催化铁内电解流化床预处理难降解废水方法 【技术领域】
本发明属于废水处理技术领域，具体涉及一种催化铁内电解流化床预处理难降解废水方法。
背景技术
长期以来，含有有毒有害难降解污染物的废水是我国废水处理的重点和难点，尤其是随着环保排放标准的提高，单一的生化技术难以满足现有的排放要求，因此如何进一步提高废水处理效果，减少有毒有害污染物的排放量，成为当前亟待解决的现实问题。根据这类废水的特点，目前大多采用物化和生化组合的处理方式，其中物化通常作为预处理，其目的就是降低废水中污染物毒性，将难降解污染物转化为比较容易降解的物质，提高废水的可生化性。当前研究和应用的预处理技术包括了混凝、吸附、吹脱、高级氧化、还原等，这些技术各自有其优缺点，能去除或转化的污染物也不相同。其中的催化铁内电解技术因其具有还原能力强、运行费用低、适用范围广、铁离子可以增强生物活性等优点而得到重视，与生物可以实现很好的耦合。相应的也开发了多种技术，如“催化铁还原与厌氧水解酸化协同处理工业废水的方法”(专利申请号：2008101960.0)、“曝气催化铁内电解污水强化一级处理方法”(专利申请号：200510028836.3)、“催化铁内电解池后置处理废水的方法”(专利申请号：200610026118.7)、“一种催化铁内电解污水处理方法及其使用的填料”(专利申请号：200510029765.9)等。
催化铁内电解技术已经工程应用，并获得了理想的效果。但是随着运行时间的增加，不可避免的会出现催化铁内电解填料堵塞现象，导致短流或沟流现象出现，不仅会增大水头损失，而且弱化该技术的处理效果。为了避免或减少该类现象的发生，就需要采取多种措施，如增加沉淀或气浮处理单元减少催化铁内电解系统的进水SS浓度，增加回流比或实施快速落水技术提高对系统的冲刷，将催化铁内电解单元后置等，这样就无形增加了投资和运行费用。除此之外，催化铁内电解系统内填料的安装和更换也比较麻烦，限制了催化铁内电解的推广应用，因此亟需开发一种新的技术来解决催化铁内电解的堵塞和安装、更换问题。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种可以避免和减少催化铁内电解堵塞问题、稳定难降解废水处理效率、简化填料安装和更换过程的催化铁内电解流化床预处理难降解废水方法。
本发明提出的催化铁内电解流化床预处理难降解废水方法，采用流化床装置处理难降解废水，所述装置由沉淀区1、导游内筒2、催化铁内电解载体3、进水管4、排泥管5、回流管6、压缩空气进口7、出水管8及流化床主体9组成，导流内筒2位于流化床主体9内，流化床主体9内充满催化铁内电解载体3，流化床主体9内上方为沉淀区1，流化床主体9底部设有进水管和排泥管5，出水管8位于流化床主体9上方一侧；当流化床采有水力作为流化动力时，流化床主体9底部连接回流管6一端，回流管6另一端连接出水管；当流化床采用压缩空气作为流化动力时，流化床主体9底部设有压缩空气进口7；具体步骤如下：
①选择规格、粒径同时满足小于导流内筒直径和导流内筒外壁与流化床主体内壁距离1/4的悬浮催化铁内电解球形载体，直接投入流化床主体9内，其投加量为流化床主体有效体积的10％-60％；
②通过进水口4通入待处理废水，同时开启并调节回流管6或者进口管7上的阀门，使得填料能够完全处于流化状态。水力流化床一般作为缺氧或水解装置使用，回流量需要根据处理水量、床体横截面积和催化铁填料堆积比重确定，即回流量和进水量所形成的床体上升流速在确保填料流化的同时，不能影响沉淀区的沉淀功能。上升流速可以采取的范围为0.5-5.0m/h。气动流化床一般作为好氧处理装置使用，其压缩空气量在满足装置内废水溶解氧为0.5-2.5mg/L的前提下，同时要满足填料流化的需要。一般供气量为处理水量的6∶1-20∶1。需要注意的是，气量不能过大，以免填料上生物膜难以固定生长，同时也会导致催化铁中的铁消耗过快，影响系统的运行。当气动流化床作为水解系统使用时，要确保溶解氧浓度小于0.5mg/L。总之，回流量和空气量都需要根据床体截面积和催化铁内电解填料特性进行确定。
