CN107759025A - 一种三相高效光催化与生化结合的污水处理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及污水处理设备领域，具体地说，涉及一种三相高效光催化与生化结合的污水处理系统。包括壳体，所述壳体内设置有三个污水处理工作段和综合控制电控系统；所述三个污水处理工作段从前到后依次设置有三相光催化氧化处理段、水解酸化生化处理段和好氧生物接触氧化MBR处理段。本发明是利用光源激发流动态的金属催化剂产生环保型强氧化性物质分解掉醇、醛、醚、脂类有机物质，同时，少量的残留部分有机物只需通过简单的水解与好氧生化甚至只需要好氧生化即可全部分解掉，不仅污水处理效果好，而且可以大大减少企业的投资和运行费用。
Description
技术领域
本发明涉及污水处理设备领域，具体地说，涉及一种三相高效光催化与生化结合的污水处理系统。
背景技术
对于主要从事醇、醛、醚、脂等化工产品生产或原料使用的企业排放的污水以及具备MVR除盐设备的化工企业冷凝液，都带有大量醇、醛、醚、脂类成份的废水。目前，针对此类型废水(低SS、低色度、高COD)的传统的催化氧化处理效果较差，去除率低，而无论是生化需要而投资昂贵的厌氧处理系统，还是总体催化预处理与生化厌氧好氧结合的工艺路线，不仅投资和运行均费用昂贵，而且，产生的大量化学污泥还需要企业支付昂贵的危险废弃物处理费用。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种三相高效光催化与生化结合的污水处理系统，以解决上述技术问题。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种三相高效光催化与生化结合的污水处理系统，包括壳体，其特征在于：所述壳体内设置有三个污水处理工作段和综合控制电控系统；所述三个污水处理工作段从前到后依次设置有三相光催化氧化处理段、水解酸化生化处理段和好氧生物接触氧化MBR处理段；所述三相光催化氧化处理段设置有光催化氧化流化床、光催化氧化光源组、光催化流化床穿孔曝气器和光催化MBR抽滤组件；所述水解酸化生化处理段设置有生物水解酸化填料和生物水解酸化底部推流器；所述好氧生物接触氧化MBR处理段设置有生物好氧接触氧化填料、生物好氧接触氧化穿孔曝气器和生化好氧接触氧化MBR抽滤组件。
优选的：所述三个污水处理工作段的顶部设置有高压离心风机组、太阳能储能微动力散热换气模块、光催化及生化MBR抽滤自吸水泵组和光催化及生化MBR抽滤反洗水泵组。
优选的：所述壳体的外壁上设置有液晶触摸PLC控制系统，所述液晶触摸PLC控制系统设置有网络在线智能手机APP对接端口。
优选的：所述光催化氧化光源组发出的光线是波长为183nm、254nm的紫外线。
有益效果：与现有技术相比，本发明是利用光源激发流动态的金属催化剂产生环保型强氧化性物质分解掉醇、醛、醚、脂类有机物质，同时，少量的残留部分有机物只需通过简单的水解与好氧生化甚至只需要好氧生化即可全部分解掉，不仅污水处理效果好，而且可以大大减少企业的投资和运行费用。
附图说明
图1为本发明一种实施例的内部结构示意图；
图2为本发明一种实施例的内部结构俯视图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的描述。
实施例：
参照图1、图2，本实施例所述的三相高效光催化与生化结合的污水处理系统，包括壳体4。所述壳体4内设置有三个污水处理工作段和综合控制电控系统7；所述三个污水处理工作段的顶部设置有高压离心风机组15、太阳能储能微动力散热换气模块5、光催化及生化MBR抽滤自吸水泵组34和光催化及生化MBR抽滤反洗水泵组25。所述壳体4的外壁上设置有液晶触摸PLC控制系统7，所述液晶触摸PLC控制系统7设置有网络在线智能手机APP对接端口。
