CN107540136A

CN107540136A - 一种污水处理工艺及其系统

Info

Publication number: CN107540136A
Application number: CN201710850096.4A
Authority: CN
Inventors: 田谧; 刘乔
Original assignee: Shenzhen Yuga Environment Technology Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Yuga Environment Technology Co Ltd
Priority date: 2017-09-20
Filing date: 2017-09-20
Publication date: 2018-01-05

Abstract

本发明适用于废水处理领域，提供了一种污水处理工艺及其系统，该工艺包括：将纳米催化剂与水混合形成催化液，将催化液加入到反应池中，通过曝气装置进行曝气，使催化液与反应池中的待处理污水混合，形成混合液；通过光照装置对该混合液进行光照，使纳米催化剂降解待处理污水中的污染物，生成反应液；当检测到反应液符合预设的水质标准时，将反应液进行沉降得到沉淀物以及上层液；将该上层液过滤处理，形成处理后的出水。本发明实施例提供的污水处理工艺通过曝气向污水提供充足的氧气，并使纳米催化剂均匀地悬浮分散在污水中，在光照的条件下，悬浮在污水中的纳米催化剂可充分地降解污水中的污染物，从而可有效地提高污水处理的效果和效率。

Description

一种污水处理工艺及其系统

技术领域

本发明属于废水处理领域，尤其涉及一种污水处理工艺及其系统。

背景技术

现今社会，污水防治产业处于国家强制要求的提标限排大环境下。尤其针对工业废水的处理，其末端水的水质逐渐提升到地表水4 级水(COD30以下)的要求。

目前，工业废水的处理通常是采用负载式催化剂，在光照的条件下对废水中的有机物进行降解。负载式催化剂通常是用颗粒状的活性炭或者是板式多孔滤材作为负载，通过物理或者化学的方式将催化剂附着在活性炭颗粒或者板式多孔滤材上，形成负载式催化剂。将负载式催化剂置于待处理的污水中，在光照下，使得污水中的有机物与负载式催化剂发生光催化氧化反应而降解。但是，由于附着在板式负载上的催化剂只能集中在其表面有限的区域可接受到光线的照射，因此，很难充分地被光源照射到；或者颗粒式的负载由于体积较大，对于光线的散射遮挡明显，附着在颗粒上的催化剂也难以充分地被光源照射到。然而光催化氧化反应是发生在催化剂能够接受到光源照射的表面，因此，使用传统的负载式催化剂光催化氧化降解污水中的污染物的效果不尽人意。

发明内容

本发明实施例提供一种污水处理工艺，旨在解决现有技术中使用负载式催化剂降解污水中的污染物时，由于负载的散射遮挡作用，从而使负载上的催化剂的光催化氧化反应降解污水中的污染物的效果不尽人意的问题。

本发明实施例是这样实现的，一种污水处理工艺，包括如下步骤：

将纳米催化剂与水进行混合，形成催化液，所述催化液中纳米催化剂的质量分数为25％～40％；

将所述催化液加入到反应池，通过所述反应池中预置的曝气装置进行曝气，使所述催化液与反应池中的待处理污水混合，形成混合液，其中，所述混合液中纳米催化剂的质量分数为0.1％～0.3％；

通过光照装置对所述混合液进行光照，使所述纳米催化剂对所述待处理污水中的污染物进行降解，生成反应液；

对所述反应液进行检测，当检测到所述反应液符合预设的水质标准时，将所述反应液输送到沉降池进行沉降，以形成沉淀物以及上层液；

将所述上层液输送到过滤池中进行过滤处理，形成处理后的出水。

本发明实施例还提供了一种污水处理系统，包括：

配料池，用于将纳米催化剂与水进行混合，形成催化液，所述催化液中纳米催化剂的质量分数为25％～40％；

反应池，用于将所述催化液加入到所述反应池中，通过所述反应池中预置的曝气装置进行曝气，使所述催化液与反应池中的待处理污水混合，形成混合液，其中，所述混合液中纳米催化剂的质量分数为 0.1％～0.3％；

