CN116002896A

CN116002896A - 一种污水水质净化系统及方法

Info

Publication number: CN116002896A
Application number: CN202211654336.0A
Authority: CN
Inventors: 于容朴; 廖强; 夏奡; 朱恂; 黄云; 朱贤青; 张敬苗; 姚杰宇
Original assignee: Beijing Huaxia Dayu Environmental Protection Co ltd; Chongqing University
Current assignee: Beijing Huaxia Dayu Environmental Protection Co ltd; Chongqing University
Priority date: 2022-12-22
Filing date: 2022-12-22
Publication date: 2023-04-25
Anticipated expiration: 2042-12-22
Also published as: CN116002896B

Abstract

本发明提供一种污水水质净化系统及方法，包括：通过管路依次连接的第一静电板式滤池、第一反应池、第二反应池、第二静电板式滤池；第一反应池中投加硫酸亚铁作为除磷药剂，第二反应池中投加氢氧化钠并鼓入空气；第一静电板式滤池中设置若干第一电极板，第二静电板式滤池中设置若干第二电极板；若干第一电极板、若干第二电极板均竖直平行间隔设置；还包括电源，第一电极板与电源的一极电连通，第二电极板与电源的另一极电连通；所述电源能为第一电极板和第二电极板提供正向电压或负向电压。本发明能高效解决污水厂生物处理单元二沉池出水中有机悬浮物和含磷污染物超标的问题，还能产生高纯度磷酸盐污泥当作肥料还田并改善酸性土壤。

Description

一种污水水质净化系统及方法

技术领域

本发明涉及水净化处理技术领域，具体涉及一种水质净化系统及方法，尤其涉及一种污水厂生物处理单元二沉池出水的水质净化系统及方法。

背景技术

通常人们采用微生物来处理污水，虽然微生物可以去除绝大多数有机物和氮磷污染物，但经过微生物处理后的产水中还含有一定量的细碎污泥悬浮物SS(SuspendedSolid)和一定量的磷酸盐TP(Total Phosphorus)，因此大多数污水厂生物处理单元二沉池出水不能满足要求当前的直接排放标准要求，需要进一步去除悬浮物SS和磷酸盐TP。

现有深度处理去除SS的方法常用到滤池、膜过滤等方法；去除磷酸盐TP的主要方法是投加化学药剂，也可以采用化学药剂同时去除SS和TP，但这都会产生更大的药剂费用以及更多的污泥产量。并且，采用滤池去除SS时会产生大量的反洗废水需要二次处理，这也增大了污水厂单元的处理规模；采用膜过滤SS会大大增加污水厂的投资和折旧费用，因为膜在过滤时不断的堵塞造成过滤能力降低，一般膜的寿命只有3-5年。采用加药除磷时一般投加混凝剂三价铝盐或三价铁盐，再投加絮凝剂聚丙烯酰胺(PAM)，产生的含磷污泥中会产生大量杂质，包括铝盐或铁盐中的无机杂质以及PAM有机杂质等，会降低含磷污泥的回收价值，一般污水处理厂产生的磷污泥均当作固体废物进行填埋处理。

因此，如何解决污水厂生物处理单元二沉池出水中SS和TP超标的问题的同时还能实现对处理过程中产生的磷污泥的回收，是污水处理领域一直待解决的技术问题。针对这一问题，现有技术也有提出不同的解决方法，如：

公开号为CN115259575A的中国专利文献公开一种污水处理A2O工艺中前端除磷的方法，该方法中向被处理污水中加入除磷药剂并计算应加除磷药剂的浓度；在截流的被处理污水中加入PAM进行絮凝；将加入PAM的被处理水进行离心处理。该方案中通过添加除磷药剂以及聚丙烯酰胺PAM助凝剂进行除磷，由于单纯的磷酸盐沉淀细小难以分离，因此，传统的除磷方法中加入除磷药剂的同时，还必须投加PAM作为絮凝剂，使得回收的磷泥中含有有机药剂，无法直接回田利用。

