[發明專利]結合空化氧化法與活性污泥法的聯合污水處理系統和方法

有效

• 申請號: 201310643309.8
• 申請日: 2013-12-03
• 公開（公告）號: CN103663868A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: 蔡軍;淮秀蘭
• 申請（專利權）人: 中國科學院工程熱物理研究所
• 主分類號: C02F9/14
• 分類號: C02F9/14;C02F1/72
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 宋焰琴

技術領域

本發明屬于污水處理領域，具體地涉及一種結合空化氧化法與活性污泥法的聯合污水處理系統。

本發明還涉及利用上述系統進行污水處理的方法。

背景技術

水是社會經濟可持續發展的重要因素之一。隨著城市規模的不斷擴大和人口的增加，社會經濟不斷發展，污水排放量與日俱增，水污染問題已對人類生存和社會發展構成了嚴重威脅，而城市污水已成為制約城市可持續發展的主要原因之一。目前，國內外城市污水處理普遍采用一級處理和二級處理相結合的傳統方法。一級處理采用物理方法，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。二級處理則采用活性污泥法，主要通過微生物的生命運動等手段來去除廢水中的懸浮性，溶解性有機物以及氮、磷等營養鹽。

單一的活性污泥法處理工藝的優勢在于降解污水中的可溶性易降解有機物（BOD₅），而對于難降解有機污染物主要依靠吸附作用去除，效果不甚理想。隨著工業的迅速發展，水中有害的人工合成化學物質和難降解有機物逐年增多，單一的活性污泥法處理工藝已經無法滿足日益提高的環保要求。另一方面，活性污泥法在處理污水的同時會產生大量剩余污泥，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，約占污水處理廠運行費用的25%～65%。歐洲國家每年用于處理剩余污泥的費用折合成人民幣高達28億元。此外，大量的城市污泥產生，引發了環境的二次污染，已成為城市污水處理行業的瓶頸。

鑒于活性污泥法面臨的問題，世界各國都在研發一些新的污水處理技術與工藝，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，但藥劑費用高、反應裝置復雜，且易引起二次污染?？栈趸▋H可有效去除許多難降解物質和有毒物質，而且具有無二次污染、反應裝置簡單等諸多優點，是近年來比較受關注的新型水處理方法。

空化現象是指當液體內部局部壓力降低至液體溫度對應的飽和蒸氣壓時，在液體中或液固界面上蒸汽或氣體空穴（空化泡）形成、生長及潰滅的過程?？茖W研究表明，空化泡急速潰滅瞬間在液體介質中會形成局部高溫高壓環境（10⁴K量級的高溫和10⁵bar量級的高壓），并伴有強烈沖擊波和高速射流?？栈輧炔康乃羝诟邷?、高壓下發生裂解反應，產生高活化性的羥自由基·OH和強氧化劑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入液相與液體充分混合，從而與液體中的難降解有機污染物發生氧化反應，實現污水處理。空化泡潰滅形成的強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胞壁，從而達到降解高分子和使微生物失活的作用，實現水質的凈化。

目前，關于利用空化氧化技術處理污水的裝置有很多相關專利申請（如CN201310290527，CN201310180381，CN201320138508），但由于空化氧化技術整體的有機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遠達不到污水處理的排放要求。為此，本發明提出一種結合空化氧化法和活性污泥法的聯合污水處理系統與方法，該污水處理系統結合了活性污泥法和空化氧化法各自的優點，為降低污水排放限值和減少活性污泥產量提供了一條切實可行的途徑。

發明內容

本發明的目的在于提供一種結合空化氧化法與活性污泥法的聯合污水處理系統。

本發明的又一目的在于提供一種利用上述系統進行污水處理的方法。

為實現上述目的，本發明提供的結合空化氧化法與活性污泥法的聯合污水處理系統，包括：

一過濾格柵的出水口連接一次沉淀池的進水口；

該一次沉淀池的出水口連接一次空化處理池的進水口；

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水口；

曝氣池的出水口連接二次沉淀池的進水口；

二次沉淀池的出水口連接二次空化處理池的進水口；

其中：

一次空化處理池通過第一水泵與第一空化反應裝置相連接形成循環；

二次空化處理池通過第二水泵與第二空化反應裝置相連接形成循環。