[发明专利]催化氧化-微氧强化净水方法及净水系统

说明书

一种催化氧化‑微氧强化净水方法及净水系统，通过设置催化氧化水质调理段，微氧强化段，将催化氧化、强化生物处理过程有机耦合。催化氧化段，通过硝酸调节pH，通过菱铁矿床过滤引入Fe²⁺，引入曝气强化催化氧化效果，减少双氧水用量，实现进水调质。微氧强化段，通过将催化氧化段剩余铁离子，硝酸盐，微氧曝气，强化微生物降解过程，并保持微氧段污泥浓度在30‑100g/L实现保持反应器运行的高效性，实现污染物最终矿化。本发明所述的难降解工业废水处理的物化‑生化耦合技术及方法，避免了物化运行成本高，铁泥等二次污染物产量高，生化占地大，投资高等问题，具有运行、投资成本低，操作简单等优势，具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明涉工业废水处理领域，尤其涉及一种催化氧化-微氧强化净水方法及净水系统。

背景技术

我国是制造业大国，工业是国民经济的命脉，工业的发展不断地推动社会的进步与人类生活水平的提高。但由于经济社会发展程度、技术水平、认识水平、管理水平等方面原因，工业废水，特别是制药、印染、煤化工、石油工业、精细化工等行业产生的卤代有机废水、挥发酚类、杂环类、稠环类有机废水、有机氰废水、抗生素类废水并没有得到稳妥的处理处置，这些废水的排放对生态环境及居民健康造成了损害。经济、高效的处理处置这类废水对于为子孙后代留住绿水青山意义重大。

芬顿氧化技术是难降解工业废水处理过程中的重要技术，但是芬顿技术在使用中存在药剂消耗大、出水泥水不易分离、铁泥处理处置困难等问题。首先，在单纯采用芬顿技术直接氧化促使难降解污染物矿化时，往往存在氧化剂及催化剂用量过大、药剂成本高等问题；同时芬顿技术应用芳香族等有机物处理过程中存在有机物污染物自聚合、出水颜色深、泥水不能分离等问题；此外，传统芬顿过程中往往需要进行大量的铁泥排放，难降解废水芬顿处理后排放的铁泥中由于存在较多氧化不完全的中间代谢产物，导致铁泥需要作为危废处置，成本过高。这些问题限制了芬顿技术在难降解废水处理中的更加广泛的应用。

厌氧技术由于运行成本低、管理方便，在难降解废水处理过程中得到了广泛的应用，但是由于在厌氧条件下微生物本征还原力及氧化能力不足，且电子受体缺乏，厌氧呼吸受阻。同时卤代有机废水，挥发酚类，杂环类、稠环类有机废水，有机氰废水，抗生素类废水往往存在微生物代谢毒性或抑制性，影响了微生物活性。以上原因导致实际应用过程中厌氧技术存在降解速率慢，停留时间长，占地面积过大，投资成本过高，处理效果欠佳等问题。

微生物厌氧呼吸本征氧化还原力对于难降解物质的矿化降解来说存在诸多不足，导致难降解物质降解缓慢；好氧呼吸过程存在能耗高等问题；催化氧化法所依托的超氧自由基，硫酸盐自由基，羟基自由基，臭氧，空穴等，氧化能力强，可以实现难降解高效的降解，但难降解物质在去除难降解结构或难降解官能团后则不再是难降解有机物，可生化性迅速提高，这时再依靠催化氧化法达到脱毒降解的目的，存在药剂消耗量大，成本高的问题。

好氧处理技术是难降解废水生化降解过程中的重要技术，也是难降解工业废水处理过程中应用最为广泛的技术，但是好氧过程微生物本征氧化能力严重不足，这就导致好氧过程不能实现对难降解废水的良好处理。实际应用过程中为了取得较好的处理效果，往往将好氧池停留时间设置到3天以上，导致占地面积过大，投资成本过高。同时，好氧过程中往往需要溶解氧的同步供给，但是由于好氧池停留时间长，曝气量大，导致曝气带来的运行能耗过高，推高了成本。此外，曝气过程中，往往会将挥发性难降解有机物带入尾气中，带来空气污染问题。这些问题导致好氧技术在难降解废水处理过程中成本过高，效果不理想。

由以上分析可见，芬顿技术在难降解废水处理过程中具有处理效率高，停留时间短，占地面积小等优势，但也存在药剂消耗量大，铁泥处理处置成本高等问题，生化处理技术在难降解废水处理过程中，具有成本相对较低，运行管理简单，但也存在处理效果不理想，占地面积大，投资成本高等问题。如何将催化氧化处理及生物处理的优势有机耦合，同时避免其劣势，实现难降解工业废水的经济、高效降解需要新的技术支撑。

发明内容