专利名称：纳米曝气微电解结合分子筛处理有机污水的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种污水处理的技术方法，更具体地涉及一种纳米曝气微电解结合分子筛处理有机污水的方法。本发明还涉及一种实现上述方法的装置。
背景技术：
高浓度有机污水含有大量的大分子有机物，特性是可生化性差、C/N比率低。如果直接排放，对水体污染程度大，并且处理难度高，对环境造成严重污染。如何提高处理效率、 降低投资对于高浓度、难降解高浓度有机污水处理项目来说十分关键。现有的处理技术处理高浓度有机污水出水水质很难达到国家标准，即使水质可以达标，所需的投资也极高。由此，寻求一种经济、合理、有效的高浓度有机污水处理方法刻不容缓。公知的污水处理中，常用的微电解反应器在长期运行中很难长久地保持高度的活性，需要经常添加活化剂进行“活化”，不但处理效率低，处理时间长，更因为填料易出现板结、堵塞，影响微电解的持续进行，造成“结疤”、“钝化”、“死床”的问题。同时在反应器运行一定时间后，PH值有所升高的情况下，也会影响反应器的处理效率。而现有的生物滤池处理效率低，氧传质能力与溶气效率差，反冲洗周期短，很难抵抗高浓度的冲击负荷。
发明内容
本发明的目的在于提供一种纳米曝气微电解结合分子筛处理有机污水的方法。本发明的又一目的在于提供一种实现上述方法的装置。为实现上述目的，本发明提供的纳米曝气微电解结合分子筛处理有机污水的方法，其步骤是A)待处理污水进行封闭厌氧酸化预处理；B)酸化预处理后的水进行微电解反应；C)微电解反应后的水调节成中性水，进行生物过滤后排出；D)生物过滤排出的部分水经过纳米曝气与酸化预处理的水一起进行微电解反应。所述的方法，其中，酸化预处理的温度为室温，pH为7. 5-8. 5。所述的方法，其中，微电解反应采用铁碳填料，铁碳质量比为2 3-1 1，ρΗ为 2· 5 4· 5 ο所述的方法，其中，生物过滤采用粉煤灰分子筛进行吸附和离子交换。所述的方法，其中，生物过滤后排出的部分水与酸化处理后的水一起进行微电解反应。本发明提供的用于实现上述方法的装置，其包括酸化池，其出水口连接微电解池的进水口 ；微电解池的出水口通过调节池连接生物过滤池的进水口，生物过滤池的出水口通过一纳米曝气机连接至微电解池的进水口；所述微电解池中充填有铁碳填料；所述生物过滤池中充填有粉煤灰分子筛。所述的装置，其中，酸化池、微电解池和生物过滤池的底部均各设有排泥口。所述的装置，其中，酸化池、微电解池和调节池的下部均各设有搅拌器。所述的装置，其中，酸化池中设置有加热装置和温控装置。所述的装置，其中，生物过滤池的下部设置有曝气盘，该曝气盘连接至一曝气机。本发明将酸化池、微电解池、生物滤池三个部分有机地结合为一体，酸化池内封闭厌氧对高浓度有机污水进行酸化预处理，初步提高污水可生化性，同时降低酸碱度，为接下来的纳米曝气微电解做准备；微电解反应器内填充一种高效铁碳的填料，同时使用高效率的纳米曝气装置进行曝气，可以有效地去除污水中的难降解有机物，进一步提高了污水的可生化性，最后分子筛生物滤池在微生物作用下更彻底处理的废水中污染物质，提高出水水质。本发明具有适用范围广、反应速率快、工艺流程简单、使用寿命长、投资费用少、操作维护方便、运行成本低、处理效果稳定等优点。
图1是本发明纳米曝气微电解结合分子筛处理有机污水的装置示意图。附图中主要组件符号说明1酸化池；2微电解池；3生物滤池；4进水管；5纳米曝气机；6曝气管；7温度控制仪；8温感探头；9加热带；10铁碳填料；11分子筛；12排泥口 ； 13水泵；14搅拌机；15调节池；16曝气盘；17曝气机。
