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生態環保產業作為支撐生態文明建設和高質量發展的關鍵力量，正面臨著轉型升級的迫切需求。環保新質生產力，正成為推動產業向前發展的核心力量。本欄目將聚焦生態環保產業的新技術、新裝備、新材料、新模式，深入宣傳推廣科技創新成果，及時發布環境技術進步獎項，全面介紹行業內的實用技術裝備和示范工程，引導行業持續創新，加快數字、智慧、科技的融合賦能，為經濟社會全面綠色轉型貢獻力量。
生態環境保護實用技術
2023-J-9
申報單位
湖南博世科環保科技有限公司
推薦單位
湖南省環境保護產業協會
一、技術簡介
適用范圍
難降解工業廢水“催化臭氧氧化+曝氣生物濾池”深度處理技術適用于石化行業、煤化工和染整工業廢水二級生化出水的深度處理。
技術原理
難降解工業廢水“催化臭氧氧化+曝氣生物濾池”深度處理技術是結合臭氧高級氧化的有效性和生物處理的經濟性的一種組合工藝。微氣泡臭氧催化預氧化可提高二級出水的可生化性，促進后續曝氣生物濾池的生物膜生長，提高生物活性，進而強化濾池的去除污染物的效率。其單體的作用原理如下：
(1)臭氧催化氧化。通過微氣泡發生器，在催化臭氧反應器底部構建曝氣系統，產生大量微細臭氧氣泡。臭氧催化材料與擴散到催化活性層的微細臭氧氣泡作用產生大量的·OH，將難降解廢水中多種有機污染物斷鏈、破環并改善其可生化性，為后續曝氣生物濾池創造有利生化條件。
(2)曝氣生物濾池(BAF)。以濾池中填裝的粒狀陶粒為載體，在濾池內部進行曝氣，使濾料表面生長著大量生物膜。當污水流經時，利用濾料粒徑較小、比表面大、吸附能力強的特點，強化所附生物膜中高濃度的活性微生物強氧化分解作用，充分發揮微生物的生物代謝、生物絮凝、生物膜和填料的物理吸附和截留以及反應器內沿水流方向食物鏈的分級捕食作用，實現污染物的高效清除。
工藝路線
該廢水深度處理系統通過臭氧發生器產生臭氧，通過臭氧催化劑催化，與經二級生化處理后的難降解廢水反應，預氧化去除廢水中部分COD并提高其可生化性，催化臭氧氧化系統尾氣中多余的臭氧氣體則經處理裝置破壞處理。經催化臭氧氧化后的廢水由于可生化性得到提高，滿足曝氣生物濾池生化條件，經過曝氣生物濾池吸附、截留和微生物代謝作用后，進一步降低廢水中COD含量。最終曝氣生物濾池出水經濾布濾池截留去除懸浮物質后達到排放要求。
應用效果
經“催化臭氧氧化+曝氣生物濾池”深度處理后，出水指標可達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB 18918—2002)一級A標準。
該技術使用時可能存在的二次污染及處理對策如下所示：
(1)廢氣。催化臭氧氧化段尾氣經破壞器處理不會產生二次污染。
(2)廢水。催化臭氧氧化段催化劑金屬離子溶出微量，不影響處理水質。出水水質中，pH、CODCr、懸浮物、氨氮、總磷均符合《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB 18918-2002)一級A標準的要求。
(3)噪聲。設備噪聲主要來自風機和泵類的運行，本公司采用低噪音設備，通過基礎減震、建筑隔聲和綠化等措施降低噪音。噪音能達到《工業企業廠界噪聲排放標準》GB 12348-2008中2類標準的要求。
(4)固體廢物。該深度處理工藝產生的污泥量極少，主要為曝氣生物濾池產生的少量污泥。
研發背景
