环保新质生产力 | 难降解工业废水臭氧催化氧化＋曝气生物滤池深度处理技术

生态环保产业作为支撑生态文明建设和高质量发展的关键力量，正面临着转型升级的迫切需求。环保新质生产力，正成为推动产业向前发展的核心力量。本栏目将聚焦生态环保产业的新技术、新装备、新材料、新模式，深入宣传推广科技创新成果，及时发布环境技术进步奖项，全面介绍行业内的实用技术装备和示范工程，引导行业持续创新，加快数字、智慧、科技的融合赋能，为经济社会全面绿色转型贡献力量。

生态环境保护实用技术

2023-J-9

申报单位

湖南博世科环保科技有限公司

推荐单位

湖南省环境保护产业协会

一、技术简介

适用范围

难降解工业废水“催化臭氧氧化+曝气生物滤池”深度处理技术适用于石化行业、煤化工和染整工业废水二级生化出水的深度处理。

技术原理

难降解工业废水“催化臭氧氧化+曝气生物滤池”深度处理技术是结合臭氧高级氧化的有效性和生物处理的经济性的一种组合工艺。微气泡臭氧催化预氧化可提高二级出水的可生化性，促进后续曝气生物滤池的生物膜生长，提高生物活性，进而强化滤池的去除污染物的效率。其单体的作用原理如下：

(1)臭氧催化氧化。通过微气泡发生器，在催化臭氧反应器底部构建曝气系统，产生大量微细臭氧气泡。臭氧催化材料与扩散到催化活性层的微细臭氧气泡作用产生大量的·OH，将难降解废水中多种有机污染物断链、破环并改善其可生化性，为后续曝气生物滤池创造有利生化条件。

(2)曝气生物滤池(BAF)。以滤池中填装的粒状陶粒为载体，在滤池内部进行曝气，使滤料表面生长着大量生物膜。当污水流经时，利用滤料粒径较小、比表面大、吸附能力强的特点，强化所附生物膜中高浓度的活性微生物强氧化分解作用，充分发挥微生物的生物代谢、生物絮凝、生物膜和填料的物理吸附和截留以及反应器内沿水流方向食物链的分级捕食作用，实现污染物的高效清除。

工艺路线

该废水深度处理系统通过臭氧发生器产生臭氧，通过臭氧催化剂催化，与经二级生化处理后的难降解废水反应，预氧化去除废水中部分COD并提高其可生化性，催化臭氧氧化系统尾气中多余的臭氧气体则经处理装置破坏处理。经催化臭氧氧化后的废水由于可生化性得到提高，满足曝气生物滤池生化条件，经过曝气生物滤池吸附、截留和微生物代谢作用后，进一步降低废水中COD含量。最终曝气生物滤池出水经滤布滤池截留去除悬浮物质后达到排放要求。

应用效果

经“催化臭氧氧化+曝气生物滤池”深度处理后，出水指标可达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)一级A标准。

该技术使用时可能存在的二次污染及处理对策如下所示：

(1)废气。催化臭氧氧化段尾气经破坏器处理不会产生二次污染。

(2)废水。催化臭氧氧化段催化剂金属离子溶出微量，不影响处理水质。出水水质中，pH、CODCr、悬浮物、氨氮、总磷均符合《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)一级A标准的要求。

(3)噪声。设备噪声主要来自风机和泵类的运行，本公司采用低噪音设备，通过基础减震、建筑隔声和绿化等措施降低噪音。噪音能达到《工业企业厂界噪声排放标准》GB 12348-2008中2类标准的要求。

(4)固体废物。该深度处理工艺产生的污泥量极少，主要为曝气生物滤池产生的少量污泥。

研发背景

随着国家“水污染行动计划”的颁布和长江经济带“共抓大保护、不搞大开发”国家战略的实施，解决长江黄河乃至全国重点流域内“重化工围江(河)”的难题是国家经济发展与生态文明建设的一个不可回避的矛盾。目前，农药、造纸、精细化工等企业及普遍存在的工业集聚区(园区)，其废水大多是难降解工业废水，现有生化法治理达标难度极高，亟需高效低耗的提质达标保障技术。

