CN101323493A

CN101323493A - 一种基于臭氧氧化和曝气生物滤池的废水处理装置

Info

Publication number: CN101323493A
Application number: CNA2008100297239A
Authority: CN
Inventors: 汪晓军; 顾晓扬
Original assignee: South China University of Technology SCUT
Current assignee: South China University of Technology SCUT
Priority date: 2008-07-24
Filing date: 2008-07-24
Publication date: 2008-12-17

Abstract

本发明公开了一种基于臭氧氧化和曝气生物滤池的废水处理装置。该装置包括臭氧发生系统、气水混合系统和下流式曝气生物滤池以及非均相臭氧催化氧化系统，非均相臭氧催化氧化系统由下到上包括气水混合层、承托布水板、非均相催化氧化填料层、钢丝网和出水堰；废水喷射口位于气水混合层中，出水堰与下流式曝气生物滤池上端的气水混合区连通；非均相催化氧化填料层由负载了锰金属系列的陶粒堆积形成，高度为3～8m。该发明在一个组合反应器中实现了臭氧催化氧化和曝气生物滤池生化的两个作用，减少了泵与管道，占地面积小，且非均相臭氧催化氧化系统充分利用臭氧氧化了水中的有机物，降低了其在水中的残留浓度，对曝气生物滤池的微生物起保护作用。

Description

一种基于臭氧氧化和曝气生物滤池的废水处理装置

技术领域

本发明涉及水处理领域，具体是利用臭氧催化氧化一下流式曝气生物滤池一体化水处理装置处理受污染原水、废水，特别是含难生物降解有机物废水的深度处理领域。

背景技术

臭氧具有极强的氧化性能，其氧化能力仅次于氟，高于氯和高锰酸钾。基于臭氧的强氧化性，且在水中可短时间内自行分解，没有二次污染，是理想的绿色氧化药剂。目前，臭氧技术在水处理领域得到广泛的应用。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以生物降解的污染物质。但是如果单独使用臭氧将难以生物降解的污染物矿化为二氧化碳和水直接去除，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。同时，传统的臭氧氧化技术不能有效地提高臭氧氧化能力，对难降解有机物去除率也较低。因此，对臭氧进行催化氧化，提高其氧化能力也是目前研究的热点。

曝气生物滤池(BAF)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。该方法集污水处理曝气池和给水快滤池的特点于一体，高比表面积的粒状填料的使用不仅增大了微生物量，而且微生物的活性高，同时使得废水能同填料表面的微生物充分有效地接触，因而使得曝气生物滤池较一般传统的生物处理技术有更高的处理效率。曝气生物滤池的最大特点是集生物氧化和截留悬浮物于一体，节省了后续二次沉淀池，在保证处理效果的前提下使处理工艺简化。此外，曝气生物滤池工艺还具有有机物容积负荷高、水力负荷大，水力停留时问短、所需基建投资少、能耗及运行成本低及保证较高出水水质等特点。但曝气生物滤池技术仅能脱除可生物降解的有机物，对含难生物降解有机物废水的处理效果往往不佳。对含溶解性，且又难以生物降解污染物的去除是污水深度处理，中水回用的一个难题。

发明内容

本发明装置的目的在于克服现有技术处理含难生物降解有机物废水的不足，开发一种既保持臭氧氧化能力强和曝气生物滤池生物氧化和截留悬浮固体的特点，又避免臭氧对曝气生物滤池生物氧化干扰并提高其有机污染物的可生化性的一种基于臭氧氧化和曝气生物滤池的废水处理装置。

本发明原理：采用臭氧非均相催化氧化，在装置中填充臭氧氧化催化陶粒，大大提高臭氧的氧化效率，降低废水的处理成本；经过臭氧催化氧化，不但氧化分解了部分有机物，更主要的是提高了有机污染物的可生化性，然后废水溢流进入下流式曝气生物滤池，利用曝气生物滤池处理工艺最终将被臭氧氧化处理后的难生物降解有机物去除。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种基于臭氧氧化和曝气生物滤池的废水处理装置，包括臭氧发生系统、气水混合系统和下流式曝气生物滤池，所述气水混合系统包括依次连接的输送水泵、文丘里管和废水喷射口，臭氧发生系统与文丘里管相连；所述废水深度处理装置还包括非均相臭氧催化氧化系统，该系统由下到上包括气水混合层、承托布水板、非均相催化氧化填料层、钢丝网和出水堰；废水喷射口位于气水混合层中，出水堰与下流式曝气生物滤池上端的气水混合区连通；所述非均相催化氧化填料层由负载了锰金属系列的陶粒堆积形成，陶粒粒径为2～8mm，高度为3～8m。

