CN108455789A - 一种电化学协同膜生物污水处理装置及污水处理工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电化学协同膜生物污水处理装置及污水处理工艺，包括进水口、电化学池、生化池、沉淀池、过滤消毒池和出水口，所述的进水口设置在所述的电化学池上，所述的电化学池与所述的一级生化池连接，所述的一级生化池与所述的二级生化池连接，所述的二级生化池与所述的沉淀池连接，所述的沉淀池与所述的过滤消毒池连接，在所述的二级生化池的底部设置有回流曝气泵，在所述的回流曝气泵上设置有空气管和回流管，所述的回流管上设置有曝气头，所述的曝气头设置在生化池的底部，所述的集水槽下设置有斜管填料，所述的沉淀池底部设置有污泥回流孔和排泥管，所述的污泥回流孔与排泥管连接,所述的过滤消毒池内设置有过滤器和消毒装置。

Description

一种电化学协同膜生物污水处理装置及污水处理工艺
技术领域
本发明属于污水处理技术领域，具体涉及一种电化学协同膜生物污水处理装置及污水处理工艺。
背景技术
我国90％的城镇水体均受到不同程度的污染，但我国不少小城镇由于污水处理设施建设严重滞后，已经成为制约当地社会和经济发展的瓶颈。目前，小城镇污水处理厂采用传统的污水处理装置，传统的处理装置效率低、需多次处理污水、操作繁琐、污水处理装置和出水水质不稳定等问题，很难满足排放要求，同时还存在着运行维护成本高等难题。在传统的污水处理装置中，污水中的污泥通常沉积在沉淀池的底部，需要经过污泥回流泵回流到生化池，增加了污水处理的能耗，加大了处理成本。
发明内容
本发明的目的在于：解决上述污水处理中污泥的回流能耗高等技术问题。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种电化学协同膜生物污水处理装置及污水处理工艺，包括进水口、电化学池、生化池、沉淀池、过滤消毒池和出水口，所述的进水口设置在所述的电化学池上，所述的生化池包括一级生化池和二级生化池，所述的电化学池与所述的一级生化池连接，所述的一级生化池与所述的二级生化池连接，所述的二级生化池与所述的沉淀池连接，所述的沉淀池与所述的过滤消毒池连接，所述的出水口设置在所述的过滤消毒池上，所述的电化学池包括电源、惰性电极、铝炭复合电极，所述的电源与所述的惰性电极连接，所述的惰性电极设置在电化学池的内壁，所述的铝炭复合电极分散在电化学池内，在所述的生化池内分散有弹性填料，在所述的二级生化池的底部设置有回流曝气泵，在所述的回流曝气泵上设置有空气管和回流管，所述的空气管另一端设置在生化池外，所述的回流管的另一端设置在一级生化池底部，所述的回流管上设置有曝气头，所述的曝气头设置在生化池的底部，所述的沉淀池顶部设置有集水槽，所述的集水槽下设置有斜管填料，所述的沉淀池底部设置有污泥回流孔和排泥管，所述的污泥回流孔与排泥管连接，所述的排泥管的另一端设置在二级生化池底部，所述的过滤消毒池内设置有过滤器和消毒装置。
进一步的，在所述的斜管填料中设置有布水槽，在所述的布水槽底部设置有布水孔。
进一步的，所述的二级生化池与沉淀池连接一端设置有梯形出口，所述的梯形出口与布水槽连接。
进一步的，所述的回流管上设置有射流器。
进一步的，所述的弹性填料的内部添加有厌氧菌，外部添加有好氧菌。
一种利用上述装置处理污水的工艺，包括以下步骤：
(a)电解反应
经格栅去渣、水质均匀化处理后的污水由进水口流入电化学池底部，在电源、惰性电极和铝炭电极的作用下，污水在电化学池中发生氧化还原反应，经处理后的污水从电化学池顶部排出；
(b)生化反应
