[发明专利]工业生产废水深度处理装置

说明书

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，具体地说，涉及针对经过传统污水装置处理后仍然不能达标排放的污水的深度处理方法，特别针对经过传统污水装置处理的工业生产废水进一步处理以达到排放标准的污水深度处理方法。

技术背景

传统的污水处理装置一般以活性污泥法为基础。活性污泥法中微生物的种类和活性受到限制，因而一些有机物难以得到降解，影响处理效果。传统污水处理技术通常把难以被活性污泥降解的有机物称为“难降解有机物”或不可生化有机物。对于含有工业废水的市政污水，或对于工业废水，通过传统的污水处理会剩余较大量的“难降解有机物”，难以达到排放标准或后续回用工艺要求。维生素C生产产生的废水具有废水量大、污染浓度高、含盐量高等特点，用传统的污水处理法难以达到城镇排放标准。

上世纪未，由于维生素C生产废水难以处理达标等问题，美国关闭了其境内所有的生产厂。目前中国成为全世界的维生素C生产中心。常见的工业生产废水化学耗氧量(COD)在10000mg/L以上。生产企业经过强有力的处理，可以将COD降低到500mg/L以下，达到工业企业排往城市污水处理厂的标准。然而，这些剩余的COD几乎全部是“难降解有机物”，加之较高的氮污染物、高硬度和超过1％的含盐量，传统的城市污水处理厂对之束手无策。有专家认为这是人类污水处理领域面临的“世界难题”。将这类工业生产污水处理达标将是中国众多类似企业生死存亡的大问题，需要在传统污水处理基础上发展污水深度处理技术和方法(Acute Waste Water Treatment，AWWT)。

污水深度处理(AWWT)技术是指经过传统污水处理后的污水中含有较高浓度的“难降解有机物”，需要进一步处理时采用的污水处理技术。污水深度处理技术主要的应用领域包括：(1)传统方法处理后污水不能达到排放标准，需要深度处理(包括提标改造)；(2)传统方法处理后污水不能满足回用工艺的进水要求，需要深度处理；(3)为了使回用工艺的尾水能够达到排放要求，对污水或回用工艺尾水实施深度处理。

常见的污水深度处理技术包括多种方法。其中常见的芬顿试剂法是一种化学方法，消耗大量的化学品、产生大量的化学污泥，运行成本高。由于芬顿试剂法主要是以絮凝沉淀的方式去除污染物，因此对较大分子的污染物处理效果较好，而对较小分子的污染物，处理效果有限。膜生物反应器法(MBR)也可以作为一种污水深度处理法，但是由于MBR法仍然以活性污泥为核心，进一步降低“难降解有机物”的空间有限。生物膜生化污水深度处理法(Bio-Film Bio-reaction，BFB)和氧化加强生化方法(Oxidation Enhanced Bio-reaction，OEB)不会产生大量的化学污泥，运行耗能低，是较绿色环保的方法。

事实上，有机物污染物是否能被生化降解与微生物种类和种群组成有关，如果能够培育更为丰富的和有针对性的微生物种群，某些常规方法“难降解”的有机物就有可能变为“易降解”有机物。因此为培育更为丰富微生物创造条件是消除“难降解有机物”的方向之一。

中国专利《复合生物填料及其生物反应器》(201020204406.9)揭示一种复合空隙生物填料(Multi-Cavity Media，MCM)，包括一个硬质网状外壳和充填在该外壳内的两种以上的介质块。由于外壳间具有较大的空隙，介质块间有较小的空隙，介质块内有微型空隙；气水混合交换条件在大空隙、小空隙和微空隙内的显著差别造成溶解氧的显著差别，可以实现好氧、缺氧、厌氧的就地耦合。同时典型介质块组合是具有微孔的焦炭块或木炭块与火山岩组合，该组合的特点是焦炭块或木炭块具有较低的氧化还原电势，而火山岩中的氧化铁成分具有较高的氧化还原电势，不同的微生物可以选择不同的介质表面栖息。

中国专利(200710195135.8)揭示了一种生物膜反应器，其中使用MCM首先实现好氧、缺氧、厌氧的就地耦合。再在气提循环流作用下在该反应器内实现多级的好氧、缺氧、厌氧反应器内耦合。以上生物膜反应器技术对培养更为丰富的和有针对性的微生物种群以降解“难降解有机物”提供了技术基础。同时由于多种微生物的存在，使得同步消化/反硝化和同步降解剩余生物污泥得以实现。

然而将类似技术用于更难降解的污染物时，特别是用于维生素C尾水的处理是，单一方法还不足以使污水处理达标，需要多种生物反应过程的多次耦合。