为进一步实现本发明的目的，所述钢丝网为不锈钢钢丝网，规格为10～20目。

所述下流式曝气生物滤池在池体内由上到下依次包括气水混合区、生物填料层、承压层和反冲洗布气布水层，在反冲洗布气布水层还设有出水口。

所述下流式曝气生物滤池还包括反冲洗系统，反冲洗系统包括反冲洗气泵、反冲洗水泵和反冲洗出水堰，反冲洗气泵、反冲洗水泵分别与反冲洗布气布水层连通，反冲洗出水堰设置在气水混合区的上部。

所述承压层为钢板或水泥板，在板上安装ABS或者不锈钢滤头。

所述生物填料层由粒径为1～10mm的陶粒、活性炭、蜂窝陶瓷、沸石或火山岩颗粒填料堆积形成。

所述废水进水输送水泵与文丘里管连通的管道上依次设有第一阀门和流量计。

所述承托布水板为钢板或水泥板，在板上安装ABS或者不锈钢滤头。

所述下流式曝气生物滤池的横截面积为非均相臭氧催化反应系统横截面积的1.5-2.5倍。

本发明有如下优点和积极效果：

(1)本发明在一个组合的反应器中实现了臭氧催化氧化和曝气生物滤池生化的两个作用，利用进水水泵和文丘里管产生的吸力，将臭氧吸入臭氧催化氧化装置，反应以后的废水利用高度差，直接溢流进入下流式曝气生物滤池，在一个反应器中实现了臭氧催化氧化和曝气生物滤池的联合处理。减少了臭氧化以后的水再泵入曝气生物滤池的麻烦；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，占地面积小。

(2)臭氧化后不必再安装臭氧破坏系统，由于臭氧要经过充满催化载体的填料层，因此尾气中基本没有臭氧残留。而溶解于废水中的臭氧在整个臭氧催化反应器的停留时间为1～3小时，相对于臭氧的半衰期15～20分钟，停留的时间够长，同时，下流式曝气生物滤池通过调节出水管的高度，保证生物填料上部的气水混合层有1m以上的保护高度，进一步分解降低废水中可能残留的微量臭氧，对曝气生物滤池的微生物起保护作用。

附图说明：

图1是基于臭氧氧化和曝气生物滤池的废水处理装置整体结构示意图。

图2是图1中非均相臭氧催化氧化系统和下流式曝气生物滤池结构示意图。

图3是一种基于臭氧氧化和曝气生物滤池的废水处理装置俯视图。

具体实施方式

下面结合附图和实例对本发明作进一步详细的说明，但本发明的实施方式不限于此。

如图1、2所示：一种基于臭氧氧化和曝气生物滤池的废水处理装置包括非均相臭氧催化氧化系统8、臭氧发生系统7、气水混合系统和下流式曝气生物滤池9。气水混合系统包括依次连接的输送水泵1、第一阀门2、流量计3、文丘里管4、第二阀门5和废水喷射口6；臭氧发生系统7与文丘里管4相连；非均相臭氧催化氧化系统8由下到上包括气水混合层11、承托布水板12，非均相催化氧化填料层13，钢丝网1和出水堰15；废水喷射口6位于气水混合层11中，出水堰15与下流式曝气生物滤池上端的气水混合区16连通。臭氧发生系统7与文丘里管4相连相通，臭氧通过文丘里管进入非均相臭氧催化氧化系统8。钢丝网为不锈钢钢丝网。臭氧发生系统通常包括空气压缩机，空气干燥器，纯氧制造机以及臭氧发生器四部分，目前中、大型的臭氧发生系统(500g/h以上的臭氧量)都采用该工艺制备臭氧，有成套设备，因此不再详细说明。

下流式曝气生物滤池在池体内由上到下依次包括气水混合区16、生物填料层17、承压层18和反冲洗布气布水层19，在反冲洗布气布水层19还设有出水口10。生物填料层由粒径为1～10mm的陶粒、活性炭、蜂窝陶瓷、沸石或火山岩颗粒填料堆积形成。下流式曝气生物滤池9还包括反冲洗系统，反冲洗系统包括反冲洗风机水泵系统21和反冲洗出水堰20，用于滤池的反冲洗，反冲洗风机水泵系统21与反冲洗布气布水层19通过管道连通，反冲洗出水堰20设置在气水混合区16上。反冲洗后的废水通过反冲洗出水堰20排回废水处理原调节池。

