新型污水處理工藝催化內(nèi)電解技術(shù)核心裝置及其集成技術(shù)裝備的研發(fā).pdf

1、隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，水污染問題日益凸顯，由此對(duì)污水治理新技術(shù)新設(shè)備的要求也日益突出。催化鐵內(nèi)電解法與傳統(tǒng)處理工藝在原理上有很大不同，是一種新的水處理技術(shù)，其適用水質(zhì)范圍廣，耗鐵量小，可以提高種類眾多化學(xué)物質(zhì)的生化性。論文以催化鐵內(nèi)電解方法為核心技術(shù)，圍繞該技術(shù)并結(jié)合處理對(duì)象的特殊性，構(gòu)建獨(dú)立的單元處理設(shè)備或者和其他處理技術(shù)集成形成組合設(shè)備，為實(shí)施催化鐵內(nèi)電解這一新型水處理技術(shù)奠定基礎(chǔ)。
　　 根據(jù)毒害工業(yè)廢水預(yù)處理的工程化要

2、求和實(shí)現(xiàn)該方法的相關(guān)濾料組成的要求，提出了分別適合于上向流式反應(yīng)器和平流式反應(yīng)器的催化還原單元化濾料形式。對(duì)上流式催化鐵內(nèi)電解單元設(shè)備進(jìn)行了流態(tài)模擬，模擬結(jié)果表明設(shè)備布水均勻，阻力分布均勻，基本無水流短流，且各處的水流紊動(dòng)基本可保證界面?zhèn)髻|(zhì)效果。實(shí)際工業(yè)污水的預(yù)處理效果表明：該設(shè)備具有一定的抗沖擊負(fù)荷能力，尤其對(duì)pH具有較好的緩沖能力，在微氧工況(D00.9～1.4 mg/L)下運(yùn)行COD去除率比較高，平均去除率可達(dá)到54.5％，色度去

3、除率也可達(dá)到43％，磷酸鹽的去除率可達(dá)71.2％。
　　 開發(fā)了水解酸化技術(shù)和催化鐵還原技術(shù)耦合的水處理設(shè)備，在發(fā)揮兩種技術(shù)各自優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，可以互相促進(jìn)，出現(xiàn)協(xié)同效應(yīng)。設(shè)計(jì)了一體式和分置式催化鐵與水解酸化的耦合裝置，兩種裝置各有優(yōu)缺點(diǎn)，處理效果的驗(yàn)證試驗(yàn)表明：分置式耦合系統(tǒng)對(duì)COD、TN、P043-和TP的去除率均高于一體式耦合系統(tǒng)，分置式耦合系統(tǒng)對(duì)COD、TN、P043-和TP的去除率分別為46.2％、22.3％、32％和29

4、.6％；一體式耦合系統(tǒng)對(duì)COD、TN、P043-和TP的去除率分別為30.7％、16.8％、19.9％和15.7％。分置式耦合系統(tǒng)可以緩解微生物對(duì)鐵的腐蝕的影響，而定期排泥和清洗催化鐵載體可以避免催化鐵填料的堵塞，利于鐵離子的溶出，提高處理效率；但分置式耦合系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，運(yùn)行費(fèi)用較高。實(shí)際工程應(yīng)用效果表明耦合裝置對(duì)提高出水水質(zhì)具有明顯作用。
　　 對(duì)催化鐵內(nèi)電解技術(shù)進(jìn)行拓展，為強(qiáng)化其混凝作用，利用平流式反應(yīng)器，并加入曝氣裝置

5、，構(gòu)建了曝氣催化鐵反應(yīng)裝置。處理效果的驗(yàn)證試驗(yàn)以某大型城市污水處理廠的生活污水為處理對(duì)象，結(jié)果表明，經(jīng)處理后出水中的COD和磷均可達(dá)到國家二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。而出水中總鐵的濃度平均只有2.8mg/1，與進(jìn)水濃度相差不大，不會(huì)引起新的污染。另外，比較射流器和氣泵的曝氣效果表明：采用氣泵作為曝氣設(shè)備，可使系統(tǒng)的均勻充氧，并且從反應(yīng)池底部管道進(jìn)氣，加強(qiáng)了系統(tǒng)內(nèi)部的縱向傳質(zhì)過程，可消除了射流器工藝中填料底部0.15m空間所造成的橫向短流現(xiàn)象，有效改善

6、出水水質(zhì)，使裝置經(jīng)濟(jì)而又有效的運(yùn)行。
　　 將催化鐵內(nèi)電解預(yù)處理應(yīng)用于水源水處理發(fā)現(xiàn)對(duì)污染物有較好的去除效果，由此構(gòu)建了催化鐵內(nèi)電解生物膜耦合體系，驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果表明：耦合體系對(duì)水源水的預(yù)處理效果要好于單獨(dú)生物膜體系；在NOz--N、CODmn、TP和UV254的平均去除率上，耦合體系比單獨(dú)生物膜體系分別高出19.O％、8.5％、45.4％和9.O％，NH3-N去除效果相差不大。耦合體系的生物膜量要明顯大于單獨(dú)生物膜體系的生物膜量

7、。
　　 將催化鐵單元化濾料置于CAST主曝氣區(qū)適當(dāng)位置，構(gòu)建了CAST催化鐵耦合裝置進(jìn)行城市污水的同時(shí)脫氮除磷處理試驗(yàn)研究，結(jié)果表明：反應(yīng)器出水COD均在50 mg/L以下，達(dá)到一級(jí)A出水標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)總磷去除效果良好，在運(yùn)行期間基本可達(dá)一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)生物的反硝化作用有一定的促進(jìn)作用，在出水水溫17.9-26.5℃，催化鐵濾料及時(shí)清淤的情況下，可使出水TN穩(wěn)定13mg/L附近。而且CAST催化鐵耦合工藝反應(yīng)器出水總Fe一般都比較小，