[发明专利]一种生化与高级氧化耦合的污水处理工艺

说明书

技术领域

本发明提供一种生化与高级氧化耦合的污水处理工艺，其适用于处理有机污染物浓度较高，且生化性较差的废水，属于水处理领域。

背景技术

一般高浓度有机废水是指废水的COD_Cr (化学需氧量)大于2000mg/L的有机废水，而难降解有机废水是指废水中含有难生物降解或有生物毒性的有机污染物。难降解有机物是指微生物不能降解，或在任何环境条件下不能以足够快的速度降解以阻止它在环境中积累的有机物。难降解有机物被微生物分解时速度很慢，分解不彻底，这类污染物易在生物体内富集，也容易成为水体的潜在污染源。

高级氧化是处理毒性大、浓度高、难生物降解有机废水的有效方法, 它可将有机污染物彻底氧化成CO₂和H₂O等无害的终端产物，即使是部分氧化,也可提高一些难降解有机物的可生化性。在一般条件下, 利用O₂对有机物进行氧化的反应速率过慢,因而选取氧化电势较高的化学试剂用于难降解有机物的氧化成为一种行之有效的方法。高级氧化法处理废水有两条途径:一条是将污染物彻底氧化成CO₂、H₂O和矿物盐; 另一条是将目标污染物部分氧化, 转化成可生化性较好的中间产物。一般来说, 采用化学氧化剂完全矿化目标污染物成本可能太高, 因为化学氧化过程中生成的高氧化态物质很难被化学氧化剂进一步氧化。因此,将原先难生物降解的有机污染物通过高级氧化转化成易生物降解的中间产物, 随后再通过生物氧化作用矿化这些中间产物应该是一个比较合理的处理方法。例如, 溶解性有机高分子聚合物, 也许是由于其分子太大无法穿过细胞壁,导致其很难被微生物降解, 化学氧化作用可以破坏这些大分子, 使其变成小分子中间产物(如短链脂肪酸) 。后者可以进入细胞内, 并且较原先的大分子更易生物降解,因为一般来说生物氧化速率随底物分子变小而增大。

多年研究及工程实践表明,高级氧化—生化组合工艺是解决有毒、有害、难降解有机废水难以达标排放问题的有效手段之一。高级氧化—生物处理组合工艺的主要工艺形式有:化学氧化预处理与生物处理串联而成的组合工艺(简称CB组合工艺) , 生物处理与化学氧化后处理串联而成的组合工艺(简称BC组合工艺) ,以及生物预处理、化学氧化和生物后处理串联而成的组合工艺(简称BCB 组合工艺)等3种组合方式。CB工艺中高级氧化受到的干扰因素较大，因需要严格的预处理而受到限制；BC工艺将高级氧化放在生化后段，将难降解大分子氧化短链后形成小分子，在小分子的进一步矿化降解过程中，高级氧化工艺的优势并不明显，无法进一步降低COD_Cr；BCB工艺在BC工艺段后又加设了生化段，通过生化降解进一步去除COD_Cr，需要另外加设构筑物和反应器，增加了投资和运行的复杂性。综上所述，现有的生化和高级氧化的联合工艺均存在一些工程实际问题，需要进一步的改进。

发明内容

本发明提供一种生化与高级氧化耦合的污水处理工艺，其适用于处理有机污染物浓度较高，且生化性较差的废水。该工艺包括以下步骤：污水经过预处理后进入生化反应器，经过生化反应器处理后的泥水混合物进入到二沉池，二沉池对泥水混合物进行分离，大部分污泥回流到生化反应器进水端，剩余污泥去污泥浓缩池；上清液大部分进入到高级氧化处理单元，小部分排放或进入深度处理单元；高级氧化单元处理后的上清液回流到生化反应器进水端。其流程设置见图1。

预处理方式可以为格栅、氨吹脱、中和、混凝沉淀、气浮中的一种或多种组合，主要目的是去除部分大颗粒物质、悬浮物和胶体或不可溶的有机污染物；生化反应器可分为厌氧生化工艺、好氧生化工艺或厌氧-好氧组合工艺，厌氧生化工艺可选择UASB（升流式厌氧生物反应器）、EGSB（厌氧膨胀颗粒污泥床）、IC（内循环厌氧生物反应器）和ABR（厌氧折流反应器）中的一种，好氧生化工艺可选择A/O工艺、A²/O工艺、接触氧化工艺、MBR工艺及这些工艺的变形工艺中的一种或两种串联，具体工艺根据实际水质水量进行选择；高级氧化单元可选择Fenton试剂氧化法、O₃氧化法、湿式空气氧化法、催化湿式氧化法、超临界水氧化法、光化学氧化技术等，优先选择较为成熟的Fenton试剂氧化法和O₃氧化法。