所述三个污水处理工作段从前到后依次设置有三相光催化氧化处理段、水解酸化生化处理段和好氧生物接触氧化MBR处理段。
所述三相光催化氧化处理段设置有光催化氧化流化床11、光催化氧化光源组12、光催化流化床穿孔曝气器13和光催化MBR抽滤组件14，其中，所述光催化氧化光源组12发出的光线是波长为183nm、254nm的紫外线。所述水解酸化生化处理段设置有生物水解酸化填料22和生物水解酸化底部推流器21。所述好氧生物接触氧化MBR处理段设置有生物好氧接触氧化填料31、生物好氧接触氧化穿孔曝气器33和生化好氧接触氧化MBR抽滤组件32。
本实施例所述的污水处理系统工作过程简述如下：
1、三相光催化氧化处理段对有机废水进行预处理
含有醇、醛、醚、脂类的化工有机废水通过原水提升泵，提升至三相光催化氧化处理段(所述三相为：紫外光、臭氧、羟基)；在此段，大部分的醇、醛、醚、脂通过波长为183nm、254nm的紫外线在催化剂作用下被催化氧化，波长183nm的紫外线直接催化水体产生O3，利用O3将这些物质中氧化还原电位低于+2.07V的物质分解掉大部分，同时，波长254nm的紫外线在悬浮态瑞钛型催化剂作用下产生大量的羟基自由基(·OH)，高浓度的羟基自由基(·OH)具备+2.8V的氧化还原电位，它具备无选择性将大量低于此电位的高浓度有机物全部打开链接成为易生化物质或直接分解为CO2和H2O。经过三相光催化氧化处理段处理完毕的废水大部分成为易被生化菌群吸收的有机物。
预处理反应完成之后，通过光催化MBR抽滤组件14(优选为MBR板式膜)进行催化剂与废水的分离。悬浮态催化剂粒径大部分在50-100微米之间，而MBR板式膜孔径在0.1微米左右，所以，完全可以通过膜过滤的物理办法将催化剂进行隔离回收让其保留在三相光催化氧化处理段重复使用。
2、预处理完毕的废水进入水解酸化生化处理段进行水解酸化生化处理
水解(酸化)处理方法是一种介于好氧和厌氧处理法之间的方法，和其它工艺组合可以降低处理成本提高处理效率。水解酸化工艺根据产甲烷菌与水解产酸菌生长速度不同，将厌氧处理控制在反应时间较短的厌氧处理第一和第二阶段，即在大量水解细菌、酸化菌作用下将不溶性有机物水解为溶解性有机物，将难生物降解的大分子物质转化为易生物降解的小分子物质的过程，从而改善废水的可生化性，为后续处理奠定良好基础。
具体地说，水解酸化生化处理段采用底部推流式水解反应，水解酸化菌种以及生物水解酸化填料22(优选为挂膜水解酸化菌)能更加充分与废水中有机物混合，去除率更高，目的主要是将原有废水中的非溶解性有机物转变为溶解性有机物，特别是将其中难生物降解的有机物转变为易生物降解的有机物，提高废水的可生化性，以利于后续的好氧处理。
3、水解酸化后的废水进入好氧生物接触氧化MBR处理段进行好氧处理
水解酸化后的废水已经基本完成了大部分COD向BOD的转化，大量的可被好氧生化菌群自养消化吸收的BOD物质跟随废水通过平流模式全部进入好氧生物接触氧化MBR处理段。
生物接触氧化法是以附着在载体(俗称填料)上的生物膜为主，净化有机废水的一种高效水处理工艺，是具有活性污泥法特点的生物膜法，兼有活性污泥法和生物膜法的优点。生物处理是经过物化处理后的环节，也是整个循环流程中的重要环节，在这里氨氮、亚硝酸、硝酸盐、硫化氢等有害物质都将得到去除，对以后流程中水质的进一步处理将起到关键作用。生化好氧接触氧化MBR抽滤组件(优选为MBR平板膜)可提高好氧生化段的污泥浓度，同时，将水中大量的悬浮物(SS)保持在好氧生物接触氧化MBR处理段，提高出水水质，完全可以达到国家一级A回用水标准或更高的排放标准。