经步骤(a)处理后的污水流入一级生化池再流入二级生化池，打开回流曝气泵，向生化池内通氧气，同时将二级生化池底部的污泥抽回到一级生化池底部，当生化池中的氧气含量达到要求时，关闭回流曝气泵，污水在生化池内发生硝化和反硝化反应；
(c)固液分离
经步骤(b)处理后的污水从流入沉淀池，在沉淀池中的斜管填料中沉淀污泥，经沉淀后的上部清水流入沉淀池中的集水槽中，沉淀池底部的污泥由污泥回流孔流入二级生化池底部；
(d)过滤消毒
经步骤(c)处理后的清水流入过滤消毒池，进行深度过滤和消毒，经过滤消毒池处理达标后的水从出水口排出。
在步骤(a)中，可调节电源的电流，控制电解反应速率，在步骤(b)中，调节回流曝气泵打开和关闭的时间间隔，控制生化池内的氧气含量。
由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：在所述的二级生化池底部设置有回流曝气泵，在所述的回流曝气泵上设置有射流器，在所述的射流器上连接有空气管和回流管，所述的空气管另一端设置在生化反应池外，所述的回流管上设置有曝气头，所述的曝气头位于生化池的底部，在污水处理过程中，通过回流曝气泵调节生化池中的氧气含量，进而调节生化池的厌氧/缺氧/好氧状态，使生化池的工况达到最佳，提高生化反应的效率，同时回流曝气泵能将二级生化池底部的污泥通过回流管回到一级生化池的底部，在实现污泥回流、曝气充氧时，还能对生化池底部的污泥进行搅拌，降低了装置的能耗，提高了污水处理的效率。
在所述的斜管填料中设置有布水槽，在所述的布水槽底端设置有布水孔，所述的沉淀池底部设置有污泥回流孔和排泥管，所述的污泥回流孔与排泥管连接，所述的排泥管的另一端设置在二级生化池末端，污水从布水槽底部的布水孔经斜管填料的底部流入斜管填料内，将水中的污泥沉积在沉淀池的底部，污泥经沉淀池底部的污泥回流孔和排泥管自动回流到二级生化池的底部，减少了污泥回流的能耗。
所述的二级生化池的末端设置有梯形出口，所述的梯形的出口与布水槽连接，在梯形出口和水槽连接处设置有挡板，挡板上设置有布水花墙，梯形出口能减少污泥进入到沉淀池内，减少沉淀池内斜管填料的损耗，降低生产成本。
所述的弹性填料的内部添加有厌氧菌，外部添加有好氧菌，污水在生化池中，厌氧菌发生反硝化反应，除去污水中的氮，好氧菌发生硝化反应，除去污水中的有机物，在生化池内，反硝化反应和硝化反应同时发生，提高了生化池的处理效率，最大限度的除去污水中的氮、磷等污染物。
利用本装置对污水的处理工艺为在电化学池进行电解反应，电解反应后的污水在生化池内发生生化反应，经生化反应后的污水进入沉淀池，经斜管填料沉淀污泥，随后进入过滤消毒池进行过滤消毒，达到排放标准，该处理工艺能有效的处理有机物浓度高、浓度波动大、氨氮、总氨浓度相对较低的污水，处理效果优异。
附图说明
图1是本发明污水处理装置的俯视示意图；
图2是本发明污水处理装置使用状态的A-A剖面示意图；
图3是本发明污水处理装置的A-A剖面示意图；
图4是本发明污水处理装置的B-B剖面示意图；
附图标记：1-进水口，2-电化学池，3-生化池，4-沉淀池，5-过滤消毒池，6-出水口，7-惰性电极，8-铝炭复合电极，9-一级生化池，10-二级生化池，11-弹性填料，12-回流曝气泵，13-空气管，14-回流管，15-曝气头，16-集水槽，17-斜管填料，18-布水槽，19-布水孔，20-污泥回流孔，21-排泥管，22-过滤器，23-消毒装置，24-梯形出口，25-射流器。
具体实施方式
