[发明专利]一种催化氧化-曝气生物滤池联用的水处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种水与废水的净化处理方法。

背景技术

催化氧化是水处理领域的一种新型高级氧化技术。高级氧化技术是近20年来兴 起的水处理新技术，其最显著的特点是以羟基自由基(·HO)为主要氧化剂与有机 物发生反应，反应中生成的有机自由基可以继续参加·HO的链式反应，或者通过生 成有机过氧化自由基后，进一步发生氧化分解反应直至降解为最终产物CO₂和H₂O， 从而达到氧化分解有机物的目的。目前高级氧化技术主要包括化学氧化法、电化学 氧化法、湿式氧化法、超临界水氧化法和催化氧化法等。这些方法中常用的氧化剂 有：芬顿(Fenton)试剂、臭氧、次氯酸钠等。

高级氧化技术可以用于去除废水中难生物降解的有机物，并能提高废水中有机 污染物的可生化性，为进一步进行低成本的生化处理提供条件。在国外，尤其是欧 洲，高级氧化法处理废水早已在一些对经济成本不敏感的工业过程中得到了广泛应 用。国内近年来在其应用研究方面也取得了显著进展。这都表明高级氧化技术在水 处理领域具有广泛的应用前景。

曝气生物滤池(BAF)技术是上世纪90年代初开发的污水处理新工艺，是在普 通生物膜法基础上，借鉴了给水快滤池的设计思路发展而来的，被称为第三代生物 滤池。其工艺原理为，在滤池中装填一定量粒径较小的粒状滤料，滤料表面生长着 高活性的生物膜，滤池内部曝气。污水流经时，利用滤料的高比表面积带来的高浓 度生物膜的氧化降解能力对污水进行快速净化，此为生物氧化降解过程；同时，污 水流经时，滤料呈压实状态，利用滤料粒径较小的特点及生物膜的生物絮凝作用， 截留污水中的悬浮物，且保证脱落的生物膜不会随水漂出，此为截留作用；运行一 定时间后，因水头损失的增加，需对滤池进行反冲洗，以释放截留的悬浮物以及更 新生物膜，此为反冲洗过程。

曝气生物滤池特点是集生物氧化、生物吸附和截留悬浮固体于一体，不仅具有 生物膜工艺技术的优势，同时也具有有效的空间过滤作用，节省了后续沉淀池(二 次沉淀池)。曝气生物滤池具有容积负荷高，水力负荷大，抗冲击负荷能力强，出水 水质好，占地面积小，处理流程简单，基建费用、运转费用节省及管理简单、自动 化程度高等优点。由于BAF具有其它生化处理工艺无法比拟的诸多优点，近年来已 在国内外取得广泛采用。

由于催化氧化处理能够在降低水中有机物含量的同时，提高水中剩余有机物的 可生化性，目前对于催化氧化与生化处理联用的水处理应用研究较多。在国内外可 以查阅到多个相关方面的专利技术及文献报道。例如：

A、CN1724420A提出了一种利用化学氧化—曝气生物滤池联合工艺处理污染的 水源水、废水特别是含难生物降解有机物的废水的方法。包括化学氧化处理、调节 池处理、沉淀池处理和曝气生物滤池处理四个步骤，其特征在于，所述化学氧化处 理步骤的化学氧化剂为芬顿试剂，所述芬顿试剂中亚铁离子与双氧水的质量比为 0.5～2.0：1，所述芬顿试剂的加入量为芬顿试剂中双氧水与待处理水中COD质量比 为0.1～2：1，反应时间为1～2小时；经芬顿试剂预处理的水用碱性物质在调节池 处理，调节至pH值6～8；调节池处理的水再经沉淀池沉淀分离絮体，水在沉淀池 中的停留时间1～2小时；然后经沉淀池处理的水进入曝气生物滤池，在曝气生物滤 池处理时间为2～6小时。

该方法是把两种常规的处理方法，即化学氧化同曝气生物滤池生化处理联用， 并对使用参数进行了界定，并没有对两项技术特别是关键的化学氧化提出创新性改 造，无法使用于具有特殊要求的废水处理过程。同时该发明催化剂投加量过多，将 产生大量的催化剂污泥，催化剂污泥后继处理的难度和成本都较高。

B、CN1323956C提出了一种光助芬顿反应、絮凝和微生物降解联用处理废水的 方法。其特征是废水先进行光助芬顿反应，即选取氧化剂H₂O₂或HCIO和还原剂Fe²⁺在汞灯光的参与下进行0.5～2小时的芬顿反应；然后选用铝盐、铁盐及其复合盐 为絮凝剂，以聚丙烯酰胺为助凝剂进行絮凝；最后再进行微生物降解处理。

该方法提出采用光助芬顿氧化与生化处理联用的处理工艺，提高了化学氧化效 果，但是由于光助芬顿氧化工艺尚处于研究发展阶段，短时间内难以取得实际工业 推广应用。