综上所述，本发明所述三相高效光催化与生化结合的污水处理系统具有以下技术特点：
1、三相光催化氧化处理段
自动化程度高，突破传统的微电解及芬顿催化氧化需要外加大量的酸、碱、亚铁等辅助物料催化产生羟基氧化废水中的有机物，无需任何外加辅料，只需要在特定双波长的光源下与贵金属或贵金属氧化物载体催化剂在流化状态下与光源形成无数个微环境催化环境，产生大量的高浓度臭氧和高浓度的羟基，将废水中的有机物大部分分解掉，同时贵金属或贵金属载体催化剂基本不会消耗，即使产生消耗也是在流化床流动过程中的摩擦损失，损失微小。此外，首次采用光催化MBR抽滤组件14(优选为MBR板式膜)进行载体催化剂与处理完毕的废水进行分离，省去了占用大量空间的沉淀池，且分离效果更好。
2、水解酸化生化处理段
采用底部推流式水解反应，将少量未分解掉的大分子有机物完全打开分子链，底部水解酸化菌种以及生物水解酸化填料22会更加充分与废水中有机物混合，去除率更高。
3、好氧生物接触氧化MBR处理段
采用穿孔曝气减少传统膜片式曝气装置的检修困难，同时，可以根据不同水质随时更换生物流动床填料增加单位体积的负荷，提高处理效率，尤其适合高氨氮废水；生化好氧接触氧化MBR抽滤组件(优选为MBR平板膜)省去了占用大量空间的二次沉淀池，节约了投资成本，提高了SS、氨氮、COD、色度的去除率。
4、高压离心风机组15、光催化及生化MBR抽滤自吸水泵组34、光催化及生化MBR抽滤反洗水泵组25和综合控制电控系统7全部集成在系统顶部，且充分考虑到集成动设备的散热问题，顶部增加太阳能储能微动力散热换气模块5，节约动力排气成本，降低设备受热损耗程度。
5、采用大屏幕触摸式的液晶触摸PLC控制系统7，可以实时观看到整个系统的运行情况，触摸式界面便于操作人员操作。同时，预留网络在线智能手机APP对接端口，更方便设备远程智能化操作。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和技术特点。本领域技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由权利要求书及其等效物界定。
Claims (4)
1.一种三相高效光催化与生化结合的污水处理系统，包括壳体(4)，其特征在于：所述壳体(4)内设置有三个污水处理工作段和综合控制电控系统(7)；所述三个污水处理工作段从前到后依次设置有三相光催化氧化处理段、水解酸化生化处理段和好氧生物接触氧化MBR处理段；
所述三相光催化氧化处理段设置有光催化氧化流化床(11)、光催化氧化光源组(12)、光催化流化床穿孔曝气器(13)和光催化MBR抽滤组件(14)；所述水解酸化生化处理段设置有生物水解酸化填料(22)和生物水解酸化底部推流器(21)；所述好氧生物接触氧化MBR处理段设置有生物好氧接触氧化填料(31)、生物好氧接触氧化穿孔曝气器(33)和生化好氧接触氧化MBR抽滤组件(32)。
2.根据权利要求1所述三相高效光催化与生化结合的污水处理系统，其特征在于：所述三个污水处理工作段的顶部设置有高压离心风机组(15)、太阳能储能微动力散热换气模块(5)、光催化及生化MBR抽滤自吸水泵组(34)和光催化及生化MBR抽滤反洗水泵组(25)。
3.根据权利要求1所述三相高效光催化与生化结合的污水处理系统，其特征在于：所述壳体(4)的外壁上设置有液晶触摸PLC控制系统(7)，所述液晶触摸PLC控制系统(7)设置有网络在线智能手机APP对接端口。
4.根据权利要求1所述三相高效光催化与生化结合的污水处理系统，其特征在于：所述光催化氧化光源组(12)发出的光线是波长为183nm、254nm的紫外线。
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