CN105084619A

CN105084619A - 一种生活污水深度处理方法及装置

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Publication number: CN105084619A
Application number: CN201510494883.0A
Authority: CN
Inventors: 于青; 范昊; 丁慧; 刘光洲; 王洪仁
Original assignee: Qingdao Sunrui Marine Environment Engineering Co Ltd
Current assignee: Qingdao Sunrui Marine Environment Engineering Co Ltd
Priority date: 2015-08-13
Filing date: 2015-08-13
Publication date: 2015-11-25

Abstract

本发明提出了一种生活污水深度处理方法及装置，涉及污水处理技术的领域。该生活污水深度处理方法包括：（1）预处理；（2）调配：向污水内添加含氯氧化剂，使污水中残留氧化物的浓度为5-20ppm；（3）深度净化处理：向污水内通入气体，使气体压力为3-5bar，采用紫外灯对其进行照射，照射强度为20-150mJ/cm²，照射时间为1-8min；本发明还提供了实施上述污水处理方法所用的装置。本发明在含氯氧化剂、气体加压和紫外照射的协同作用下，进一步降低了处理后污水中的有机物，大大降低了处理后污水的COD和BOD₅值；其工艺简单，操作方便，对有机物的分解效率高，完成了对生活污水的深度处理，处理效率高。

Description

一种生活污水深度处理方法及装置

技术领域

本发明涉及污水处理技术的领域，特别是指一种生活污水深度处理方法及装置。

背景技术

随着国内城镇化的不断推进，城市生活污水排放量逐年增加，造成水体环境污染日趋严重。城市生活污水污染物主要是有机物，如淀粉、脂肪、蛋白质、纤维素、糖类、矿物油等，造成水体中的COD（化学需氧量）及BOD₅（生物需氧量）数值较高。这些水体的不处理或不达标排放将会对环境造成极大的污染。近几年，相关主管机关越来越重视水体的污染问题，对污水排放及处理的要求也越来越严格，其中污水中有机物（主要以COD及BOD₅值来表征）的处理是主要关注点之一，对排放污水的COD及BOD₅值提出了更高的要求。

目前生活污水处理方法主要包括生化法、物化法、电化学法以及混合处理法。生化法主要采用活性污泥法及生物膜法（MBR），主要利用微生物的分解作用对有机物降解从而降低污水体中COD及BOD₅值。物化法是通过凝聚、沉淀、过滤等手段消除水中的固体物质，使之与可溶性有机物相脱离，再经过紫外线等方式消毒的方法。电化学法则是通过电化学过程对污水进行絮凝、氧化和消毒等，将污水送入电解槽进行电解产生氧化剂和消毒剂，在电极及产生的具有极强氧化能力的物质的作用下，有机物被氧化，污水中的细菌被杀死，从而达到净化污水的目的。

虽然上述污水处理方法已被广泛应用，但是，其在使用的过程中也存在着明显的不足。生化法必须进行细菌的培养并进行必要的维护，能够在一定程度上分解有机物，但微生物本身降解有机物能力有限，在深度处理有机物，特别是处理有毒有机物方面存在着不足和缺陷；物化法只能通过分离手段使部分不溶性有机物脱离出水体，而大量溶解性的有机物仍然留存在水体中，也不能对污水进行深度处理；电化学法近几年成为研究热点，该技术无需培养生物，自动化程度高，但在电化学法中由于电极材料的限制，对有机物的分解效率高仍需进一步提高。

发明内容

本发明提出一种生活污水深度处理方法及装置，解决了现有技术中处理效果差达不到排放标准及其处理设备复杂、维护不方便的问题。

本发明的一种生活污水深度处理方法，其技术方案是这样实现的：包括以下步骤：（1）预处理：对生活污水进行预过滤；（2）调配：向步骤（1）所得污水内添加含氯氧化剂，使污水中残留氧化物的浓度为5-20ppm；（3）深度净化处理：向步骤（2）所得污水内通入气体，使气体压力为3-5bar，并采用紫外灯对其进行照射，紫外灯的辐射强度为20-150mJ/cm²，照射时间为1-8min。

具体地，所述步骤（3）中的气体为空气、氧气、氮气、氦气、氖气、氩气中一种或几种。

进一步地，所述步骤（2）中含氯氧化剂为次氯酸、次氯酸钠、次氯酸钙、漂白粉、氯气中的一种或几种。

再进一步地，所述步骤（1）中预处理还包括生化处理、物化处理或电化学处理的一种或几种。

本发明的一种生活污水深度处理装置，其技术方案是这样实现的：包括处理器；所述处理器的一侧设有污水进水管，所述处理器的另一侧设有污水出水管，所述污水进水管上设有第一水泵和第一阀门，所述污水出水管上设有第二水泵和第二阀门，所述处理器内设有紫外灯管，所述紫外灯管的外部套设有石英套管；所述处理器通过第三阀门连接有气体压缩机，所述处理器还通过所述污水进水管连接有收集罐，所述收集罐上设有用于灌装污水的第一入口和用于添加含氯氧化剂的第二入口。

