申请日2017.12.27
公开(公告)日2018.04.13
IPC分类号C02F9/14
摘要
本发明公开一种废水处理系统和方法，用于深度处理废水中的难降解有机物。废水处理系统包括臭氧处理装置和生物滤池，臭氧处理装置的臭氧投加装置以空气或纯氧为原料，利用放电进行臭氧制备，从其排出的包括臭氧及过剩空气或氧气的混合气体通入臭氧及氧气接触池，使待处理废水经受臭氧氧化处理并吸收氧气，其出水通入生物滤池，而使得生物滤池内无需设置为微生物增氧的曝气装置。通过所述废水处理系统和方法，充分利用臭氧处理装置的出水中的过饱和溶解氧替代后续生物滤池的曝气系统，具有传质效率高、生物活性高、容积负荷高、去除率高等优点。滤池结构简单，反洗效率高，显著降低了运行费用。对于难降解COD的去除，整体工艺的经济性大大提高。
权利要求书
1.一种废水处理系统，用于深度处理废水中的难降解有机物，包括臭氧处理装置和生物滤池，臭氧处理装置包括臭氧投加装置，其以空气或纯氧为主要原料，利用放电进行臭氧制备，其中，臭氧处理装置还包括臭氧及氧气接触池，待处理废水通入该臭氧及氧气接触池，从臭氧投加装置排出的包括臭氧及过剩空气或氧气的混合气体也通入该臭氧及氧气接触池，使待处理废水经受臭氧氧化处理并吸收氧气，所述臭氧处理装置的出水通入生物滤池，而使得生物滤池内无需设置为微生物增氧的曝气装置。
2.根据权利要求1所述的废水处理系统，其中，所述臭氧处理装置的出水从生物滤池的顶部通入生物滤池，以下向流自上而下经过生物滤池。
3.根据权利要求1所述的废水处理系统，其中，所述臭氧处理装置还包括臭氧尾气处理装置，用于处理从臭氧及氧气接触池排出的过多臭氧。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的废水处理系统，其中，待处理废水的一部分经管道泵送到臭氧投加装置，并与臭氧投加装置中的臭氧及过剩空气和氧气混合，利用臭氧投加装置中的臭氧及过剩空气和氧气的压力以及通入的所述部分的废水的液压，将臭氧及氧气以及部分废水的混合物通过管道通入到臭氧及氧气接触池，对臭氧及氧气接触池中的待处理废水进行处理。
5.根据权利要求4所述的废水处理系统，其中，所述管道通入到臭氧及氧气接触池下部，所述管道的通入到臭氧及氧气接触池下部的下端部设置有由多孔材料制成的扩散器。
6.根据权利要求1-3中任一项所述的废水处理系统，其中，所述废水处理系统还包括位于臭氧处理装置和生物滤池之间的臭氧处理装置出水中的残余臭氧控制装置，其用于破坏臭氧处理装置出水中的残余臭氧，所述臭氧处理装置的出水经残余臭氧控制装置处理后通入生物滤池。
7.根据权利要求6所述的废水处理系统，其中，残余臭氧控制装置还包括臭氧检测仪表。
8.根据权利要求7所述的废水处理系统，其中，残余臭氧控制装置为时间控制流量阀，该阀设置为在臭氧处理结束后使经臭氧处理的废水静置10-20分钟再打开，将经臭氧处理的废水通入生物滤池，或为伸长的出水管或储水器，经臭氧处理的废水在出水管或储水器中留存10-20分钟再通入生物滤池，当检测仪表检测到臭氧处理装置的出水中的残余臭氧浓度不符合生物滤池的要求时，延长臭氧处理结束后经臭氧处理的废水静置的时间或经臭氧处理的废水在出水管或储水器中留存的时间。
9.根据权利要求1-3中任一项所述的废水处理系统，其中，所述生物滤池包括过滤系统和反冲洗系统，反冲洗系统用于在过滤出一定数量的污物后，对过滤系统进行反向清洗。
10.根据权利要求9所述的废水处理系统，其中，过滤系统自上而下包括V型进水分配渠、生物降解区及气水分配室，V型进水分配渠与滤池单元顶部连接，V型进水分配渠为顶部开放的V型水槽，包括V型配水堰。
