一种生化尾水梯级氧化深度净化的方法技术

本发明专利技术公开了一种生化尾水梯级氧化深度净化的方法，属于生化尾水深度处理技术领域。本发明专利技术首先采用二价铁及双氧水共同参与的氧化方式进行预氧化，然后利用后续初沉阶段pH为2.5～6时所形成的铁泥对废水进行吸附絮凝，去除部分有机物及无机磷，降低光催化强化氧化段的有机负荷及削弱无机磷的影响；进一步利用光催化强化氧化深度去除有机物，将后续二沉阶段pH为6～9时所形成铁泥回流至预氧化段，作为催化剂循环利用，降低药耗量和产泥量。本发明专利技术同时发挥了预氧化段羟基自由基反应迅速且具有广谱性的特点，并且有效利用了中和沉淀时不同pH范围所形成铁泥的吸附特性和催化活性，显著提高了反应效率，药剂耗量低，且有效实现了铁泥的回收利用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于生化尾水深度处理
，更具体地说，涉及一种生化尾水梯级氧化深度净化的方法。
技术介绍
研究表明，工业废水生化尾水中包含：微生物代谢产物、有机中间体、天然有机质、痕量毒害物质等，难以进一步生化降解，需要进行深度处理。在众多深度处理技术中，芬顿技术作为一种高级氧化技术，因其廉价、高效、简单而被广泛应用。而对于某些总磷含量超标的生化尾水，特别是市政污水和生活废水的处理方法多为氧化沟法、活性污泥法，除磷脱氮稳定性较差，往往需要投加化学药剂以降低出水总磷浓度，如何在芬顿氧化的前提下减少投加或不加化学药剂除磷值得进一步探讨。芬顿氧化技术是以芬顿试剂进行化学氧化的废水处理方法。芬顿试剂是由H2O2和Fe2+混合而成的一种氧化能力很强的氧化剂。其氧化机理主要是在酸性条件下(一般pH<3.5)，H2O2在Fe2+的催化作用下产生具有高反应活性及强氧化性的羟基自由基·OH，羟基自由基在水溶液中与难降解有机物生成有机自由基使之结构破坏，最终氧化分解。同时Fe2+被氧化成Fe3+产生混凝沉淀，将大量有机物凝结而去除，从而实现工业尾水的高效氧化处理。芬顿氧化技术的主要反应如下：Fe2++H2O2→Fe3++OH-+·OHFe3++H2O2+OH-→Fe2++H2O+·OHFe3++H2O2→Fe2++H++H2OHO2+H2O2→H2O+O2↑+·OH这就导致其具有两个明显的缺陷：大量的酸碱消耗以及调碱后产生大量的铁泥，造成资源浪费。为了克服芬顿技术存在的缺陷，特别是铁泥产量大的问题，学者们进行了大量的尝试。一方面，开发铁固定化的非均相芬顿技术，目前应用较为成熟为芬顿流化床技术。另一方面通过摄入能量来增强氧化能力的均相芬顿也被广为研究，常见的能量摄入形式包括超声、微波、电、光等。其中，光-芬顿技术虽然药剂消耗减少，但能耗较大，下一步的发展方向应是提高光能利用率，缩短反应时间，应用前景较为可观。如：中国专利申请号201410511377.3公开了一种芬顿污水处理工艺及其设备，该法通过电氧化破络及电还原三价铁为二价铁的方式，实现铁泥循环利用，但在电氧化之前需对铁泥
进行酸溶，另外该方法对电氧化及电还原装置要求较高，铁泥回收利用成本高，由于有机物、重金属等的存在，电氧化还原的过程难以正常进行；中国专利申请号201410492228.7公开了一种芬顿流化床深度处理生化尾水的方法，该方法采用流化床工艺，通过铁的异相结晶，在一定程度上实现了二价铁投加量的减量化，但晶体会与某些中间产物结合形成溶解态有机络合物，导致铁的流失，铁的投加量仍较高，并且难以实现资源化；中国专利申请号200410065398.3公开了一种光助芬顿反应、絮凝、生物降解联用处理废水的方法，显示了很强的协同作用，但该方法光照能耗大，生化反应时间长，占地面积大，流程繁琐，且该方法中铁的流失也较严重，耐冲击力较差。张建的文章《芬顿铁泥处置及资源化利用》中提到了利用芬顿铁泥的主要成分是氢氧化铁，与强酸混合制备的三价铁溶液可作为水处理混凝剂部分取代高分子絮凝剂，然而这种方法需要在调碱中和后重新加酸溶解作为絮凝剂，对pH较敏感，需严格控制pH范围，不易操作。综上所述，采用现有均相芬顿技术处理生化尾水时药剂利用率较低，停留时间长，铁泥产生量大；采用以流化床芬顿为代表的一类非均相芬顿技术处理生化尾水时，成本高，铁化合物的流失严重，导致催化能力下降；光助芬顿反应、絮凝、生物降解联用的分段式工艺，则存在流程冗长，耗能大、耐冲击力较差等问题。另外，对于某些含磷超标的生化尾水，往往还需在氧化之前或之后加药进行化学除磷，增加固废产量。对于文章及专利所提到的铁泥回用的方式过程繁琐，可操作性差，此外，以上所有专利及文章均未从污泥分质回用的角度阐述污泥减量化的措施，造成资源浪费。
技术实现思路
