申请日2018.01.17
公开(公告)日2019.04.05
IPC分类号C02F9/14; C02F101/30
摘要
本实用新型提供一种用于难降解有机废水的生物‑化学处理装置，包括砂滤池、位于砂滤池后端的地埋坑体;地埋坑体自上而下设置四层，分别为分散层、生物反应层、化学反应层和蓄水层。新的装置中化学处理不存在二次污染同时能够促进生物过程。采用模块化装置，为难降解有机废水的处理提供新的途径，进一步提升污水处理出水指标，实现污水零排放的目标。
权利要求书
1.一种用于难降解有机废水的生物-化学处理装置，其特征在于，包括砂滤池、位于砂滤池后端的地埋坑体;地埋坑体自上而下设置四层，分别为分散层、生物反应层、化学反应层和蓄水层;生物反应层为生物炭或活性炭层，生物反应层中内铺设第一导气管，第一导气管连通气泵或氧气发生器，第一导气管内通空气或氧气;化学反应层为生物炭或活性炭层，化学反应层内铺设第二导气管，第二导气管连通臭氧发生器，第二导气管内通臭氧;砂滤池为多级砂滤池，砂滤池内填充砂砾层，砂砾颗粒为1-2mm，砂滤池的高度逐级降低;分散层为石头层，分散层中石砾颗粒为20-200mm卵石;蓄水层为多层不透水塑料板材;生物反应层和化学反应层之间、化学反应层与蓄水层之间用土工布隔离;生物反应层的生物炭或活性炭层搭载有固定化微生物;所述化学反应层中臭氧间歇性释放;出水管连接化学反应层底部和砂滤池以形成回流，经过处理的水再次进入砂滤池。
说明书
一种用于难降解有机废水的生物-化学处理装置
技术领域
本实用新型涉及治理环境工程中难降解有机废水的装置，及各种水治理中浓缩液的治理装置，具体为利用化学能促进难降解污染物分解为小分子污染物，再通过环境微生物作用降解污染物，最终实现污染物零排放。
背景技术
水污染治理技术自工业革命开始不断发展，业已形成以生物化学方法为核心，同时结合新材料发展，也逐步发展出膜分离技术，电化学技术等优化以往成熟工艺。目前水污染治理中仍然存在的问题是，传统生化处理工艺及现在较为普遍的膜生物反应器(MBR)工艺技术在遭遇高浓度污水如垃圾渗滤液，特定工业废水等对象时无法完全去除污染物或对处理中产生的浓缩液办法不多。
高浓度污水中根据污染物成分可以归类为有机废水和无机废水，对于大多数无机废水的处理，由于生物过程的自然属性，一般多以物理化学方法絮凝沉降或富集吸收。但对于高浓度有机废水的处理，则可以通过电化学方法、化学氧化方法等打破有机物的长链或直接化学消解有机物形成其他小分子物质。已经较为研究所认同方法有芬顿试剂、芬顿铁盐法、电解法、臭氧氧化等等一系列方法，这些方法在理论程度上都极为有效处理高浓度有机废水，甚至对一些高浓度无机废水处理也具有很好效果。
新方法在实际应用上存在的最大问题是单纯利用这些方法，成本难以控制。因此本实用新型针对高浓度有机废水的治理，提出将成熟的化学方法与传统生物方法结合方式，形成更为市场接受的装置。
实用新型内容
为解决难降解有机废水的处理，本实用新型提出一种用于难降解有机废水的生物-化学处理装置，利用化学能促进难降解污染物分解为小分子污染物，再通过环境微生物作用降解污染物，最终实现污染物零排放。
本实用新型以垃圾渗滤液的浓缩液或尾水处理为例。本实用新型的工艺技术路线分为两个步骤：第一步骤为化学处理步骤，通过化学方法打破高浓度有机污染物的化学键保护，第二步骤为生物处理步骤，通过传统生物处理降解污染物浓度，同时由于难分解有机物被完全处理，能够实现完全处理。