具体实施例方式本发明的酸化池是利用封闭厌氧的环境对高浓度有机污水进行酸化预处理，初步提高废水可生化性，同时降低酸碱度，为接下来的纳米曝气微电解和粉煤灰分子筛生物滤池做准备。微电解池(又称内电解法)是在不通电的情况下，利用填充在污水中的微电解材料(铁碳填料)自身产生1.2V电位差对废水进行电解处理，以达到降解有机污染物的目的。本发明的纳米曝气微电解池内使用的铁碳填料为公知产品(本发明采用是购自潍坊普茵沃润环保科技有限公司的产品)，是利用工业上废弃的铁屑制备的铁碳填料，使用纳米气泡持提高微电解池活性，在生物滤池内也使用了固体废物粉煤灰制备的分子筛做载体。处理污水的同时，也做到了固体废弃物的“减量化”。阳极反应产生的新生态二价铁离子具有较强的还原能力，可使某些有机物还原， 也可使某些不饱和基团(如羧基0)0!1、偶氮基4 = ^)的双键打开，使部分难降解环状和长链有机物分解成易生物降解的小分子有机物而提高可生化性。此外，二价和三价铁离子是良好的絮凝剂，调节污水的PH可使铁离子变成氢氧化物的絮状沉淀，吸附污水中的悬浮或胶体态的微小颗粒及有机高分子，同时去除部分有机污染物质使污水得到净化。阴极反应产生大量新生态的[H]和
，在偏酸性的条件下，这些活性成分均能与污水中的许多组分发生氧化还原反应，使有机大分子发生断链降解，从而消除了有机污水的色度，提高了污水的可生化性。可作为生物处理的前处理工艺，利于污泥的沉降和生物挂膜。使用纳米曝气催化微电解反应器在长期运行中始终保持高活性，不需经常“活化”，运行质量稳定、可靠。解决了传统铁床的“结疤”、“钝化”、“死床”问题。曝气铁炭微电解工艺是较适宜预处理高浓度有机废水的工艺，本方法适用范围广、处理效果好、成本低廉、操作维护方便，不需消耗电力资源等优点。该工艺用于高浓度有机污水的处理不但能大幅度地降低COD和色度，而且可大大提高废水的可生化性。本发明中生物滤池选用的填料粉煤灰分子筛是一公知产品(本发明采用的是购自北京道顺国际技术开发有限责任公司的产品)，该粉煤灰分子筛是利用固体废物粉煤灰作为原料合成的分子筛。粉煤灰分子筛对微污染水中的污染物具有很好的吸附离子交换性能，其交换能力远大于活性炭和离子交换树脂，因此可作为污水深度处理回用的高效吸附材料，从而为污水深度处理提供技术支持。同时粉煤灰分子筛具有微生物易附着的特性，且易开发、价格廉、无毒副作用。分子筛作为球状生物膜载体可以促进离子铵的传输，提高脱氮效果；在运行过程中，可以连续生物再生，长期循环使用，可以提高硝化反硝化系统的脱氮效果，降低出水的浊度，减少出水悬浮颗粒的浓度。与普通的生物滤池比较，分子筛生物滤池具有溶气效率高，反冲洗周期长，抗氨氮冲击负荷好，操作方便等优点，在投资、占地、 运行管理、处理成本、动力消耗等方面均具有一定优势。本发明首先将待处理污水导入酸化池1内，封闭厌氧对高浓度有机污水进行酸化预处理，初步提高污水可生化性，同时降低酸碱度，为接下来的纳米曝气微电解做准备，在酸化池1的下端设有搅拌器14，防止下部污泥的淤积。酸化池1内的温度通过温度控制仪式7控制在25°C，当温感探头8检测到酸化池1的温度高于所需温度时，温度控制仪7停止加热带9的加热过程。酸化过程中产生的污泥由排泥口 12排出。酸化预处理的pH控制在 7. 5-8. 5之间，水力停留时间为Mh，酸化预处理部分COD、氨氮去除率可达到30% -50%。酸化池1通过水泵13将预处理后的上清液泵入微电解池2的进水口，微电解池内填充有铁碳填料10，铁碳的比例为2 3-1 1，ρΗ控制在2. 5-4. 5之间，溶解氧浓度控制在0. 025-0. 03之间，水力停留时间为60-100min，纳米曝气微电解部分COD去除率可达到 80%以上。经过微电解反应，污水中的COD浓度由原2000mg/L以上降低至400mg/L，氨氮浓度由原300mg/L以上降低至50mg/L。