一种准地表Ⅳ类水标准深度处理催化剂系统、处理方法及设备技术方案

本发明专利技术公开一种准地表Ⅳ类水标准深度处理催化剂系统、处理方法及设备，属于环保领域。该系统包括串联的含有零价铁/零价铜/活性炭组合物的前端预还原催化剂和二次深度净化催化剂，所述前端预还原催化剂中的铁/碳质量比为(2.5～7):1，所述二次深度净化催化剂中的铁/碳质量比为(0.8～1.25):1。采用上述催化剂系统处理生化尾水的方法，依次经过如下处理单元：1)前端预还原单元；2)生物深度氧化单元以进一步降低体系COD、氨氮和磷；3)深度沉降单元以去除悬浮物SS；4)二次深度净化单元；经过本方法处理过的二沉生化尾水可以脱除毒害有机污染物毒性，深度降解去除有机物，是一种高效可行的准地表Ⅳ类水深度处理方法。

A Catalyst System, Treatment Method and Equipment for Quasi-Surface Class IV Water Standard Advanced Treatment

【技术实现步骤摘要】
一种准地表Ⅳ类水标准深度处理催化剂系统、处理方法及设备
本专利技术属于环保领域，更具体地说，涉及一种准地表Ⅳ类水标准深度处理催化剂系统、处理方法及设备。
技术介绍
随着改革开放的发展，化工行业如雨后春笋般涌现，随之带来的一系列的环境污染问题日益严重。其废水水质涉及类别广、污染量大、污染物难降解是化工企业的突出问题，亟待解决。化工废水经过一系列的物化/生化处理手段，出水中各项指标已经接近或者达到排放标准，但尾水中仍然存在难降解有机物未被彻底降解，其特殊的性质会导致COD持续不变化、尾水毒性依旧存在的现象。化工尾水中高毒有机物尤其是含氯/溴有机物在经过上游物化/生化氧化降解后，关键官能团价电子达到最高价态，不容易继续被氧化而导致尾水中有毒物质依旧存在的现象，通过氧化的方式已经不能实现有机物的有效矿化，且多数含氯/溴有机化合物存在可生化性差的特性，对生化系统具有一定的生物毒性，也需要对其进行预处理。目前针对有毒化工废水的处理工艺多为“水解酸化+物化+生化的组合技术”，根据不同形式的化工废水，其组合顺序和工艺排布方式会有一定的变化。公开号为CN101693581A的现有技术公开了一种水解-催化铁-好氧耦合处理有毒有害难降解废水方法，利用水解酸化生化预处理+催化铁还原部分有机物+好氧生物再处理的工艺方法处理高浓度段有机废水，经过处理后出水COD平均在100mg/L左右，氨氮在10mg/L左右，处理后的出水直接排放。相对比来看，经过此工艺处理过的废水虽然达到城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918-2002)一级A标准，但是尾水中仍然存在较高的污染物，对于尾水的深度处理及提标处置仍然达不到处理要求。公开号为CN1382649A的现有技术公开了一种催化铁内电解处理难降解废水的方法，将铜和铁按照一定比例混合，加入一定比例的改性沸石，调节pH至7.0-8.5，利用反应过程产生的Fe3+生成Fe(OH)3将废水中的有机物吸附沉淀，并利用下段生化工艺处理从而达到去除有机物的目的。相对比来看，本专利技术方法也是针对上游生化工段的废水，将高浓度废水降解为低浓度废水，其处理后废水中COD均在100mg/L以上，不能继续矿化废水中的有机物而深度达标，并且该方法中需要人为调节pH，此过程会增大部分投入，对实际条件下运行会造成一定的额外负担。专利CN101348314B公布了一种催化铁还原与厌氧水解酸化协同预处理工业废水的方法，其分为四步进行，第一步，制备催化铁滤料，压制成单元化催化铁滤料；第二步，设置常规的厌氧水解酸化反应池；第三步，安置催化铁滤料于厌氧水解酸化反应池中；第四步，向反应池中通入废水，流经滤料表面，进行厌氧水解酸化过程。此方法为针对厌氧阶段添加铁等辅助材料提高化工废水的可生化性的方法，增加B/C值，减轻对下游生化阶段的负荷。但没有揭示厌氧水解酸化阶段之后废水的处理情况，废水中仍然存在COD较高的现象，因此仍需要进一步的改进。公开号为CN103359892A的现有技术公开了一种制药工业废水的深度处理方法及其应用，属于废水处理领域。该工艺中废水依次经过催化还原改性、生物均质改善、催化氧化处理和高效生物降解四个处理单元处理后，COD含量小于50mg/L，能够满足地方废水排放标准，该深度处理方法可以适用于各类制药废水的深度处理，尤其适用于含杂环化合物的制药废水深度处理，其用于各类制药废水处理时具有处理成本低，操作简单，污染物去除率高以及工艺稳定性强等优点，适合在废水处理中广泛使用。公开号为CN109264932A的现有技术公开了一种达标地表准四类水的城镇污水处理工艺，包括依工艺流程连接的进水泵房、沉砂池、初沉池、改良MBBR生化池、二沉池、高效沉淀池、滤池以及消毒池；进水泵房配置粗格栅，沉砂池配置细格栅，生化池包括厌氧池、缺氧池以及好氧池，初沉池设于厌氧池上方，好氧池排水端连至二沉池，好氧池设有连通厌氧池的硝化液回流管；高效沉淀池包括混凝区、磁粉混合区、絮凝区及沉淀区；滤池配置过滤净化污水的纤维滤料，及清洗纤维滤料的反冲洗装置；消毒池配置消毒设备。系统将二级生化工艺、深度处理工艺很好的结合，各单元的精心合理设计及其相互组合，在污水处理厂出水水质及黑臭河道截污控源方面的出水可达地表准IV类水标准。综上，由于化工废水尾水中依然存在超难降解有毒有害官能团的污染物物质，针对生化尾水中进行深度处理以达到准地表Ⅳ类(COD(化学需氧量)≤30mg/L，NH3-N(氨氮)≤1.5mg/L，TP(总磷)≤0.3mg/L)排放标准的深度处理方法仍处于探索阶段，此尾水的深度提标现状依然严峻。
技术实现思路
1.要解决的问题针对现有生化尾水中进行深度处理难以达到准地表Ⅳ类(COD(化学需氧量)≤30mg/L，NH3-N(氨氮)≤1.5mg/L，TP(总磷)≤0.3mg/L)排放标准的的问题，本专利技术提供一种准地表Ⅳ类水标准深度处理催化剂系统、处理方法及设备，催化剂系统通过设置以还原为主、吸附为辅的预还原催化剂，以及以吸附为主、还原为辅的二次深度净化催化剂，并结合深度处理方法，能够有效实现出水达准地表Ⅳ类水标准。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：一种用于准地表Ⅳ类水标准深度处理的催化剂系统，该系统包括串联的含有零价铁/零价铜/活性炭组合物的前端预还原催化剂和二次深度净化催化剂，所述前端预还原催化剂中的铁/碳质量比为(2.5～7):1，所述二次深度净化催化剂中的铁/碳质量比为(0.8～1.25):1。其中，前端预还原催化剂以还原为主，吸附为辅，二次深度净化催化剂以吸附为主，还原为辅。优选地，所述前端预还原催化剂以质量份计，零价铁占50～70份，零价铜占20～30份，活性炭占10～20份。优选地，所述二次深度净化催化剂以质量份计，零价铁占40～50份，零价铜占5～10份，活性炭占40～50份。一种准地表Ⅳ类水标准深度处理方法，依次经过如下处理单元：1)前端预还原单元：将污水厂二沉池生化尾水经过前述前端预还原催化剂处理，所述的生化尾水指标为COD(化学需氧量)≤80mg/L，SS(悬浮物)≤50mg/L，NH3-N(氨氮)≤5mg/L，TP(总磷)≤0.5mg/L；2)生物深度氧化单元以进一步降低体系COD、氨氮和磷；3)深度沉降单元以去除悬浮物SS；4)二次深度净化单元：采用前述二次深度净化催化剂进行吸附结合还原处理。优选地，所述零价铁包括铁屑、铁粉、铁条、铁块、铁刨花、铁碎渣的一种或者几种，所述零价铜包括铜屑、铜粉、铜条、铜块、铜刨花、铜碎渣的一种或者几种，所述活性炭包括柱状活性炭、棒状活性炭、杆状活性炭、球状活性炭、纺锤状活性炭或者不规则型活性炭的一种或者几种。对石化尾水中有机物尤其是难降解有毒物质进行催化还原，脱除有机物中的有毒官能团，降低废水毒性，方便后端处理。优选地，零价铁选择铁刨花，零价铜选择铜刨花，活性炭选择柱状活性炭。优选地，零价铁/零价铜/活性炭的填充比例为70︰20︰10。优选地，步骤1)所述前端预还原单元处理的水力停留时间为2～20h。优选地，水力停留时间为10h。优选地，步骤1)所述的零价铁/零价铜/活性炭的混合体系填料填充比例为50～80％。优选地，所述的填充比例为60％。优选地，所述的生物深度氧化单本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种准地表Ⅳ类水标准深度处理的催化剂系统，其特征在于，该系统包括串联的含有零价铁/零价铜/活性炭组合物的前端预还原催化剂和二次深度净化催化剂，所述前端预还原催化剂中的铁/碳质量比为(2.5～7):1，所述二次深度净化催化剂中的铁/碳质量比为(0.8～1.25):1。

