[发明专利]一种高浓度新污染物废水处理系统

说明书

本发明涉及一种高浓度新污染物废水处理系统，包括废水预处理子系统、废水生化处理子系统和废水深度处理子系统三部分；预处理子系统主要包括光催化‑光芬顿组合设备；废水生化处理子系统主要包括厌氧处理设备、好氧处理设备或其组合设备之一，根据生化处理的水质要求选择；深度处理子系统主要包括光催化设备、光芬顿设备、化学氧化设备、物理吸附设备或其组合设备之一。该废水处理系统可将COD 10000‑20000mg/L，BOD₅/COD=0.05‑0.2的高浓度新污染物废水经过分步处理达到排放标准。本发明中的废水预处理‑生化处理‑深度处理系统，能满足化工制药高浓度新污染物废水处理需求，成倍提高传统生化废水处理系统的处理能力，具有产业化应用前景。

技术领域

本发明涉及一种高浓度新污染物废水处理系统，属于化工制药环保领域。

背景技术

新污染物是指那些具有生物毒性、环境持久性、生物累积性特征的有毒有害化学物质。现有的管理措施不足或尚未纳入环境管理中，其来源比较广泛，危害比较严重，环境比较隐蔽，治理难度比较大。国家发布了《新污染物治理行动方案》，实施以源头淘汰限制为主，兼顾过程减排和末端治理的全过程综合管控。高级氧化技术的研究开发受到广泛重视，特别是掺杂纳米TiO₂ 为代表的太阳光催化技术在抗生素废水处理中的应用受到广泛重视。

光催化技术原理是光催化剂吸收光能产生具有强氧化性的羟基自由基（HO·），进一步将有机污染物氧化降解为CO₂和H₂O。光催化技术的效率目前比较低，适合微污染废水的深度处理，在高浓度废水中光催化剂容易失活，需要定期进行光催化剂的氧化活化处理。

申请人在中国专利CN113976103B（2022-03-01）中公开一种废水处理高活性可见光催化剂及其制备方法，就需要采取加入少量化学氧化剂的方式稳定和提高有机污染物的降解效率。实验发现化学催化氧化和可见光催化对废水中有机污染物降解有协同作用，加入过氧化氢氧化剂和光照射时将发生光催化-光芬顿作用。

芬顿氧化法是在亚铁离子Fe²⁺催化下，采用过氧化氢氧化降解有机污染物的一种方法。

光芬顿法以光照射的能量促进羟基自由基形成和Fe³⁺的还原，使过氧化氢氧化剂的消耗大大降低，产生的铁泥污染物也大大减少；如果选择具有光敏性质的类芬顿催化剂，既使太阳光照射下，也有良好的光芬顿作用，大大减少了过氧化氢氧化剂的消耗，具有工业化应用前景。

行业企业更希望把先进的光催化技术融合在废水处理硬件设备中，企业根据需要添置一批废水处理系统就能解决企业复杂的废水治理问题。

中国专利CN111646615B（2021-02-09）公开撬装式光芬顿水处理设备，安装箱中设有紫外芬顿水处理主体系统，沉淀脱水系统和催化剂再生系统。中国专利CN112811566A（2021-05-18）公开一种光芬顿反应体系及应用，由天然黄铁矿粉和有机酸组成，应用于光催化降解卡马西平中，对卡马西平的降解效率最高可达70%。中国专利CN113479988A（2021-10-08）公开一种用于废水处理的可见光催化-芬顿膜反应器，将膜过程、光催化、类芬顿三个过程集成耦合，膜反应器提高类芬顿氧化效率和光催化效率，从而实现还原和氧化反应链式衔接，同时利用光能和化学势能协同降解水中有机污染物。

申请人长期从事阿莫西林为代表的抗生素及中间体等具有新污染特征的废水处理技术研究开发，深刻认识和体会到高浓度新污染物废水处理之难。

早期申请人应企业要求研究开发了芬顿氧化法和电解氧化法，也深入认识到焚烧法和湿热氧化法工业应用存在的限制。近年来又研究开发了光催化法和光芬顿法。通过技术对比开发，申请人发现光催化-光芬顿预处理技术协同组合，形成废水预处理-生化处理-深度处理废水处理系统，才能实现高浓度新污染物废水的高效处理。技术关键是废水预处理技术的开发，废水预处理技术工艺条件调整就可作为废水深度处理技术，并有一些成功案例可以参考。

发明内容