③流化床体内填料3在内部导流筒2作用下形成循环，使得填料、悬浮污泥以及废水充分接触，在生物或化学作用下实现污染物的降解，并最终经过沉淀区1的固液分离通过出水管8排出。排泥管5用于剩余污泥的排放。
除了图示的内回流外，也可以根据需要将后续处理如生物系统出水作为回流水，强化处理效果。此外，该流化床可以作为单独的催化处理单元，也可以和好氧或厌氧生物处理直接耦合处理，包括与悬浮污泥和生物膜法耦合，前者即在投加催化铁内电解填料的同时，向流化床内投加厌氧或好氧污泥，后者则通过投加生物载体的方法实现，也可以直接采用生物附着材料和催化铁内电解填料结合的方式实现。
如图1和2所示，流化床可采用水力和压缩空气作为流化动力。导流内筒的主要作用是使其催化铁内电解填料在反应器内循环，提高处理效果。
本发明将催化铁内电解填料制成不同规格的、可以在水中悬浮的球形填料作为流化床内载体，使其在水力和其他动力的作用下处于流化状态，不仅提高废水与催化铁内电解填料的接触，提高反应速率，而且填料在流化状态会互相碰撞、相互摩擦，使载体上地附着物脱落、更新，避免了堵塞或沟流现象。同时，该方法简化了传统内电解填料的安装和更换程序。为了减少投资，流化床反应器采用反应-沉淀一体式，因此出水不需要沉淀等处理，可以直接进入后续的处理系统。
本发明具有如下特点：
1.保持了催化铁内电解处理难降解废水的优点，即还原能力强、运行费用低、适用范围广、pH适用范围大等，而避免了传统催化铁内电解技术的堵塞、安装需要加固、底座需要特殊加强等缺点，大大简化了安装和更换过程。
2.既可以作为单独催化内电解预处理以降低毒性、提高废水可生化性，也可以直接和生物处理单元直接耦合。可以根据需要通过灵活调节流化床内的填料量来实现不同的目的。
3.方法简单，装置结构简单，可以适用于不同水量的处理规模，可操作性强。
【附图说明】
图1为水力流化床结构图示。
图2为气动流化床结构图示。
图中标号：1为沉淀区；2为导流内筒；3为催化铁内电解载体；4为进水管；5为排泥管；6为回流管；7为压缩空气进口；8为出水管；9为流化床主体。
【具体实施方式】
下面通过实施例进一步说明本发明。
实施例1：
如图1所示，某精细化工区废水通过进水口4进入，调整回流口6使得上升流速为3m/h，所采用的悬浮催化铁内电解填料直径为25mm、铁铜质量比为10∶1，其投加率为40％，填料区反应时间为2.0h。在此运行条件下，该流化床出水COD、色度、TP的去除率和BOD/COD的提高值等同且大于传统催化铁内电解效果，但是连续运行3个月没有出现处理效率下降现象，也没有出现堵塞问题，而传统催化铁内电解系统则需要每隔15d左右采取机械搅动方式来保证运行效果的稳定。
实施例2：
如图2所示，某化工园区综合废水通过进水口4进入流化床系统，控制进气口7使得系统内溶解氧浓度在0.3mg/L左右。采用直径为25mm、铁铜质量比20∶1的悬浮催化铁内电解填料作为流化床内的载体，投加率为20％，填料区反应时间为1.0h。同时投加水解酸化污泥，实现催化铁内电解与水解酸化的耦合。在气、水双重作用下，系统内载体和污泥处于流化状态，最终出水的COD、TP去除率和BOD/COD的变化值等同且大于水力停留时间和催化铁内电解反应时间相同的传统平流式催化铁/水解酸化处理效果，但是长期运行没有出现处理效率下降现象，也没有出现堵塞问题。
如上所述，本发明是按照目前认为是最实际和优选的实施进行描述，但不局限于上述的实施方法，而应当涵盖包括在所附权利要求的精神和范围之内的各种修改和等价设计。