【技术特征摘要】
1.一种准地表Ⅳ类水标准深度处理的催化剂系统，其特征在于，该系统包括串联的含有零价铁/零价铜/活性炭组合物的前端预还原催化剂和二次深度净化催化剂，所述前端预还原催化剂中的铁/碳质量比为(2.5～7):1，所述二次深度净化催化剂中的铁/碳质量比为(0.8～1.25):1。2.根据权利要求1所述的准地表Ⅳ类水标准深度处理的催化剂系统，其特征在于，所述前端预还原催化剂以质量份计，零价铁占50～70份，零价铜占20～30份，活性炭占10～20份。3.根据权利要求1所述的准地表Ⅳ类水标准深度处理的催化剂系统，其特征在于，所述二次深度净化催化剂以质量份计，零价铁占40～50份，零价铜占5～10份，活性炭占40～50份。4.一种准地表Ⅳ类水标准深度处理的催化剂系统处理生化尾水的方法，其特征在于，依次经过如下处理单元：1)前端预还原单元：将污水厂二沉池生化尾水经过权利要求1所述的前端预还原催化剂处理，所述的生化尾水指标为COD≤80mg/L，SS≤50mg/L，NH3-N≤5mg/L，TP≤0.5mg/L；2)生物深度氧化单元以进一步降低体系COD、氨氮和磷；3)深度沉降单元以去除悬浮物SS；4)二次深度净化单元：采用权利要求1中二次深度净化催化剂进行吸附结合还原处理。5.根据权利要求4所述的准地表Ⅳ类水标准深度处理的催化剂系统处理生化尾水的方法，其特征在于，步骤1)所述前端预还原单元处理的水力停留时间为2～20h。6.根据权利要求4所述的准地表Ⅳ类水标准...

【专利技术属性】
技术研发人员：张威，卞为林，王津南，李爱民，李妙月，
申请(专利权)人：南京大学盐城环保技术与工程研究院，
类型：发明
国别省市：江苏,32