一種高濃度、難降解廢水處理方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及污水的處理方法，具體為一種高濃度、難降解廢水處理方法。
【背景技術】
[0002]在化工業生產廢水中，會含有大量的有毒難降解有機物，如苯酚、硝基苯、鹵代、含偶氮及硝基芳香化合物等。化工廢水排入江河中不僅嚴重污染水源，而且造成大量的資源浪費。例如傳統用水大戶的造紙業，就是造成水污染的重要污染源之一，造紙工業廢水排放量及C0D排放量均居我國工業廢水排放量的首位，造紙工業對水環境的污染非常嚴重。化工廢水中包含的有毒難降解化合物經過多種途徑進入自然環境，呈現長期殘留性和高毒性等特點。其中的某些物質具有致畸或致癌作用，可在食物鏈中生物聚積，嚴重威脅到人類的生命安全。
[0003]含有毒難降解有機物廢水的處理有物理法、化學法、生物法及這些方法的組合。物理法主要是指抽出處理法，是化工廢水水修復的代表性技術，應用最為廣泛。化學氧化法主要常用于石油烴污染及氯代烴污染的廢水修復，但是成本較高。生物法包括微生物降解和植物修復，在土壤中接種高效的菌種可以顯著提高降解效果。
[0004]傳統的廢水深度處理工藝要么是簡單的廢水進行生化處理，要么是使用過濾、吸附、混凝沉淀及消毒等處理工藝，這些傳統工藝明顯存在著效率較低、造成二次污染的問題。

【發明內容】

[0005]本發明要解決的技術問題是克服現有的廢水深度處理工藝效率較低、造成二次污染的缺陷，提供一種高濃度、難降解廢水處理方法。
[0006]為了解決上述技術問題，本發明提供了如下的技術方案:
[0007]一種高濃度、難降解廢水處理方法，包括以下幾個步驟:
[0008]一、預處理工藝
[0009]1)、將生產廢水或者事故廢水收集后引入廢水調節池，在廢水調節池中行均質、均量調節，同時攪拌防止懸浮顆粒雜質沉淀，然后廢水提升至微電解反應器內；
[0010]2)、廢水在微電解反應器內，通過鐵碳濾層去除CODcr、色度，同時對雜環類物質進行開環破鏈，提高廢水可生化性，然后進入芬頓反應器；
[0011]基于電化學中的電池反應，當將鐵和碳浸入電解質溶液中時，由于Fe和C之間存在1.2V的電極電位差，因而會形成無數的微電池系統，在其作用空間構成一個電場，陽極反應產生的新生態二價鐵離子具有較強的還原能力，可使某些有機物的硝基或亞硝基基團還原成可生化性明顯高胺基基團，也可使某些不飽和發色基團的雙鍵打開、基團破壞而除去色度，使部分難降解環狀和長鏈有機物分解成易生物降解的小分子有機物而提高可生化性。同時陰極反應產生大量新生態的[H]和[0]，在偏酸性的條件下，這些活性成分均能與廢水中的許多組分發生氧化還原反應，使有機大分子發生斷鏈降解，從而消除了有機廢水的色度，提高了廢水的可生化性。
[0012]當廢水與鐵碳接觸后發生如下電化學反應:
[0013]陽極:Fe-2e—~-Fe2+ E (Fe/Fe) = 0.4V
[0014]陰極:2H++2e—~-H2 E (H+/H2) = 0V
[0015]當有氧存在時，陰極反應如下:
[0016]02+4H++4e—■- 2H20 E(02) = 1.23V
[0017]02+2H20+4e—■- 40H E (02/0H_) = 0.41V
[0018]此外，二價和三價鐵離子是良好的絮凝劑，特別是新生的二價鐵離子具有更高的吸附-絮凝活性，調節廢水的pH可使鐵離子變成氫氧化物的絮狀沉淀，吸附污水中的懸浮或膠體態的微小顆粒及有機高分子，可進一步降低廢水的色度，同時去除部分有機污染物質使廢水得到初步凈化。
