專利名稱：催化鐵內(nèi)電解流化床預(yù)處理難降解廢水方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種催化鐵內(nèi)電解流化床預(yù)處理難降
解廢水方法。
背景技術(shù)：
長期以來，含有有毒有害難降解污染物的廢水是我國廢水處理的重點和難點， 尤其是隨著環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)的提高，單一的生化技術(shù)難以滿足現(xiàn)有的排放要求，因此如 何進一步提高廢水處理效果，減少有毒有害污染物的排放量，成為當(dāng)前亟待解決的現(xiàn) 實問題。根據(jù)這類廢水的特點，目前大多采用物化和生化組合的處理方式，其中物化 通常作為預(yù)處理，其目的就是降低廢水中污染物毒性，將難降解污染物轉(zhuǎn)化為比較容 易降解的物質(zhì)，提高廢水的可生化性。當(dāng)前研究和應(yīng)用的預(yù)處理技術(shù)包括了混凝、吸 附、吹脫、高級氧化、還原等，這些技術(shù)各自有其優(yōu)缺點，能去除或轉(zhuǎn)化的污染物也 不相同。其中的催化鐵內(nèi)電解技術(shù)因其具有還原能力強、運行費用低、適用范圍廣、 鐵離子可以增強生物活性等優(yōu)點而得到重視，與生物可以實現(xiàn)很好的耦合。相應(yīng)的 也開發(fā)了多種技術(shù)，如"催化鐵還原與厭氧水解酸化協(xié)同處理工業(yè)廢水的方法"(專 利申請?zhí)?008101960.0)、"曝氣催化鐵內(nèi)電解污水強化一級處理方法"(專利申 請?zhí)?00510028836.3)、"催化鐵內(nèi)電解池后置處理廢水的方法"(專利申請?zhí)?200610026118.7)、"一種催化鐵內(nèi)電解污水處理方法及其使用的填料"(專利申請?zhí)?200510029765.9)等。 催化鐵內(nèi)電解技術(shù)已經(jīng)工程應(yīng)用，并獲得了理想的效果。但是隨著運行時間的 增加，不可避免的會出現(xiàn)催化鐵內(nèi)電解填料堵塞現(xiàn)象，導(dǎo)致短流或溝流現(xiàn)象出現(xiàn)，不僅 會增大水頭損失，而且弱化該技術(shù)的處理效果。為了避免或減少該類現(xiàn)象的發(fā)生，就需 要采取多種措施，如增加沉淀或氣浮處理單元減少催化鐵內(nèi)電解系統(tǒng)的進水SS濃度，增 加回流比或?qū)嵤┛焖俾渌夹g(shù)提高對系統(tǒng)的沖刷，將催化鐵內(nèi)電解單元后置等，這樣就 無形增加了投資和運行費用。除此之外，催化鐵內(nèi)電解系統(tǒng)內(nèi)填料的安裝和更換也比較 麻煩，限制了催化鐵內(nèi)電解的推廣應(yīng)用，因此亟需開發(fā)一種新的技術(shù)來解決催化鐵內(nèi)電 解的堵塞和安裝、更換問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種可以避免和減少催化鐵內(nèi)電解堵塞問題、穩(wěn)定難降 解廢水處理效率、簡化填料安裝和更換過程的催化鐵內(nèi)電解流化床預(yù)處理難降解廢水方 法。 