公开号为CN115159783A的中国专利文献公开一种污水处理系统及污水处理方法，该方案中采用磷分离单元和氮富集单元实现污水中磷和氮的分离和富集，从而实现对污水中磷和氮资源的回收；该方案中还采用电化学污泥强化破壁技术，利用阴阳两极通电后产生的电场作用使得污泥中的微生物细胞破壁，释放出大量细胞内容物和包裹在菌胶团之间的有机物，继而进入CSTR厌氧消化单元，在厌氧微生物的作用下逐渐被水解酸化，产氢产酸最终产生甲烷，实现对生物活性污泥的有效利用。该方案中采用同一反应器中双电极电场作用对微生物污泥中的微生物破壁释放有机物进一步在厌氧微生物的作用下产生甲烷实现对生物污泥的有效利用。

但上述公开的方案都无法解决磷回收中使用有机药剂作为絮凝剂得到磷酸盐沉淀的问题，磷泥无法直接利用，只能填埋；对污水处理中产生的有机生物污泥的利用也工艺较为繁琐，需要的设备较多，运行费用高，并且处理效率不高。

综上，本发明拟提供一种污水厂出水的水质净化系统及方法，能解决上述污水厂生物处理单元二沉池出水中有机悬浮物(SS)和磷酸盐(TP)超标的问题，而且还能实现对处理过程中产生的磷污泥的回收。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种污水水质净化系统及方法，能解决污水厂生物处理单元二沉池出水中有机悬浮物和磷酸盐超标的问题，而且还能产生较高纯度的磷酸铁污泥，可以直接作为肥料还田；并且处理效率高，工艺简单，运行费用较低。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

第一方面，本发明提供一种污水水质净化系统，包括：

通过管路依次连接的第一静电板式滤池、第一反应池、第二反应池、第二静电板式滤池；

所述第一静电板式滤池与第二静电板式滤池之间连接的管路上设有空气隔离绝缘装置；

所述第一反应池中投加硫酸亚铁作为除磷药剂，所述第二反应池中投加氢氧化钠并设有空气输入口用于鼓入空气；

所述第一静电板式滤池中设置若干第一电极板，所述第二静电板式滤池中设置若干第二电极板；若干第一电极板竖直平行间隔设置于第一静电板式滤池中，若干第二电极板竖直平行间隔设置于第二静电板式滤池中；第一静电板式滤池、第二静电板式滤池均接地；

所述水质净化系统还包括电源，第一电极板与电源的一极电连通，第二电极板与电源的另一极电连通；所述电源为智能控制直流稳压电源，能为第一电极板和第二电极板提供正向电压或负向电压。

进一步地，

所述电源施加正向电压时，第一静电板式滤池中的若干第一电极板与电源的正极电连通，第二静电板式滤池中的若干第二电极板与电源的负极电连通；

所述电源施加负向电压时，第一静电板式滤池中的若干第一电极板与电源的负极电连通，第二静电板式滤池中的若干第二电极板与电源的正极电连通。

进一步地，

所述第一电极板、第二电极板均由内部的电极层、外部的绝缘层组成。

进一步地，

若干相邻的第一电极板、若干相邻的第二电极板间的平行间隔设置距离为1-10cm。

进一步地，

所述第一反应池、第二反应池内均设有搅拌装置。搅拌装置能促进反应池内投入的药剂与污水中的成分充分反应。

进一步地，

所述第一静电板式滤池的底部设有第一排泥口，用于排出去除的有机悬浮物污泥；所述第二静电板式滤池的底部设有第二排泥口，用于排出去除的磷泥。

第二方面，本发明还提供一种采用上述污水水质净化系统进行水质净化的方法，具体包括如下步骤：

(1)从生物处理单元二沉池流出的污水厂出水进入第一静电板式滤池；同时，施加正向电压，使得第一静电板式滤池中的第一电极板与电源的正极电连通，第二静电板式滤池中的第二电极板与电源的负极电连通；

在正向电场作用下，池中带正电的第一电极板吸附带有负电荷的有机悬浮物并使其聚集压缩在第一电极板的两表面形成有机悬浮物污泥层，分离去除进入第一静电板式滤池的污水中的有机悬浮物；

