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

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

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

3、除率也可達到43％，磷酸鹽的去除率可達71.2％。
　　 開發(fā)了水解酸化技術和催化鐵還原技術耦合的水處理設備，在發(fā)揮兩種技術各自優(yōu)點的同時，可以互相促進，出現協(xié)同效應。設計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，處理效果的驗證試驗表明：分置式耦合系統(tǒng)對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)結構較為復雜，運行費用較高。實際工程應用效果表明耦合裝置對提高出水水質具有明顯作用。
　　 對催化鐵內電解技術進行拓展，為強化其混凝作用，利用平流式反應器，并加入曝氣裝置

5、，構建了曝氣催化鐵反應裝置。處理效果的驗證試驗以某大型城市污水處理廠的生活污水為處理對象，結果表明，經處理后出水中的COD和磷均可達到國家二級排放標準。而出水中總鐵的濃度平均只有2.8mg/1，與進水濃度相差不大，不會引起新的污染。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備，可使系統(tǒng)的均勻充氧，并且從反應池底部管道進氣，加強了系統(tǒng)內部的縱向傳質過程，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象，有效改善

6、出水水質，使裝置經濟而又有效的運行。
　　 將催化鐵內電解預處理應用于水源水處理發(fā)現對污染物有較好的去除效果，由此構建了催化鐵內電解生物膜耦合體系，驗證試驗結果表明：耦合體系對水源水的預處理效果要好于單獨生物膜體系；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)適當位置，構建了CAST催化鐵耦合裝置進行城市污水的同時脫氮除磷處理試驗研究，結果表明：反應器出水COD均在50 mg/L以下，達到一級A出水標準。對總磷去除效果良好，在運行期間基本可達一級A標準。對生物的反硝化作用有一定的促進作用，在出水水溫17.9-26.5℃，催化鐵濾料及時清淤的情況下，可使出水TN穩(wěn)定13mg/L附近。而且CAST催化鐵耦合工藝反應器出水總Fe一般都比較小，