1、要解决的问题本专利技术的目的在于克服上述污水处理工艺存在的不足，提供了一种生化尾水梯级氧化深度净化的方法。采用本专利技术的生化尾水梯级氧化深度净化方法可以高效去除尾水中的有机物，有效缩短反应时间，显著提高催化剂及氧化剂的利用效率，最大限度地减少铁泥排放量，实现了铁泥的循环回收利用，且使酸碱消耗量也明显减少，深度除磷效果明显，工艺简单成熟，能够实现工程化。2、技术方案为了解决上述问题，本专利技术所采用的技术方案如下：本专利技术的一种生化尾水梯级氧化深度净化的方法，该方法包括以下步骤：步骤一、预氧化段：待处理生化尾水进入该阶段，调节pH值，并加入二价铁及双氧水，对生化尾水进行预氧化处理；步骤二、吸附絮凝排泥段：预氧化段出水进入该阶段进行吸附絮凝，并完成系统排泥；步骤三、光催化强化氧化段：将吸附絮凝排泥段的出水通入此阶段，继续添加二价铁及双氧水，保持机械或水力搅拌，使废水在光辐射下进行光催化强化氧化；步骤四、中和沉淀段：对光催化强化氧化处理后的出水进行中和沉淀处理，中和后的水经絮体沉降分离后达标排放。更进一步地，步骤一中实现预氧化功能的建筑物为均相芬顿池或芬顿流化床中的一种。更进一步地，步骤一中加入的二价铁与双氧水的摩尔比为1:1～1:100，生化尾水COD与添加的双氧水的质量浓度比为1～12。更进一步地，步骤一中调节生化尾水的pH值为2～6，生化尾水在预氧化段的停留时间为5～15min。更进一步地，步骤四的中和沉淀段包括初沉和二沉两个阶段，其中，初沉阶段产生的铁泥回流至吸附絮凝排泥段对预氧化段出水进行吸附絮凝，二沉阶段产生的铁泥回流至预氧化段。更进一步地，所述步骤四中初沉阶段的pH值调节至2.5～6，二沉阶段的pH值调节至6～9。更进一步地，初沉阶段及二沉阶段的铁泥回流比控制为30～150％，且经初沉和二沉中和沉淀处理后的水静置30～50min后排水。更进一步地，步骤三中添加的双氧水与光催化强化氧化阶段进水COD的质量浓度比为0～12，二价铁与光催化强化氧化段进水COD的质量浓度比为0～5。更进一步地，步骤三中所用辐射光为紫外可见光，光源优选中高压汞灯，辐射强度为10～1000KW/m3，且尾水在光催化强化氧化塔中的停留时间为1～10min。更进一步地，步骤一中待处理生化尾水进入预氧化段之前需要先去除尾水中的悬浮物。3、有益效果相比于现有技术，本专利技术的有益效果为：(1)本专利技术的一种生化尾水梯级氧化深度净化的方法，首先利用二价铁催化双氧水产生羟基自由基非常迅速的特点对尾水进行预氧化，然后利用光助反应能更高效产生氧化物种的特点去除难以被预氧化去除的有机物，通过缩短预氧化时间，使得在无光及有光体系下的污染物始终保持较高的降解速率，有效缩短了反应时间，节省了占地面积，且本专利技术能够充分利用芬顿药剂，实现了对废水的梯级氧化深度净化，有效解决了采用传统芬顿技术处理含盐量较高的废水时，特别是氯离子、碳酸氢根等无机离子浓度较高时，单纯采用芬顿氧化降解废水溶解性有机质时，往往存在芬顿试剂投加量大，双氧水利用不完全，铁泥量多，废水处理效果不佳等问题。(2)本专利技术的一种生化尾水梯级氧化深度净化的方法，通过对光催化强化氧化处理后的
出水进行两级中和沉淀处理，并严格控制不同阶段的pH值，将初沉阶段产生的铁泥回流至吸附絮凝排泥段，既充分利用了该阶段铁泥的吸附能力，对预氧化段出水进行吸附絮凝，而无需额外添本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生化尾水梯级氧化深度净化的方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：步骤一、预氧化段：待处理生化尾水进入该阶段，调节pH值，并加入二价铁及双氧水，对生化尾水进行预氧化处理；步骤二、吸附絮凝排泥段：预氧化段出水进入该阶段进行吸附絮凝，并完成系统排泥；步骤三、光催化强化氧化段：将吸附絮凝排泥段的出水通入此阶段，继续添加二价铁及双氧水，保持机械或水力搅拌，使废水在光辐射下进行光催化强化氧化；步骤四、中和沉淀段：对光催化强化氧化处理后的出水进行中和沉淀处理，中和后的水经絮体沉降分离后达标排放。

【技术特征摘要】
1.一种生化尾水梯级氧化深度净化的方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：步骤一、预氧化段：待处理生化尾水进入该阶段，调节pH值，并加入二价铁及双氧水，对生化尾水进行预氧化处理；步骤二、吸附絮凝排泥段：预氧化段出水进入该阶段进行吸附絮凝，并完成系统排泥；步骤三、光催化强化氧化段：将吸附絮凝排泥段的出水通入此阶段，继续添加二价铁及双氧水，保持机械或水力搅拌，使废水在光辐射下进行光催化强化氧化；步骤四、中和沉淀段：对光催化强化氧化处理后的出水进行中和沉淀处理，中和后的水经絮体沉降分离后达标排放。2.根据权利要求1所述的一种生化尾水梯级氧化深度净化的方法，其特征在于：步骤一中加入的二价铁与双氧水的摩尔比为1:1～1:100，生化尾水COD与添加的双氧水的质量浓度比为1～12。3.根据权利要求1所述的一种生化尾水梯级氧化深度净化的方法，其特征在于：步骤一中调节生化尾水的pH值为2～6，生化尾水在预氧化段的停留时间为5～15min。4.根据权利要求1-3中任一项所述的一种生化尾水梯级氧化深度净化的...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘福强，罗堃，双陈冬，胡大波，赵伟，姜笔存，闫婷婷，李建华，李爱民，
申请(专利权)人：南京大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32