(2)从第一静电板式滤池出来的污水进入第一反应池中，在第一反应池中投加硫酸亚铁作为除磷药剂，并充分搅拌使其充分溶解在污水中；

(3)之后，污水进入第二反应池中，在弱碱性条件下，以空气中氧作为氧化剂，将污水中的二价亚铁离子氧化为三价铁离子，并进一步生成带有正电荷的氢氧化铁包裹着磷酸铁的化学污泥；

(4)接着，污水进入第二静电板式滤池中，在电场作用下，池中带负电的第二电极板吸附污水中带正电荷的氢氧化铁包裹着磷酸铁的化学污泥并使其聚集压缩在第二电极板的两表面形成磷泥层，分离去除污水中的磷酸盐；

(5)调整电压方向，施加负向电压，使得第一静电板式滤池中的第一电极板与电源的负极电连通，第二静电板式滤池中的第二电极板与电源的正极电连通；

在负向电场作用下，吸附压缩在第一电极板的两表面的带有负电荷的有机悬浮物污泥层，被驱离第一电极板，并向第一静电板式滤池底部沉降；吸附压缩在第二电极板的两表面的带正电荷的磷泥层被驱离第二电极板，并向第二静电板式滤池底部沉降；

(6)停止施压电压，第一静电板式滤池、第二静电板式滤池中驱离的污泥层分别沉降至各自池体底部，并通过各自池体底部的排泥口排出；

(7)净化后的污水从第二静电板式滤池的出水口排出。

优选地，

步骤(2)中硫酸亚铁的投加量以投加铁离子和TP的摩尔比为1-3：1计量。

优选地，

步骤(3)中投入NaOH使污水的pH为7.5-8.5的弱碱性。

进一步地，

所述方法中，控制所述电源在工作周期内依次提供正向电压、负向电压和零电压交替工作，设一个电源工作周期为T，正向电压时间为t1，负向电压时间为t2，零电压时间为t3；T＝t1+t2+t3，t1≥60％T。正向电压时间为一个电源工作周期内的除污工作时间，负向电压时间为清洗时间，零电压时间为间歇时间。

进一步地，

所述电压为6-24V。

进一步地，

从第二静电板式滤池排出的磷泥为磷酸铁和氢氧化铁的混合污泥，磷泥中的有机物含量小于5％，能用作肥料还田，磷泥中的氢氧化铁为弱碱性，还能改善酸性土壤条件。

本发明采用的原理如下：

1、第一静电板式滤池、第二静电板式滤池净化原理：所述电源提供正向电压、负向电压和零电压交替工作。根据流经两个静电板式滤池的污水中的污染物的带电特性(有机悬浮物SS为带负电荷的生物污泥，加药除磷生成的磷泥为被带有正电荷的氢氧化铁包裹着磷酸铁的化学污泥)，根据同种电荷相斥，异种电荷相吸的原理。在正向电压阶段，各池体的污染物在电场的作用下聚集压缩在极板的两个面上，泥层中的絮体压缩脱水密度变大；在负向电压阶段，压缩的污泥层被驱离电极板，同时向下方沉降；在零电压时段，压缩的污泥层向池体底部下方自由沉降，最后排出。

