申请日2009.06.17
公开(公告)日2009.12.02
IPC分类号C02F9/14; C02F1/72; C02F3/34; C02F1/28
摘要
本发明涉及羟基自由基活性氧-生物活性炭联用的污水深度处理方法，其特征在于包括羟基自由基活性氧处理和生物活性炭处理两个单元：待处理污水首先与由羟基自由基活性氧发生装置产生的羟基自由基活性氧混合均匀，投加量为5-25mg/L，随后从氧化塔底部进入，在氧化塔内完成氧化反应;塔内停留时间5～20min，水中的有机污染物被去除或分解、转化;初步处理后的水从氧化塔顶部流出，进入生物活性炭反应器，停留时间60～180min，水中有机污染物被生物降解、去除。本方法能高效的去除有机污染物，处理效果好，成本低，可广泛被应用于城市生活污水及工业污水一级排放的深度处理。
权利要求书
1、一种羟基自由基活性氧一生物活性炭联用的污水深度处理方法，其特征在于
①羟基自由基活性氧处理
待处理污水首先与由羟基自由基活性氧发生装置产生的羟基自由基活性氧 混合均匀，随后进入氧化塔底部布水器，经氧化塔内部填充具有催化作用的填料， 带有羟基自由基活性氧的污水向上流经氧化塔，停留时间在5～20min，污水中的 有机污染物迅速被氧化、降解或分解、转化而除去，经初步处理后的污水从所述 氧化塔顶部的出水口流出，其中羟基自由基活性氧的投加量为待处理每升污水 5～25mg;
②生物活性炭处理
经步骤①处理的污水从生物活性炭反应器的一侧流入，流经所述反应器中填 充的生物活性炭层，停留时间在30～180min之间，水中的有机污染物进一步被降 解、去除;处理后的污水从所述反应器的另一侧流出，达到一级排放水
2、根据权利要求1所述的污水深度处理方法，其特征在于：所述羟基自由基活 性氧处理单元中羟基自由基活性氧的投加量为待处理每升污水的 10mg/L～20mg/L，停留时间15～20分。
说明书
羟基自由基活性氧-生物活性炭联用的污水深度处理方法
技术领域
本发明属于污水处理领域，特别是涉及一种羟基自由基活性氧-生物活性 炭联用的污水深度处理方法。
背景技术
目前，污水处理的方法很多，对不同类型的污水有着不同的处理方法，大多 数城市污水和工业污水通常采用曝气池或活性污泥法，是利用微生物作用把污水 中呈溶解、胶体及微细悬浮状态的有机污染物分解或转化为无污染的二氧化碳、 水及稳定的无害物，一部分合成微生物物质，促使微生物增长，从而使污水的 COD、BOD大大降低。这种传统的活性污泥法系统庞大，工艺复杂、占地面积 大，投资巨大，动力消耗高，一般占污水处理成本的60～70%，而且氮、磷等有 机物的去除效果也不理想;排出的剩余活性污泥造成二次污染，处理很困难，再 造成环境公害。
羟基自由基活性氧处理是一种高级氧化处理技术。当前的高级氧化处理技术 主要有Fenton法、氧化絮凝法、电催化法、臭氧法、超声降解法和光催化法等。 这些方法中的有些方法如Fenton法、电催化法在有机废水处理方面具有较好的 效果，在降解和脱色上卓有成效。但是，要使污水中的有机物彻底降解，需要较 长的时间，而且处理成本很高，加上有些技术还存在一些不能克服的问题，限制 了它们在污水处理中的应用。
随着工业的快速发展和人们生活水平不断提高，由工业生产产生的污水和城 市生活污水数量迅速增加，其中难降解有机物的数量也大为增加，这给污水处理 带来了很大的难度。很多工业污水，采用传统工艺处理，已经很难达标排放。此 外，随着环保问题的日益严峻，将污水深度处理后再排放或回用，已是大势所趋。 但是，当前很多的污水处理厂或站都是按照污水综合排放二级标准设计，要达到 一级排放标准需要对工艺进行较大调整，有些污水由于可生化性较差，没有合适 的工艺可以将排水深度处理到合格标准。
羟基自由基活性氧发生装置是一种高效的羟基自由基活性氧发生装置。它是 利用国际上燃料电池的前沿技术制备高效电催化膜电极，能在温和条件下、集反 应与分离为一体的合成羟基自由基活性氧，是一种节能、原子经济反应、环境友 好的新型化工过程。其产生的羟基自由基活性氧具有很高的氧化性，可有效氧化、 降解污水中的各种有机物。
羟基自由基活性氧，氧化电势=2.8V，仅低于氟，高于臭氧等。
虽然羟基自由基活性氧的处理效果很好，但是，若由它来完全降解二级排放 污水中的有机物，由于有机物的种类和数量繁多，仍然存在处理不能完全达标及 造成成本特高，无法应用于污水处理中的问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述现有技术污水深度处理技术对污水处理厂或 站二级排水特别是可生化性较差的排水处理效果有限、成本高的问题，经发明人 长期从事污水处理的开发、研究和实践，提供一种更有效的羟基自由基活性氧- 生物活性炭联用的污水深度处理的方法。