设于所述反应池出水端的监测装置，用于对所述反应液进行检测，当检测到所述反应液符合预设的水质标准时，将所述反应液输送到沉降池进行沉降，以形成沉淀物以及上层液；

过滤池，用于将所述上层液输送到过滤池中进行过滤处理，形成处理后的出水；以及

控制装置，用于根据所述污水处理工艺中设定的各工艺处理参数，控制各工艺流程的进程。

本发明实施例提供的污水处理工艺，通过预置在反应池中的曝气装置进行曝气，向反应池中的污水提供充足的氧气，并使催化液中的纳米催化剂均匀地悬浮分散在污水中，在均匀的光线照射下，悬浮在污水中的纳米催化剂的表面可以全面地接受到光源的照射，并充分催化氧化降解污水中的有机污染物，从而可有效地提高污水处理的效果和效率。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例提供了一种污水处理工艺，其包括如下步骤：

步骤S101，将纳米催化剂与水进行混合，形成催化液，所述催化液中纳米催化剂的质量分数为25％～40％。

在本发明的实施例中，所使用的纳米催化剂为一种具有光催化活性的物质，例如，该纳米催化剂可为一种可见光响应型g-氮化碳复合的铁掺杂二氧化钛(g-C3N4/Fe-TiO2)Z型光催化剂。该种光催化剂具有强氧化还原性和高的量子效率，在光照下催化降解污水中的有机污染物的效率高且效果显著。

在本发明的一个实施例中，可通过人工或者机械设备将纳米催化剂投放到配料池中，并加入水进行搅拌混合均匀，以配制形成纳米催化剂的质量分数为25％～40％的催化液。优选的，将纳米催化剂与水混合，配制形成纳米催化剂的质量分数为30％的催化液。通过将水与纳米催化剂混合形成催化液，可避免直接投放粉体时，由于粉体的飞散等原因，造成投放量的偏差，即有利于保障催化液投入使用时的浓度稳定，并且这可以通过加药泵等泵送到需使用的场所，操作方便、简单易行。

步骤S102，将所述催化液加入到反应池，通过所述反应池中预置的曝气装置进行曝气，使所述催化液与反应池中的待处理污水混合，形成混合液，其中，所述混合液中纳米催化剂的质量分数为 0.1％～0.3％。

在本发明的一个实施例中，可以通过加药泵从配料池中将配制好的均匀的催化液泵送到反应池中，通过预置在反应池底部的微孔曝气管进行曝气，微孔曝气管可以释放出直径微小的微型气泡，为反应池中的待处理污水提供充足的氧气，并且具有长距离曝气均匀，能耗低的优点。此外，在曝气的状态下，反应池中的待处理污水中充满气泡，可使待处理污水与催化液充分地进行混合，使得纳米催化剂可均匀地悬浮分散在混合液中，形成混合液。

步骤S103，通过光照装置对所述混合液进行光照，使所述纳米催化剂对所述待处理污水中的污染物进行降解，生成反应液。

在本发明的一个实施例中，光照装置可以是可拆卸安装在上述反应池中的紫外灯管。其中，该紫外灯管的一端通过设置于该反应池底部上的固定装置固定，其另一端可延伸出反应池的开口上方，并通过电线等与电源连接。优选的，紫外灯管是均匀地分布固定在反应池中，以使反应池中的各部分可接收到均匀的光线照射量，从而可使悬浮在混合液中的纳米催化剂的表面可全面接受到紫外线的照射，从而充分地催化氧化降解混合液中的有机污染物，生成反应液。

在本发明的实施例中，紫外灯管发射的紫外线波长短，能量高，不但能够为光催化氧化反应提供充足的能量，而且还能够将水中的部分氧气转化为臭氧，通过光催化氧化和臭氧的氧化协同作用，可以有效地提高催化降解的效率和效果。

步骤S104，对所述反应液进行检测，当检测到所述反应液符合预设的水质标准时，将所述反应液输送到沉降池进行沉降，以形成沉淀物以及上层液。

在本发明的一个实施例中，对反应液进行水质检测，其中检测的项目可包括但不限于COD(Chemical Oxygen Demand，化学需氧量)、 BOD(Biochemical Oxygen Demand，生化需氧量或生化耗氧量)、色度、 SS(Suspended Solids，固体悬浮物浓度)。当检测到该反应液符合预设的水质标准时，可将上述反应液通过泵体泵送到倒置式的锥形沉降池中进行沉降，在沉降过程中，反应液中90％以上的纳米催化剂会不断地沉降到锥形沉降池的底部。

