[发明专利]一种化学-电化学-生物三段式组合废水处理装置及应用

说明书

本发明公开了一种化学‑电化学‑生物三段式组合废水处理装置及采用其用于钢铁钝化液废水的处理方法，装置包括化学除磷、过滤式阴极电芬顿及MBR池，化学除磷反应器由反应区和沉淀区组成，过滤式阴极电芬顿反应器包括过滤式阴极、阳极、第一曝气系统等，MBR池包括膜组件和第二曝气系统等。本发明采用的过滤式阴极电芬顿反应器能够有效利用化学除磷段残留的Fe²⁺，过滤式阴极还可以实现固液分离的目的，同时电极表面截留的铁物质仍可继续发生界面芬顿反应；通过化学除磷、过滤式阴极电芬顿以及MBR技术的有机组合，能够实现钝化液废水中难降解有机物和磷酸盐的高效去除，具有药剂投加量少、运行费用低、反应时间短、处理效率高等优点。

技术领域

本发明属于环境保护、污水处理技术领域，具体涉及一种化学-电化学-生物(C-EC-B)三段式组合废水处理装置及采用其应用于钢铁钝化液废水的处理方法，采用了化学除磷-过滤式阴极电芬顿-MBR组合工艺。

背景技术

有机钝化是一种防止钢材在潮湿环境介质中发生腐蚀的金属表面处理技术。钢材表面有机钝化过程中会产生大量含高磷、高有机物且可生化性差的难降解有机废水(即钝化液废水)，而未经有效处理的钝化液废水直接排放，则会造成受纳水体中持久性有机污染物累积、水生态平衡破坏等问题。如何实现钝化液废水中难降解有机物和磷酸盐的同步快速削减，降低系统投资费用和运行成本，是钢铁行业废水高效处理和达标排放的关键问题之一。

化学除磷是一种广泛使用的高效除磷技术，常用的化学除磷药剂主要包括硫酸铝、聚合氯化铝以及氯化铁、硫酸亚铁、聚合硫酸铁等。电芬顿是一种新型电化学高级氧化处理技术，具有药剂投加量少、反应时间短、运行费用低等特性，可用作钝化液等难降解有机废水生化段的前处理；当电芬顿系统的阴极采用过滤式电极组件时，可以实现固液分离的目的，同时电极表面截留的铁物质仍可继续发生非均相芬顿反应。MBR是一种集活性污泥法和膜分离为一体的污水处理技术，具有处理效率高、出水水质稳定、无需设置沉淀池等优势。

发明内容

本发明针对钝化液废水高磷、高有机物且可生化性差的特性缺陷，提供一种化学-电化学-生物三段式组合废水处理装置及采用其应用于钢铁钝化液废水的处理方法。

本发明提供如下技术方案：一种化学-电化学-生物三段式组合废水处理装置，包括化学除磷反应器、过滤式阴极电芬顿反应器以及MBR池，其特征在于，所述化学除磷反应器由化学除磷反应区和化学除磷沉淀区两部分组成，其中化学除磷反应区内设有搅拌混合装置以及药剂投加装置；所述过滤式阴极电芬顿反应器包括反应器壳体、过滤式阴极、阳极、直流稳压电源、进出水系统、第一曝气系统以及药剂投加系统，其中所述过滤式阴极由膜框和两侧的网状电极组成，且膜框上部设有与所述过滤式阴极内腔相通的抽吸口；所述MBR池包括MBR池反应器壳体、膜组件、MBR进出水系统以及第二曝气系统。

进一步地，所述化学除磷反应区底部与所述化学除磷沉淀区连接，所述化学除磷沉淀区上层清液通过化学除磷反应器的溢流堰自流进入所述过滤式阴极电芬顿反应器内，所述过滤式阴极电芬顿反应器通过第一自吸泵抽吸出水，所述第一自吸泵的进水端与过滤式阴极的抽吸口相连，所述第一自吸泵的出水端接入所述MBR池，MBR池内的膜组件通过第二自吸泵抽吸出水；所述过滤式阴极电芬顿反应器设有内回流系统，所述内回流系统的进水端与所述过滤式阴极的抽吸口相连。

进一步地，所述膜组件为平板膜或中空纤维膜。

进一步地，过滤式阴极采用的电极材料为钢丝网或钛丝网，孔径为25～60μm；阳极材料为石墨板阳极、铱钽氧化物阳极或锡锑氧化物阳极；所述过滤式阴极与所述阳极之间的间距为5～20mm。

进一步地，所述直流稳压电源的电压范围为2～4V。

本发明还提供上述化学-电化学-生物三段式组合废水处理装置应用于钢铁钝化液废水的处理方法，包括以下步骤：