一层之间间隔分开。
2.根据权利要求1所述的多相氧化生物床废水处理装置，其特征在于:所述多相氧化反应区的上方延伸凸出装置的本体，下方与装置的底部之间具有间隙，在延伸出的多相氧化反应区，即多相氧化反应区的上方设有排晶口，中部为填料区，下方设有pH调节系统。
3.根据权利要求1所述的多相氧化生物床废水处理装置，其特征在于:所述高效沉淀区的高度低于装置本体的高度，高效沉淀区的上方设置有斜板，形成斜板沉淀，底部设有自动排泥系统，所述自动排泥系统为排泥管道，水流自下而上，经过此区域，分离出的大颗粒物与水两相分离，最终通过斜板彻底两相分离，污泥沉到装置底部，清水进入到最外层生物床区。
4.根据权利要求1所述的多相氧化生物床废水处理装置，其特征在于:生物床区中部为填料区，并带冲洗系统，下方配有曝气系统，装置上还设置有出水口，出水口的位置设置在生物床区下方，并且出水口凸出装置外。
5.根据权利要求5所述的多相氧化生物床废水处理装置，其特征在于:所述曝气系统包括安装在装置外的鼓风机与装置内底部的曝气管，鼓风机通过管道与曝气管连接，冲洗系统间隔一定时间对生物床填料进行冲洗，将脱落的生物膜与其他颗粒物带出装置外。
6.根据权利要求2所述的多相氧化生物床废水处理装置，其特征在于:所述多相氧化反应区中部填料区的填料为固相氧化铁催化剂载体填料。
7.根据权利要求6所述的多相氧化生物床废水处理装置，其特征在于:所述填料为粉末状铁、铁氧化物、负载铁、铁氧化物载体的其中一种，生物床区中部填料为高比表面积颗粒填料。
8.根据权利要求1 所述的多相氧化生物床废水处理装置，其特征在于:所述装置的上方密闭设置，并且装置上方安装有管道混合器，管道混合器与多相氧化反应区紧邻设置，并且连通，管道混合器用于中和后的废水与药剂混合。
9.权利要求1所述的多相氧化生物床废水处理装置的使用方法，其特征在于:废水进入PH调解系统后，在pH调解系统中投加Fe2+与H202，，废水从上到下流经多相催化氧化反应区，从多相催化氧化反应区出来的水经过其下方的PH调节系统后，水再从下到上经过第二层高效沉淀区，通过水的流动作用，废水中的大颗粒物与水两相分离，沉到装置底部排出，水流经过高效沉淀后，最后自上而下经过最外层生物床，最后由出水口出水。
全文摘要
本发明涉及一种Mo-Bio多相氧化生物床难降解废水深度处理装置，装置大体呈圆柱塔形，具有底部和顶部，装置的中心具有孔，装置内部从内到外依次将孔分为三层，最内层为多相氧化反应区，中间层为高效沉淀区，最外层为生物床反应区，每一层之间间隔分开。废水通过装置顶部的管道混合器与药剂混合后从最内层多相氧化反应区自上而下进入装置，再自下而上经过中间层高效沉淀区后到生物床区上方，最后经过生物床区后从装置下部排放。本发明的优点是将难降解废水处理的高级氧化工艺与生化反应工艺结合装置化，占地面积小，方便用户操作，工艺控制简单，减少用户投资成本，降低运行费用。
文档编号C02F9/14GK103172225SQ20131012943
公开日2013年6月26日 申请日期2013年4月15日 优先权日2013年4月15日
发明者刘玉兰 申请人:陆非环保能源科技(上海)有限公司