经过微电解处理的出水流入调节池15中，在调节池内添加Na2CO3，在搅拌机14的作用下调节成为中性(微电解池2中的污泥通过排泥口 12排出)，而后在水泵13的作用下泵入生物过滤池3作深度处理；生物过滤池3内填充有粉煤灰分子筛填料11，生物过滤池3的下方使用普通曝气机17曝气，利用粉煤灰分子筛的吸附特性以及离子交换作用下， 先大量的聚集污染物质，然后在微生物的作用下，将吸附的污染物质降解，反复循环深度处理污水中的污染物质；生物过滤池3中的水力停留时间为300-500分仲，出水COD去除率高达95-98%，氨氮去除率可达到90%以上，基本上达到污水排放标准。生物过滤池3排出的经过深度过滤的出水中有一部分作为回流液，通过纳米曝气机5连接的曝气管6回流至微电解池2中，与酸化预处理的污水在搅拌机14的作用下混合均勻后进行微电解反应，进一步提高废水可生化性，由于纳米气泡在水中停留时间超过四个小时，使得纳米曝气微电解反应器在长期运行中始终保持高活性，不需经常“活化”，不但提高处理效率，降低处理时间，更可以延长填料使用寿命，避免了填料因为板结、堵塞现象， 影响微电解的进一步进行，运行质量稳定、可靠。同时在PH值有所升高的情况下，微电解池仍可高效率的运行。产生的污泥由排泥口 12排出。
权利要求
1.一种纳米曝气微电解结合分子筛处理有机污水的方法，其步骤是A)待处理污水进行封闭厌氧酸化预处理；B)酸化预处理后的水进行微电解反应；C)微电解反应后的水调节成中性水，进行生物过滤后排出；D)生物过滤排出的部分水经过纳米曝气与酸化预处理的水一起进行微电解反应。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，酸化预处理的温度为室温，PH为7.5-8. 5。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，微电解反应采用铁碳填料，铁碳质量比为 2:3-1: 1，pH 为 2. 5-4. 5。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，生物过滤采用粉煤灰分子筛进行吸附和离子交换。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，生物过滤后排出的部分水与酸化处理后的水一起进行微电解反应。
6.一种实现权利要求1所述方法的装置，其包括 酸化池，其出水口连接微电解池的进水口 ；微电解池的出水口通过调节池连接生物过滤池的进水口，生物过滤池的出水口通过一纳米曝气机连接至微电解池的进水口； 所述微电解池中充填有铁碳填料； 所述生物过滤池中充填有粉煤灰分子筛。
7.根据权利要求6所述的装置，其中，酸化池、微电解池和生物过滤池的底部均各设有排泥口。
8.根据权利要求6所述的装置，其中，酸化池、微电解池和调节池的下部均各设有搅拌ο
9.根据权利要求6所述的装置，其中，酸化池中设置有加热装置和温控装置。
10.根据权利要求6所述的装置，其中，生物过滤池的下部设置有曝气盘，该曝气盘连接至一曝气机。
全文摘要
一种纳米曝气微电解结合分子筛处理有机污水的方法，其步骤是A)待处理污水进行封闭厌氧酸化预处理；B)酸化预处理后的水进行微电解反应；C)微电解反应后的水调节成中性水，进行生物过滤后排出；D)生物过滤排出的部分水经过纳米曝气与酸化预处理的水一起进行微电解反应。本发明具有适用范围广、反应速率快、工艺流程简单、使用寿命长、投资费用少、操作维护方便、运行成本低、处理效果稳定等优点。
文档编号C02F1/461GK102531276SQ20111026917
公开日2012年7月4日 申请日期2011年9月13日 优先权日2011年9月13日
发明者夏训峰, 席北斗, 张列宁, 李晓光, 牛永超, 王雷, 赵颖 申请人:中国环境科学研究院