HEOCCTO/H₂O₂协同催化氧化与防堵塞滤池工艺技术
技术背景与政策导向。国家政策引导推动污水废水提标和污水资源化处理。国务院2015年发布《水污染防治行动计划》,2021年发改委和住建部提出到2025年地级及以上缺水城市再生水利用率达25%以上,京津冀地区达35%以上。污废水提标需进一步去除有机污染物,污水资源化的关键工艺路线难免产生浓水,浓水处理问题不可避免。
反渗透浓水处理难点。反渗透浓水是再生水或脱盐水系统的浓缩水,污染物浓度高、可生化性差、处理难度大。浓水中富集总磷、总氮等超标指标,含难生物降解有机物,COD难以通过传统生化工艺去除。碳酸盐和硫酸盐等结垢性无机物易析出,含盐量浓缩至原水4倍以上,具有较强腐蚀性,影响微生物活性和臭氧氧化效果。
臭氧氧化技术与生物滤池应用。臭氧氧化能力强,但矿化能力受剂量和时间限制,单独使用效率低。均相或非均相臭氧催化、UV/O₃、H₂O₂/O₃等组合方式可提高氧化速率和效率。生物滤池是污废水提标及高盐废水处理的最佳选择,需提高污泥浓度以增强生化效果,但高盐水易导致固定床生物滤池板结。
应用场景概述。该技术适用于污废水提标深度处理和高盐水达标、零排放有机物去除工艺段。广泛应用于石油化工、焦化、制药、印染、造纸等难降解废水深度处理;难降解废水生化预处理;化工厂或园区废水提标改造;反渗透浓水处理;再生水处理;市政污水处理;自来水消毒等领域。
HEOCCTO/H₂O₂协同催化氧化与防堵塞滤池技术概念。该组合技术集成臭氧催化氧化、臭氧智能投加控制系统及高分子合成填料生物滤池。臭氧催化氧化技术通过多级反应器装填不同活性催化剂,调节曝气量和停留时间,实现COD精准去除,去除率最高达80%,臭氧利用效率≥95%。防堵塞生物滤池采用高分子合成材料,具有亲水性、通透性和高比表面积,耐高盐不堵塞。
典型工艺流程与高效臭氧催化氧化技术。工艺流程为反渗透浓水/高含盐水→臭氧催化氧化→防堵塞生物滤池→后续处理单元/达标排放。高效臭氧催化氧化技术集成金科自主研发的臭氧催化技术、智能投加控制系统、快速管道反应器和臭氧接触氧化塔,利用催化技术使臭氧快速完成氧化反应,尾气回收降低运行成本。
防堵塞生物滤池技术特点。该技术在普通生物滤池基础上开发,选用网状大孔结构高分子合成材料作为填料,具有亲水性、通透性、高比表面积,以及空间悬臂和网络交联结构,能有效吸附微生物,抗堵塞功能强。
高效臭氧催化氧化技术优势分析。高效臭氧催化氧化技术COD降解彻底、脱色效果好,所需药剂为催化填料/UV/H₂O₂,操作条件为常温常规pH,影响因素包括pH、有机物成分和催化剂性能,不增加含盐量,运行维护简单,占地面积较小,运行费用和投资费用较高,但综合成本与芬顿催化氧化相当。芬顿催化氧化需酸、H₂O₂、碱等药剂,增加含盐量,运行复杂;电催化氧化运行费用最高;活性炭吸附需更换活性炭。
防堵塞生物滤池技术优势分析。防堵塞生物滤池HBAF工艺BOD容积负荷≥1.5,抗冲击负荷能力强,生物相稳定,基建投资低,运行管理简单,运行费用0.02~0.06元/吨水,氨氮去除率90~95%,适用于各种工业废水和市政污水。BAF工艺BOD容积负荷≥1,运行费用0.10~0.2元/吨水,氨氮去除率85~90%但不稳定,以市政污水处理为主。
奖项荣誉与专利。该技术代表性项目“唐山南堡污废水资源化项目”入围2019年全球水奖年度最佳工业水处理项目,2021年获“双百跨越”再生水利用和智慧管控标杆污水厂称号。自主知识产权专利包括臭氧尾气回收循环利用系统和废水深度处理系统。技术产品化设计涵盖快速反应管道反应器、臭氧反应塔、再循环系统和协同氧化剂智能投加控制系统。
技术价值与案例应用。该技术突破污废水资源化瓶颈,通过催化技术与智能控制系统结合提高臭氧利用率,降低运行成本,缩小设施占地面积,不引入污染物,绿色环保。案例为唐山市南堡经济技术开发区污水处理厂提标工程,处理反渗透浓水2万吨/天,进水水质电导率32400μs/cm,硫酸盐19200mg/L,氯化物1914mg/L,钠离子7800mg/L,钙离子1956mg/L,出水达地表IV类标准。
项目影响力与社会经济效益。该项目是国内规模最大的浓盐水地表水IV达标排放处理项目,浓盐水规模达4万吨/天。实现污水零排放,减少废水排放,保护水资源,缓解水资源匮乏问题。高效臭氧催化氧化系统提升臭氧利用率15%以上,尾气回收节省80%以上液氧原料,2万吨/天系统全年节省运行费用约854万元,经济效益显著,为类似项目提供宝贵经验。