高浓度难降解有机废水处理装置及方法
【专利摘要】本发明涉及一种高浓度难降解有机废水处理装置及方法，具有一个用于废水处理的桶状罐体，桶状罐体具有罐体内层、罐体中层和罐体外层，罐体内层有微电解催化氧化单元，罐体中层有竖流沉淀区，罐体外层设有曝气生物滤池；微电解催化氧化单元下端内装有曝气管，上部装有布水器，底部装有pH调节栅，pH调节栅与加药泵连接；曝气生物滤池底部装有曝气盘，曝气盘下面为由底板支撑的承托层，底板上布有长柄滤头，底板下部为布水布气室，布水布气室连接冲洗泵、出水管及反冲洗进气管；曝气管和曝气盘连接空压机。本发明运行管理简单，投资运行成本低，可根据不同废水特性，调节水力停留时间、pH、曝气量、催化剂种类及用量，适用于多种不同的工业废水的处理。
【专利说明】高浓度难降解有机废水处理装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种废水处理方法及装置，具体涉及高浓度难降解工业废水的处理方法及装置。
【背景技术】
[0002]对于工业高浓度难降解有机废水，有机污染物含量很高，成分复杂，可生化性差，水质水量变化大，难于处理达标。随着社会经济的发展以及人们环保意识的增强，对于这些特种废水的处理越来越受到各地政府重视，提出更高的处理要求。但不同行业水质差异性很大，很难用单一的微生物方法处理，而化学方法易于产生二次污染，所以寻求一种提高废水的可生化性和有机物处理效果的电化学-微生物联合处理方法和途径，采用微电解催化氧化-絮凝沉淀-BAF —体化处理装置，实现特种工业废水简约化处理流程和高效处理达标的目的。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种高浓度难降解有机废水处理装置及方法，以解决上述问题。
[0004]为实现上述目的，本发明的技术方案是:一种高浓度难降解有机废水处理装置，具有一个用于废水处理的桶状罐体，桶状罐体具有罐体内层、罐体中层和罐体外层，罐体内层设有内层微电解催化氧化单元，罐体中层设有竖流沉淀区，罐体外层设有曝气生物滤池；所述微电解催化氧化单元下端内装有曝气管，上部装有布水器，底部装有pH调节栅，pH调节栅与加药泵连接；所述曝气生物滤池底部装有曝气盘，曝气盘下面为承托层，承托层由底板支撑，底板上布有长柄滤头，底板下部为布水布气室，布水布气室连接冲洗泵、出水管及反冲洗进气管；曝气管、曝气盘及反冲洗进气管连接空压机。
[0005]所述内层微电解催化氧化单元中的微电解填料为催化活性微电解填料，催化活性微电解填料主体为合金骨架，具有高电位差，氧化还原反应产生金属离子，同时熔入不同的催化剂，在有曝气条件下，去除C0D、降低色度、提高可生化性。
[0006]所述桶状罐体的顶部开有废水进水口，曝气生物滤池底部设有用于废水向下流经填料后的排水口。
[0007]所述桶状罐体的顶盖和底部通过连接法兰与罐体可分离连接，便于安装、维修及调试，所述顶盖设有通气孔。
[0008]所述曝气生物滤池中所装填料为单一材质的填料或多种材质分层复合或混合的填料。
[0009]一种应用高浓度难降解有机废水处理装置处理废水的方法，包括:
(1)内层微电解催化氧化单元处理:废水经酸化后由装置顶部进水口进入，向下流入内层微电解催化氧化单元，利用电势差进行微电解氧化还原反应，分解难降解有机物，以净化水质并提高废水可生化性；微电解单元底部曝气管供氧，加之熔在微电解填料中的催化齐U，微电解的同时进行催化氧化反应，提高水处理效果；废水继续向下流经PH调节栅，将废水PH调至7-8后进入罐体中间层；
(2)中层絮凝沉淀单元处理:废水进入罐体中间层，向上流进行竖流式沉淀，在废水中微电解产生的金属离子絮凝作用下，促使水中颗粒物及磷化合物沉淀于装置底部，通过排泥管排出装置，沉淀后废水经溢流堰进入曝气生物滤池；
(3)外层微生物处理单元处理:沉淀后废水向下流经罐体外层曝气生物滤池，滤池底部曝气，废水经填料吸附、过滤和生物膜降解进一步去除有机物、氮、磷等污染物，处理水由装置底部排水管排出。
[0010]本发明的有益效果:
本发明所提供的一体化废水处理装置，集微电解、催化氧化、絮凝沉淀以及曝气生物滤池处理于一体，有效实现高浓度难降解工业废水的生物处理；通过金属离子的絮凝沉淀去除部分磷以及曝气生物滤池进行脱氮，可实现废水有机物、氮、磷等污染物的高效处理，同时具有运行费用低，占地面积小，前期投资低，操作简单等优点。装置运行的各项参数可通过不同废水特性加以确定，可适用于多种高浓度难生物降解有机废水的处理。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1是本发明的实施例中的结构示意图；
