申请日2011.03.18
公开(公告)日2011.09.07
IPC分类号C02F1/78; C02F9/14
摘要
本发明公开了一体式臭氧生物蠕动床/强化混凝集成水处理装置与方法，该装置的臭氧接触反应室与管道混合器连接，管道混合器还分别与臭氧发生装置和进水泵连接;生物蠕动床位于臭氧接触反应室的上方，臭氧接触反应室和生物蠕动床形成一体式臭氧生物蠕动床;生物蠕动床是气水比为10-25：1的曝气生物滤池。该方法经臭氧预处理以后，废水通过臭氧反应室顶部的滤板进入曝气生物蠕动床，在曝气生物蠕动床处理时间为0.5-4小时，气水比10:1-25:1;生物蠕动床出水依次自流至混凝反应池和沉淀池。本发明减少了臭氧化以后的水再泵入曝气生物蠕动床的麻烦;提高了混凝效果，减少了反应和沉淀时间，占地面积小。
权利要求书 [支持框选翻译]
1.一体式臭氧生物蠕动床水/强化混凝集成水处理装置，其特征在于：包括进水泵、管道混合器、臭氧发生装置、臭氧接触反应室、生物蠕动床、混凝反应池和沉淀池;其中，臭氧接触反应室与管道混合器连接，管道混合器还分别与臭氧发生装置和进水泵连接;生物蠕动床位于臭氧接触反应室的上方，通过生物蠕动床的滤板与臭氧接触反应室连通，臭氧接触反应室和生物蠕动床形成一体式臭氧生物蠕动床;生物蠕动床的出水口与混凝反应池连接，混凝反应池和沉淀池连接;生物蠕动床是气水比为10-25：1的曝气生物滤池;臭氧接触反应室同时为生物蠕动床的布水层，为一个空心的反应池体。
2.根据权利要求1所述的一体式臭氧生物蠕动床水/强化混凝集成水处理装置，其特征在于：进水泵与管道混合器连接的管路上依次设有第二蝶阀、止回阀和流量计。
3.根据权利要求1所述的一体式臭氧生物蠕动床水/强化混凝集成水处理装置，其特征在于：所述进水泵的进水口前端管道上设有第一蝶阀。
4.应用权利要求1所述装置的一体式臭氧生物蠕动床/强化混凝集成水处理方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)含难生物降解有机物废水作为待处理水，待处理水进入一体式臭氧生物蠕动床，臭氧的加入量为臭氧与待处理水中COD的质量比为0.05～0.5:1，臭氧由臭氧发生器通过无声放电法产生含臭氧化的气体，通过管道混合进入臭氧接触氧化室进行废水的预氧化，反应时间为0.2～1小时;
(2)经臭氧预处理以后，废水通过臭氧反应室顶部的滤板进入曝气生物蠕动床，在曝气生物蠕动床处理时间为0.5-4小时，气水比10:1-25:1;生物蠕动床出水依次自流至混凝反应池和沉淀池;在混凝反应池控制废水的pH为5-9，按废水的体积计，混凝剂中的无机絮凝剂的投药量为10-200mg/L，聚丙烯酰胺投药量为0.2-0.3mg/L，沉淀1-2小时，最后出水自沉淀池的出水堰排出;所述混凝剂为无机絮凝剂和聚丙烯酰胺的混合物，无机絮凝剂为聚合氯化铝、聚合氯化铁或聚合氯化铝铁。
5.根据权利要求4所述的一体式臭氧生物蠕动床/强化混凝集成水处理方法，其特征在于：按废水的体积计，所述聚丙烯酰胺投药量为0.2mg/L。
说明书 [支持框选翻译]
一体式臭氧生物蠕动床/强化混凝集成水处理装置与方法
技术领域
本发明涉及含难生物降解有机物废水的深度处理，特别是涉及一体式臭氧生物蠕动床/强化混凝集成水处理装置与方法，具体是利用一体式臭氧生物蠕动床，后续强化混凝集成处理工艺处理工业废水。
背景技术
臭氧具有极强的氧化性能，且在水中可短时间自行分解，没有二次污染，是理想的绿色氧化水处理剂。目前，臭氧技术在水处理领域中的许多方面得到了应用。臭氧不仅具有很强的消毒杀菌作用，还可以氧化去除水中的难生物降解的污染物质，但是如果单独使用臭氧将难生物降解的污染物矿化为二氧化碳和水，往往臭氧投加量大，所需费用太高，经济性差，无法在实际工程中大规模应用。生物蠕动床工艺主要应用于低浓度的污水深度处理和原水微污染的预处理，如城市生活污水处理，低浓度工业污水处理，给水的原水预处理等。它是一种微生物接触生长系统，通过附着在填料上的微生物的吸收、降解、氧化、合成等作用，去除可生物降解和利用的溶解性物质。生物蠕动床工艺有机物容积负荷高、水力负荷大，水力停留时间短、所需基建投资少、能耗及运行成本低及保证较高出水水质的特点。但生物蠕动床工艺对废水中难生物降解有机物的去除却相当有限，是中水回用的一个难题。
