一种基于生化与电解技术的污水深度处理再生利用方法技术

本发明专利技术公开一种基于生化与电解技术的市政污水的深度处理及再生利用方法，包括如下步骤：（1）厌氧处理；（2）缺氧与好氧处理；（3）二次沉淀；（4）纳米催化电解（NCE）；（5）絮凝沉淀或混凝沉淀；（6）过滤。本发明专利技术首先将污水采用厌氧处理后，再缺氧与好氧交替处理和二次沉淀，再经过电解、絮凝沉淀或混凝沉淀与过滤的组合工艺使市政污水经过处理达到地表类四类或类三类水的水质标准。通过电解去除COD、BOD、色度、氨氮和总氮；通过絮凝沉淀或混凝沉淀去除COD、石油类、植物油，同时去除磷、部分有机物和总氮；通过过滤去除固体颗粒物质（SS），过滤出水达到地表类4类或类3类水水质标准。

【技术实现步骤摘要】
一种基于生化与电解技术的污水深度处理再生利用方法
本专利技术属于环境工程的水污染治理领域，更为具体地说是将市政污水深度处理使之达到地表类4类或类3类水质从而满足再生利用的方法。
技术介绍
为了加强污水处理管理，控制水污染，2002年国家颁布了《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）。2006年，原国家环境保护总局对《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918－2002）中一级A标准和一级B标准的执行对象进行调整，要求：城镇污水处理厂出水排入国家和省确定的重点流域及湖泊、水库等封闭、半封闭水域时，执行一级标准的A标准，排入《地表水环境质量标准》(GB3838－2002)中Ⅲ类功能水域（划定的饮用水水源保护区和游泳区除外）、《海水水质标准》（GB3097－1982）中海水二类功能水域时，执行一级标准的B标准。当前的市政污水处理厂比较常用的A2/O及其改良工艺（如UCT工艺）、各种氧化沟工艺、SBR类及其变型工艺（CAST工艺等）等，但不外乎活性污泥法工艺和生物膜法工艺两种。目前活性污泥法占有绝对优势，仅有少数污水厂采用生物膜法工艺。采用这些工艺的出水如不加深度处理多数只能达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级B标准出水指标，其指标如表1：表1基本控制项目最高允许排放浓度（日均值）序号基本控制项目一级B标准（mg/L）1COD602BOD203SS204动植物油35石油类36阴离子表面活性剂17总氮（以N计）208氨氮（以N计）8（15）9总磷（以P计）110色度（稀释倍数）3011pH6-912粪大肠菌群数（个/L）104为了改善水环境，2015年国务院下达了“关于印发水污染防治行动计划的通知（国发〔2015〕17号）”。通知要求“现有城镇污水处理设施，要因地制宜进行改造，2020年底前达到相应排放标准或再生利用要求。敏感区域(重点湖泊、重点水库、近岸海域汇水区域)城镇污水处理设施应于2017年底前全面达到一级A排放标准。建成区水体水质达不到地表水Ⅳ类标准的城市，新建城镇污水处理设施要执行一级A排放标准”。现有的多数市政污水处理厂的污水处理工艺的出水只能达到一级B的标准，部分污水厂在A2/O及其改良工艺（如UCT工艺）之后增加絮凝（也称混凝）除磷和生物脱氮（多采用深床滤池过滤）或MBR工艺处理后可以达到一级A标准的出水水质。如果需要更高的水质，还需进一步深度处理。如果采用“A2O+絮凝（混凝）沉淀除磷+生物脱氮（脱COD、BOD）+过滤”的污水深度处理工艺，通常情况万吨污水投资约2500～2800万元，万吨污水占地约3100～3400平方米。BOT模式下，运行服务费约约为1.2～1.8元/m3。如果采用“A2O+化学除磷+MBR”工艺，万吨污水处理工程的投资约3200～3500万元，万吨污水工程占地约2400～2600平方米，处理每吨水的综合运行成本约为1.4～2.0元/m3。