参照图1-4对本发明进行具体说明，一种电化学协同膜生物污水处理装置及污水处理工艺，包括进水口1、电化学池2、生化池3、沉淀池4、过滤消毒池5和出水口6，所述的进水口1设置在所述的电化学池2上，所述的生化池3包括一级生化池9和二级生化池10，所述的电化学池2与所述的一级生化池9连接，所述的一级生化池9与所述的二级生化池10连接，所述的二级生化池10与所述的沉淀池4连接，所述的沉淀池4与所述的过滤消毒池5连接，所述的出水口6设置在所述的过滤消毒池5上，所述的电化学池2包括电源、惰性电极7、铝炭复合电极8，所述的电源与所述的惰性电极7连接，所述的惰性电极7设置在电化学池2的内壁，所述的铝炭复合电极8分散在电化学池2内，在所述的生化池3内分散有弹性填料11，在所述的二级生化池10的底部设置有回流曝气泵12，在所述的回流曝气泵12上设置有空气管13和回流管14，所述的空气管13另一端设置在生化池3外，所述的回流管14的另一端设置在一级生化池9底部，所述的回流管14上设置有曝气头15，所述的曝气头15设置在生化池3的底部，所述的沉淀池4顶部设置有集水槽16，所述的集水槽16下设置有斜管填料17，所述的沉淀池4底部设置有污泥回流孔20和排泥管21，所述的污泥回流孔20与排泥管21连接，所述的排泥管21的另一端设置在二级生化池10底部，所述的过滤消毒池5内设置有过滤器22和消毒装置23。
优选地，在所述的斜管填料17中设置有布水槽18，在所述的布水槽18底部设置有布水孔19，污水从二级生化池10流入布水槽18，从布水槽18底部的布水孔19流入斜管填料17中，污水由斜管填料17下部流入，提高了沉淀效率。
优选地，所述的二级生化池10与沉淀池4连接一端设置有梯形出口24，所述的梯形出口24与布水槽18连接，梯形出口24能有效的减少进入沉淀池4的污泥，降低了斜管填料17的损耗。
优选地，所述的回流管14上设置有射流器25。
优选地，所述的弹性填料11的内部添加有厌氧菌，外部添加有好氧菌。
利用本装置的污水处理工艺的步骤为：
(a)经格栅除渣、水质均匀化后的污水由进水口1流入电化学池2，在惰性电极7和铝炭复合电极8的作用下，电化学池2的污水发生氧化还原反应，污水中的氨、氮、磷等物质被除去；
(b)经电化学反应后的污水流入一级生化池9再流入二级生化池10，打开回流曝气泵12，向生化池3内通氧气，当生化池3中的氧气含量达到要求时，关闭回流曝气泵12，生化池3的弹性填料11内部的厌氧菌发生反硝化反应，外部的好氧菌发生硝化反应，通过调节曝气泵12，调节生化池3的曝气比，营造生化池3内厌氧、缺氧或好氧状态，使污水在生化池3中处于最佳的脱氮除磷工况，在曝气充氧的过程中，还能将二级生化池10底部的污泥抽回到一级生化池9底部，并且还能对生化池3的污泥进行搅拌；
(c)经生化反应后的污水从二级生化池10的末端的梯形出口24流入沉淀池4的布水槽18内，再经布水槽18底部的布水孔19流入斜管填料17中，在斜管填料17中沉淀污泥，经斜管填料17沉淀后的上部清水漫入斜管填料17上部的集水槽16内；经斜管填料17沉淀后，在沉淀池4下部的污泥流入污泥回流孔20，经排泥管21进入二级生化池10底部，实现污泥自动回流，二级生化池10底部的回流曝气泵12将生化池3末端即二级生化池10底部的污泥抽回到生化池3前端，实现污泥的循环利用；
(d)经沉淀池处理后的水流入过滤消毒池5，在过滤消毒池5内经过滤器22过滤，然后经消毒装置23紫外线消毒，经过过滤消毒后的清水达到排放标准，过滤消毒池5上部的出水口6排出；
本发明的污水处理效率高，能耗小，能广泛的应用在村镇小型污水处理、大型污水处理厂中的深度处理单元、工业污水二级处理单元等，经该装置处理后的污水能达到国家要求的排放标准，实用性强。

Claims (8)

