[发明专利]一种复合催化氧化‑膜分离废水处理集成方法及装置

说明书

技术领域

本发明属于废水处理领域，具体涉及一种难降解废水的处理方法及处理装置。

背景技术

随着近代工业，尤其是煤化工、石油化工、精细化工、纺织印染、医药农药、制浆造纸等产业的迅速发展，各种难降解有机废水日益增多，这些废水普遍具有污染物浓度高、毒性大、可生化性差的特点，严重污染水体环境、危害人体健康。这类工业废水经过常规的物化、生化二级处理后，废水中仍含大量有毒、生物难降解有机污染物，需要进一步深度处理才能达标排放标准或回用要求。因此，开发工业废水深度处理技术对节水减排和环境保护意义重大。

针对这类难降解废水，国内外现有的处理技术包括强化生物降解、混凝、吸附、膜分离以及高级氧化技术等。生物法处理速度慢，需要较大处理空间，且对入水要求高，出水不够稳定，且对于一些难降解有机物去除效率低；混凝法对亲水性污染物和小分子有机物去除效率低；吸附法对污染物有一定的选择性，且需要吸附剂再生，存在二次污染问题；膜技术能够有效去除水中大部分污染物，但是浓水处理问题和膜污染问题制约该技术在废水处理方面的应用。

高级氧化技术利用产生的氧化能力很强的羟基自由基氧化水中污染物，使其经过一系列中间过程，最终生成CO2和其它无机离子。高级氧化技术包括臭氧催化氧化、光催化氧化、Fenton氧化、电化学氧化、超声空化、微波催化氧化以及超临界氧化等。为解决单一高级氧化技术在技术和经济性方面的局限性，复合氧化技术作为一种有效的废水深度处理技术正受到越来越多的关注，尤其在生物难降解有毒、有害有机污染物处理领域，在合理的投资和运行成本情况下，可有效保障出水达标，逐渐成为高级氧化技术的一种新趋势。

发明内容

针对现有技术的不足之处，本发明的目的是提供一种用于难降解废水处理的复合催化氧化-膜分离的集成方法，从而提高氧化剂利用效率、提高污染物的降解效率、提高催化剂回收率以及缓解膜污染，延长膜更换周期。

本发明的另一目的是提出一种用于难降解废水的复合催化氧化-膜分离废水处理集成方法装置。

实现本发明目的的技术方案为：

一种复合催化氧化-膜分离废水处理集成方法，包括以下步骤：

S1，将含有悬浮态催化剂的废水、臭氧和氧气的混合气体、双氧水共同通入气液混合器中进行气液混合，在废水中形成大量的微气泡、溶解氧和溶解臭氧；

S2，离开气液混合器的废水通入复合催化氧化反应器，同时通过能量场发生装置向所述的复合催化氧化反应器输入能量场；在催化剂和能量场共同作用下将溶解氧进一步转化为臭氧，将溶解臭氧、双氧水进一步转化为羟基自由基，将废水中难降解污染物氧化去除；所述能量场发生装置同时发生超声波和微波；

S3，将离开复合催化氧化反应器的废水通过陶瓷膜过滤器进行过滤处理，将透过陶瓷膜过滤器的含有氧气和少量臭氧的出水进行气液分离，出水达标排放，气体经处理后排空，将未透过陶瓷膜过滤器的含有悬浮态催化剂的膜浓水排出并与待处理废水混合后，作为含有悬浮态催化剂的废水返回到步骤S1，以实现催化剂的循环使用。

其中，步骤S1中，所述催化剂为纳米二氧化钛、粉末活性炭、粉末γ-氧化铝、粉末沸石分子筛中的一种或多种，每升废水中添加催化剂0.2～2g。

其中，步骤S1中，废水和混合气体的流量比例为1：2～5。

其中，步骤S1中，进入气液混合器的混合物中臭氧的质量体积比为2～40mg/L，双氧水的质量体积比为20～100mg/L(双氧水按纯物质计)。

其中，步骤S2中，相对于每小时10升废水的流量，所述能量场发生装置的功率为10～200W。

其中，步骤S3中，所述陶瓷膜过滤器中陶瓷膜的孔径为0.02～0.5μm，过滤时的跨膜压差为0.1～0.5MPa。

陶瓷膜过滤器每经过3～10分钟用空气进行反冲洗。

其中，步骤S1所述废水的COD为60～400mg/L。所述废水可以是先进行了混凝、沉降、过滤、厌氧、缺氧、好氧处理中的一种或多种方法处理后再进入气液混合器。对废水的混凝、沉降、过滤、厌氧、缺氧、好氧处理均可采用本领域已有的工艺。

所述混凝时加入的絮凝剂可以为聚丙烯酰胺、聚合氯化铝、聚合硫酸铝，聚马来酸酐、聚硫酸铝铁、聚合氯化铝中的一种或多种。

一种复合催化氧化-膜分离废水处理集成装置，包括气液混合器、复合催化氧化反应器、能量场发生装置、陶瓷膜过滤器；