步骤S105，将所述上层液输送到过滤池中进行过滤处理，形成处理后的出水。

在本发明的实施例中，可通过水泵将沉降池中的上层液泵送到过滤池中进行过滤处理，其中，过滤处理包括但不限于MCR膜过滤处理。通过过滤处理后，可将残留在上层液中的纳米催化剂截留在MCR 膜的一表面上，然后再将通过过滤膜的上层液进行排放，从而可尽可能地降低纳米催化剂随着处理后的污水流入到外界的水域中造成二次污染。

本发明实施例提供的污水处理工艺，通过预置在反应池中的曝气装置进行曝气，向反应池中的污水提供充足的氧气，并使催化液中的纳米催化剂均匀地悬浮分散在污水中，在均匀的光线照射下，悬浮在污水中的纳米催化剂的表面可以全面地接受到光源的照射，并催化氧化降解污水中的有机污染物，有效地提高污水处理的效果和效率。此外，还通过沉淀回收反应后的纳米催化剂，并通过活化再生处理，使得纳米催化剂可以循环使用，提供催化剂的利用率，而且还通过过滤截留残留在处理后的污水中的催化剂，避免造成二次污染。

在本发明的一个优选实施例中，上述步骤可包括：将所述催化液加入到所述一级反应池，通过所述一级反应池中预置的第一曝气装置进行曝气，使所述催化液与一级反应池中的待处理污水混合，形成第一混合液，其中，所述第一混合液中纳米催化剂的质量分数为 0.1％～0.3％；

通过第一光照装置对所述第一混合液进行光照，使所述纳米催化剂对所述第一混合液中的污染物进行降解，生成第一反应液；

将所述第一反应液输送到所述二级反应池中，通过所述二级反应池中预置的第二曝气装置进行曝气；

通过第二光照装置对所述第一反应液进行光照，使所述纳米催化剂对所述第一反应液中的污染物进行继续降解，生成第二反应液；

将所述第二反应液输送到所述三级反应池中，并对所述第二反应液进行水质检测，当检测结果不符合预设的水质标准时，向所述三级反应池加入所述催化液，通过所述三级反应池中预置的第三曝气装置进行曝气，使所述催化液与所述三级反应池中的第二反应液混合，形成第二混合液，其中，所述第二混合液中纳米催化剂的质量分数为 0.1％～0.3％；

通过第三光照装置对所述第二混合液进行光照，使所述纳米催化剂对所述第二混合液中的污染物进行降解，生成第三反应液；

对所述第三反应液进行水质检测，当检测的结果符合预设的水质标准时，将所述第三反应液输送到沉降池进行沉降，以形成沉淀物以及上层液。

在本发明的实施例中，该反应池可包括相互连通的一级反应池、二级反应池以及三级反应池。结合上述步骤，在污水处理的过程中，可以将待处理污水先输送到一级反应池中，同时通过加药泵向一级反应池中加入催化液，通过预置在一级反应池底部的曝气装置的曝气作用，为待处理污水提供充足的氧气，并使该催化液与一级反应池中的待处理污水混合均匀，形成第一混合液，其中，在一级反应池中的第一混合液的纳米催化剂的质量分数为0.1％～0.3％，优选的，可使第一混合液中纳米催化剂的质量分数为0.2％；

通过第一光照装置对该第一混合液进行光照，使其中的纳米催化剂对该第一混合液中的有机污染物进行降解，生成第一反应液。

在本发明的一个实施例中，第一光照装置可以为均匀设置在一级反应池中的紫外灯管，其中，该紫外灯管的主波长为185nm，功率为1KW～3KW。在该波长的紫外光照射下，可为纳米催化剂与污水中的有机物发生光催化氧化反应提供充足的能量，有效地提高污水中的有机污染物降解的效果和效率。

在本发明的一个实施例中，待处理污水不断地被输送到一级反应池中，同时向反应池中加入催化液，使得一级反应池中的待处理污水与催化液混合形成混合液，其中保持混合液中纳米催化剂的质量分数为0.1％～0.3％，并在反应后生成第一反应液，且第一反应液中纳米催化剂的质量分数为0.1％～0.3％。

在本发明的实施例中，将上述第一反应液输送到二级反应池中，通过二级反应池中预置的第二曝气装置进行曝气；通过第二光照装置对第一反应液进行光照，使纳米催化剂对第一反应液中的污染物进行降解，生成第二反应液。