专利号ZL 200710028632.9的中国发明专利公开了一体式臭氧与曝气生物滤池水处理装置及其方法，该方法利用臭氧主要起破坏有机物的结构，将低浓度的不可生物降解的有机物变成可以生物降解的有机物，然后利于高效的曝气生物滤池的生化处理，进一步降低废水中的有机物，同时曝气生物滤池中的氧气来源于臭氧中的供气。利用此技术不仅可以使处理后的废水达到回用标准，而且还达到处理成本低、占地面积少的结果。但是该方法的曝气生物滤池是针对具有有机污染物浓度不高，即化学需氧量(COD)低于180mg/L，这些有机物为难生物降解的废水，COD高于180mg/L则出水就难以稳定达标;同时由于进水COD高，曝气生物滤池中的生物量大，填料很容易堵塞、板结，反冲洗频率高;曝气生物滤池气量少，不能满足微生物好氧所需的气量;该方法还需要大量处理后的水对曝气生物滤池进行反冲洗，需要配置大功率的反冲洗水泵，这样不仅增加系统处理负荷，而且还大大提高了运行成本;曝气生物滤池出水的SS不能稳定达标，尤其是刚刚反冲洗后，出水的SS较高，同时露天的曝气生物滤池的出水堰和清水池容易生长藻类，严重影响出水水质。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的问题，提供一种COD去除率高、处理成本低、没有臭氧残留的一体式臭氧生物蠕动床/强化混凝集成水处理装置与方法。
本发明一体式臭氧生物蠕动床/强化混凝集成水处理装置是针对有机污染物浓度中化学需氧量(COD)为150-500mg/L污水进行处理，该污水的污染物部分为难生物降解有机物。首先利用臭氧氧化部分难生物降解有机物，更主要的是提高了废水的可生化性(可用生物方法降解去除的还原性有机物的含量)，再用曝气生物蠕动床的生化处理，然后采用强化混凝，去除SS及COD等。
本发明的目的通过如下技术方案实现：
一体式臭氧生物蠕动床水/强化混凝集成水处理装置，包括进水泵、管道混合器、臭氧发生装置、臭氧接触反应室、生物蠕动床、混凝反应池和沉淀池;其中，臭氧接触反应室与管道混合器连接，管道混合器还分别与臭氧发生装置和进水泵连接;生物蠕动床位于臭氧接触反应室的上方，通过生物蠕动床的滤板与臭氧接触反应室连通，臭氧接触反应室和生物蠕动床形成一体式臭氧生物蠕动床;生物蠕动床的出水口与混凝反应池连接，混凝反应池和沉淀池连接;生物蠕动床是气水比为10-25：1的曝气生物滤池;臭氧接触反应室同时为生物蠕动床的布水层，为一个空心的反应池体。
为进一步实现本发明目的，进水泵与管道混合器连接的管路上依次设有第二蝶阀、止回阀和流量计。
所述进水泵的进水口前端管道上优选设有第一蝶阀。
一体式臭氧生物蠕动床/强化混凝集成水处理方法，包括如下步骤：
(1)含难生物降解有机物废水作为待处理水，待处理水进入一体式臭氧生物蠕动床，臭氧的加入量为臭氧与待处理水中COD的质量比为0.05～0.5:1，臭氧由臭氧发生器通过无声放电法产生含臭氧化的气体，通过管道混合进入臭氧接触氧化室进行废水的预氧化，反应时间为0.2～1小时;
(2)经臭氧预处理以后，废水通过臭氧反应室顶部的滤板进入曝气生物蠕动床，在曝气生物蠕动床处理时间为0.5-4小时，气水比10:1-25:1;生物蠕动床出水依次自流至混凝反应池和沉淀池;在混凝反应池控制废水的pH为5-9，按废水的体积计，混凝剂中的无机絮凝剂的投药量为10-200mg/L，聚丙烯酰胺投药量为0.2-0.3mg/L，沉淀1-2小时，最后出水自沉淀池的出水堰排出;所述混凝剂为无机絮凝剂和聚丙烯酰胺的混合物，无机絮凝剂为聚合氯化铝、聚合氯化铁或聚合氯化铝铁。
按废水的体积计，所述聚丙烯酰胺投药量优选为0.2mg/L。
相对于现有技术，本发明具有如下优点和有益效果：
(1)利用臭氧脱除废水中的大部分色度，提高废水的可生化性，然后曝气生物蠕动床进行生物处理，进一步脱除COD和色度，通过一体式臭氧曝气生物蠕动床的预氧化，采取强化混凝措施，从而大大提高混凝效果，减少混凝剂的投加量，若不经一体式臭氧生物蠕动床的预氧化处理，混凝投药量要增加10倍。经预处理后，投药量只要原来药剂投加量的1/10，减少运行成本，保证出水稳定达标。
(2)本发明中的曝气生物蠕动床反冲洗只采用气体单独反冲洗，与常规的“气体反冲洗-气水联合反冲洗-水反冲洗”相比，减少了反冲洗水泵和电控阀门的配置，改善了反冲洗程序，大大简化了反冲洗的操作;同时不需设置清水池，不需要采用处理后的清水进行反冲洗，减少了工程投资，降低了运行成本;反冲洗出水流入后续的强化混凝阶段，通过沉淀去除污泥，不影响出水水质。
(3)处理方法操作简单，废水经过臭氧预处理后，通过臭氧接触反应室顶上的滤板滤头进入生物蠕动床，在一个反应器中实现了臭氧氧化和曝气生物蠕动床的联合处理;同时利用强化混凝技术，高效沉淀。减少了臭氧化以后的水再泵入曝气生物蠕动床的麻烦;减少了泵与管道，及各单元间流量不平衡的问题，处理系统紧凑;提高了混凝效果，减少了反应和沉淀时间，占地面积小。
(4)臭氧化后不必再安装臭氧破坏系统，上面的生物蠕动床完全可以防止臭氧的外泄。臭氧化气体在整个反应器的停留时间为1～6小时，相对于臭氧的半衰期15～20分钟，停留的时间够长，同时由于臭氧要经过充满生物载体的曝气生物蠕动床，因此尾气中基本没有臭氧残留。