这两种工艺，不仅投资大，运行费用高，而且经过处理后的排放水只能达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A标准出水指标，要作为再生水使用，还要进行深度处理才能满足再生水的水质标准，因此，急需一种经济实用的污水深度处理再生利用方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种经济实用的市政污水深度处理再生利用方法以生产再生水。本专利技术采用如下技术方案：它是将市政污水经过厌氧处理、缺氧处理和好氧处理后增加电解、絮凝沉淀（也称混凝沉淀）和过滤步骤，即包括如下步骤：（1）厌氧：污水经过粗格栅和细格栅除去固体杂质后，进入初沉池沉淀，出水进入厌氧池在厌氧的作用下将有机酸分解成甲烷和二氧化碳，降低COD；（2）缺氧/好氧：厌氧池出水进入缺氧池和好氧池（又称A/O池）进行缺氧/好氧处理，通过A/O处理工艺中的缺氧菌和好氧菌的氧化降解作用进一步除去COD、氨氮和总氮，使污水得到净化废水；（3）沉淀：A/O生化处理的出水在二沉池内进行泥水分离，沉淀下来的污泥部分回流到厌氧池（A池），剩余污泥由泵输送到污泥浓缩池；（4）纳米催化电解（NCE）：将经过步骤（1）至（3）处理后的出水泵入电解机中电解，电解过程中，阳极产生Cl·和O·，Cl·和O·与有机物（COD和BOD）氨氮等反应，生成CO2、H2O、N2和NO3﹣，除去有机物，降低COD和BOD，氨氮；阴极产生“H·”和“OH·”，产生的“H·”和“OH·”与“NO3﹣”和有机物（COD和BOD）氨氮等反应，生成CO2、H2O、N2；（5）絮凝（混凝）沉淀：步骤（4）电解后污水进入絮凝（混凝）反应池，向絮凝（混凝）反应池中加入1～50g/m3硫酸亚铁溶液和1～5mg/m3助凝剂进行絮凝（混凝）反应，Fe2+与电解未反应完全的Cl·、O·、OH·或Cl2反应生成Fe3+，Fe3+与PO43-反应生成磷酸铁沉淀除去污水的磷，与OH-反应生成Fe(OH)3沉淀进行絮凝（混凝）反应，通过吸附作用除去石油类、动植物油等有机物，进入沉淀池进行沉淀分离，污泥进入污泥处理系统脱水成泥块，清液进入步骤（6）过滤；（6）过滤：步骤（5）絮凝沉淀后的污水（清液）进入过滤装置过滤，清液即为达到地表类4类或类3类水质标准的再生水，泥浆进入污泥处理系统脱水成泥块。（7）污泥处理初沉池和步骤（3）二沉池的产生的沉淀（即污泥）和步骤（5）沉淀产生的沉淀（即污泥）通过管道进入污泥浓缩池，再经过污泥脱水机的脱水作用使得污泥减容，脱水后含水量小于或等于60%的干泥进行外运或堆肥处理，滤液则回流至步骤（1）前的粗格栅进水口；（8）气体处理步骤（1）厌氧处理中产生的沼气经沼气脱硫及焚烧系统处理后的尾气进入尾气除臭系统处理。对于进水污染物较高的污水，步骤（2）所述的缺氧/好氧之后还可以有一个二段AO处理步骤，以进一步除去污水中的COD、BOD、氨氮和总氮等。步骤（4）所述电解的电解工作电压为5～500V，相邻两电极间的电压为1～15V，电流密度为5～500mA/cm2,步骤（4）中污水在电解机中的停留时间为5s～10min。步骤（4）电解机设有电源和电解槽，所述电解槽内的阴极为石墨、钛、铁、铝、锌、铜、铅、镍、钼、铬、合金、有贵金属氧化物涂层的钛电极、纳米催化电极中的一种，阳极为有贵金属氧化物涂层的纳米催化电极，电极为板状或网状，阴、阳交替的分布在电解槽内，相邻电极板的距离为4～10mm。所述纳米催化电极的表层涂覆有晶粒为10～42nm的贵金属氧化物催化涂层，所述纳米催化电极的基板为钛板、其它金属板或塑料板。步骤（4）所述电解是直接电解或间接电解的一种,最佳效果是直接电解。1、阳极主要的电极反应是：2Cl﹣-2e→2Cl·→Cl2↑3H2O+2e→O·+2H3O﹢由于H3O﹢的生成，在阳极附近，碱性降低，酸性上升。2、阴极阴极采用纯金属钛（或不锈钢板），在水的电解中，阴极在净化水中也起到重要的作用：降低重金属离子和活性磷等的浓度，水质得到极大地改善，能达到超一类水的标准。