一种化工废水生化尾水深度处理的系统及方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及废水处理技术领域，更具体地说，设及一种化工废水生化尾水深度处 理的系统及方法。
【背景技术】
[0002] 随着污染情况日趋严重，环境保护的要求越来越高，生化尾水深度处理问题已成 为制约我国环境保护可持续发展的关键因素之一。据统计，我国300多家化工园区中约有 70%的污水厂难W稳定达标，化工废水深度治理形势依然严峻。
[0003] 生化尾水常含有难降解的溶解性有机污染物，常规处理工艺如混凝沉淀等很难保 证出水稳定达标。针对生化尾水的特点，目前常用深度处理方法主要可分为物化处理法、生 物法及膜分离法等。物化处理方法有混凝沉淀、过滤、吸附、高级氧化法；生化法包括生物反 应器、生物滤池、人工湿地等；膜分离法包括反渗透、微滤、纳滤等。过滤法主要是通过过滤 反应器利用过滤介质强大的比表面积和孔隙率截留或吸附污水中悬浮物，从而达到深度净 化废水的目的，常用的滤料包括纤维球滤料、滤布等。纤维球W及滤布过滤技术常用于含油 废水的处理，随着近年来过滤技术不断的发展，过滤技术也被用于污水深度处理。虽然过滤 法在尾水深度净化及中水回用方面取得了较好的效果，但是对于生化尾水一些溶解性难降 解的有机物去除效果较差，出水很难保证稳定达标，此外过滤器、滤料维护成本高，操作麻 烦，不利于大规模的工程应用等。膜分离技术膜维护成本较高，膜污染问题依然没有得到很 好的解决，在实际化工废水生化尾水中的应用较少。吸附法是利用吸附剂表面巨大的比表 面积和活性基团，通过吸附、离子交换等物理化学过程去除尾水中的有机污染物，常用的吸 附剂包括活性炭、树脂等。活性炭是目前水处理中普遍采用的吸附剂，活性炭不仅对水中溶 解的有机物，如苯类化合物、酪类化合物、石油及石油产品等具有较强的吸附能力，而且对 色度、异臭异味、表面活性物质、农药、合成洗涂剂、合成染料、胺类化合物W及许多人工合 成的有机化合物及重金属都有较好的去除效果。当活性炭吸附达到饱和后，可W进行脱附 再生，然后再重复使用。通过再生使用，可W降低处理成本，减少废渣排放。但是活性炭价格 昂贵，再生成本高，会产生大量的废活性炭，增加了处理成本，一般企业很难接受。近年来高 级化学氧化技术不断发展，目前用于化工废水生化尾水深度处理的技术主要有次氯酸钢、 二氧化氯、氯气、Feton氧化、臭氧氧化法等。但是研究发现，有机物经过氯氧化后会产生= 氯甲烧等消毒副产物。臭氧是一种有效的预氧化剂，但是臭氧在投加时不能过量，若过量会 使浊度增加，此外在应用过程中还会产生甲醒及漠酸盐的问题，同时也臭氧氧化效率不高 的缺点。化nton氧化技术是目前化工废水深度处理中最为常见的技术之一，近年来化nton 氧化技术不断发展，从传统的芬顿氧化技术发展到现在的芬顿流化床技术，但是从实际运 行效果来看，芬顿技术反应条件要求较为苛刻，运行成本高、产泥量大，不利于推广应用。混 凝法是生化尾水深度处理最常用的方法，具有操作简便、工艺简单、处理费用低等优点，广 泛应用于大、中、小各类污水处理厂，常用的混凝剂有聚合氯化侣（PAC)、聚合侣铁（PAFC)， 聚合硫酸铁（PFS)、聚丙酷胺（PAM)等，但是单独采用混凝沉淀法处理生化尾水时，出水很 难稳定达标，所W在实际应用中常与其他工艺联合使用，如出现的混凝一气浮工艺，混凝一 活性炭吸附工艺，混凝一砂滤一活性炭吸附工艺，混凝一活性炭吸附一催化氧化工艺等。
