[发明专利]一种有机废水预处理的方法和装置

说明书

技术领域

本发明属于工业废水处理领域，具体地涉及一种高氨氮、高浓度难降解有机废水预处理的方法。

本发明还涉及一种用于实现上述方法的装置。

背景技术

现代工业的迅猛发展使得大量的有机污染物通过各种途径进入水体中，对水环境造成了较重的污染。行业分工越来越细，产品的多样性和复杂性逐渐增多，废水中难降解有机物的种类和含量也在增加，同时废水中氨氮含量越来越高。传统的生物处理工艺很难彻底降解这些污染物，因此，有必要发展新型、高效的工业废水预处理技术在提高废水可生化性的同时降低其中的含氮量为后续生物处理减轻负担。

目前，对高浓度难降解有机废水的处理通常采用湿式氧化、Fenton氧化、臭氧氧化等技术，这些技术具有高效性、普遍性和彻底性的特点，尤其是Fenton技术，在造纸、化工、染料废水处理中得到了广泛的应用。Fenton技术采用Fe²⁺催化过氧化氢产生HO·，使难降解有机物得到有效分解，复杂的分子结构简单化，有利于后续生物处理。三维电极/电Fenton技术通过将粒子电极引入到电芬顿体系中，增加了电极表面的传质速度和反应速度，使得电解产生的H₂O₂和Fe²⁺能够迅速反应，提高HO·的产生速度和产量，无需投加大量电解质从而降低了成本。

对于高氨氮含量(大于500mg/L)的高浓度难降解有机废水而言，通常先进行脱氨预处理后再进入有机物去除阶段。由于其中含有大量酚类、醇类、烃类等易挥发有机物，如采用蒸氨、精馏等技术进行预处理容易造成设备堵塞，且运行费用较高。

亚硝化-厌氧氨氧化技术被认为能够处理高氨氮废水的新型生物脱氮工艺，该工艺通过控制反应条件，将NH₄⁺氧化为NO₂^-，并将NO₂^-与NH₄⁺反应生成N₂而脱氮，从而缩短了脱氮流程并提高脱氮效率。

发明内容

本发明的目的是提供一种高氨氮、高浓度难降解有机废水预处理的方法。

本发明的又一目的是提供一种用于实现上述方法的装置。

为实现上述目的，本发明将三维电极/电Fenton与亚硝化-厌氧氨氧化技术相结合，联合处理高氨氮、高浓度难降解有机废水。

具体地说，本发明提供的有机废水预处理的方法，其步骤为：

1)对原水进行混凝沉淀，去除悬浮物和胶体物质；

2)步骤1的出水进行酸化，调节pH值为3-4，去除原水中碱度，并提高废水中电解质含量；

3)步骤2的出水通过三维电极/电Fenton设备进行处理，在外加电场作用下，阴极表面产生H₂O₂，与粒子电极表面产生的Fe²⁺，构成Fenton试剂，氧化去除大部分难降解有机物并降低COD值；

4)步骤3的出水进行pH回调，调节pH值为7.5-8.0；

5)步骤4的出水通过亚硝化设备将NH₄⁺-N氧化为NO₂^--N，实现NO₂^--N的累积；

6)步骤5的出水通过厌氧氨氧化设备，在厌氧氨氧化菌的作用下，使得NH₄⁺-N和NO₂^--N反应生成N₂脱氮。

所述的方法，其中，原水的氨氮浓度为1000-2500mg/L，COD浓度为2000-6000mg/L。

所述的方法，其中，步骤1是投加聚丙烯酰胺溶液去除悬浮物和胶体物质。

所述的方法，其中，步骤2是投加硫酸溶液调节pH值。

所述的方法，其中，步骤3的三维电极/电Fenton设备是以碳毡为阴极，钛基氧化铱钌为阳极，负载了纳米零价铁的活性炭柱状颗粒为粒子电极。

所述的方法，其中，粒子电极采用硼氢化钠还原-共沉淀法制备而成，纳米零价铁以单分散形式均匀地分布在活性炭柱的表面和孔道内，使用前超声处理。

本发明提供的用于实现上述方法的装置，其结构为：

调节沉淀池、贮水池、三维电极/电Fenton设备、pH回调池和亚硝化设备依序通过泵相串连，pH回调池通过泵连接厌氧氨氧化设备；