在本发明的一个实施例中，第二光照装置可为均匀设置在二级反应池中的紫外灯管，其中，该紫外灯管的主波长254nm，功率 60W～80W。在该波长的紫外光照射下，纳米催化剂与第一反应液中的有机污染物继续进行光催化氧化反应，以进一步降解第一反应液中的有机污染物，生成第二反应液。

在本发明的实施例中，将上述第二反应液输送到三级反应池中，并对该第二反应液进行水质检测，当检测结果不符合预设的水质标准时，例如，当抽检到第二反应液的水质项目中有一项或多项不符合预设的水质标准要求时，可判定该第二反应液为不符合预设的水质标准。此时，可向该三级反应池加入新的催化液，通过三级反应池中预置的第三曝气装置进行曝气，使催化液与三级反应池中的第二反应液混合，形成第二混合液，其中，优选的，第二混合液中纳米催化剂的质量分数为0.3％。通过第三光照装置对所述第二混合液进行光照，使所述纳米催化剂对所述第二混合液中的污染物进行降解，生成第三反应液。其中，第三光照装置可为均匀设置在三级反应池中的紫外灯管，该紫外灯管的功率为250W～300W，主波长为185nm。

对该第三反应液进行水质检测，当检测的结果符合预设的水质标准时，将该第三反应液输送到沉降池进行沉降，经过6～10小时的自然沉降，以形成沉淀物以及上层液。其中，经过沉降后，90％以上的纳米催化剂会沉降下来。当检测结果不符合预设的水质标准时，通过泵体将第三反应液泵送会一级反应池中循环进行降解，以确保最后处理完成的污水的水质是符合预设的水质标准。

作为本发明的一个优选实施例，当抽检到第二反应液的水质状况为有多项指标不达标或者是某项指标的检测值与标准值相差较大时，还可以向三级反应池加入辅助剂，例如，双氧水等氧化剂，以协同氧化降解第三混合液中的有机污染物，提高污水处理的效果和效率。

在本发明的一个实施例中，当检测第二反应液的各项水质指标均已经达到预设的水质标准时，可不需要再向三级反应池添加新的催化剂，可仅开启第三曝气装置与第三光照装置，对第二反应液的降解效果进行巩固，以进一步保障污水处理的效果。

在本发明的一个优选实施例中，可以将一级反应池、二级反应池、三级反应池设置成容积比为1：3：1，以使在污水的处理过程中，待处理污水依次流经一级反应池、二级反应池、三级反应池，并在一级和二级反应池的总反应停留时间在4小时以上，从而保证了污水经过一级、二级反应池的光催化氧化降解后，可基本达到出水的标准，在经过三级反应池时，可对污水的处理效果做进一步的巩固，提高整个处理流程的效果和效率。

在本发明的一个优选实施例中，在将催化液加入到反应池中之前，可对待处理污水进行过滤预处理，以使所述待处理污水的悬浮物含量小于10mg/L。例如，可将待处理污水通过石英砂过滤器进行过滤，吸附去除污水中的淤泥等固体悬浮物。通过过滤去除污水中绝大部分的固体悬浮物，可以大大降低悬浮物对纳米催化剂的吸附或包裹而对纳米催化剂造成光的散射遮挡作用，进而影响到在纳米催化剂的表面发生光催化氧化反应降解污水中的有机污染物的效率和效果。

在本发明的一个实施例中，在上述步骤S105之后还可包括：将所述沉淀物输送到活化池中进行活化处理，以得到活化的纳米催化剂。

在本发明的实施例中，活化处理具体可包括：向活化池中加入 pH调节剂，将活化池中的沉淀物的pH调节至2～4，并进行超声清洗。其中，pH调节剂可为硫酸溶液。将酸化后的沉淀物在紫外灯的照射下，经过搅拌、超声清洗等处理，可使沉淀物中的光催化氧化降解产物层被分散、乳化、剥离出纳米催化剂，从而恢复纳米催化剂的催化活性。