同时，废水深度处理装置还设置臭氧催化系统检修人孔22和下流式曝气生物滤池系统检修人孔23，分别位于气水混合层11和反冲洗布气布水层19上，便于进行设备的定期检修维护。

如图3所示：下流式曝气生物滤池的横截面积约为非均相臭氧催化反应系统横截面积的1.5-2.5倍，具体大小可根据不同水质进行设计。

非均相臭氧催化反应系统的承托布水板和下流式曝气生物滤池的承压层为钢板或者钢筋混凝土结构，在钢板或者钢筋混凝土板上安装ABS或者不锈钢滤头进行布气布水。

使用时，臭氧和废水经过喷射口6进入气水混合层11，然后上升经过承托布水板12，使得废水和臭氧均匀地在非均相催化氧化填料层13进行反应，非均相催化氧化填料层由负载了锰金属系列的陶粒组成，其粒径为2～8mm，高度为3～8m，保证反应时间30～60分钟。反应出水经过不锈钢钢丝网14，钢丝网规格为10～20目，保证非均相载体不随废水排出，同时去除气水扰动引起的泡沫，经出水堰15出水，溢流进入下流式曝气生物滤池9。先通过气水混合区16均匀水质，再通过生物填料层17进行好氧生物降解，同时过滤去除悬浮物，然后通过承压层18的滤头，最后通过出水口10废水达标排放或者进行中水回用。

本发明可以单独对废水进行处理，也可以和其他工艺进行组合，作为一个单元对废水进行处理。特别是对含有不可生物降解有机物的废水处理，如垃圾渗滤液的深度处理，一般工业废水的深度处理后作为回用的水源等。

Claims

1、一种基于臭氧氧化和曝气生物滤池的废水处理装置，包括臭氧发生系统、气水混合系统和下流式曝气生物滤池，所述气水混合系统包括依次连接的输送水泵、文丘里管和废水喷射口，臭氧发生系统与文丘里管相连；其特征在于：所述废水深度处理装置还包括非均相臭氧催化氧化系统，该系统由下到上包括气水混合层、承托布水板、非均相催化氧化填料层、钢丝网和出水堰；废水喷射口位于气水混合层中，出水堰与下流式曝气生物滤池上端的气水混合区连通；所述非均相催化氧化填料层由负载了锰金属系列的陶粒堆积形成，陶粒粒径为2～8mm，高度为3～8m。

2、根据权利要求1所述的一种基于臭氧氧化和曝气生物滤池的废水处理装置，其特征在于：所述钢丝网为不锈钢钢丝网，规格为10～20目。

3、根据权利要求1所述的一种基于臭氧氧化和曝气生物滤池的废水处理装置，其特征在于：所述下流式曝气生物滤池在池体内由上到下依次包括气水混合区、生物填料层、承压层和反冲洗布气布水层，在反冲洗布气布水层还设有出水口。

4、根据权利要求3所述的一种基于臭氧氧化和曝气生物滤池的废水处理装置，其特征在于：所述下流式曝气生物滤池还包括反冲洗系统，反冲洗系统包括反冲洗气泵、反冲洗水泵和反冲洗出水堰，反冲洗气泵、反冲洗水泵分别与反冲洗布气布水层连通，反冲洗出水堰设置在气水混合区的上部。

5、根据权利要求3所述的一种基于臭氧氧化和曝气生物滤池的废水处理装置，其特征在于：所述承压层为钢板或水泥板，在板上安装ABS或者不锈钢滤头。

6、根据权利要求3所述的一种基于臭氧氧化和曝气生物滤池的废水处理装置，其特征在于：所述生物填料层由粒径为1～10mm的陶粒、活性炭、蜂窝陶瓷、沸石或火山岩颗粒填料堆积形成。

7、根据权利要求1所述的一种基于臭氧氧化和曝气生物滤池的废水处理装置，其特征在于：所述废水进水输送水泵与文丘里管连通的管道上依次设有第一阀门和流量计。

8、根据权利要求1所述的一种基于臭氧氧化和曝气生物滤池的废水处理装置，其特征在于：所述承托布水板为钢板或水泥板，在板上安装ABS或者不锈钢滤头。

9、根据权利要求1所述的一种基于臭氧氧化和曝气生物滤池的废水处理装置，其特征在于：所述下流式曝气生物滤池的横截面积为非均相臭氧催化反应系统横截面积的1.5-2.5倍。