[0019]在進入微電解反應器后首先加入硫酸調節PH值至微電解最佳值，然后通過燒結鐵碳濾層，出水進入芬頓反應器
[0020]3)、廢水在芬頓反應器中與鐵碳電解填料和H202構成的Fenton氧化體系進一步反應，芬頓反應是有比微電解更強烈的強氧化作用，進一步去除廢水中的CODcr、色度，對雜環類物質進行開環破鏈，提高廢水可生化性，減少廢水中有毒物質對微生物的毒害作用，然后進入多功能廢水處理機；
[0021]微電解反應器出水進入芬頓反應池，在鐵碳反應后加H202，與微電解陽極反應生成的Fe2+構成Fenton氧化體系。在酸性條件下Η 202被催化分解(在ΡΗ值為3.5下進行，其自由基生成速率最大)，產生反應活性很高的羥基自由基，從而引發和傳播自由基鏈反應，加速有機物和還原性物質的氧化，產生特殊的催化氧化作用，可將廢水中的酚、苯環環芳香族化合物、烷基芳烴等氧化成N02、C02、H20及N2、S042等無害物排放。其一般歷程為:
[0022]Fe2++H202—Fe 3++0Η_ +.0H
[0023]Fe2++H202— Fe 2++H++.02H_
[0024]RH+.0H — R.+H20
[0025]R.+H202— R0H+.0H
[0026]Fe2++.0H — OH +Fe3+
[0027]4)、廢水在多功能廢水處理機中調節PH值，去除微電解及芬頓反應后產生的大量反應殘渣，產生的污泥排入污泥處理系統，廢水則進入生化降解工藝；多功能廢水處理機包括依次連接的中和池、還原反應池、混凝反應池和斜管沉淀池，所述斜管沉淀池內裝設有六角蜂窩斜管填料。
[0028]廢水首選在中和池中通過加堿調節芬頓池出水的PH值，使廢水的PH值達到絮凝反應沉淀的最佳值，然后廢水在還原反應池中通過曝氣攪拌消解的殘余的&02;然后廢水進入混凝反應池中，通過投加絮凝劑生成大量絮凝狀沉淀物；然后廢水進入斜管沉淀池中，通過斜管沉淀的方法去除前級反應生成物。
[0029]二、生化降解工藝
[0030]5)、預處理后的廢水與直接排放生活廢水在綜合廢水調節池中進行混合調節，均質均量，同時在該池內可視水質微生物代謝情況添加水質調整劑，補加C、N、P，并調節堿度，以滿足后級生化尚效進彳丁 ；然后提升進入UASB厭氧反應池；
[0031]6)、廢水采用脈沖式間歇布水器進入UASB厭氧反應池后，從反應器的污泥床底部進入，微生物分解廢水中的有機物產生沼氣及其它氣體，氣泡在上升過程中，不斷合并逐漸形成懸浮污泥層，然后氣、水、泥的混合液上升至三相分離器內，沼氣氣泡碰到分離器下部的反射板時，折向氣室有效分離排出，污泥和水則經孔道進入三相分離器的沉淀區，在重力作用下，水和泥分離，上清液從沉淀區上部排出進入缺氧反應池，沉淀區下部的污泥沿著斜壁返回到反應區內，在一定的水力負荷下絕大部分污泥顆粒能保留在反應區內，使反應區具有足夠的污泥量；
[0032]UASB厭氧反應器是一種懸浮生長型的消化器，由反應區和分離區二部分組成。反應器的底部是濃度較高的污泥層，也稱污泥床，在污泥床上部是濃度較低的懸浮污泥層，懸浮污泥層和污泥床統稱為反應區；在反應區上部為分離區，設有氣、液、固三相分離器，氣體(沼氣類)析出回用或排放、固體(厭氧污泥)回流反應區、液體(廢水出水)進入后級系統。
[0033]UASB厭氧反應池具有投資省，占地面積小，節省能耗及操作方便；反應器內污泥濃度高，剩余污泥量少，且其濃縮性、脫水性良好；反應器內設三相分離器，沉淀區分離的污泥能自動回流到反應區，無污泥回流