[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

• 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

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)。