本发明提供的一种羟基自由基活性氧-生物活性炭联用的污水深度处理方 法，其特征在于主要包括下列两个处理单元：羟基自由基活性氧处理和生物活性 炭处理两个单元。
①羟基自由基活性氧处理
待处理污水首先与由羟基自由基活性氧发生装置产生的羟基自由基活性氧 混合均匀，其中羟基自由基活性氧投加量为待处理每升污水5～25mg，优选 10～～20mg，随后进入氧化塔底部布水器，经氧化塔内部填充具有催化作用的填 料;带有羟基自由基活性氧的污水向上流经氧化塔，停留时间为5～20min，优 选为15～20，污水中的有机污染物被迅速氧化、降解或分解、转化而去除，经羟 基自由基活性氧处理后的污水从氧化塔顶部的出水口流出。
②生物活性炭处理
经步骤①处理的污水从生物活性炭反应器的一侧流入，流经所述反应器中填 充的生物活性炭层，停留时间在30～180min之间，污水中的有机物被进一步降 解、去除，处理后的污水从所述反应器的另一侧流出，达到一级排放标准。
按照本发明提供的污水深度处理的方法中，所述羟基自由基活性氧处理单元 中的羟基自由基活性氧发生器装置(市售产品)是一种高效的羟基自由基活性氧 发生装置，产生的羟基自由基活性氧具有很高的氧化性，例如·OH自由基、H2O+、 H2O2、H3O等是很强的活泼离子，不仅与有机物发生夺氢反应，而且有加成自 由基复合等，是强的氧化剂与无机溶解物发生反应，尤其污水中重金属离子还原 成金属离子，它具有极高的氧化电势=2.8V，仅低于氟，高于臭氧等。特别是与 污水混合后，在氧化塔(市售)中带有催化作用填料的作用下，羟基自由基活性 氧可迅速的氧化水中的有机污染物，使有机污染物被更快的降解或去除，同时更 高比例的有机物质降解或转化为容易被生物降解的物质，显著改善污水的可生物 降解性。
在羟基自由基活性氧处理单元投加的羟基自由基活性氧的量可根据进污水 水质和出水水质的目标确定，在5mg/L～25mg/L，优选为10～20;待处理的污水 在羟基自由基活性氧处理单元和生物活性炭处理单元停留的时间越长，投加的羟 基自由基活性氧越多，则污水的深度处理效果越好，处理后的水质越好，但是会 增加处理成本一般停留时间在5～20分之间，优选为15～20分。
表1常用的几种氧化剂的氧化电势
序号 Oxidant(氧化剂) Oxidation Potential， (氧化电势，v) 1 Fluorine氟 3.0 2 Hydroxyl radical羟基自由氧 2.8 3 Ozone臭氧 2.1 4 Hydrogen peroxide过氧化氢 1.8 5 Potassium permanganate高锰酸钾 1.7 6 Chlorine dioxide二氧化氯 1.5 7 Chlorine氯 1.4
在生物活性炭单元，在活性炭表面长了较多的各种微生物菌，在污水流经过 生物活性炭层时，污水中的污染物特别是有机物经羟基自由基活性氧处理而被转 化为可生物降解的有机物再次被生物活性炭吸附和降解被除去，残留的难生物降 解有机物，也可通过活性炭内部的厌氧菌得到部分去除。羟基自由基活性氧处理 和生物活性炭处理相结合后，污水只要在羟基自由基活性氧处理单元进行初步的 处理，使污水中的污染物更多的转化为可生物降解的物质，而不需要完全降解。 这明显大大缩短了羟基自由基活性氧的用量和处理时间，所以能降低羟基自由基 活性氧处理单元的处理成本;同时，污水经过羟基自由基活性氧处理后，污水中 可生物降解有机物的比例提高，更适合生物活性炭处理，生物活性炭处理效率也 提高。
本发明的污水深度处理的方法中涉及各种设备均为市售产品，催化活性填料 亦是市售。
本发明提供的污水深度处理方法的特点为是将羟基自由基活性氧和生物活 性炭处理技术经过反复试验和实践有机组合在一起，适用于二级排水的污水深度 处理，兼备了羟基自由基活性氧处理和生物活性炭处理各自特点，并远超越两者 各自处理的效果及克服了两者各自无法达到的效果和缺点，开创适合于一级排水 的深度处理的新一代方法。利用羟基自由基极强的氧化性，使有机物的结构发生 适合于生物(微生物菌)降解的变化以改善可生物降解性，结合生物活性炭技术 能经济有效去除可生物降解有机物的特点，从而经济高效的降解污水中的有机 物。与单独的羟基自由基活性氧处理方法相比，这种方法更为经济。
本发明提供的污水深度处理方法能广泛适用于现有城市生活污水及工业污 水的一级排放的深度处理。