在阴极上，主要的化学反应是：H2O→H++OH-主要的电极反应是：2H++2e→2H·→H2↑2H3O++2e→2H·+2H2O→H2↑+2H2O由于H2的析出，在阴极附近，酸性降低，碱性上升。阴极的电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于生化与电解技术的污水深度处理再生利用方法，其特征在于它是将污水经过厌氧处理、缺氧处理和好氧处理后增加电解、絮凝沉淀或混凝沉淀和过滤步骤，即增加如下步骤：（1）厌氧：污水经过粗格栅和细格栅除去固体杂质后，进入初沉池沉淀，出水进入厌氧池在厌氧的作用下将有机酸分解成甲烷和二氧化碳，降低COD；（2）缺氧/好氧：厌氧池出水进入缺氧池和好氧池进行缺氧/好氧处理，通过A/O处理工艺中的缺氧菌和好氧菌的氧化降解作用进一步除去COD、氨氮和总氮，使污水得到净化废水；（3）沉淀：A/O生化处理的出水在二沉池内进行泥水分离，沉淀下来的污泥部分回流到厌氧池，剩余污泥由泵输送到污泥浓缩池；（4）电解：将经过步骤（1）至（3）处理后的出水泵入纳米催化电解机中电解，电解过程中，阳极产生Cl·和O·， Cl·和O·与有机物氨氮等反应，生成CO2、H2O、N2和NO3

【技术特征摘要】
2016.12.20 CN 201611184439X1.一种基于生化与电解技术的污水深度处理再生利用方法，其特征在于它是将污水经过厌氧处理、缺氧处理和好氧处理后增加电解、絮凝沉淀或混凝沉淀和过滤步骤，即增加如下步骤：（1）厌氧：污水经过粗格栅和细格栅除去固体杂质后，进入初沉池沉淀，出水进入厌氧池在厌氧的作用下将有机酸分解成甲烷和二氧化碳，降低COD；（2）缺氧/好氧：厌氧池出水进入缺氧池和好氧池进行缺氧/好氧处理，通过A/O处理工艺中的缺氧菌和好氧菌的氧化降解作用进一步除去COD、氨氮和总氮，使污水得到净化废水；（3）沉淀：A/O生化处理的出水在二沉池内进行泥水分离，沉淀下来的污泥部分回流到厌氧池，剩余污泥由泵输送到污泥浓缩池；（4）电解：将经过步骤（1）至（3）处理后的出水泵入纳米催化电解机中电解，电解过程中，阳极产生Cl·和O·，Cl·和O·与有机物氨氮等反应，生成CO2、H2O、N2和NO3﹣，除去有机物，降低COD、BOD、氨氮；阴极产生“H·”和“OH·”，产生的“H·”和“OH·”与“NO3﹣”和有机物氨氮等反应，生成CO2、H2O、N2；（5）絮凝沉淀：步骤（4）电解后污水进入絮凝反应池，向絮凝反应池中加入1～50g/m3硫酸亚铁溶液和1～5mg/m3助凝剂进行絮凝反应，Fe2+与电解未反应完全的Cl·、O·、OH·或Cl2反应生成Fe3+，Fe3+与PO43-反应生成磷酸铁沉淀除去污水的磷，与OH-反应生成Fe(OH)3沉淀进行絮凝反应，通过吸附作用除去石油类、动植物油等有机物，进入沉淀池进行沉淀分离，污泥进入污泥处理系统脱水成泥块，清液进入步骤（6）过滤；（6）过滤：步骤（5）絮凝沉淀后的污水（清液）进入过滤装置过滤，清液即为达到地表类4类或类3类水质标准的再生水，泥浆进入污泥处理系统脱水成泥块；（7）污泥处理：初沉池和步骤（3）二沉池的产生的沉淀（即污泥）和步骤（5）沉淀产生的沉淀（即污泥）通过管道进入污泥浓缩池，再经过污泥脱水机的脱水作用使得污泥减容，脱水后含水量小于或等于60%的干泥进行外运或堆肥处理，滤液则回流至步骤（1）前的粗格栅进水口；（8）气体处理：步骤（1）厌氧处理中产生的沼气经沼气脱硫及焚烧系统处理后的尾气进入尾气除臭系统处理。2.如权利要求1所述的一种基于生化与电解技术的污水深度处理再生利用方法，其特征在于：步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：张世文，
申请(专利权)人：波鹰厦门科技有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35