进一步地，所述处理器内还设有液位开关和压力传感器，所述压力传感器电连接有控制柜，所述控制柜还分别与所述液位开关、所述第三阀门、所述第二阀门、所述第一阀门、所述第二水泵、所述第一水泵和所述紫外灯管电连接。

优选地，所述紫外灯管为若干个并竖直排列于所述处理器的中部，所述第三阀门位于所述处理器的顶部，所述污水进水管和所述污水出水管均位于所述处理器的下部。

再进一步地，所述收集罐通过所述第二入口连接有盛装含氯氧化剂的储罐，所述收集罐通过所述第一入口连接有预处理器。

优选地，所述气体压缩机为空气压缩机，所述空气压缩机与所述控制柜电连接。

更进一步地，所述收集罐内设有搅拌器，所述搅拌器与所述控制柜电连接。

本发明的有益效果：本发明的生活污水深度处理方法首次将含氯氧化剂、气体加压和紫外照射进行了有机结合，克服了现有生化法、物化法以及电化学法等污水处理技术均存在的深度处理有机物不足的缺点；本发明中含氯氧化剂进入污水后，形成次氯酸根、氯酸根、高氯酸根、次溴酸根、溴酸根等氧化物，这些氧化物总称为残留氧化物（TRO）；本发明充分利用了残留氧化物自身的强氧化性及其在紫外线照射下产生的·OH和[O]在特殊环境（压力环境）的协同作用下大幅度提高系统的氧化性能，从而完成了对污水中有机物的深度处理；进一步降低了处理后污水中的有机物，大大降低了处理后污水的COD值和BOD₅值。本发明的生活污水深度装置结构简单，操作方便，自动化程度高，无需特别的维护，对有机物的分解效率高。经本发明处理后污水中的COD及BOD₅在较短时间内去除率分别达90%及92%以上，排放水体总余氯含量为零，不会造成二次污染，水中耐热大肠杆菌数量也为零，处理效率高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的生活污水深度处理装置的平面结构示意图；

图中：1-收集罐；11-第一入口；12-第二入口；2-处理器；21-第一水泵；22-第一阀门；23-污水进水管；24-紫外灯管；25-污水出水管；26-第二阀门；27-第二水泵；28-压力传感器；29-液位开关；3-气体压缩机；31-第三阀门；4-控制柜。

具体实施方式

下面将结合本发明附图，对本发明的生活污水深度处理装置的技术方案进行清楚、完整地描述。

参阅附图1，本发明的生活污水深度处理包括处理器2，处理器2为压力容器，处理器2的一侧设有污水进水管23，处理器2的另一侧设有污水出水管25，污水进水管23上设有第一水泵21和第一阀门22，污水出水管25上设有第二水泵27和第二阀门26；在第一水泵21和第一阀门22的配合作用下，将待处理的污水输送至处理器2内，处理后的污水在第二水泵27和第二阀门26的配合作用下从处理器2排出。处理器2内设有紫外灯管24，紫外灯管24的外部套设有石英套管；处理器2还通过第三阀门31连接有气体压缩机3；处理器2还通过污水进水管23连接有收集罐1，收集罐1上设有用于灌装污水的第一入口11和用于添加含氯氧化剂的第二入口12，收集罐1可以通过第一入口11连接有预处理器。污水进入第一入口11前在预处理器内经过预过滤或一定处理技术进行预处理，处理器2内的生活污水在紫外灯管24、含氯氧化剂和气体加压的协同作用下，发生一系列化学及光电化学作用，完成了对污水中有机物的深度处理。

处理器2内还设有液位开关29和压力传感器28，压力传感器28电连接有控制柜4，控制柜4还分别与液位开关29、第三阀门31、第二阀门26、第一阀门22、第二水泵27、第一水泵21和紫外灯管24电连接，图1中虚线表示电线。这样，通过控制柜4可以实现对整个装置的自动化控制，使操作方便，省时省力。通过石英套管使紫外灯管24与水体隔绝，从而更好地对紫外灯管24进行保护；同时，石英套管还可以承受一定的压力，适合在一定的加压条件下使用。

本发明的紫外灯管24为若干个并竖直排列于处理器2的中部，第三阀门31可以位于处理器2的顶部，污水进水管23和污水出水管25均位于处理器2的下部。气体压缩机3可以是空气压缩机，空气压缩机也可以与控制柜4电连接。