2、第一反应池、第二反应池中的反应原理：在第一反应池中投加硫酸亚铁作为除磷药剂，所述第二反应池中投加氢氧化钠并鼓入空气，反应如下：

2Fe²⁺+[O]→2Fe³⁺+O^2-

PO₄ ^3-+Fe³⁺→FePO₄↓

Fe³⁺+3OH^-→Fe(OH)₃↓

使得污水中的磷酸盐反应转化生成磷酸铁和氢氧化铁的混合污泥，因为铁的矿物质在自然界中广泛存在，氢氧化铁干化后的三氧化二铁对农作物的危险极小，可以还田使用。

而传统的除磷做法：如果不投加PAM，传统的沉淀池无法分离细小的FePO₄和Fe(OH)₃沉淀。反应原理如下：

PO₄ ^3-+Fe³⁺→FePO₄↓

Fe³⁺+3OH^-→Fe(OH)₃↓

PAM(高分子有机助凝剂)+FePO₄+Fe(OH)₃→有机化学污泥

因此，传统的含磷污泥中含有大量的PAM，它会分解成毒性较大的单体丙烯酰胺(AM)。AM为神经性聚丙烯酰胺致毒剂，对神经系统有损伤作用，因此不能直接还田使用。

本发明的有益效果：

本发明提供的水质净化系统，能有效去除污水中的有机悬浮物和磷酸盐，尤其适用于生物处理单元二沉池流出的污水厂出水的进一步水质净化，相比传统的技术，具有如下优势：

1、本发明提供的水质净化系统中应用的静电板式滤池采用单池单电极(电场)的结构，具有更强的筛选和分离污染物的能力和效率，其效率是单池双电极分离能力的4倍以上：一是每个电极板的两个侧面均可吸附污泥做为分离面，板密度相同时，分离面积大了一倍；二是污泥到板表面富集的行程距离减少了一半，因此分离时间缩短了一半。

并且，本发明的单池单极板式滤池能通过调整电压施加负向电压脱除吸附的污泥层，在负向电压驱离污泥层时，其分离效率也远远高于双极板：双极板换相驱离时污染物可能从一个电极板突然附着到另一个电极板，污泥层的解吸能力差；施加负向电压后，本发明提供的单极板式滤池中的污泥颗粒被两侧的同等电荷排斥，到达相邻的两电极板中间，发生自由沉淀的阻力最小，沉淀速度最快。

2、本发明静电板式滤池中设置的若干电极板能同时兼做池体的竖直隔板，间距在1-10cm之间，近距离设置的隔板，能够增加水流通过的阻力，使得水流在流动时具有稳定性，减少湍流或短流对于分离的干扰，提升分离效率。且，竖直设置的电极板能使得分离物快速离开分离区进入污泥斗，能解决传统斜板分离容易出现污泥堆积问题。

3、本发明的工作电压为12-24V安全电压，另外，在第一与第二静电板式滤池之间连接的管路上设置空气隔离绝缘设备，隔绝两极板，并且两个静电板式滤池的池体做接地设置；这样的结构既能降低使用的安全风险，又能降低漏电、短路的风险。

4、本发明的分离原理对两种不同污染物的带电特性有较强的针对性，进入系统的二沉池出水中的悬浮物SS是带有负电荷的生物污泥，加药除磷生成的磷酸铁为被带有正电荷的氢氧化铁包裹的化学污泥，两者在电性相反，带电量基本平衡，其精准平衡值可以通过加药量调控。另外，对正负极处两种污染物的数量可以实现精准平衡控制，从而实现将两种污水处理功能合二为一，从而进行高效分离。

5、本发明投加的除磷药剂为硫酸亚铁，(1)一般硫酸亚铁都是水合结晶体，价格不到聚合氯化铝或聚合硫酸铁的一半，纯度高，杂质少；因此得到的磷酸铁泥纯度高；(2)在加药除磷前已经通过第一静电板式滤池较彻底地脱除了水中的悬浮有机物，降低了磷泥中悬浮有机污染物的含量；(3)在整个过程中没有PAM类有机药物的投加，可以直接用作肥料还田。

本发明方法处理后得到的污泥有机物含量小于5％，而传统除磷的污泥中有机物含量大于30％。

6、本发明提供的净化装置和方法绿色无无污染，能耗低、成本低：本发明中采用的单池单电极的静电板式滤池不需要水和空气的反冲洗，没有反洗用水，也没有反洗排污，水流通道顺畅，过滤阻力不足传统过滤的百分之一，能耗较低。并且，整个工艺属于绿色生产工艺，不产生固体废物，不需要更换和淘汰滤料，第一静电板式滤池产生的生物污泥可以回流到系统内参与生物反应，第二静电板式滤池产生的磷泥可以压榨脱水后做农肥还田。而且，吨水运行费用低，设备寿命长，没有滤料的更换或膜的更换成本，也没有PAM药剂的投加费用，运行费用只有传统处理方法的30％。如果再扣除污泥处置费，污水厂还能实现一定的盈利。