[0004]自八十年代末W来，我国研究开发了高儘酸钟预氧化除污染技术。研究表明，高儘 酸钟具有强化除藻、降低出水的色度及嗅味、除铁儘、改善混凝条件、减少混凝剂投量、提高 系统对水中有机物的去除效率、控制消毒副产物、降低处理出水的余氯消耗速度等作用。此 外高儘酸钟在氧化污染物质的过程中会产生新生态二氧化儘，新生态二氧化儘表面含有丰 富的径基，具有很高的活性，能够通过吸附作用促进絮体的生长，增加絮体的密实度，改善 沉降性能，同时还具有混凝除浊的效能。但高儘酸盐氧化性与溶液的抑有关，强酸性条件 其氧化性强，还原产物为Mn2+,但在中性条件下，其氧化性明显下降，还原产物也发生改变， 不是Mn2+,而是Mn〇2。由于中性条件其氧化性明显下降，因此在氧化过程中不是整体将有 机物氧化，而是破坏覆盖在水中悬浮颗粒表面的有机物膜，使运些悬浮颗粒表面性质发生 有利于脱稳凝聚的变化。众多研究发现，新生态二氧化儘在水中能够形成大分子聚合物， 运些大分子聚合物通过表面配位及其他化学作用与废水中带负电的胶粒结合到一起，同时 运些聚合物具有很强的吸附作用，能够吸附废水中的有机物，是一种有非常应用前景的水 处理剂之一。高儘酸钟预氧化技术广泛应用于低浓低浊水源污水的处理，如中国专利号 ZL200410013515. 1，授权公告日2006年6月28日，发明创造名称为：对饮用水源进行臭氧 与高儘酸钟联用处理的氧化助凝方法，该申请案采用高儘酸钟或高儘酸钟与其他药剂的混 合物在臭氧之前或之后处理饮用水源，取得了较好的处理效果，提高了出水水质，但是将该 种方法应用于化工废水深度处理时，一方面出水很难达到一级A标准，另一方面采用高儘 酸钟或高儘酸钟与其他药剂的混合物混凝反应与臭氧氧化在同一个过程进行，混凝反应后 的沉淀物与臭氧氧化反应的比例不易控制，沉淀物残留在臭氧反应体系过多或过少均会影 响处理效果。申请号201310690136. 5,发明名称：一种难降解有机物的化学转化与造粒混 凝方法，该申请案采用先向废水中投加高儘酸钟，然后进行臭氧，最后进行混凝沉淀，对难 降解有机污染物的造粒混凝取得了一定的效果，但是该方法不利于连续运行，难W大规模 工程应用，同时采用高儘酸钟处理废水中的有机物时，反应速度缓慢，同时会使废水色度 超标。
【发明内容】
阳0化]1.发明要解决的技术问题
[0006] 本发明针对化工废水生化尾水可生物降解性差、难降解有机污染物高等特点，提 供了一种化工废水生化尾水深度处理的系统及方法。
[0007] 2.技术方案
[0008] 本发明中，采用高儘酸钟、侣盐作为预氧化剂和混凝剂，高儘酸钟首先与化工废水 中还原性的有机物进行反应，原位生成的水合二氧化儘作为氧化剂、吸附剂、助凝剂进一步 降解有机物，然后投加侣盐混凝剂进行混凝反应，反应后的污泥中二氧化儘和氨氧化侣絮 体回流至配水池，然后进入混凝反应池的前端，二氧化儘催化高儘酸钟与废水中有机物反 应，加快反应速度，氨氧化侣絮体作为吸附剂将反应后的二氧化儘吸附于表面参与高儘酸 钟的氧化反应，处理效率显著提高，同时出水色度大大降低，污泥体积明显减少。混凝反应 后的一部分污泥和混凝后出水同时进入到臭氧氧化处理系统，污泥中二氧化儘作为催化剂 促进臭氧氧化效率，提高对大分子难降解有机污染的去除能力，改善出水水质，提高废水可 生化性，臭氧氧化反应器采用流化床设计，可W实现一体化反应，实现快速固液分离。臭氧 氧化后出水经缓冲池去除残留臭氧后进入到生物活性炭滤池，进行进一步的生物反应，处 理后出水完全能够达到污水处理厂排放一级A标准。本发明利用混凝反应后污泥中二氧化 儘的催化特性和氨氧化侣絮体吸附性，克服了在中性条件下高儘酸钟氧化效率不高，出水 色度增加的问题，同时利用污泥中二氧化儘的催化特性催化臭氧反应提高了氧化效率和废 水可生化性，通过生物活性炭滤池的进一步处理，出水完全可W达到污水处理厂排放标准 一级A标准。
[0009] 具体的技术方案如下：
[0010] 本发明的一种化工废水生化尾水深度处理的系统，包括物化处理系统和生化处理 系统，所述的物化处理系统主要包括配水池、混凝反应池、沉淀池、臭氧氧化反应器、臭氧尾 气吸收装置、缓冲池；所述的配水池、混凝反应池、沉淀池、臭氧氧化反应器、缓冲池通过管 道依次相连，所述的臭氧尾气吸收装置通过管道与臭氧氧化反应器相连；所述的生化处理 系统主要包括生物活性炭滤池、排水池、污泥浓缩池，所述的生物活性炭滤池和排水池通过