本发明属于污水处理领域，特别涉及一种BIO-UNIOUT高效生化净水催化剂及其应用。
背景技术：
近年来，为发展环保高科技，搞好环保工程建设是保证和提高人民生活质量，确保我国工业经济持续稳步地发展的重要环节之一。有关部门对城市污水排放标准作了更加明确和严格规定，在原城市二级污水处理排放标准的基础上提出“脱氮除磷”新要求。如何运用高新技术，通过技术创新改造，使现有城市二级污水处理厂能在较低成本下地实现脱氮除磷，提高污水综合处理效果，达标排放一直是目前国内外科研人员关注和研究的重要课题。
国内目前对城市污水和工业废水处理的净水剂有聚铝(铝盐)、聚铁(铁盐)、碱式氯化铝、亚硫酸铁等，这些药剂的质量目前均不能很好地满足国内市场的需求。由于该技术难度大，专业性强，所涉及的技术领域(如生物、化工污水处理等)又多，所以近年来进展不大，技术方面未能取得较大突破。且一般均采用增加污水处理工艺流程，提高技术装备，加强管理等措施来提高污水处理效果，但效果不明显，又相应增加了不少人力、物力和财力。国内能达到同等污水处理效果和功能的技术产品缈缈可数，但都存在对污水处理生产厂家技术装备和管理要求高，而且投资和污水处理运行成本大。比如“A/O”活性污泥净水法在欧洲、日本等国家能用，但由于其对投资、基础条件、管理等要求高，不一定适合发展中国家。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是提供一种BIO-UNIOUT高效生化净水催化剂及其应用，该催化剂适用性及广，应用于污水处理中简便实用有效，在对现有污水处理系统不进行大规模技术改造的前提下，低成本地解决废水处理达标排放问题，在大幅度降低COD的同时，具有“去色、脱氮、除磷和节能降耗”等方面的特殊功效。
本发明要解决的技术问题在于针对我国城市污水二级处理厂特点和现状，提供一种处理效果显著、能耗低、达到现阶段排放标准的污水处理技术。为了解决这种技术问题，本发明结合目前国内污水处理现状，在引进消化吸收国外先进生化催化技术及产品的基础上研究开发出污水高效生化净水剂，本发明采用的技术方案在技术配方上可根据污水实际情况灵活调整。
本发明的一种BIO-UNIOUT高效生化净水催化剂，所述净水催化剂由含铈化合物、硫酸铝和木质素组成；其中，含铈化合物、硫酸铝和木质素的质量比为(4～6):(3～5)：1其中，含铈化合物所占比例较大，通常为一半及以上；硫酸铝为次，木质素为辅)。
所述含铈化合物、硫酸铝和木质素的质量比一般为5.5:3.5:1。
所述含铈化合物为所述含铈化合物为硝酸铈或者硝酸铈与高氯酸铈的混合物(所述含铈化合物为一种强酸(根)盐类物质，并在一定条件下易分解形成亚酸根盐及其氧化物)。
一般水质较差的时候加入高氯酸铈。
所述硝酸铈与高氯酸铈的混合物中高氯酸铈的质量含量不超过10％。
所述含铈化合物作为净水催化剂的主要成分，起到能在废水中产生丰富的氧，在活性污泥中培养出高活性、高能级菌种，促进大量微生物迅速繁殖，来吞噬和降解掉废水中有害有机物质，有效提高活性污泥法的处理效率。
本发明的高效生化净水催化剂的应用，应用于污水处理。
所述污水处理的过程包括：将高效生化净水催化剂的水溶液加入到待处理的污水中，然后采用传统活性污泥法进行处理；其中，催化剂的加入量为：6～10g/吨废水。
所述传统活性污泥法流程主要是：将待处理的污水和从二次沉淀池回流的活性污泥同时进入曝气池，沿曝气池长度打入空气，使污水和活性污泥充分混合接触，并得到溶解氧，为微生物的生长繁殖创造良好条件。污水中的有机污染物不断地被微生物吸附、分解，污水得到净化。混合液流入二次沉淀池进行泥水分离。净化后污水向外排放，部分活性污泥回流至曝气池，剩余污泥从系统中排出。
所述高效生化净水催化剂的水溶液的质量浓度为20％～30％。
所述高效生化净水催化剂的水溶液的pH为3左右(活性污泥法的工艺设备中涉及到的一些部件需要时防酸的，比如净水催化剂滴加装置等)。
所述高效生化净水催化剂必须在活性污泥的始入口加入(在曝气池前端)。
所述高效生化净水催化剂在投加前首先要倒入冷水中进行搅拌溶解，浓度配比一般在20％--30％；10分钟后即能达到完全溶解进入使用状态。
所属高效生化净水催化剂使用时将配置好的溶液用计量泵连续加入到废水中。该泵的流量必须根据废水的流量调节到最佳流量；也可以使用流量计或污水泵(开关控制)来完成加药。