11.根据权利要求10所述的废水处理系统，其中，生物降解区包括生物滤料和承托生物滤料的生物滤料承托层，生物滤料为附着用于去除废水中有机物的微生物的重质粘土陶粒或石英砂滤料。
12.一种废水处理方法，其利用臭氧处理和生物滤池过滤组合技术处理污水，用于臭氧处理的臭氧处理装置包括臭氧投加装置，其以空气或纯氧为主要原料，利用放电进行臭氧制备，其中，臭氧处理装置还包括臭氧及氧气接触池，待处理废水通入该臭氧及氧气接触池，从臭氧投加装置排出的包括臭氧和过剩空气及氧气的混合气体也通入该臭氧接触池，使待处理废水经受臭氧氧化处理并吸收空气或氧气，所述方法利用从臭氧处理装置排出的经臭氧处理的废水中溶解的过饱和氧气，将从臭氧处理装置排出的经臭氧处理的废水通入生物滤池，而无需经过进一步为微生物增氧的曝气处理。
说明书
臭氧处理及生物滤池联用废水处理系统及方法
技术领域
本发明涉及一种臭氧处理及生物滤池联用废水处理系统，更具体地，涉及一种臭氧处理及生物滤池联用的深度处理难降解有机物的废水处理系统，本发明还涉及一种臭氧处理及生物滤池联用的深度处理难降解有机物的废水处理方法。
背景技术
近几年来，随着环境保护意识的提高，我国的废水排放标准也不断提高。废水排放指标主要包括化学需氧量COD，是以化学方法测量水样中需要被氧化的还原性物质的量，即废水、废水处理厂出水和受污染的水中，能被强氧化剂氧化的物质(一般为有机物)的氧当量;总有机碳TOC，即表示水样中有机物总量的综合指标;生化需氧量或生化耗氧量(一般指五日生化学需氧量)BOD，表示水中有机物等需氧污染物质含量的一个综合指标，说明水中有机物由于微生物的生化作用进行氧化分解，使之无机化或气体化时所消耗水中溶解氧的总数量。目前，经过生化处理的有机工业废水及回用系统产生的浓水COD和TOC浓度大多难以达到后续深度处理或最终排放要求，因此需要通过强氧化、活性炭吸附等技术手段进一步去除这部分难以生物降解的COD。
臭氧氧化是目前最为有效的技术手段之一，具有去除效率高、性能稳定、无固体废物等副产物、自动化程度高等优点，但其投资和运行成本较高，为减少臭氧投加量，因此出现了臭氧氧化与曝气生物滤池相结合的组合工艺。
臭氧与生物滤池联用工艺是利用臭氧的预氧化作用部分氧化废水中的难降解有机物，改变有机物的分子结构，提高废水的可生化性，继而利用后续的曝气生物滤池的生物降解作用，以达到降低并去除这类有机物的目的。
曝气生物滤池设有曝气用的空气管及空气扩散装置，被处理的废水进入生物滤池内，通过生物滤料表面由微生物栖息形成的生物膜，由生物膜中的微生物将废水中的有机物进一步降解。在废水经过生物滤料的同时，由空气管向生物滤料进行曝气，空气由生物滤料的间隙上升，并且与废水相接触，空气中的氧转移到废水中，向生物膜上的好氧微生物提供溶解氧，保持其活性，在微生物的新陈代谢作用下，废水中的难降解有机物被降解。
虽然已有很多有效的臭氧曝气生物滤池应用的成功案例，例如，苏伊士(前得利满)率先采用臭氧接触和曝气生物滤池 C联用工艺处理工业废水，在国内外已有很多成功工程案例。曝气生物滤池 C是由法国得利满公司开发的上向流重质滤料生物滤池，在国内已得到业界普遍认可，具有占地面积小、容积负荷高等特色，但与下向流V型滤池相比，结构较为复杂，出水悬浮物和浊度较高，且反冲洗强度要求高、设备配置多且复杂、反洗效率不如V型滤池，反冲洗历时、废水量及能耗均明显高于V型滤池，因此运行成本及维护工作量也较大。
因此存在对臭氧氧化曝气生物滤池联用废水处理系统进行改进的需求。
发明内容