图2是本发明的实施例中的曝气生物滤池的局部结构示意图；
图3是本发明的实施例中的微电解单元的局部结构示意图。
【具体实施方式】
[0012]以下结合附图与实施例，对本发明作进一步说明。
[0013]如图1至图3所示，一种高浓度难降解有机废水处理装置，包括进水口 1、布水器2、微电解催化氧化单元3、曝气管4、pH调节栅5、竖流沉淀区6、溢流堰7、pH检测器8、曝气生物滤池9、曝气盘10、空压机11、出水管12、加药泵13、污泥泵14、冲洗泵15、反冲洗排水管16、连接法兰17、中层排气口 18、内层排气口 19、桶状罐体20、长柄滤头21、反冲洗进气管22、罐体内层25、罐体中层26、罐体外层27、法兰栓28等。
[0014]桶状罐体20具有罐体内层25、罐体中层26和罐体外层27。罐体内层25设有微电解催化氧化单元3，罐体中层26为竖流沉淀区6，罐体外层27为曝气生物滤池9 ;微电解催化氧化单元3下端内装有曝气管4，上部装有布水器2，底部装有pH调节栅5，pH调节栅5与加药泵13连接；曝气生物滤池9底部装有曝气盘10，曝气盘10下面为承托层，承托层由底板支撑，底板上布有长柄滤头21，底板下部为布水布气室，布水布气室连接冲洗泵15、出水管12、反冲洗进气管22 ;曝气管4、曝气盘10及反冲洗进气管22连接空压机11。
[0015]微电解催化氧化单元3中的微电解填料为催化活性微电解填料，催化活性微电解填料主体为合金骨架，具有高电位差，氧化还原反应产生金属离子，同时熔入不同的催化齐U，在有曝气条件下，去除C0D、降低色度、提高可生化性。
[0016]桶状罐体20的顶部开有废水进水口，曝气生物滤池9底部设有用于废水向下流经填料后的排水口，排水口连接出水管12。桶状罐体20底部连接污泥泵14。桶状罐体20的顶盖和底部通过连接法兰17与罐体可分离连接，便于安装、维修及调试，所述顶盖设有通气孔。曝气生物滤池9中所装填料为单一材质的填料或多种材质分层复合或混合的填料。如图2所示，曝气盘10为微孔曝气盘，安装在环状干管上，由干管23连接至空压机11 ;如图3所示，曝气管4为穿孔曝气管，由曝气干管24连接至空压机11。
[0017]微电解填料底部设置曝气系统，不仅可以为催化氧化反应提供氧化剂，而且可以使填料处于悬浮状态，促进反应进程；曝气生物滤池填料底部设置气、水反冲系统，定期运行防止堵塞板结。废水的运行从装置顶部中心进水口进水，向下流经微电解催化氧化区、絮凝沉淀区，充分絮凝沉淀后，向上流经溢流堰至曝气生物滤池，废水下向流经填料，由装置底部排水。装置顶部及底部可分离设计，便于安装、维修及调试，顶盖须设通气孔。罐体及罐内筒状结构可为不锈钢、混凝土等多种材质。微电解填料所需催化剂种类及用量可根据实际废水的特性来确定。PH调节栅的设置，即微电解出水须调节pH至碱性，以使金属离子的沉淀更加充分。并引入竖流式沉淀池结构进行泥水分离，强化沉淀效果。
[0018]本实施例所提供的废水处理装置包括微电解催化氧化单元，絮凝沉淀区和曝气生物滤池三个主要部分。其处理过程为:
废水经酸化至PH为3-4后，由装置顶部进水口 I进入罐体，经布水器2后下向流进入微电解催化氧化单元3，经新型催化活性微电解填料吸附、微电解、催化氧化去除水中污染物。微电解催化氧化单元底部设置曝气管4曝气，空气由空压机11供给，使填料处于悬浮状态，以促进氧化还原反应进程；针对不同废水水质，引入特定及适量的催化剂熔于微电解填料中，在供氧条件下进行催化氧化反应，提高废水中污染物的分解及废水的可生化性。废水流经填料后进入PH调节栅5，碱液或酸液由加药泵13泵入pH调节栅5，将废水pH调至7-8’使金属离子絮凝加速，经pH调节后废水进入竖流沉淀区6，污泥沉于装置底部，并由污泥泵14外排；沉淀后水经溢流堰7进入曝气生物滤池9，曝气生物滤池底部设有曝气盘10，空气由空压机11供给，废水下向流经附着生物膜的填料，水中有机物、SS、氮、磷等污染物被填料吸附、截留、生物膜降解，处理后水由装置底部出水管12排出，曝气通过顶部排气孔18和19排出。反冲洗时，冲洗泵15将处理水泵入曝气生物滤池底部，反冲洗水由反冲洗排放管16排出。进入曝气生物滤池的废水酸碱度由pH检测器8实时监测，通过调节pH确保各部分正常进行。根据进水及处理水质要求，通过调节pH、水力停留时间、曝气量等参数以适应不同废水的处理。
[0019]实施例的作用与效果:
根据本实施例所提供的废水处理装置，废水依次经过微电解催化氧化、絮凝沉淀以及生物膜降解三道工序，水中污染物得到很大程度的降解，而且金属离子的絮凝沉淀还可以很好的起到除磷的作用，同时竖流沉淀提高悬浮物处理效率，减轻对后续处理构筑物影响；曝气生物滤池中填装有利于微生物附着生长以及吸附性能优良的多孔填料且可多填料组合，以提高装置对有机物、氮、磷等污染物处理效能。
[0020]由于微电解催化氧化和曝气生物滤池各自所处的pH环境不同，所以在微电解进水端pH调节至3-4酸化水质，以更好的进行微电解及氧化还原反应，废水通过微电解催化氧化单元后，通过PH调节栅调节升至7-8，一方面可以适应后续曝气生物滤池的处理要求，另一方面可以加速金属离子的絮凝沉淀。
[0021]微电解单元添加新型催化活性微电解填料，该填料通过高温冶炼形成微孔合金结构，具有电位差高，比表面积大，活性强，不易钝化、板结的特点，阴阳极针对不同废水进行配比，对废水处理提供了更大的电流密度和更好的微电解反应效果，同时在供氧条件下进行催化氧化反应，废水处理效率高，一般工业废水只需要30-60分钟，长期运行稳定有效。
[0022]另外，由于微电解单元底部设有曝气系统，一是提供氧化剂，可以加速微电解及催化氧化作用，另一方面可以使填料处于悬浮状态，使反应更完全，防止填料板结与堵塞。
【权利要求】
1.一种高浓度难降解有机废水处理装置，具有一个用于废水处理的桶状罐体(20)，桶状罐体(20)具有罐体内层(25)、罐体中层(26)和罐体外层(27)，其特征在于:所述罐体内层(25)设有微电解催化氧化单元(3)，罐体中层(26)设有竖流沉淀区￠)，罐体外层(27)设有曝气生物滤池(9);所述微电解催化氧化单元(3)下端内装有曝气管(4)，上部装有布水器(2)，底部装有pH调节栅(5)，pH调节栅(5)与加药泵(13)连接；所述曝气生物滤池(9)底部装有曝气盘(10)，曝气盘(10)下面为承托层，承托层由底板支撑，底板上布有长柄滤头(21 )，底板下部为布水布气室，布水布气室连接冲洗泵(15)、出水管(12)及反冲洗进气管(22);所述曝气管(4)、曝气盘(10)及反冲洗进气管(22)连接空压机(11)。
2.根据权利要求1所述的高浓度难降解有机废水处理装置，其特征在于:所述微电解催化氧化单元(3)中的微电解填料为催化活性微电解填料，催化活性微电解填料主体为合金骨架，具有高电位差，氧化还原反应产生金属离子，同时熔入不同的催化剂，在有曝气条件下，去除COD、降低色度、提高可生化性。
3.根据权利要求1所述的高浓度难降解有机废水处理装置，其特征在于:所述桶状罐体(20)的顶部开有废水进水口，曝气生物滤池(9)底部设有用于废水向下流经填料后的排水口。
4.根据权利要求1所述的高浓度难降解有机废水处理装置，其特征在于:所述桶状罐体(20)的顶盖和底部通过连接法兰(17)与罐体可分离连接，便于安装、维修及调试，所述顶盖设有通气孔。
5.根据权利要求1所述的高浓度难降解有机废水处理装置，其特征在于:所述曝气生物滤池(9)中所装填料为单一材质的填料或多种材质分层复合或混合的填料。
6.一种应用权利要求1-5任一项所述的高浓度难降解有机废水处理装置处理废水的方法，其特征在于，包括: 1)内层微电解催化氧化单元处理:废水经酸化后由装置顶部进水口进入，向下流入内层微电解催化氧化单元(3)，利用电势差进行微电解氧化还原反应，分解难降解有机物，以净化水质并提高废水可生化性；微电解催化氧化单元(3)底部曝气管(4)供氧，加之熔在微电解填料中的催化剂，微电解的同时进行催化氧化反应，提高水处理效果；废水继续向下流经PH调节栅(5)，将废水pH调至7-8后进入罐体中间层； 2)中层絮凝沉淀单元处理:废水进入罐体中间层絮凝沉淀区￠)，向上流进行竖流沉淀，在废水中微电解产生的金属离子絮凝作用下，促使水中颗粒物及磷化合物沉淀于装置底部，通过排泥管排出装置，沉淀后废水经溢流堰(7)进入曝气生物滤池(9)； 3)外层微生物处理单元处理:沉淀后废水向下流经罐体外层曝气生物滤池(9)，滤池底部曝气，废水经填料吸附、过滤和生物膜降解进一步去除有机物、氮、磷等污染物，处理水由装置底部排水管排出。
【文档编号】C02F9/14GK104310718SQ201410630220
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年11月11日 优先权日:2014年11月11日
【发明者】纪桂霞, 杨继柏, 王学连, 蒙勇翔, 王蒙, 崔皓翔, 王紫琪 申请人:上海理工大学