收集罐1内还可以设有搅拌器，搅拌器与控制柜4电连接。收集罐1还可以通过第二入口12连接有盛装含氯氧化剂的储罐。含氯氧化剂可以作为纯物质直接通过第二入口12添加至收集罐1，也可以先在储罐内配制成一定浓度的溶液后再通过第二入口12添加至收集罐1，储罐可以通过计量泵与收集罐1连接，配制好的含氯氧化剂溶液经过计量泵计量和输送后由第二入口12进入收集罐1。

工作原理：将待处理的污水由第一入口11灌装至收集罐1；通过第二入口12，将含氯氧化剂添加至收集罐1；启动搅拌器、第一水泵21和第一阀门22，将含有一定浓度含氯氧化剂的污水输送至处理器2内，当处理器2内的液位到达液位开关29后，液位开关29向控制柜4反馈信号，控制柜4控制第一水泵21和第一阀门22关闭，并关闭第二阀门26；当第一阀门22和第二阀门26完全关闭后，启动气体压缩机3和第三阀门31，通过气体压缩机3将气体注入到处理器2内；当处理器2内的压力达到一定时，压力传感器28向控制柜4反馈信号，控制柜4依次控制第三阀门31和气体压缩机3关闭；然后，开启紫外灯管24，对生活污水进行深度处理；处理完毕之后，控制柜4控制紫外灯管24关闭，并打开第二水泵27和第二阀门26，从而对处理后的污水进行检测和排放。

下面将结合具体实施例对本发明的生活污水深度处理方法的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

本发明的生活污水深度处理方法，取第一种船舶生活污水，测定其COD、BOD₅、余氯和耐热大肠杆菌四项指标，并对其进行预过滤；然后，向上述污水内添加含氯氧化剂，使污水中残留氧化物（TRO）的浓度为20ppm，这里的浓度是指质量浓度即残留氧化物中氯的质量与污水质量的比值，本发明中的其它浓度也均一样，都是指质量浓度；最后，向上述污水内通入空气，使空气压力为3bar，然后，采用紫外灯对其进行照射，紫外灯的辐射强度为20mJ/cm²，照射时间为8min；照射完毕后，测定处理后污水中的COD、BOD₅、余氯和耐热大肠杆菌四项指标，试验结果如表1所示。当然，预过滤之后的污水还可以先经过生化、物化或电化学三种处理技术中的一种或几种进行处理。

对比实施例1

取实施例1相同的船舶生活污水，采用与实施例1相同的含氯氧化剂，在相同的残留氧化物浓度、紫外灯的辐射强度和照射时间，但是，不通空气加压的情况下，进行对比试验，记作对照样1，试验结果如表1所示。

表1第一种船舶污水处理结果对照表

实施例2

本发明的生活污水深度处理方法，取第二种船舶生活污水，测定其COD、BOD₅、余氯和耐热大肠杆菌四项指标，并对其进行预过滤；然后，向上述污水内添加纯度为99.9%的纯次氯酸钠作为含氯氧化剂，使污水中残留氧化物的浓度为10ppm，即残留氧化物中氯的质量与污水质量的比为10ppm；最后，向上述污水内通入氧气，使氧气压力为4bar，并采用紫外灯对其进行照射，紫外灯的辐射强度为90mJ/cm²，照射时间为5min；照射完毕后，测定处理后污水中的COD、BOD₅、余氯和耐热大肠杆菌四项指标，试验结果如表2所示。当然，含氯氧化剂也可以为次氯酸、次氯酸钙、漂白粉、氯气中的一种或几种。

对比实施例2

取实施例2相同的船舶生活污水，采用与实施例2相同的含氯氧化剂、并在相同的残留氧化物浓度、紫外灯的辐射强度和照射时间，但是，不通氧气加压的情况下，进行对比试验，记作对照样2，试验结果如表2所示。

表2第二种船舶污水处理结果对照表

实施例3

本发明的生活污水深度处理方法，取第三种船舶生活污水，测定其COD、BOD₅、余氯和耐热大肠杆菌四项指标，对其进行预过滤；然后，向上述污水内添加次氯酸钠的水溶液作为含氯氧化剂，使污水中残留氧化物的浓度为5ppm，即残留氧化物中氯的质量与污水质量的比为5ppm；最后，向上述污水内通入氮气，使氮气压力为5bar，然后采用紫外灯对其进行照射，紫外灯的辐射强度为150mJ/cm²，照射时间为1min；照射完毕后，测定处理后污水中的COD、BOD₅、余氯和耐热大肠杆菌四项指标，试验结果如表3所示。当然，这里也可以通入氦气、氖气、氩气、氮气和氧气的混合气体、氧气和空气的混合气体、氧气和氦气的混合气体以及这几种气体的其它混合物。

对比实施例3

取实施例3相同的船舶生活污水，采用与实施例3相同的次氯酸钠的水溶液、并在相同的残留氧化物浓度、紫外灯的辐射强度和照射时间，但是，不通氮气加压的情况下，进行对比试验，记作对照样3，试验结果如表3所示。