7、本发明的应用范围：因为污泥层较厚时，污泥颗粒的电荷可以屏蔽静电场，从而能降低电场作用力，所以本发明方法对于污水中悬浮物含量低于200毫克/升的分离效果显著。另外，由于水的粘度较小，污染物浓度较低时颗粒运动速度快，压缩也比较明显；对于高浓度污泥效果不明显。这是由于高浓度污泥属于非牛顿流体，其粘度远大于水的粘度，因此该方法并不适用于污泥的快速浓缩(一般用于浓缩前的污泥浓度均在2万毫克/升以上，浓缩后的污泥浓度达到20万毫克/升左右)。

综上，本发明提供的水质净化系统及方法能高效的解决污水厂生物处理单元二沉池出水中有机悬浮物SS和含磷污染物TP超标的问题，在去除两种污染物的同时，还能产生高纯度磷酸盐污泥，可以当作肥料还田，产生一定的经济价值。另外系统不会产生额外的反洗废水，绿色无污染，工艺简单，设备使用寿命长，运行费用低。

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为本发明实施例的水质净化系统的整体结构示意图；

图2为本发明实施例电源电压工作周期时间示意图；

图3为本发明实施例的工作时间t1(正向电压)的原理示意图；

图4为本发明实施例的清洗时间t2(负向电压)的原理示意图；

图5为本发明实施例的间歇时间t3(零电压)的原理示意图。

附图标记说明

标号	特征	标号	特征
				1	第一静电板式滤池	2	第一反应池
3	第二反应池	4	第二静电板式滤池
				5	电源	6	第一电极板
7	第二电极板	8	空气隔离绝缘装置
				9	电极层	10	绝缘层

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”“若干个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

实施例1

如附图1-5所示，本实施例提供一种污水厂出水的水质净化系统，包括：

通过管路依次连接的第一静电板式滤池1、第一反应池2、第二反应池3、第二静电板式滤池4；第一静电板式滤池1第二静电板式滤池4之间的连接管路上设置空气隔离绝缘装置8，本实施例中空气隔离绝缘装置8设置在第一静电板式滤池1与第一反应池2连接的管路上，作为其他可实施方案，空气隔离绝缘装置8还可以设置在第一反应池2与第二反应池3连接的管路上，或者是设置在第二反应池3与第二静电板式滤池4连接的管路上。第一反应池2中投加硫酸亚铁作为除磷药剂，第二反应池3中投加氢氧化钠并设有空气输入口用于鼓入空气。第一静电板式滤池1中设置若干第一电极板6，第二静电板式滤池2中设置若干第二电极板7；若干第一电极板6竖直平行间隔设置于第一静电板式滤池1中，若干第二电极板7竖直平行间隔设置于第二静电板式滤池4中；第一静电板式滤池1、第二静电板式滤池4均接地。

所述水质净化系统还包括电源5，第一电极板6与电源5的一极电连通，第二电极板7与电源5的另一极电连通；作为优选实施例，本实施例中的电源5为智能控制直流稳压电源，能为第一电极板6和第二电极板7提供正向电压或负向电压。所述电源5施加正向电压时，第一静电板式滤池1中的若干第一电极板6与电源5的正极电连通，第二静电板式滤池4中的若干第二电极板7与电源5的负极电连通；所述电源5施加负向电压时，第一静电板式滤池1中的若干第一电极板6与电源5的负极电连通，第二静电板式滤池2中的若干第二电极板7与电源5的正极电连通。第一电极板6、第二电极板7均由内部的电极层9、外部的绝缘层10组成。

本发明两个静电板式滤池中设置的若干电极板能同时兼做池体的竖直隔板。本实施例中若干相邻的第一电极板6、若干相邻的第二电极板7间的平行间隔设置距离为1-10cm，近距离设置的隔板，能够增加水流通过的阻力，使得水流在流动时具有稳定性，减少湍流或短流对于分离的干扰，提升分离效率。且，竖直设置的电极板能使得分离物快速离开分离区进入污泥斗，能解决传统斜板分离容易出现污泥堆积问题。

