申请日2016.11.30
公开(公告)日2017.05.10
IPC分类号C02F9/04; B01J23/889
摘要
一种生活污水处理方法和设备，方法包括污水预处理：将污水中的粉碎大颗粒粉碎，然后在污水中添加氯化亚铁絮凝剂进行沉降处理;氧化处理：向经过污水预处理的污水中加入FeMn/AC催化剂，并采用曝气发生装置在污水中产生臭氧微气泡，对污水进行氧化处理;污水经过FeMn/AC与臭氧的共同作用，沉降一段时间，达到排放标准后排出。设备包括用于进行所述的污水预处理的污水预处理单元和用于进行氧化处理的氧化处理单元。本发明采用了FeMn/AC+臭氧产生羟基自由基的处理工艺，氧化能力强、杀菌作用强、处理彻底，使得处理设备简单、运行条件温和，在一定程度上减小系统体积，降低系统能耗。
摘要附图
权利要求书
1.一种生活污水处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)污水预处理：将污水中的粉碎大颗粒粉碎，然后在污水中添加氯化亚铁絮凝剂进行沉降处理;
(2)氧化处理：向经过污水预处理的污水中加入FeMn/AC催化剂，并采用曝气发生装置在污水中产生臭氧微气泡，对污水进行氧化处理;污水经过FeMn/AC与臭氧的共同作用，沉降一段时间，达到排放标准后排出。
2.根据权利要求1所述的生活污水处理方法，其特征在于，所述的步骤(1)中沉降处理的沉降时间为10-25min。
3.根据权利要求1所述的生活污水处理方法，其特征在于，所述的步骤(2)中，检测污水中的臭氧溶液浓度，根据检测的臭氧溶液或气体浓度来调节进气臭氧浓度，从而使效果维持最佳，成本最省。
4.根据权利要求1所述的生活污水处理方法，其特征在于，所述的步骤(2)中，检测臭氧排放口的气态臭氧浓度，当臭氧浓度高于设定值(2-5mg/L)时，使一部分气体返回到曝气池，从而提高臭氧利用率。
5.根据权利要求1所述的生活污水处理方法，其特征在于，所述的FeMn/AC催化剂的制备方法包括：
(1)椰壳活性炭研磨至纳米级别粉末;
(2)烘干;
(3)盐酸处理：将烘干的粉末放入盐酸水溶液中，加热至沸腾并保持一段时间;冷却后用纯水洗至中性;然后烘干;
(4)活化：将烘干后的椰壳炭粉末与氢氧化钾进行充分混合，在氮气保护下进行一次活化，然后置于CO2气氛中进行二次活化处理，成为椰壳炭AC样品;
(5)称取一定量的椰壳炭AC以及Fe(NO3)3·9H2O和Mn(NO3)2，将三者溶解混合于一定体积的水中，置于恒温振荡培养箱中振荡培养一段时间，取出冷却后再烘干;
(6)三次活化：在氮气保护下进行焙烧活化，既得FeMn/AC成品。
6.根据权利要求5所述的生活污水处理方法，其特征在于，所述的步骤(1)和(2)中，将椰壳活性炭置于球磨机中进行球充分球磨，然后放至真空烘箱中于250℃烘干2h;
所述的步骤(3)中，所述的盐酸水溶液的浓度1%-2%wt，加热至沸腾并保持1.5h;然后置于100℃干燥箱中进行烘干;
所述的步骤(4)中，椰壳炭粉末与氢氧化钾的比例为1:1，置于管式炉中在氮气保护下在800℃下进行一次活化处理1h，然后置于600℃CO2气氛中进行二次活化处理2h;
所述的步骤(5)中，所述的椰壳炭AC、Fe(NO3)3·9H2O以及Mn(NO3)2含量分别为：椰壳炭AC95%~99.5%，Fe(NO3)3·9H2O为3.62%~26.2%，Mn(NO3)2，Mn(NO3)2为1.63%~16.3%，置于恒温振荡培养箱中80℃，100r/min振荡12h，取出冷却，120℃烘箱中烘干;
所述的步骤(6)中，置于400℃下在氮气保护下进行焙烧活化1h。
7.一种实施所述的生活污水处理方法的设备，其特征在于，主要包括：用于进行所述的污水预处理的污水预处理单元(A)，用于进行氧化处理的氧化处理单元(B)，以及用于将经过污水预处理单元(A)预处理后的污水输送到氧化处理单元(B)的液压泵(4);
