[发明专利]高浓度难降解有机废水的预处理系统和预处理方法

说明书

技术领域

本发明属于高浓度难降解有机废水的处理技术领域，具体涉及一种高浓度难降解有机废水的预处理系统和预处理方法。 

背景技术

高浓度难降解有机废水的处理，是目前国内外污水处理界公认的难题。高浓度难降解有机废水包括：焦化废水、石化/油类废水、纺织/印染废水、化工废水等等。所谓“高浓度”，是指这类废水中有机物浓度（以COD计）较高，一般均在2000mg/L以上；所谓“难降解”是指这类废水的可生化性较低，BOD₅/COD值一般均在0.3以下，难以直接进行生物降解。所以，业内普遍将COD浓度大于2000mg/L、BOD₅/COD值小于0.3的有机废水统一称为高浓度难降解有机废水。 

高浓度难降解有机废水因其所含的有机物很难被微生物直接利用，在生化处理前需采取预处理措施。铁碳微电解法因其成本低、效率高，成为了废水处理工程中普遍采用的物化预处理措施。铁碳微电解法利用Fe²⁺/Fe⁰和H⁺/H₂两个电极的电势差0.447v，产生的[H]具有强还原性对废水中的有机物进行破坏，使大分子难降解有机物被分解为易生化降解的小分子有机物。 

传统的铁碳微电解法是在废水中直接投加铁屑和活性碳颗粒，如公开号为CN102464422B的中国专利文献公开了一种工业废水的预处理方法和装置，该装置包括：微电解池、平流沉淀池（1）、臭氧氧化池、脱硫池、平流沉淀池（2）、辐流沉淀池、砂滤池、气浮池、氨吹脱塔、一级氨循环吸收塔、二级氨循环吸收塔组成，依次通过：铁碳微电解-臭氧氧化-氧化钙、氯化钙化学沉淀-氨吹脱-酸吸收这5个步骤对废水进行预处理。 

该方法的步不足之处在于，由于铁碳反应时铁的析出易导致铁碳结痂，微电解长期运行后，铁屑容易板结，导致处理效果大幅度下降，甚至无法运行。并且通过增加后续处理步骤来弥补铁碳微电解对有机物降解的 不足，使得预处理步骤非常繁琐。 

公布号为CN102992527A的中国专利文献公开了一种预处理高浓度难降解有机废水的方法，首先将高浓度难降解有机废水进行Ⅰ级铁碳微电解和Ⅰ级芬顿氧化处理，然后在Ⅰ级铁碳微电解和Ⅰ级芬顿氧化出水中加入零价铁进行Ⅱ级微电解处理，Ⅰ级铁碳微电解和Ⅰ级芬顿氧化出水中的Fe³⁺与零价铁组成Fe³⁺/Fe²⁺和Fe²⁺/Fe⁰原电池的两个新电极。新原电池的电动势为1.218v，是原来的近3倍，得失电子能力更大，氧化还原反应更为剧烈，一些在Ⅰ级铁碳微电解和Ⅰ级芬顿氧化过程中未被彻底分解的有机物能在Ⅱ级微电解过程中得到彻底分解。 

该方法在铁碳反应时不直接投加铁屑，而是投加纳米材料零价铁，但零价铁制备过程复杂，且易于消耗，增加了处理成本。 

发明内容

本发明提供了一种用于高浓度难降解有机废水预处理系统，对铁碳微电解池进行改造，有效提高铁碳微电解对有机物的降解效率。 

一种高浓度难降解有机废水预处理系统，包括沿水流方向依次连接的碳粒投加池、铁碳微电解池、pH调节池、沉淀池和光催化池，所述铁碳微电解池包括相互连通的第一反应池和第二反应池，第一反应池和第二反应池内均安装有铁铜合金材质的折流板，且均设有pH控制模块与碳粒浓度控制模块。 

铁碳微电解池内为酸性环境，折流板采用铁铜合金材质制成，在酸性条件下，亚铁离子逐渐从折流板上溶出，与碳粒发生微电解反应，对废水中的大分子有机物进行降解。由于不必额外投加铁屑，因此不会出现大面积的铁碳结痂现象。而铜由于惰性较大，铁碳微电解池的酸性环境还无法使铜离子溶出，在亚铁离子不断溶出的过程中，铜以铜屑的形式混入铁碳混合物中，有效防止铁碳结痂。作为优选，所述折流板分为沿水流方向交错分布的左右两排。左右交错分布的两排折流板使折流板与水体的接触时间更长，进一步提高处理效率。并且，折流板是以可拆卸方式安装的，当折流板被消耗后，便于更换新的折流板。 

本发明还将铁碳微电解池分成相互连通的两个部分，根据有机物 被降解的程度，将有机物的降解过程分成两个阶段，分别在第一反应池和第二反应池中进行。由于第一反应池和第二反应池内设定的pH参数、碳粒浓度参数均不相同，因此在第一反应池及第二反应池内设置pH控制模块和碳粒浓度控制模块，对池内的pH变化、碳粒浓度变化分别进行实时监测并进行相应调节，进一步提高了对废水的预处理效果。