本发明的核心技术是充分利用原有污水处理厂工艺技术装备(活性污泥法)，利用稀土元素铈的催化来强化或激活微生物和后生动物，提高有效菌类的活性和吞噬(分解)污 水中有机物质。铈是稀土元素中的一种，其位于第六周期，原子核与外层、次外层电子距离较远，吸引力较弱，因此最外层电子极不稳定(或比较电子活跃)，在催化过程中能级转换很快，电子云转移、变化能力很强，并能产生离子价位跳跃1.6V能级，起到电子受体和催化作用，所以催化能力也更强。此外，它可明显提高氧在水中的传递速率，所以能相应减少处理过程中供氧量，起到明显的节能功效。
一般而言，在实用应用中，稀土铈元素在分离过程中要保持活性(即保持外层电子原有不稳定性)比较困难，本发明通过许多次筛选试验，最终找到一种含铈元素化合物(含一定比例的硫酸铝和木质素)，通过稀释以一定速率均匀滴加进处理池，能比较好地形成生物催化活性污泥，有效提高活性污泥法的处理效率。该化合物价格比较便宜，具有低成本高效处理污水的市场推广前景。
本发明在污水处理过程中主要应用生物化学原理，通过药剂投加和处理工艺技术调整改进，使废水中产生丰富的氧，在活性污泥中培养出高活性、高能级菌种，形成和促进大量菌键和微生物迅速繁殖，来吞噬和降解掉废水中有害有机物质(作为菌类、微生物营养物)，并在活性污泥中产生大量好氧微生物以消除污泥处理时异味的产生。
本发明对于当前城市二级污水处理厂(活性污泥法)，无须进行大规模技术装备改造，通过采用高效生化催化剂和相应调整技术工艺，能实现污水处理厂出水水质综合情况较大改进，脱氮除磷效果明显，COD、BOD5、SS、氨氮、总磷等五大出水指标达标排放，并在节能降耗增效方面有一定效能。
有益效果
1)污水处理过程中采用本发明的高效生化净水催化剂，有效菌类和微生物能级活性大量增加和提高；催化剂的高氧化能力强化或加速了无机离子和有机化合物与溶解氧反应；有助于达到等电位，强化了絮凝作用；在菌类、微生物代谢作用和化学还原反应下水体中增氧明显，溶解氧逐步上升，曝气量可逐步减少，能耗可降低约20—40％；
2)本发明中采用含铈化合物：稀土元素离子价位跳跃能达到1.6V能级(与过氧化氢同样能级)，起到电子受体和催化作用，可明显提高氧在水中的传递速率；
3)该项技术只需增设简单加药装置和调整处理工艺参数就能达到脱氮除磷效果，适用于老厂扩容改造和新厂设计技术补充，污泥沉降和脱水效果好，无异味产生，具有良好的技术推广前景。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
某厂始建于五十年代末，其三期污水处理系统为传统活性污泥法，日处理城市生活污水能力10000m3/d，其进水水质情况较不稳定，COD约为500～750mg/L(约为一般城市污水处理厂进水浓度的2倍多)。为解决污水处理中脱氮除磷难题，提高综合效果，采用BIO-UNIOUT高效生化净水催化剂进行(所述净水催化剂由硝酸铈、硫酸铝和木质素组成；其中，硝酸铈、硫酸铝和木质素的质量比为5.5:3.5:1)生产性运行试验，已经基本达到了预期效果，特别是高效生化催化剂对加速传统活性污泥法的污水有机物的氧化与降解，在脱氮、除磷方面效果显著，污水净化综合效果明显：氨氮平均去除率达到76％(出水在15ml/l以下，比原来提高了35％)，总磷和磷酸盐的平均去除率都达到92％(出水在1mg/l和0.4mg/l以下，比原来提高了16％)，COD、BOD5、SS的平均去除率均已超过95％，出水水质达到或优于上海市地方标准(DB31/19901997)及上海市黄浦江上游保护区B级标准和上海市98年后新建城市二级污水处理厂一级排放标准。净化效果见表1。
表1
实施例2
某水质净化厂设计能力1万吨/日(分南北两组)，因污水来源逐年升高，目前已达到1.8万吨/日，其中南组水量约达8500-9000吨/天，北组在7000-7500吨/天。该厂系统南组进行生产运行，重点考虑在现有条件下解决污水处理系统节能和扩容增效问题。自2001年11月下旬南组(日处理污水8000吨)进行BIO-UNIOUT高效生化净水催化剂(所述净水催化剂由硝酸铈、硫酸铝和木质素组成；其中，硝酸铈、硫酸铝和木质素的质量比为5.5:3.5:1)的生产性运行试验。从南、北组处理系统(相同处理能力)情况看，南组试验后系统增氧明显，曝气池溶解氧DO明显增大，达到6-8左右，较之北组增高近1倍。如改装电机变频，可适量调整减少空气曝气量，为该厂今后在节能降耗增效方面提供了基础。净化效果见表2。
表2