为此项目团队围绕难降解工业废水二级出水深度处理，开展了以臭氧催化剂合成应用为核心，臭氧高效催化氧化为重点，高级氧化与生物处理相结合的多技术耦合水处理集成工艺研究，为难降解工业废水的达标排放提供技术支撑。

技术特点

难降解工业废水“催化臭氧氧化+曝气生物滤池”深度处理技术具有以下特点：

(1)以机加工废料铁刨花为臭氧催化剂制造原料之一，该原料来源广泛，且催化剂加工合成方案绿色环保，催化剂成本可降低30%左右。此外，该臭氧催化剂为模块化生产，内部含有大量无定形通道，孔隙率高，比表面积达到2000m2/m3。

(2)优化微气泡发生器结构，突破了传统曝气盘曝气下臭氧气泡的尺寸限制，提高了臭氧溶解度、延长气体在水体中停留时间。耦合自主研发的具有大比表面积，高臭氧催化活性的催化剂，极大提升臭氧使用效率，处理难降解废水的O/C比值从传统的1.8——3.0降低至1.2——1.8。

(3)结合了催化臭氧氧化的高效性与曝气生物滤池的经济性，突出减污降碳的同时提高处理水体可生化性的重要性，充分发挥曝气生物滤池的生物消化功能，达到高效低耗净化水体的作用。

二、典型应用案例

案例名称

萍乡市汇清科技投资有限公司1万m3/d萍乡经济技术开发区西区工业园区污水处理提标改造工程。

案例简介

萍乡经济技术开发区西区工业园区污水处理提标改造工程项目，该项目拟对已有的萍乡经济技术开发区西区污水处理厂进行改扩建，将废水处理量由原有的5000 m3/d扩大至10000 m3/d，同时处理出水效果提升至一级A标准。湖南博世科环保科技有限公司负责该项目的工程总承包、设计以及施工。

达到的标准或性能要求

萍乡经济技术开发区污水处理厂经预处理及二级处理后的难降解废水，通过“催化臭氧氧化+曝气生物滤池”深度处理后，出水水质满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A标准的要求。

业主单位

萍乡市汇清科技投资有限公司

投运时间

2022年5月10日

工艺流程

在萍乡经济技术开发区西区工业园区10000 m3/d污水处理厂提标改造建设项目中，经预处理及二级处理后的难降解废水进入臭氧接触氧化池，在臭氧接触氧化池中通过高效臭氧催化剂异相催化，产生强氧化性的羟基自由基与水体中污染物发生氧化反应，达到深度氧化脱碳和提高二级出水的可生化性的目的。臭氧接触氧化池出水再经曝气生物滤池进行深度降碳，出水可达标排放。该工艺中沉淀池污泥经污泥浓缩池和污泥脱水间脱水处理后外运填埋。

运行情况

萍乡经济技术开发区污水处理厂二级生化处理出水经“催化臭氧氧化+曝气生物滤池”深度处理后，出水水质满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A标准的要求。

技术应用产生的碳减排效果

萍乡经济技术开发区污水处理厂二级生化出水经“催化臭氧氧化+曝气生物滤池”深度处理后，各项污染物排量进一步减少，各项污染物的年度减排量为COD减排1095.0 t/a，BOD减排328.5 t/a，TN减排91.2 t/a，NH3-N减排91.25t/a，TP减排16.4t/a。

三、技术申报单位联系信息

单位名称：湖南博世科环保科技有限公司

单位地址：湖南省长沙市岳麓区谷苑路389号

联系人：刘玉莎

来源：技术部

原标题：环保新质生产力 | 难降解工业废水臭氧催化氧化+曝气生物滤池深度处理技术