1.一种电化学协同膜生物污水处理装置，包括进水口(1)、电化学池(2)、生化池(3)、沉淀池(4)、过滤消毒池(5)和出水口(6)，其特征在于：所述的进水口(1)设置在所述的电化学池(2)上，所述的生化池(3)包括一级生化池(9)和二级生化池(10)，所述的电化学池(2)与所述的一级生化池(9)连接，所述的一级生化池(9)与所述的二级生化池(10)连接，所述的二级生化池(10)与所述的沉淀池(4)连接，所述的沉淀池(4)与所述的过滤消毒池(5)连接，所述的出水口(6)设置在所述的过滤消毒池(5)上，所述的电化学池(2)包括电源、惰性电极(7)、铝炭复合电极(8)，所述的电源与所述的惰性电极(7)连接，所述的惰性电极(7)设置在电化学池(2)的内壁，所述的铝炭复合电极(8)分散在电化学池(2)内，在所述的生化池(3)内分散有弹性填料(11)，在所述的二级生化池(10)的底部设置有回流曝气泵(12)，在所述的回流曝气泵(12)上设置有空气管(13)和回流管(14)，所述的空气管(13)另一端设置在生化池(3)外，所述的回流管(14)的另一端设置在一级生化池(9)底部，所述的回流管(14)上设置有曝气头(15)，所述的曝气头(15)设置在生化池(3)的底部，所述的沉淀池(4)顶部设置有集水槽(16)，所述的集水槽(16)下设置有斜管填料(17)，所述的沉淀池(4)底部设置有污泥回流孔(20)和排泥管(21)，所述的污泥回流孔(20)与排泥管(21)连接，所述的排泥管(21)的另一端设置在二级生化池(10)底部，所述的过滤消毒池(5)内设置有过滤器(22)和消毒装置(23)。
2.根据权利要求1所述的电化学协同膜生物污水处理装置，其特征在于：在所述的斜管填料(17)中设置有布水槽(18)，在所述的布水槽(18)底部设置有布水孔(19)。
3.根据权利要求2所述的电化学协同膜生物污水处理装置，其特征在于：所述的二级生化池(10)与沉淀池(4)连接一端设置有梯形出口(24)，所述的梯形出口(24)与布水槽(18)连接。
4.根据权利要求1所述的电化学协同膜生物污水处理装置，其特征在于：所述的回流管(14)上设置有射流器(25)。
5.根据权利要求1所述的电化学协同膜生物污水处理装置，其特征在于：所述的弹性填料(11)的内部添加有厌氧菌，外部添加有好氧菌。
6.一种利用权利要求1-5所述的电化学协同膜生物污水处理装置的污水处理工艺，包括以下步骤：
(a)电解反应
经格栅去渣、水质均匀化处理后的污水由进水口(1)流入电化学池(2)底部，在电源、惰性电极(7)和铝炭电极(8)的作用下，污水在电化学池(2)中发生氧化还原反应，经处理后的污水从电化学池顶部排出；
(b)生化反应
经步骤(a)处理后的污水流入一级生化池(9)再流入二级生化池(10)，打开回流曝气泵(12)，向生化池(3)内通氧气，同时将二级生化池(10)底部的污泥抽回到一级生化池(9)底部，当生化池(3)中的氧气含量达到要求时，关闭回流曝气泵(12)，污水在生化池(3)内发生硝化和反硝化反应；
(c)固液分离
经步骤(b)处理后的污水从流入沉淀池(4)，在沉淀池(4)中的斜管填料(17)中沉淀污泥，经沉淀后的上部清水流入沉淀池(4)的集水槽(16)中，沉淀池(4)底部的污泥由污泥回流孔(20)流入二级生化池(10)底部；
(d)过滤消毒
经步骤(c)处理后的清水流入过滤消毒池(5)，进行深度过滤和消毒，经过滤消毒池(5)处理达标后的水从出水口排出。
7.根据权利要求6所述的污水处理工艺，其特征在于：调节步骤(a)中电源的电流，控制电化学反应速率。
8.根据权利要求6所述的污水处理工艺，其特征在于：调节步骤(b)中回流曝气泵(12)打开和关闭的时间间隔，可控制生化池内的氧气含量。
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