本發(fā)明提出的催化鐵內(nèi)電解流化床預(yù)處理難降解廢水方法，采用流化床裝置處 理難降解廢水，所述裝置由沉淀區(qū)l、導(dǎo)游內(nèi)筒2、催化鐵內(nèi)電解載體3、進水管4、排泥 管5、回流管6、壓縮空氣進口7、出水管8及流化床主體9組成，導(dǎo)流內(nèi)筒2位于流化床 主體9內(nèi)，流化床主體9內(nèi)充滿催化鐵內(nèi)電解載體3，流化床主體9內(nèi)上方為沉淀區(qū)1，流化床主體9底部設(shè)有進水管和排泥管5，出水管8位于流化床主體9上方一側(cè)；當(dāng)流化床 采有水力作為流化動力時，流化床主體9底部連接回流管6—端，回流管6另一端連接出 水管；當(dāng)流化床采用壓縮空氣作為流化動力時，流化床主體9底部設(shè)有壓縮空氣進口7; 具體步驟如下 ①選擇規(guī)格、粒徑同時滿足小于導(dǎo)流內(nèi)筒直徑和導(dǎo)流內(nèi)筒外壁與流化床主體內(nèi) 壁距離l/4的懸浮催化鐵內(nèi)電解球形載體，直接投入流化床主體9內(nèi)，其投加量為流化床 主體有效體積的10% -60% ; ②通過進水口4通入待處理廢水，同時開啟并調(diào)節(jié)回流管6或者進口管7上的閥 門，使得填料能夠完全處于流化狀態(tài)。水力流化床一般作為缺氧或水解裝置使用，回流 量需要根據(jù)處理水量、床體橫截面積和催化鐵填料堆積比重確定，即回流量和進水量所 形成的床體上升流速在確保填料流化的同時，不能影響沉淀區(qū)的沉淀功能。上升流速可 以采取的范圍為0.5-5.0m/h。氣動流化床一般作為好氧處理裝置使用，其壓縮空氣量在滿 足裝置內(nèi)廢水溶解氧為0.5-2.5mg/L的前提下，同時要滿足填料流化的需要。 一般供氣量 為處理水量的6 : 1-20 : 1。需要注意的是，氣量不能過大，以免填料上生物膜難以固 定生長，同時也會導(dǎo)致催化鐵中的鐵消耗過快，影響系統(tǒng)的運行。當(dāng)氣動流化床作為水 解系統(tǒng)使用時，要確保溶解氧濃度小于0.5mg/L?？傊亓髁亢涂諝饬慷夹枰鶕?jù)床體 截面積和催化鐵內(nèi)電解填料特性進行確定。 ③流化床體內(nèi)填料3在內(nèi)部導(dǎo)流筒2作用下形成循環(huán)，使得填料、懸浮污泥以及 廢水充分接觸，在生物或化學(xué)作用下實現(xiàn)污染物的降解，并最終經(jīng)過沉淀區(qū)1的固液分 離通過出水管8排出。排泥管5用于剩余污泥的排放。 除了圖示的內(nèi)回流外，也可以根據(jù)需要將后續(xù)處理如生物系統(tǒng)出水作為回流 水，強化處理效果。此外，該流化床可以作為單獨的催化處理單元，也可以和好氧或 厭氧生物處理直接耦合處理，包括與懸浮污泥和生物膜法耦合，前者即在投加催化鐵內(nèi) 電解填料的同時，向流化床內(nèi)投加厭氧或好氧污泥，后者則通過投加生物載體的方法實 現(xiàn)，也可以直接采用生物附著材料和催化鐵內(nèi)電解填料結(jié)合的方式實現(xiàn)。
如圖1和2所示，流化床可采用水力和壓縮空氣作為流化動力。導(dǎo)流內(nèi)筒的主 要作用是使其催化鐵內(nèi)電解填料在反應(yīng)器內(nèi)循環(huán)，提高處理效果。 本發(fā)明將催化鐵內(nèi)電解填料制成不同規(guī)格的、可以在水中懸浮的球形填料作為 流化床內(nèi)載體，使其在水力和其他動力的作用下處于流化狀態(tài)，不僅提高廢水與催化鐵 內(nèi)電解填料的接觸，提高反應(yīng)速率，而且填料在流化狀態(tài)會互相碰撞、相互摩擦，使載 體上的附著物脫落、更新，避免了堵塞或溝流現(xiàn)象。同時，該方法簡化了傳統(tǒng)內(nèi)電解填 料的安裝和更換程序。為了減少投資，流化床反應(yīng)器采用反應(yīng)-沉淀一體式，因此出水 不需要沉淀等處理，可以直接進入后續(xù)的處理系統(tǒng)。
