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[發(fā)明專利]結(jié)合空化氧化法與活性污泥法的聯(lián)合污水處理系統(tǒng)和方法有效

專利信息
申請(qǐng)?zhí)枺?/td> 201310643309.8 申請(qǐng)日: 2013-12-03
公開(公告)號(hào): CN103663868A 公開(公告)日: 2014-03-26
發(fā)明(設(shè)計(jì))人: 蔡軍;淮秀蘭 申請(qǐng)(專利權(quán))人: 中國(guó)科學(xué)院工程熱物理研究所
主分類號(hào): C02F9/14 分類號(hào): C02F9/14;C02F1/72
代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021 代理人: 宋焰琴
地址: 100190 *** 國(guó)省代碼: 北京;11
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摘要:
搜索關(guān)鍵詞: 結(jié)合 氧化 活性污泥 聯(lián)合 污水處理 系統(tǒng) 方法
【說明書】:

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于污水處理領(lǐng)域,具體地涉及一種結(jié)合空化氧化法與活性污泥法的聯(lián)合污水處理系統(tǒng)。

本發(fā)明還涉及利用上述系統(tǒng)進(jìn)行污水處理的方法。

背景技術(shù)

水是社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重要因素之一。隨著城市規(guī)模的不斷擴(kuò)大和人口的增加,社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展,污水排放量與日俱增,水污染問題已對(duì)人類生存和社會(huì)發(fā)展構(gòu)成了嚴(yán)重威脅,而城市污水已成為制約城市可持續(xù)發(fā)展的主要原因之一。目前,國(guó)內(nèi)外城市污水處理普遍采用一級(jí)處理和二級(jí)處理相結(jié)合的傳統(tǒng)方法。一級(jí)處理采用物理方法,主要通過格柵攔截、沉淀等手段去除廢水中大塊懸浮物和砂粒等物質(zhì)。二級(jí)處理則采用活性污泥法,主要通過微生物的生命運(yùn)動(dòng)等手段來去除廢水中的懸浮性,溶解性有機(jī)物以及氮、磷等營(yíng)養(yǎng)鹽。

單一的活性污泥法處理工藝的優(yōu)勢(shì)在于降解污水中的可溶性易降解有機(jī)物(BOD5),而對(duì)于難降解有機(jī)污染物主要依靠吸附作用去除,效果不甚理想。隨著工業(yè)的迅速發(fā)展,水中有害的人工合成化學(xué)物質(zhì)和難降解有機(jī)物逐年增多,單一的活性污泥法處理工藝已經(jīng)無法滿足日益提高的環(huán)保要求。另一方面,活性污泥法在處理污水的同時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量剩余污泥,其體積約為處理污水體積的0.3%~0.5%,處置這些剩余污泥的成本非常高昂,約占污水處理廠運(yùn)行費(fèi)用的25%~65%。歐洲國(guó)家每年用于處理剩余污泥的費(fèi)用折合成人民幣高達(dá)28億元。此外,大量的城市污泥產(chǎn)生,引發(fā)了環(huán)境的二次污染,已成為城市污水處理行業(yè)的瓶頸。

鑒于活性污泥法面臨的問題,世界各國(guó)都在研發(fā)一些新的污水處理技術(shù)與工藝,如水解法、光催化氧化法、空化氧化法等。

水解法酸堿消耗量大,水解后進(jìn)一步稀釋需要消耗大量水資源,而光催化氧化法雖然氧化效率較高,但藥劑費(fèi)用高、反應(yīng)裝置復(fù)雜,且易引起二次污染。空化氧化法僅可有效去除許多難降解物質(zhì)和有毒物質(zhì),而且具有無二次污染、反應(yīng)裝置簡(jiǎn)單等諸多優(yōu)點(diǎn),是近年來比較受關(guān)注的新型水處理方法。

空化現(xiàn)象是指當(dāng)液體內(nèi)部局部壓力降低至液體溫度對(duì)應(yīng)的飽和蒸氣壓時(shí),在液體中或液固界面上蒸汽或氣體空穴(空化泡)形成、生長(zhǎng)及潰滅的過程。科學(xué)研究表明,空化泡急速潰滅瞬間在液體介質(zhì)中會(huì)形成局部高溫高壓環(huán)境(104K量級(jí)的高溫和105bar量級(jí)的高壓),并伴有強(qiáng)烈沖擊波和高速射流。空化泡內(nèi)部的水蒸汽在高溫、高壓下發(fā)生裂解反應(yīng),產(chǎn)生高活化性的羥自由基·OH和強(qiáng)氧化劑H2O2

H2O→·OH+·H

·OH+·OH→H2O2

空化泡潰滅所形成的射流使這些自由基和氧化劑進(jìn)入液相與液體充分混合,從而與液體中的難降解有機(jī)污染物發(fā)生氧化反應(yīng),實(shí)現(xiàn)污水處理。空化泡潰滅形成的強(qiáng)大剪切力也可使大分子主鏈上的碳鍵斷裂以及破壞微生物細(xì)胞壁,從而達(dá)到降解高分子和使微生物失活的作用,實(shí)現(xiàn)水質(zhì)的凈化。

目前,關(guān)于利用空化氧化技術(shù)處理污水的裝置有很多相關(guān)專利申請(qǐng)(如CN201310290527,CN201310180381,CN201320138508),但由于空化氧化技術(shù)整體的有機(jī)物去除效率還不是很高(50%左右),僅僅依靠單一的空化污水處理裝置和工藝遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到污水處理的排放要求。為此,本發(fā)明提出一種結(jié)合空化氧化法和活性污泥法的聯(lián)合污水處理系統(tǒng)與方法,該污水處理系統(tǒng)結(jié)合了活性污泥法和空化氧化法各自的優(yōu)點(diǎn),為降低污水排放限值和減少活性污泥產(chǎn)量提供了一條切實(shí)可行的途徑。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)合空化氧化法與活性污泥法的聯(lián)合污水處理系統(tǒng)。

本發(fā)明的又一目的在于提供一種利用上述系統(tǒng)進(jìn)行污水處理的方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明提供的結(jié)合空化氧化法與活性污泥法的聯(lián)合污水處理系統(tǒng),包括:

一過濾格柵的出水口連接一次沉淀池的進(jìn)水口;

該一次沉淀池的出水口連接一次空化處理池的進(jìn)水口;

該一次空化處理池的出水口通過第二閘門連接曝氣池的進(jìn)水口;

曝氣池的出水口連接二次沉淀池的進(jìn)水口;

二次沉淀池的出水口連接二次空化處理池的進(jìn)水口;

其中:

一次空化處理池通過第一水泵與第一空化反應(yīng)裝置相連接形成循環(huán);

二次空化處理池通過第二水泵與第二空化反應(yīng)裝置相連接形成循環(huán)。

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