隨著國家“水污染行動計劃”的頒布和長江經濟帶“共抓大保護、不搞大開發”國家戰略的實施，解決長江黃河乃至全國重點流域內“重化工圍江(河)”的難題是國家經濟發展與生態文明建設的一個不可回避的矛盾。目前，農藥、造紙、精細化工等企業及普遍存在的工業集聚區(園區)，其廢水大多是難降解工業廢水，現有生化法治理達標難度極高，亟需高效低耗的提質達標保障技術。
為此項目團隊圍繞難降解工業廢水二級出水深度處理，開展了以臭氧催化劑合成應用為核心，臭氧高效催化氧化為重點，高級氧化與生物處理相結合的多技術耦合水處理集成工藝研究，為難降解工業廢水的達標排放提供技術支撐。
技術特點
難降解工業廢水“催化臭氧氧化+曝氣生物濾池”深度處理技術具有以下特點：
(1)以機加工廢料鐵刨花為臭氧催化劑制造原料之一，該原料來源廣泛，且催化劑加工合成方案綠色環保，催化劑成本可降低30%左右。此外，該臭氧催化劑為模塊化生產，內部含有大量無定形通道，孔隙率高，比表面積達到2000m2/m3。
(2)優化微氣泡發生器結構，突破了傳統曝氣盤曝氣下臭氧氣泡的尺寸限制，提高了臭氧溶解度、延長氣體在水體中停留時間。耦合自主研發的具有大比表面積，高臭氧催化活性的催化劑，極大提升臭氧使用效率，處理難降解廢水的O/C比值從傳統的1.8——3.0降低至1.2——1.8。
(3)結合了催化臭氧氧化的高效性與曝氣生物濾池的經濟性，突出減污降碳的同時提高處理水體可生化性的重要性，充分發揮曝氣生物濾池的生物消化功能，達到高效低耗凈化水體的作用。
二、典型應用案例
案例名稱
萍鄉市匯清科技投資有限公司1萬m3/d萍鄉經濟技術開發區西區工業園區污水處理提標改造工程。
案例簡介
萍鄉經濟技術開發區西區工業園區污水處理提標改造工程項目，該項目擬對已有的萍鄉經濟技術開發區西區污水處理廠進行改擴建，將廢水處理量由原有的5000 m3/d擴大至10000 m3/d，同時處理出水效果提升至一級A標準。湖南博世科環保科技有限公司負責該項目的工程總承包、設計以及施工。
達到的標準或性能要求
萍鄉經濟技術開發區污水處理廠經預處理及二級處理后的難降解廢水，通過“催化臭氧氧化+曝氣生物濾池”深度處理后，出水水質滿足《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)一級A標準的要求。
業主單位
萍鄉市匯清科技投資有限公司
投運時間
2022年5月10日
工藝流程
在萍鄉經濟技術開發區西區工業園區10000 m3/d污水處理廠提標改造建設項目中，經預處理及二級處理后的難降解廢水進入臭氧接觸氧化池，在臭氧接觸氧化池中通過高效臭氧催化劑異相催化，產生強氧化性的羥基自由基與水體中污染物發生氧化反應，達到深度氧化脫碳和提高二級出水的可生化性的目的。臭氧接觸氧化池出水再經曝氣生物濾池進行深度降碳，出水可達標排放。該工藝中沉淀池污泥經污泥濃縮池和污泥脫水間脫水處理后外運填埋。
運行情況
萍鄉經濟技術開發區污水處理廠二級生化處理出水經“催化臭氧氧化+曝氣生物濾池”深度處理后，出水水質滿足《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)一級A標準的要求。
技術應用產生的碳減排效果
萍鄉經濟技術開發區污水處理廠二級生化出水經“催化臭氧氧化+曝氣生物濾池”深度處理后，各項污染物排量進一步減少，各項污染物的年度減排量為COD減排1095.0 t/a，BOD減排328.5 t/a，TN減排91.2 t/a，NH3-N減排91.25t/a，TP減排16.4t/a。
三、技術申報單位聯系信息
單位名稱：湖南博世科環保科技有限公司
單位地址：湖南省長沙市岳麓區谷苑路389號
聯系人：劉玉莎
來源：技術部
原標題：環保新質生產力 | 難降解工業廢水臭氧催化氧化+曝氣生物濾池深度處理技術