本发明通过以空气或氧气为原料，利用放电制备得到的以氧气为主的氧气和臭氧混合气体通入臭氧接触池进行处理，然后利用经过臭氧处理的出水中过饱和溶解的氧气，取代曝气系统，将经过臭氧处理的出水通入生物滤池进行生物过滤降解，由此深度去除废水中的难降解有机物，同时去除现有技术中对给生物滤池中的微生物提供充足的空气的曝气系统，简化结构，降低成本，实现对现有技术的废水处理系统的改进。
根据本发明的一个方面，提供一种废水处理系统，用于深度处理废水中的难降解有机物，包括臭氧处理装置和生物滤池，臭氧处理装置包括臭氧投加装置，其以空气或纯氧为主要原料，利用放电进行臭氧制备，其中，臭氧处理装置还包括臭氧及氧气接触池，待处理废水通入该臭氧及氧气接触池，从臭氧投加装置排出的包括臭氧及过剩空气或氧气的混合气体也通入该臭氧及氧气接触池，使待处理废水经受臭氧氧化处理并吸收氧气，所述臭氧处理装置的出水通入生物滤池，而使得生物滤池内无需设置为微生物增氧的曝气装置。
优选地，所述臭氧处理装置的出水从生物滤池的顶部通入生物滤池，以下向流自上而下经过生物滤池。
优选地，所述臭氧处理装置还包括臭氧尾气处理装置，用于处理从臭氧及氧气接触池排出的过多臭氧。
优选地，待处理废水的一部分经管道泵送到臭氧投加装置，并与臭氧投加装置中的臭氧及过剩空气和氧气混合，利用臭氧投加装置中的臭氧及过剩空气和氧气的压力以及通入的所述部分的废水的液压，将臭氧及氧气以及部分废水的混合物通过管道通入到臭氧及氧气接触池，对臭氧及氧气接触池中的待处理废水进行处理。
优选地，所述管道通入到臭氧及氧气接触池下部，所述管道的通入到臭氧及氧气接触池下部的下端部设置有由多孔材料制成的扩散器。
优选地，所述废水处理系统还包括位于臭氧处理装置和生物滤池之间的臭氧处理装置出水中的残余臭氧控制装置，其用于破坏臭氧处理装置出水中的残余臭氧，所述臭氧处理装置的出水经残余臭氧控制装置处理后通入生物滤池。
优选地，残余臭氧控制装置还包括臭氧检测仪表。
优选地，残余臭氧控制装置为时间控制流量阀，该阀设置为在臭氧处理结束后使经臭氧处理的废水静置10-20分钟再打开，将经臭氧处理的废水通入生物滤池，或为伸长的出水管或储水器，经臭氧处理的废水在出水管或储水器中留存10-20分钟再通入生物滤池，当检测仪表检测到臭氧处理装置的出水中的残余臭氧浓度不符合生物滤池的要求时，延长臭氧处理结束后经臭氧处理的废水静置的时间或经臭氧处理的废水在出水管或储水器中留存的时间。
优选地，其中，所述生物滤池包括过滤系统和反冲洗系统，反冲洗系统用于在过滤出一定数量的污物后，对过滤系统进行反向清洗。
优选地，过滤系统自上而下包括V型进水分配渠、生物降解区及气水分配室，V型进水分配渠与滤池单元顶部连接，V型进水分配渠为顶部开放的V型水槽，包括V型配水堰。
优选地，生物降解区包括生物滤料和承托生物滤料的生物滤料承托层，生物滤料为附着用于去除废水中有机物的微生物的重质粘土陶粒或石英砂滤料。
根据本发明另一方面，提供一种废水处理方法，其利用臭氧处理和生物滤池过滤组合技术处理污水，用于臭氧处理的臭氧处理装置包括臭氧投加装置，其以空气或纯氧为主要原料，利用放电进行臭氧制备，其中，臭氧处理装置还包括臭氧及氧气接触池，待处理废水通入该臭氧及氧气接触池，从臭氧投加装置排出的包括臭氧和过剩空气及氧气的混合气体也通入该臭氧接触池，使待处理废水经受臭氧氧化处理并吸收空气或氧气，所述方法利用从臭氧处理装置排出的经臭氧处理的废水中溶解的过饱和氧气，将从臭氧处理装置排出的经臭氧处理的废水通入生物滤池，而无需经过进一步为微生物增氧的曝气处理。
根据本发明的废水处理系统充分利用臭氧及氧气接触池出水中的过饱和溶解氧替代后续生物滤池的曝气系统，具有传质效率高、生物活性高、容积负荷高、去除率高等优点。滤池结构简单，反洗效率高，显著降低了运行费用。对于难降解COD的去除，整体工艺的经济性大大提高。