在本发明的实施例中，可以将活化后的纳米催化剂输送到配料池中，作为配料添加使用，从而提高纳米催化剂的回收利用率，并实现了催化剂的在线活化再生。

本发明实施例还提供了一种污水处理系统，该系统包括：

配料池，用于将纳米催化剂与水进行混合，形成催化液，所述催化液中纳米催化剂的质量分数为25％～40％。

在本发明实施例中，配料池用于实现上述工艺步骤S101的流程，具体在此不再一一赘述。

通过光照装置对所述混合液进行光照，使所述纳米催化剂对所述待处理污水中的污染物进行降解，生成反应液。

在本发明实施例中，反应池用于实现上述工艺步骤S102和步骤S103的流程，具体在此不再一一赘述。

设于所述反应池出水端的监测装置，用于对所述反应液进行检测，当检测到所述反应液符合预设的水质标准时，将所述反应液输送到沉降池进行沉降，以形成沉淀物以及上层液。

在本发明实施例中，监测装置可以是安装在反应池的出水口处的水质指标检测装置，例如，COD检测仪器、色度检测器等。可以理解的是，监测装置还可以是安装在污水监控室内的检测仪器，具体在此不做限制。

过滤池，用于将所述上层液输送到过滤池中进行过滤处理，形成处理后的污水。

在本发明的实施例中，可在过滤池中设置MCR膜，上层液通过 MCR膜时，残留在其中的纳米催化剂就会被截留在MCR膜的一表面上，而水分就可通过MCR膜的另一表面。

在本发明的一个优选实施例中，可不定期对过滤池中的MCR膜进行反冲洗，在反冲洗前还可以使用机械/人工刮除的方式将累积在 MCR膜表面上的沉淀物刮除，以保证MCR膜的过滤效率和效果。

以及控制装置，用于根据所述污水处理工艺中设定的各工艺处理参数，控制各工艺流程的进程。

在本发明的一个实施例中，控制装置可以是PLC(Programmable LogicController，可编程控制器)。下面通过PLC控制配料池中的各装置完成配料作为例子进行详细说明：

配料池中可包括投料装置、进出水开关、搅拌装置、驱动装置、通信模块、检测器等。当PLC接收到配料池中的通信模块发送的配料信号时，其中，配料信号可为检测器检测到配料池中的料液的质量在预设的阈值范围内；PLC可识别该配料信号并根据该配料信号控制驱动装置驱动投料装置将设定质量的纳米催化剂投放到配料池中，驱动打开进出水开关将设定量的水放到配料池中，同时驱动搅拌装置进行搅拌一预设时长，以使配料池中的纳米催化剂充分与水进行混合，形成催化液。通过控制装置根据所述污水处理工艺中设定的各工艺处理参数，控制各工艺流程的进程，可以实现自动化处理污水，大大减轻了污水处理所需的人力、物力，而且还可提高污水处理的效率。

在本发明的实施例中，反应池包括相互连通的一级反应池、二级反应池、三级反应池，其中，该二级反应池可包括第一反应池、第二反应池、第三反应池。上述各级反应池的进出水口采用折流设置。其中，折流设置具体可以是待处理污水从设置在一级反应池一侧的下方的进水口流入一级反应池中，并进行光催化氧化降解后生成第一反应液；然后，第一反应液可依次通过设置在一级反应池的对侧的上方的出水口(第一反应池的进水口)流入第一反应池中、通过设置在与第一反应池一侧的进水口相对的侧面的下方的出水口(第二反应池的进水口)流入第二反应池中、通过第二反应池的另一侧上方的出水口(第三反应池的进水口)流入第三反应池中，并经光催化氧化降后生成第二反应液；第二反应液通过第三反应池的对侧的出水口(三级反应池的进水口)流入三级反应池中，经过光催化氧化反应后形成第三反应液；若第三反应液经检测合格后，可从三级反应池的另一侧上方的出水口流入沉淀池中。各级反应池的进出水口采用折流设置可以使污水能够遵循先进先出的原则，先从反应池下方的进水口进入反应池中的污水先进行光催化氧化降解水中的污染物，并随着污水的不断加入，先进来的污水会被不断地抬升，并在上升到出水口时，先从出水口流入下一级反应池中。这可使在同一反应池中先进的污水与后进的污水的处理效果基本一致，可避免出现先进污水后出，后进污水先出，从而影响到污水处理的整体效果和效率。

本发明实施例提供的污水处理系统，通过预置在反应池中的曝气装置进行曝气，向反应池中的污水提供充足的氧气，并使催化液中的纳米催化剂均匀地悬浮分散在污水中，在均匀的光线照射下，悬浮在污水中的纳米催化剂的表面可以全面地接受到光源的照射，并催化氧化降解污水中的有机污染物，有效地提高污水处理的效果和效率。此外，还通过沉淀回收反应后的纳米催化剂，并通过活化再生处理，使得纳米催化剂可以循环使用，提供催化剂的利用率，而且还通过过滤截留残留在处理后的污水中的催化剂，避免造成二次污染。

