申请日2009.12.31
公开(公告)日2011.07.06
IPC分类号C02F9/14; C02F1/461; C02F1/36
摘要
本发明提供了一种难降解高浓度有机废水的处理工艺，包括以下步骤：a.将收集的废水进行超声波-电解协同处理;b.将步骤a处理过的水进行生物氧化，本发明的工艺实现了难降解高浓度有机废水的高去除率、经济实用、能获得稳定的处理水、设备易维修而且操作管理方便、没有二次公害，此外，本发明公开了用于该工艺的处理装置。
权利要求书
1.一种难降解高浓度有机废水的处理工艺，包括以下步骤：
a.将收集的废水进行超声波-电解协同处理或超声波-光催化协同处理;
b.将步骤a处理过的水进行生物氧化。
2.根据权利要求1所述的处理工艺，进一步包括在步骤a中通入臭氧。
3.根据权利要求1所述的处理工艺，进一步包括在超声波处理前进行预处理、在超声波处理时进行机械搅拌、在超声-电解协同处理之后进行水解酸化、二级接触氧化、SBR、UASB、气浮、压滤处理中的一种或多种。
4.根据前述任一权利要求所述的处理工艺，其特征在于，超声波频率在约25kHz和约45kHz之间，超声波产生大约4000K和100MPa的局部高温高压和冲击力速度为110m/s的微射流，声强大于0.7W/cm2，平均声强不超过3.0W/m2。
5.根据权利要求1所述的处理工艺，其特征在于，采用高效极板进行电解，和通过高效的膜生物反应器进行生物氧化。
6.根据权利要求1所述的处理工艺，其特征在于，该电解为钛铁双阳极电化学法，该膜生物反应器采用平板膜为分离手段，反应器中的活性污泥浓度达到8-12g/L，该膜生物反应器中的膜组件采取超声波进行清洗，该极板间隙为约600mm。
7.根据前述任一权利要求所述的处理工艺，其特征在于，在上述的任意一个步骤或多个步骤中加有高级氧化处理。
8.一种难降解高浓度有机废水的处理装置，包括一体地形成的超声波装置与电解装置。
9.根据权利要求8所述的处理装置，其特征在于，该处理装置内置颗粒状多孔复合填料，用于附着贵金属催化剂，包括二氧化钛、二氧化钴，该超声波装置包括外壳、超声波发生装置、超声波换能器。
10.权利要求1的工艺或权利要求8的装置在化工行业、食品行业、医药行业中的应用。
说明书
难降解的高浓度有机废水处理工艺
技术领域
本发明属于废水处理的技术领域，具体而言，涉及难降解的高浓度有机废水的处理工艺以及处理设备。
背景技术
目前，废水处理一直是困扰环保工作者的难题，尤其是废水中含有大量难降解的高浓度有机物，导致水体环境污染。
现有的一般工艺对废水，尤其是难降解高浓度有机废水的处理无法实现高去除率、不能获得稳定的处理水、设备昂贵，不易维修而且操作管理不便、并存在二次公害的问题。
20世纪80年代中期，超声化学作为新兴的化学分支开始形成。声化学(Sonochemistry)，或称超声波化学，是利用超声波加速化学反应，提高化学反应速率的一门新兴交叉学科，目前已经引起世界各国有关研究者的重视。特别是在进入九十年代以来，美国、日本、法国、加拿大和德国等大学、实验室和研究所纷纷致力于将超声波化学应用于水污染控制，尤其是应用于对废水中难降解的、有毒有机污染物治理方面的研究，并取得了令人满意的效果。声化学法自身具有去除效率高、反应时间短、低能耗、少污染甚至无污染、设施简单、占地面积小等特点，能将水体中有害有机物转变为CO2、H2O、无机离子或转变为比原有机物毒性小的有机物，因而在处理难生物降解的有机物方面具有显著的优越性。近年来，超声波在处理微污染水源、有机废水、污泥发酵与脱水、饮用水杀菌、消毒以及工业用水的阻垢、除垢等方面的研究已取得了较大的成果。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种难降解高浓度有机废水的处理工艺，通过声催化氧化技术与接触氧化技术相结合实现了高去除率、经济实用、能获得稳定的处理水、没有二次公害。