针对垃圾渗滤液的浓缩液或尾水处理的工艺路线图见图1，图1中待处理废水主要经过截留段I和截留段II。截留段I为生物处理段，截留段II为化学处理段。
生物处理段将持续通入空气或者纯氧气，提供生物好氧分解所需的氧分子;化学处理段持续通入臭氧，臭氧具有极强的氧化作用，能够将有机物化学键保护打破。
化学处理段放置于生物处理段后端的目的是因为，臭氧对于微生物同样由杀菌作用，因此置于后端能够避免微生物群体受胁迫，同时生物处理段置于前端，来水中的碳源、氮源能够保障微生物分解过程。
通过回流设置，能够确保臭氧自然分解为氧气，形成氧饱和混合流补充生物段的氧气、碳源、氮源需求。控制回流比，是实现工艺可调控的关键因素。
本实用新型通过“地埋式生物-化学处理装置”(即一种用于难降解有机废水的生物-化学处理装置)展示工艺的应用方法：图2是“地埋式生物-化学处理装置”纵向流程图。
一种用于难降解有机废水的生物-化学处理装置，包括砂滤池、位于砂滤池后端的地埋坑体;地埋坑体自上而下设置四层，分别为分散层、生物反应层、化学反应层和蓄水层。
生物反应层为生物炭或活性炭层，生物反应层中内铺设第一导气管，第一导气管连通气泵或氧气发生器，第一导气管内通空气或氧气。
化学反应层为生物炭或活性炭层，化学反应层内铺设第二导气管，第二导气管连通臭氧发生器，第二导气管内通臭氧。
砂滤池为多级砂滤池，砂滤池内填充砂砾层，砂砾颗粒为1-2mm，砂滤池的高度逐级降低。
分散层为石头层(粗石砾层)，分散层中石砾颗粒为20-200mm卵石。蓄水层为多层不透水塑料板材。生物反应层和化学反应层之间、化学反应层与蓄水层之间用土工布隔离。生物反应层的生物炭或活性炭层搭载有固定化微生物。所述化学反应层中臭氧间歇性释放。出水管连接化学反应层底部和砂滤池。
来水首先经过多级砂滤池去除固体杂质，减少固体杂质对臭氧无谓消耗。经过砂滤池的过滤后，来水通过管路进入地埋坑体中，坑体自上而下设置四层，分别为分散层，生物反应层，化学反应层，和蓄水层。分散层以普通石头铺设而成，目的是(1)使布水更为均匀，(2)水与气之间接触时间更长。生物反应层和化学反应层以生物炭或活性炭铺设而成，生物炭或活性炭具有极强的吸附性，实现污水的截留，生物反应层中内铺设导气管，由普通气泵或氧气发生器产生空气或氧气;化学反应层内铺设导气管，由臭氧发生器产生臭氧。蓄水层为处理后水汇集层，为多层不透水塑料板材。层级直接以普通土工布隔离。
所述砂滤池中砂砾颗粒为1-2mm砂砾，可根据下渗速率适当增加砂粒粗度，或减少砂砾级数。所述分散层中石砾颗粒为20-200mm卵石。所述生物反应层中会提前混入固定化微生物材料，以维持生物反应速率稳定。所述化学反应层中臭氧释放为间歇性释放。
相对于现有技术，本实用新型具有以下优点：
1、工艺嫁接性强，工艺核心为生物反应，化学反应为打破污染物的化学键保护，因此可以应用在多种情境下，可以独立形成工艺流程，或作为旁支流程补充其他工艺路线之中。
2、实现模式多种多样，本实用新型中描述的装置为简易型地埋式工艺处理，材料易得，工程实现简单，没有二次污染风险。
3、工艺投入相比较单纯的化学处理便宜，本实用新型装置核心是微生物过程，在反应条件具备条件下，不需要额外能量投入。