以下通过具体实施例对本发明的技术方案和技术效果做进一步的说明。

实施例1

将纳米催化剂与水在配料池中进行混合，形成催化液备用，所述催化液中纳米催化剂的质量分数为25％。对待处理污水进行石英砂过滤处理，去除其中的悬浮物，使待处理污水的悬浮物含量小于 10mg/L，将预处理后的待处理污水引入一级反应池中，并可通过加药泵将配料池中的催化液加入到一级反应池中，通过设置于一级反应池底部的微孔曝气管进行曝气，为一级反应池中的待处理污水提供充足的氧气，并使该催化液与一级反应池中的待处理污水混合均匀，形成第一混合液，其中，第一混合液中的纳米催化剂的质量分数为 0.2％；通过设于一级反应池中的紫外灯管对该第一混合液进行照射，使纳米催化剂对该第一混合液中的有机污染物进行光催化氧化反应而降解，生成第一反应液；将该第一反应液输送到二级反应池中，通过设于二级反应池底部的微孔曝气管进行曝气，为二级反应池中的第一反应液提供充足的氧气，通过设于二级反应池中的紫外灯管对该第二混合液进行照射，使纳米催化剂对该第一反应液中的有机污染物进行光催化氧化反应而继续降解，生成第二反应液；将该第二反应液输送到三级反应池中，并抽检第二反应液的水质状况，当水质检测结果不符合预设的水质标准时，通过加药泵从配料池中将催化液泵送到该三级反应池中，同时可以选择同时加入辅助氧化的双氧水，通过设于三级反应池底部的微孔曝气管进行曝气，为三级反应池中的第二反应液提供充足的氧气，并使该催化液与三级反应池中的第二反应液进行充分混合，形成第二混合液，其中第二混合液中的纳米催化剂的质量分数为0.3％，通过设于三级反应池中的紫外灯管对该第二混合液进行照射，使纳米催化剂对该第二混合液中的有机污染物进行光催化氧化反应而降解，生成第三反应液；对该第三反应液进行水质检测，当检测结果符合预设的水质标准时，将该第三反应液输送到沉降池中进行自然沉降6～10小时，以形成沉淀物以及上层液。

将沉降池中的沉淀物通过水泵泵送到活化池中，向活化池中加 pH调节剂，比如硫酸溶液，以将该沉淀物的pH调节至2，并在设于活化池中的紫外灯的照射下，对沉淀物进行超声清洗，纳米催化剂可恢复90％以上的活性。将恢复活性后的纳米催化剂作为配料添加到配料池中进行配料使用。

实施例2

将纳米催化剂与水在配料池中进行混合，形成催化液备用，所述催化液中纳米催化剂的质量分数为30％。对待处理污水进行石英砂过滤处理，去除其中的悬浮物，使待处理污水的悬浮物含量小于 10mg/L，将预处理后的待处理污水引入一级反应池中，并可通过加药泵将配料池中的催化液加入到一级反应池中，通过设置于一级反应池底部的微孔曝气管进行曝气，为一级反应池中的待处理污水提供充足的氧气，并使该催化液与一级反应池中的待处理污水混合均匀，形成第一混合液，其中，第一混合液中的纳米催化剂的质量分数为 0.2％；通过设于一级反应池中的紫外灯管对该第一混合液进行照射，使纳米催化剂对该第一混合液中的有机污染物进行光催化氧化反应而降解，生成第一反应液；将该第一反应液输送到二级反应池中，通过设于二级反应池底部的微孔曝气管进行曝气，为二级反应池中的第一反应液提供充足的氧气，通过设于二级反应池中的紫外灯管对该第一反应液进行照射，使纳米催化剂对该第一反应液中的有机污染物进行光催化氧化反应而继续降解，生成第二反应液；将该第二反应液输送到三级反应池中，并抽检第二反应液的水质状况，当水质检测结果不符合预设的水质标准时，通过加药泵从配料池中将催化液泵送到该三级反应池中，同时可以选择同时加入辅助氧化的双氧水，通过设于三级反应池底部的微孔曝气管进行曝气，为三级反应池中的第二反应液提供充足的氧气，并使该催化液与三级反应池中的第二反应液进行充分混合，形成第二混合液，其中第二混合液中的纳米催化剂的质量分数为0.3％，通过设于三级反应池中的紫外灯管对该第二混合液进行照射，使纳米催化剂对该第二混合液中的有机污染物进行光催化氧化反应而降解，生成第三反应液；对该第三反应液进行水质检测，当检测结果符合预设的水质标准时，将该第三反应液输送到沉降池中进行自然沉降6～10小时，以形成沉淀物以及上层液。