本發(fā)明具有如下特點 l.保持了催化鐵內(nèi)電解處理難降解廢水的優(yōu)點，即還原能力強、運行費用低、 適用范圍廣、pH適用范圍大等，而避免了傳統(tǒng)催化鐵內(nèi)電解技術(shù)的堵塞、安裝需要加 固、底座需要特殊加強等缺點，大大簡化了安裝和更換過程。 2.既可以作為單獨催化內(nèi)電解預(yù)處理以降低毒性、提高廢水可生化性，也可以 直接和生物處理單元直接耦合?？梢愿鶕?jù)需要通過靈活調(diào)節(jié)流化床內(nèi)的填料量來實現(xiàn)不同的目的。 3.方法簡單，裝置結(jié)構(gòu)簡單，可以適用于不同水量的處理規(guī)模，可操作性強。


圖1為水力流化床結(jié)構(gòu)圖示。
圖2為氣動流化床結(jié)構(gòu)圖示。
圖中標(biāo)號1為沉淀區(qū)；2為導(dǎo)流內(nèi)筒；3為催化鐵內(nèi)電解載體；4為進水管； 5為排泥管；6為回流管；7為壓縮空氣進口 ； 8為出水管；9為流化床主體。
具體實施例方式
下面通過實施例進一步說明本發(fā)明。
實施例1 : 如圖1所示，某精細化工區(qū)廢水通過進水口4進入，調(diào)整回流口6使得上升流速 為3m/h，所采用的懸浮催化鐵內(nèi)電解填料直徑為25mm、鐵銅質(zhì)量比為10 : 1，其投加 率為40%，填料區(qū)反應(yīng)時間為2.0h。在此運行條件下，該流化床出水COD、色度、TP 的去除率和BOD/COD的提高值等同且大于傳統(tǒng)催化鐵內(nèi)電解效果，但是連續(xù)運行3個月 沒有出現(xiàn)處理效率下降現(xiàn)象，也沒有出現(xiàn)堵塞問題，而傳統(tǒng)催化鐵內(nèi)電解系統(tǒng)則需要每 隔15d左右采取機械攪動方式來保證運行效果的穩(wěn)定。
實施例2 : 如圖2所示，某化工園區(qū)綜合廢水通過進水口 4進入流化床系統(tǒng)，控制進氣口 7使得系統(tǒng)內(nèi)溶解氧濃度在0.3mg/L左右。采用直徑為25mm、鐵銅質(zhì)量比20 : 1的懸 浮催化鐵內(nèi)電解填料作為流化床內(nèi)的載體，投加率為20%，填料區(qū)反應(yīng)時間為l.Oh。同 時投加水解酸化污泥，實現(xiàn)催化鐵內(nèi)電解與水解酸化的耦合。在氣、水雙重作用下，系 統(tǒng)內(nèi)載體和污泥處于流化狀態(tài)，最終出水的COD、 TP去除率和BOD/COD的變化值等同 且大于水力停留時間和催化鐵內(nèi)電解反應(yīng)時間相同的傳統(tǒng)平流式催化鐵/水解酸化處理效 果，但是長期運行沒有出現(xiàn)處理效率下降現(xiàn)象，也沒有出現(xiàn)堵塞問題。
如上所述，本發(fā)明是按照目前認為是最實際和優(yōu)選的實施進行描述，但不局限 于上述的實施方法，而應(yīng)當(dāng)涵蓋包括在所附權(quán)利要求的精神和范圍之內(nèi)的各種修改和等 價設(shè)計。
權(quán)利要求