本实施例的第一反应池2、第二反应池3内均设有搅拌装置。搅拌装置能促进反应池内投入的药剂与污水中的成分反应充分。第一静电板式滤池1的底部设有第一排泥口，用于排出去除的有机悬浮物污泥；第二静电板式滤池2的底部设有第二排泥口，用于排出去除的磷泥。

本发明提供的水质净化系统中应用的静电板式滤池采用单池单电极(电场)的结构，具有更强的筛选和分离污染物的能力和效率，其效率是单池双电极分离能力的4倍以上。并且，本发明的单池单极板式滤池能通过调整电压施加负向电压脱除吸附的污泥层，在负向电压驱离污泥层时，其分离效率也远远高于双极板。本发明的单池单电极的结构，同一池体内的相邻两电极板之间带有相同的电荷，在施加正向电压时，污泥在受到异种电荷的吸引，会在电极板表面聚集并压缩形成相应的污泥层；施加负向电压时，污泥在受到同种电荷的排斥作用下，脱离电极板表面到达两电极板中间，此时发生自由沉淀的阻力最小，沉淀速度最快。

本发明的工作电压为12-24V安全电压，优选地，正向电压为12V，负向电压为24V。另外，在静电板式滤池之间设置空气隔离绝缘设备，隔绝两极板，并且两个静电板式滤池的池体做接地设置；这样的结构既能降低使用的安全风险，又能降低漏电、短路的风险。

实施例2

如图1-5所示，本发明提供采用实施例1的水质净化系统进行水质净化的方法，具体包括如下步骤：

(1)从生物处理单元二沉池流出的污水厂出水进入第一静电板式滤池1；同时，施加正向电压，使得第一静电板式滤池1中的第一电极板6与电源5的正极电连通，第二静电板式滤池4中的第二电极板7与电源5的负极电连通；

在正向电场作用下，池中带正电的第一电极板6吸附带有负电荷的有机悬浮物并使其聚集压缩在第一电极板6的两表面形成有机悬浮物污泥层，分离去除进入第一静电板式滤池1的污水中的有机悬浮物；

(2)从第一静电板式滤池1出来的污水进入第一反应池2中，在第一反应池2中投加硫酸亚铁作为除磷药剂，并充分搅拌使其充分溶解在污水中；硫酸亚铁的投加量以投加铁离子和TP的摩尔比为1-3：1计量。

(3)之后，污水进入第二反应池3中，在弱碱性条件下，以空气中氧作为氧化剂，将污水中的二价亚铁离子氧化为三价铁离子，并进一步生成带有正电荷的氢氧化铁包裹着磷酸铁的化学污泥；步骤(3)中投入NaOH使污水的pH为7.5-8.5的弱碱性。

(4)接着，污水进入第二静电板式滤池4中，在电场作用下，池中带负电的第二电极板7吸附污水中带正电荷的氢氧化铁包裹着磷酸铁的化学污泥并使其聚集压缩在第二电极板7的两表面形成磷泥层，分离去除污水中的磷酸盐；

(5)调整电压方向，施加负向电压，使得第一静电板式滤池1中的第一电极板6与电源5的负极电连通，第二静电板式滤池2中的第二电极板7与电源5的正极电连通；

在负向电场作用下，吸附压缩在第一电极板6的两表面的带有负电荷的有机悬浮物污泥层，被驱离第一电极板6，并向第一静电板式滤池1底部沉降；吸附压缩在第二电极板7的两表面的带正电荷的磷泥层被驱离第二电极板7，并向第二静电板式滤池2底部沉降；

(6)停止施压电压，第一静电板式滤池1、第二静电板式滤池2中驱离的污泥层分别沉降至各自池体底部，并通过各自池体底部的排泥口排出；

(7)净化后的污水从第二静电板式滤池2的出水口排出。

所述方法中，控制所述电源5在工作周期内依次提供正向电压、负向电压和零电压交替工作，设一个电源工作周期为T，正向电压时间为t1，负向电压时间为t2，零电压时间为t3；T＝t1+t2+t3，一个电源工作周期内，正向电压时间(工作时间)t1≥60％T，其余为负向电压时间(清洗时间)t2，及零电压时间(间歇时间)t3。