表3第三种船舶污水处理结果对照表

由表1、表2和表3可以看出，现有的生活污水处理技术中COD和BOD₅的最高去除率分别仅有80.0%和85.7%，处理后的生活污水仍存在COD或/和BOD₅含量较高，没有达到国际海事组织（IMO）2012年修订的排放标准MEPC.227(64)的要求。本发明通过将含氯氧化剂、气体加压和紫外照射进行有机结合，在对生活污水特别是船舶生活污水的处理效果显著。从污水处理前后的COD、BOD₅、余氯和耐热大肠杆菌四个指标来看，本发明的处理技术可以显著的降低处理后污水的COD和BOD₅指标，在较短的处理时间即1-8min内，COD和BOD₅的去除率分别达到了90%和92%以上；而且，排放水体中总余氯含量为零，不会造成二次污染，耐热大肠杆菌数量也为零；经本发明的方法处理后的船舶生活污水的COD、BOD₅指标均符合国际海事组织（IMO）2012年修订后的最严格的排放标准MEPC.227(64)的要求。

因此，本发明的有益效果是：本发明的生活污水深度处理方法首次将含氯氧化剂、气体加压和紫外照射进行了有机结合，克服了现有生化法、物化法以及电化学法等污水处理技术均存在的深度处理有机物不足的缺点；本发明充分利用了残留氧化物自身的强氧化性及其在紫外线照射下产生的·OH和[O]在特殊环境（压力环境）的协同作用下大幅度提高系统的氧化性能，从而完成了对污水中有机物的深度处理；进一步降低了处理后污水中的有机物，大大降低了处理后污水的COD值和BOD₅值。本发明的生活污水深度装置结构简单，操作方便，自动化程度高，无需特别的维护，对有机物的分解效率高。经本发明处理后污水中的COD及BOD₅在较短时间内去除率分别达90%及92%以上，排放水体总余氯含量为零，不会造成二次污染，水中耐热大肠杆菌数量也为零，处理效率高。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种生活污水深度处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）预处理：对生活污水进行预过滤；

（2）调配：向步骤（1）所得污水内添加含氯氧化剂，使污水中残留氧化物的浓度为5-20ppm；

（3）深度净化处理：向步骤（2）所得污水内通入气体，使气体压力为3-5bar，并采用紫外灯对其进行照射，紫外灯的辐射强度为20-150mJ/cm²，照射时间为1-8min。

2.根据权利要求1所述的生活污水深度处理方法，其特征在于：

所述步骤（3）中的气体为空气、氧气、氮气、氦气、氖气、氩气中一种或几种。

3.根据权利要求2所述的生活污水深度处理方法，其特征在于：

所述步骤（2）中的含氯氧化剂为次氯酸、次氯酸钠、次氯酸钙、漂白粉、氯气中的一种或几种。

4.根据权利要求1-3中的任意一项所述的生活污水深度处理方法，其特征在于：

所述步骤（1）中预处理还包括生化处理、物化处理或电化学处理的一种或几种。

5.一种实施权利要求4所述的生活污水深度处理方法的装置，其特征在于：包括处理器；

所述处理器的一侧设有污水进水管，所述处理器的另一侧设有污水出水管，所述污水进水管上设有第一水泵和第一阀门，所述污水出水管上设有第二水泵和第二阀门，所述处理器内设有紫外灯管，所述紫外灯管的外部套设有石英套管；

所述处理器通过第三阀门连接有气体压缩机，所述处理器还通过所述污水进水管连接有收集罐，所述收集罐上设有用于灌装污水的第一入口和用于添加含氯氧化剂的第二入口。

6.根据权利要求5所述的生活污水深度处理装置，其特征在于：

所述处理器内还设有液位开关和压力传感器，所述压力传感器电连接有控制柜，所述控制柜还分别与所述液位开关、所述第三阀门、所述第二阀门、所述第一阀门、所述第二水泵、所述第一水泵和所述紫外灯管电连接。

7.根据权利要求6所述的生活污水深度处理装置，其特征在于：

所述紫外灯管为若干个并竖直排列于所述处理器的中部，所述第三阀门位于所述处理器的顶部，所述污水进水管和所述污水出水管均位于所述处理器的下部。

8.根据权利要求5所述的生活污水深度处理装置，其特征在于：

所述收集罐通过所述第二入口连接有盛装含氯氧化剂的储罐，所述收集罐通过所述第一入口连接有预处理器。

9.根据权利要求5所述的生活污水深度处理装置，其特征在于：

所述气体压缩机为空气压缩机，所述空气压缩机与所述控制柜电连接。

10.根据权利要求6所述的生活污水深度处理装置，其特征在于：

所述收集罐内设有搅拌器，所述搅拌器与所述控制柜电连接。