一種催化鐵內(nèi)電解流化床預(yù)處理難降解廢水方法，其特征在于采用流化床裝置處理難降解廢水，所述裝置由沉淀區(qū)(1)、導(dǎo)游內(nèi)筒(2)、催化鐵內(nèi)電解載體(3)、進水管(4)、排泥管(5)、回流管(6)、壓縮空氣進口(7)、出水管(8)及流化床主體(9)組成，導(dǎo)流內(nèi)筒(2)位于流化床主體(9)內(nèi)，流化床主體(9)內(nèi)充滿催化鐵內(nèi)電解載體(3)，流化床主體(9)內(nèi)上方為沉淀區(qū)(1)，流化床主體(9)底部設(shè)有進水管和排泥管(5)，出水管(8)位于流化床主體(9)上方一側(cè)；當(dāng)流化床采有水力作為流化動力時，流化床主體(9)底部連接回流管(6)一端，回流管(6)另一端連接出水管；當(dāng)流化床采用壓縮空氣作為流化動力時，流化床主體(9)底部設(shè)有壓縮空氣進口(7)；具體步驟如下①選擇規(guī)格、粒徑同時滿足小于導(dǎo)流內(nèi)筒直徑和導(dǎo)流內(nèi)筒外壁與流化床主體內(nèi)壁距離1/4的懸浮催化鐵內(nèi)電解球形載體，投入流化床主體(9)內(nèi)，其投加量為流化床主體有效體積的10％-60％；②通過進水口(4)通入待處理廢水，同時開啟并調(diào)節(jié)回流管(6)或者進口管(7)上的閥門，使得填料能夠完全處于流化狀態(tài)；水力流化床作為缺氧或水解裝置使用，回流量和進水量所形成的床體上升流速在確保填料流化的同時，不能影響沉淀區(qū)的沉淀功能，上升流速為0.5-5.0m/h；氣動流化床作為好氧處理裝置使用，其壓縮空氣量在滿足裝置內(nèi)廢水溶解氧為0.5-2.5mg/L前提下，同時要滿足填料流化的需要；供氣量為處理水量的6∶1-20∶1；當(dāng)氣動流化床作為水解系統(tǒng)使用時，溶解氧濃度小于0.5mg/L；③流化床體內(nèi)填料(3)在內(nèi)部導(dǎo)流筒(2)作用下形成循環(huán)，使填料、懸浮污泥以及廢水充分接觸，在生物或化學(xué)作用下實現(xiàn)污染物的降解，并最終經(jīng)過沉淀區(qū)(1)的固液分離通過出水管(8)排出；排泥管(5)用于剩余污泥的排放。
全文摘要
本發(fā)明屬于廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種催化鐵內(nèi)電解流化床預(yù)處理難降解廢水方法。具體步驟如下選擇懸浮催化鐵內(nèi)電解球形載體，投入流化床主體內(nèi)，其投加量為流化床主體有效體積的10％-60％；通過進水口通入待處理廢水，開啟并調(diào)節(jié)回流管或者進口管上的閥門；水力流化床作為缺氧或水解裝置，回流量需要根據(jù)處理水量、床體橫截面積和催化鐵填料堆積比重確定，氣動流化床作為好氧處理裝置，其壓縮空氣量在滿足裝置內(nèi)廢水溶解氧為0.5-2.5mg/L前提下，同時要滿足填料流化的需要；供氣量為處理水量的6∶1-20∶1；當(dāng)氣動流化床作為水解系統(tǒng)使用時，溶解氧濃度小于0.5mg/L；流化床體內(nèi)填料在內(nèi)部導(dǎo)流筒作用下形成循環(huán)，經(jīng)沉淀區(qū)的固液分離通過出水管排出。排泥管用于剩余污泥的排放。本方法簡單，裝置結(jié)構(gòu)簡單，可以適用于不同水量的處理規(guī)模，可操作性強。
文檔編號C02F9/14GK101691269SQ20091019753
公開日2010年4月7日 申請日期2009年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月22日
發(fā)明者劉志剛, 吳德禮, 樊金紅, 王紅武, 胡堅, 趙冀平, 陳恒寶, 馬魯銘, 魏保平 申請人:同濟大學(xué);鎮(zhèn)江市水業(yè)總公司