将沉降池中的沉淀物通过水泵泵送到活化池中，向活化池中加 pH调节剂，比如硫酸溶液，以将该沉淀物的pH调节至3，并在设于活化池中的紫外灯的照射下，对沉淀物进行超声清洗，纳米催化剂可恢复90％以上的活性。将恢复活性后的纳米催化剂作为配料添加到配料池中进行配料使用。

实施例3

将纳米催化剂与水在配料池中进行混合，形成催化液备用，所述催化液中纳米催化剂的质量分数为40％。对待处理污水进行石英砂过滤处理，去除其中的悬浮物，使待处理污水的悬浮物含量小于 10mg/L，将预处理后的待处理污水引入一级反应池中，并可通过加药泵将配料池中的催化液加入到一级反应池中，通过设置于一级反应池底部的微孔曝气管进行曝气，为一级反应池中的待处理污水提供充足的氧气，并使该催化液与一级反应池中的待处理污水混合均匀，形成第一混合液，其中，第一混合液中的纳米催化剂的质量分数为 0.2％；通过设于一级反应池中的紫外灯管对该第一混合液进行照射，使纳米催化剂对该第一混合液中的有机污染物进行光催化氧化反应而降解，生成第一反应液；将该第一反应液输送到二级反应池中，通过设于二级反应池底部的微孔曝气管进行曝气，为二级反应池中的第一反应液提供充足的氧气，通过设于二级反应池中的紫外灯管对该第二混合液进行照射，使纳米催化剂对该第二混合液中的有机污染物进行光催化氧化反应而降解，生成第二反应液；将该第二反应液输送到三级反应池中，并抽检第二反应液的水质状况，当水质检测结果不符合预设的水质标准时，通过加药泵从配料池中将催化液泵送到该三级反应池中，同时可以选择同时加入辅助氧化的双氧水，通过设于三级反应池底部的微孔曝气管进行曝气，为三级反应池中的第二反应液提供充足的氧气，并使该催化液与三级反应池中的第二反应液进行充分混合，形成第二混合液，其中第二混合液中的纳米催化剂的质量分数为0.3％，通过设于三级反应池中的紫外灯管对该第二混合液进行照射，使纳米催化剂对该第二混合液中的有机污染物进行光催化氧化反应而降解，生成第三反应液；对该第三反应液进行水质检测，当检测结果符合预设的水质标准时，将该第三反应液输送到沉降池中进行自然沉降6～10小时，以形成沉淀物以及上层液。

将沉降池中的沉淀物通过水泵泵送到活化池中，向活化池中加 pH调节剂，比如硫酸溶液，以将该沉淀物的pH调节至4，并在设于活化池中的紫外灯的照射下，对沉淀物进行超声清洗，纳米催化剂可恢复90％以上的活性。将恢复活性后的纳米催化剂作为配料添加到配料池中进行配料使用。

试验1：

取某一印染厂的印染废水500L，随机平均分成五组，每组为100L 印染废水，组1为空白对照组，不做任何处理。组2为试验对照组，采用传统的负载式催化剂处理工艺进行处理。组3～组5分别采用本发明实施例1～3的污水处理工艺进行处理，即组3采用实施例1的污水处理工艺进行处理，组4采用实施例2的污水处理工艺进行处理，组5采用实施例3的污水处理工艺进行处理。各组试验均在同一环境条件下进行，经过相同的处理时间后，检测并记录各试验组的水质情况，具体结果见表1。

其中，在本试验中，纺织染整工业水排放标准为：COD为80mg/L， BOD₅为20mg/L，色度为50，SS为50mg/L。地表水四类水标准为： COD为30mg/L，BOD₅为6mg/L，色度为未检出，SS为未检出mg/L。

表1

	COD(mg/L)	BOD₅(mg/L)	色度	SS(mg/L)
					组1	100	30	40	50
组2	50	12	未检出	未检出
					组3	20	5	未检出	3000(催化剂)
组4	25	4	未检出	2800(催化剂)
					组5	22	5	未检出	2500(催化剂)