本发明要解决的技术问题是提供一种难降解高浓度有机废水的处理装置，实现了难降解高浓度有机废水的高去除率、经济实用、能获得稳定的处理水、设备易维修而且操作管理方便、没有二次公害。
根据本发明的一个方面，一种难降解高浓度有机废水的处理工艺，包括以下步骤：
a.将收集的废水进行超声波-电解协同处理;
b.将步骤a处理过的水进行生物氧化。
根据本发明的一个方面，可在步骤a中通入臭氧。
根据本发明的一个方面，可在超声波处理前进行预处理。
根据本发明的一个方面，可在超声波处理时进行机械搅拌，以利于提高声化学产率。
根据本发明的一个方面，可通过高效的膜生物反应器进行生物氧化。
根据本发明的一个方面，该膜生物反应器可采用平板膜为分离手段，反应器中的活性污泥浓度可达到8-12g/L。
根据本发明的一个方面，该膜生物反应器中的膜组件可采取超声波进行清洗。
根据本发明的一个方面，可采用高效极板进行电解，该极板间隙例如为约600mm。
根据本发明的一个方面，可在超声-电解协同处理之后进行水解酸化、二级接触氧化、SBR、UASB、气浮、压滤等处理中的一种或多种。
根据本发明的一个方面，超声波频率可在约25kHz和约45kHz之间。
根据本发明的一个方面，超声能量应该同时报道声强与声密度，声强可大于0.7W/cm2以基本保证在各种水溶液中产生空化效应，平均声强不宜超过3.0W/m2从而尽可能地提高声化学产率和降低换能器的电耗。
根据本发明的一个方面，根据不同废水水质特性选取超声波作用功率、超声波作用时间、超声波作用频率最优组合条件。
根据本发明的另一方面，该电解可为钛铁双阳极电化学法。
根据本发明的另一方面，一种难降解高浓度有机废水的处理工艺，包括以下步骤：
a.将收集的废水进行超声波-光催化协同处理;
b.将步骤a处理过的水进行生物氧化。
根据本发明的一个方面，在上述的任意一个步骤或每个步骤中加有高级氧化处理。
根据本发明的一个方面，一种难降解高浓度有机废水的处理装置，包括一体地形成的超声波装置与电解装置。
根据本发明的一个方面，该处理装置可内置颗粒状多孔复合填料。
根据本发明的一个方面，该多孔复合填料可用于附着贵金属催化剂，包括二氧化钛、二氧化钴等。
根据本发明的一个方面，该超声波装置包括外壳、超声波发生装置、超声波换能器。
根据本发明的超声波处理可以使液体内部的各种空腔(充气的、充蒸气的或真空的空腔)内及其周围物质发生一系列的物理化学效应即超声空化。当声能足够高时，在疏松的半周期内，液相分子间的吸引力被打破形成空核。空核寿命极短，瞬间爆炸，同时产生大约4000K和100MPa的局部高温高压，并产生具有强烈冲击力速度为110m/s的微射流。这些条件使其在空化泡内足以将难降解有机物的化学键打开，同时产生水相燃烧、超临界氧化、高温分解和自由基氧化反应，超声波所具有的这些优点对于降低水中污染物的毒性，降解难降解有机物和提高可生化性等都有较好的效果。
根据本发明的一个方面，该难降解高浓度有机物废水处理工艺在废水COD浓度超过20000mg/L的情况下，处理出水的COD浓度可以控制在100mg/L。
根据本发明的一个方面，该难降解高浓度有机物废水处理工艺可应用于化工行业、食品行业、医药行业等工程改造和建设，而提高水质，降低运行成本等。
采用本发明方法处理难降解高浓度的有机废水，提高了声能-空化能的转化率和空化能的利用率，降低了有机废水超声处理的能耗，提高了有机污染物的去除效果。
与一般工艺相比，利用本发明的工艺降解水中的化学污染物，尤其是难降解的有机污染物具有去除效率高、反应时间短、设施简单、占地面积小等优点。与紫外线、热、压力、化学等处理方法相比，超声波对污染物的处理更直接，对设备的要求更低。
本发明对难降解高浓度有机废水处理的新工艺，以超声波技术的投资，获取经济最优化的污水达标排放，其操作、维护比一般水处理工艺简单。
