城镇生活污水处理工艺流程说明
(1)预处理:污水首先经过粗格栅去除大颗粒杂物,随后通过提升泵进入细格栅和旋流沉砂池,进一步截留细小悬浮物并分离砂砾。
(2)生物处理:采用A/A/O工艺(厌氧-缺氧-好氧),同步脱氮除磷,利用微生物降解有机物。
(3)深度处理:污水进入沉淀池分离活性污泥,随后经高密度沉淀池强化絮凝沉淀除磷,再通过V型滤池过滤细微悬浮物。
(4)高级氧化与消毒:采用冠宇高级氧化集成设备降解难处理有机物,最后消毒杀灭病原菌后达标排放。
标准趋严:排放标准从一级B提升至一级A,部分地区(如敏感流域)执行更严格的类地表水Ⅳ类甚至Ⅲ类标准,强化对COD、氨氮、总磷、总氮等指标的管控。
新兴污染物管控:增加对抗生素、微塑料、PPCPs(药品及个人护理品)等新兴污染物的监测与限值要求,推动深度处理技术(如臭氧氧化、活性炭吸附)的应用。
资源化导向:鼓励中水回用(工业、景观、市政用水),推动磷回收、沼气能源化等资源回收技术,减少碳排放。
随着对排水指标管控越来越严,常规处理手段难以解决其问题,因此高级氧化工艺用于末端处理难降解有机物势在必行。
多级光-臭氧协同催化氧化工艺 (MPOCO)
1. 高效降解污染物(广谱性&深度氧化)
(1)协同自由基生成:
UV/TiO₂ 产生·OH(羟基自由基)和 h⁺/e⁻(光生空穴-电子对)。
UV/O₃ 通过臭氧光解(λ<310 nm)直接生成·OH,同时激发更多活性氧物种(如·O₂⁻)。
O₃催化氧化(如负载型催化剂)进一步分解臭氧,提升·OH 产率。效果:对难降解有机物(如抗生素、PFAS、染料废水)的去除率提升 30%~50%(对比单一AOP)。
(2)广谱适用性:
可处理高浓度有机废水、有毒工业废水(如制药、石化)、微污染物(如内分泌干扰物)。
对抗生化性污染物(如氯代有机物、多环芳烃)具有显著降解效果。
2. 能量利用率高(降低运行成本)
(1)紫外光的多重利用:
同一紫外光源(如185nmUV)同时驱动TiO₂光催化和O₃光解,减少设备冗余。
光催化产生的e⁻ 可抑制电子-空穴复合,提升量子效率。
(2)臭氧的高效活化:
传统臭氧氧化(O₃ alone)的臭氧利用率仅20%~40%,而耦合催化后可达70%(通过表面催化分解)。成本对比:比单独臭氧氧化降低15%~30%的能耗。
3. 抗干扰性强(适应复杂水质)
(1)pH 适应性宽:
UV/TiO₂在酸性~中性条件下高效,而O₃催化在碱性条件下更优,耦合后覆盖pH2~10。抗无机离子干扰:
传统·OH易被HCO₃⁻、Cl⁻淬灭,但三级系统通过多路径氧化(直接臭氧氧化、表面反应)减少影响。
(2)应对高浊度废水:
悬浮物对UV的遮挡可通过 流化床催化反应器或动态光路设计缓解。
4. 减少二次污染(绿色化学特性)
(1)无污泥产生:对比芬顿法,无需投加铁盐,避免铁泥处置问题。
(2)臭氧残留可控:末级催化单元可分解剩余臭氧,避免尾气O₃超标(<0.1 ppm)。
(3)矿化程度高:将有机物彻底矿化为 CO₂ + H₂O,减少中间毒性产物(如溴酸盐生成量比单一O₃降低 50%)。
5. 模块化&可扩展性(工程优势)
(1)工艺灵活组合:可根据水质调整 UV/O₃ 比例或催化剂类型(如TiO₂改性、MnOx/Al₂O₃催化)。
(2)兼容现有设施:可集成到“生化+AOP” 工艺链中,作为深度处理单元。
(3)自动化控制:通过在线ORP/臭氧传感器 实时调节UV强度和臭氧投加量。
对 比其他AOP技术的优势
技术指标 |
MPOCO |
单一UV/O₃ |
单一光催化TiO₂) |
传统芬顿法 |
·OH 产率 |
极高(多路径协同) |
中等 |
低(易复合) |
高(但受pH限制) |
运行成本 |
中低(能量共享) |
高(O₃耗电) |
低 |
中(药剂成本) |
抗水质波动 |
强 |
弱(受COD影响) |
弱(需低浊度) |
弱(需酸性pH) |
二次污染风险 |
极低 |
中(O₃残留) |
无 |
高(铁泥) |
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