试验2：

取某一地区的生活污水500L，随机平均分成五组，每组为100L，组1为空白对照组，不做任何处理。组2为试验对照组，采用传统的负载式催化剂处理工艺进行处理。组3～组5分别采用本发明实施例 1～3的污水处理工艺进行处理，即组3采用实施例1的污水处理工艺进行处理，组4采用实施例2的污水处理工艺进行处理，组5采用实施例3的污水处理工艺进行处理。各组试验均在同一环境条件下进行，经过相同的处理时间后，检测并记录各试验组的水质情况，具体结果见表2。

其中，在本试验中，生活污水的排放标准为：COD为120mg/L， BOD₅为60mg/L，色度为50，SS为50mg/L。

表2

	COD(mg/L)	BOD₅(mg/L)	色度	SS(mg/L)
					组1	600	320	100	115
组2	100	50	未检出	未检出
					组3	30	6	未检出	2900(催化剂)
组4	28	4	未检出	3000(催化剂)
					组5	24	6	未检出	2700(催化剂)

从表1和表2可以看出，本发明实施例提供的污水处理工艺用于处理废水的效果明显优于传统的负载式催化剂处理工艺的效果，可有效地提高催化降解污水中的有机污染物的效率，并可使处理后的污水符合更高的出水水质要求。

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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种污水处理工艺，其特征在于，包括如下步骤：

2.如权利要求1所述的污水处理工艺，其特征在于，所述催化液中纳米催化剂的质量分数为30％。

3.如权利要求1所述的污水处理工艺，其特征在于，所述反应池包括相互连通的一级反应池、二级反应池及三级反应池；

将所述催化液加入到所述一级反应池，通过所述一级反应池中预置的第一曝气装置进行曝气，使所述催化液与一级反应池中的待处理污水混合，形成第一混合液，其中，所述第一混合液中纳米催化剂的质量分数为0.1％～0.3％；

通过第二光照装置对所述第一反应液进行光照，使所述纳米催化剂对所述第一反应液中的污染物进行降解，生成第二反应液；

将所述第二反应液输送到所述三级反应池中，并对所述第二反应液进行水质检测，当检测结果不符合预设的水质标准时，向所述三级反应池加入所述催化液，通过所述三级反应池中预置的第三曝气装置进行曝气，使所述催化液与所述三级反应池中的第二反应液混合，形成第二混合液，其中，所述第二混合液中纳米催化剂的质量分数为0.1％～0.3％；

4.如权利要求3所述的污水处理工艺，其特征在于，在所述通过所述三级反应池中预置的第三曝气装置进行曝气之前，还包括：

向所述三级反应池中加入辅助剂，其中，所述辅助剂包括双氧水。

5.如权利要求1所述的污水处理工艺，其特征在于，在所述将所述反应液输送到沉降池进行沉降，以形成沉淀物以及上层液的步骤之后，还包括：

将所述沉淀物输送到活化池中进行活化处理，以得到活化的纳米催化剂。

6.如权利要求5所述的污水处理工艺，其特征在于，所述将所述沉淀物输送到活化池中进行活化处理，具体包括：

向所述活化池中加入pH调节剂，将所述沉淀物的pH调节至2～4，并进行超声清洗。

7.如权利要求5所述的污水处理工艺，其特征在于，所述将所述沉淀物输送到活化池中进行活化处理之后，还包括：

将所述活化的纳米催化剂输送到配料池中，作为配料添加使用。

8.如权利要求1所述的污水处理工艺，其特征在于，在所述将所述催化液加入到反应池中的步骤之前，还包括：

对所述待处理污水进行预处理，以使所述待处理污水的悬浮物含量小于10mg/L。

9.一种污水处理系统，其特征在于，包括：

反应池，用于将所述催化液加入到所述反应池中，通过所述反应池中预置的曝气装置进行曝气，使所述催化液与反应池中的待处理污水混合，形成混合液，其中，所述混合液中纳米催化剂的质量分数为0.1％～0.3％；

10.如权利要求9所述的污水处理系统，其特征在于，所述反应池包括：

相互连通的一级反应池、二级反应池、三级反应池；

所述二级反应池包括：相互连通的第一反应池、第二反应池及第三反应池；

其中，所述各反应池的进出水口为折流设置。