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以江苏省某工业园区污水处理厂出水为研究对象,针对工业园区废水成分复杂、冲击负荷大、可生化性差等特点造成出水难达到一级A标准的问题,依托北京市自然科学基金与北京市科学技术研究院联合资助项目(L140011),国家水体污染控制与治理科技重大专项(2012ZX07205-002),设计开发了复合式高级氧化设备,采用复合式高级氧化设备—曝气生物滤池联用对其进行深度处理。为解决工业园区综合污水厂出水难达标问题提供技术支持。对臭氧氧化(03)、臭氧紫外高级氧化(03/UV)、臭氧双氧水高级氧化(03/H202)等不同臭氧高级氧化工艺采用相同小试设备进行了对比筛选,评价了对污染物去除规律、可生化性提高程度等指标。实验结果表明在去除污染物和可生化性提高方面,氧化效果排序为O3/UV>O3/H2O2>O3。使用03/UV复合工艺处理水质为CODCr90mg/L、色度60倍的园区废水,在臭氧投加量为20mg/L、接触时间为4mm、紫外灯40W的条件下,出水水质和可生化性有明显改善,UV254、色度和CODCr的去除率分别为39.8%、33.3%和12.2%。研究了复合式高级氧化设备(Co-AOP)的设计要点,设计制造了复合式高级氧化设备中试设备。臭氧发生单元采用放电式臭氧发生器,臭氧投加单元选用静态混合器,臭氧反应单元选用横向管式反应器、沿程补充臭氧、内置紫外灯灯管,最后设置汽水分离器和臭氧破坏器,采用316L不锈钢制造。中试设备由3个DN 100×1600mm反应单体串联,处理量12.96t/d；示范工程设备由6个DN260×1750mm反应单体串联,处理量300t/d。在该工业园区污水厂建立中试基地,研究了复合式高级氧化设备—曝气生物滤池(BAF)联用处理实际废水的效果。长期中试设备运行结果表明,进水CODCr平均浓度为82mg/L时,单独高级氧化单元去除率为18.3%,两反应器联用时,复合式高级氧化设备的处理提高了废水的可生化性,联合处理总去除率为47.6%,出水CODCr浓度43mg/L,出水水质符合一级A标准。在中试试验的基础上,在该污水厂搭建并长期运行了复合式高级氧化设备—曝气生物滤池示范工程。通过长期检测结果及经济技术分析,复合式高级氧化设备示范工程运行费用为0.47元／吨,证明复合式高级氧化设备不仅在技术上可行,经济上也符合实际需求。