本发明的分离原理针对两种不同污染物的带电特性设计，进入系统的二沉池出水中的悬浮物SS是带有负电荷的生物污泥，加药除磷生成的磷酸铁为被带有正电荷的氢氧化铁包裹的化学污泥，两者在电性相反，带电量基本平衡，其精准平衡值可以通过加药量调控。另外，对正负极处两种污染物的数量可以实现精准平衡控制，从而实现将两种污水处理功能合二为一，从而进行高效分离。

本发明投加的除磷药剂为硫酸亚铁，能得到纯度高的磷酸铁泥，而且传统的聚合氯化铝或聚合硫酸铁，价格更低；并且本发明的净化过程中，加药除磷前已经通过第一静电板式滤池1较彻底地脱除了水中的悬浮有机物，能降低磷泥中悬浮有机污染物的含量；从第二静电板式滤池2排出的磷泥为磷酸铁和氢氧化铁的混合污泥，磷泥中的有机物含量小于5％，并且磷泥中不含PAM类有机药物，安全无污染，能用作肥料还田，磷泥中的氢氧化铁为弱碱性，还能改善酸性土壤条件。

此外，本发明中采用的单池单电极的静电板式滤池不需要水和空气的反冲洗，没有反洗用水，也没有反洗排污，水流通道顺畅，过滤阻力不足传统过滤的百分之一，能耗较低。并且，整个工艺属于绿色生产工艺，不产生固体废物，不需要更换和淘汰滤料，第一静电板式滤池1产生的生物污泥可以回流到系统内参与生物反应。

综上，本发明提供的水质净化系统及方法能高效的解决污水厂生物处理单元二沉池出水中有机悬浮物SS和含磷污染物TP超标的问题，在去除两种污染物的同时，还能产生高纯度磷酸盐污泥，可以当作肥料还田，产生一定的经济价值。另外系统不会产生额外的反洗废水，绿色无污染，工艺简单，设备使用寿命长，运行费用低。本发明方法对于污水中悬浮物含量低于200毫克/升的分离效果显著。另外，由于水的粘度较小，污染物浓度较低时颗粒运动速度快，压缩也比较明显。

以上所述仅为本发明的部分较佳实施例而已，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

1.一种污水水质净化系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的污水水质净化系统，其特征在于，

3.根据权利要求1或2所述的污水水质净化系统，其特征在于，

4.根据权利要求1或2所述的污水水质净化系统，其特征在于，若干相邻的第一电极板、若干相邻的第二电极板间的平行间隔设置距离为1-10cm。

5.根据权利要求1或2所述的污水水质净化系统，其特征在于，所述第一反应池、第二反应池内均设有搅拌装置。

6.根据权利要求1或2所述的污水水质净化系统，其特征在于，

7.一种污水水质净化方法，其特征在于，采用如权利要求1-6任一所述的污水水质净化系统，具体包括如下步骤：

(2)从第一静电板式滤池出来的污水进入第一反应池中，在第一反应池中投加硫酸亚铁作为除磷药剂，并充分搅拌使其溶解在污水中；

(7)净化后的污水从第二静电板式滤池的出水口排出。

8.根据权利要求7所述的污水水质净化方法，其特征在于，

所述方法中，控制所述电源在工作周期内依次提供正向电压、负向电压和零电压交替工作，设一个电源工作周期为T，正向电压时间为t1，负向电压时间为t2，零电压时间为t3；T＝t1+t2+t3，t1≥60％T。

9.根据权利要求7或8所述的污水水质净化方法，其特征在于，

所述电压为6-24V。

10.根据权利要求7或8所述的污水水质净化方法，其特征在于，

从第二静电板式滤池排出的磷泥为磷酸铁和氢氧化铁的混合污泥，磷泥中的有机物含量小于5％。