该污水预处理单元A包括：污水入口(1)、粉碎泵(2)、预处理容器(3)、污泥收集腔(9)和污泥排除阀(10)，粉碎泵(2)的入口与污水入口(1)连接，粉碎泵(2)的出口与预处理单元(3)的入口连接，在预处理容器(3)的底部设有锥形的污泥收集腔(9)，在污泥收集腔(9)的底端设有污泥出口并装有污泥排除阀(10);预处理单元(3)的出口于所述的液压泵(4)的入口连接;
该氧化处理单元(B)包括：臭氧发生器(11)、曝气池(18)和曝气管(13)，曝气池(18)下部的入口与所述的液压泵(4)的出口连接，在该曝气池(18)内设有曝气管(13)，该曝气管(13)的进气口通过臭氧管路(12)与臭氧发生器(11)连接，在该曝气管(13)上装有多个曝气头;在该曝气池(18)的上部设有催化剂添加口(8)和装有排气阀(15)的排气口，在该曝气池(18)的下部设有水出口(7)和排水阀(6)。
8.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，在所述的曝气池(18)内装有搅拌器(5)。
9.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，在所述的排气口与臭氧发生器(11)之间连接有臭氧回流管，并在该臭氧回流管装有臭氧回流阀(16);在该排气口内装有臭氧浓度检测仪(14)，用于控制臭氧回流阀(16)的开度。
10.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，在所述的曝气池(18)内装有臭氧溶液浓度检测仪(17)，用于控制臭氧发生器(11)的产气量。
11.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，所述的曝气管(13)横向设置在该曝气池(18)内，根据曝气池(18)深度，间隔进行分层排布，相邻曝气管(13)的间距从下自上逐层递增，使得每层曝气管(13)之间的臭氧浓度从下自上逐层递减。
说明书
一种生活污水处理方法和设备
技术领域
本发明属于生活污水技术领域，具体是一种生活污水的处理方法和设备。
背景技术
废弃物、污水未经处理或者仅仅部分处理便直接排入地表水体，是造成水污染的一个主要原因。生活污水污染物造成水体中的COD(化学需氧量)、BOD5(生物需氧量)、色度、氮磷数值较高，这些水体处理不达标排放将会对环境造成极大的污染。随着国家对环保越来越重视，生活污水处理的产业发展得到了极大的发展，并且相应的排放标准也在提高。
目前，现有的常用的污水处理工艺主要有生物法和电化学法等。生化法是在一定条件下，利用微生物对生活污水中有机物的分解消化作用，生成对环境无害的二氧化碳和水，从而达到对污水净化的目的;电化学方法主要利用电化学方法对污水中的有机物进行物理去除或直接氧化，降低水中COD及BOD5值，同时产生氧化剂，杀灭水中大肠杆菌。另外，还需对水中余氯进行处理，使其达到排放标准。
长期以来，生活污水的二级生物处理多采用活性污泥法，它是当前世界各国应用最广的一种二级生物处理工艺，具有以下几个特点：一是采用传统的活性污泥法，往往基建费、运行费高，能耗大，管理较复杂，易出现污泥膨胀现象;工艺设备不能满足高效低耗的要求。二是随着污水排放标准的不断严格，对污水中氮、磷等营养物质的排放要求较高，传统的具有脱氮除磷功能的污水处理工艺多以活性污泥法为主，往往需要将多个厌氧和好氧反应池串联，形成多级反应池，通过增加内循环来达到脱氮除磷的目的，这势必要增加基建投资的费用及能耗，并且使运行管理较为复杂。三是活性污泥法产生大量的剩余污泥，需要进行污泥无害化处理，增加了投资。
生物膜法也是生活污水二级生物处理的一种常用方法，但生物膜法的不足之处在于生物膜载体增加了系统的投资;载体材料的比表面积小，反应装置容积有限、空间效率低，在处理城市污水时处理效率低;附着于固体表面的微生物量较难控制，操作伸缩性差;靠自然通风供氧，不如活性污泥供氧充足，容易产生厌氧 。
综合上述分析，现有技术存在结构复杂或者运行费用高、操作不方便、处理效果不达标等诸多问题。
发明内容
本发明旨在提供一种生活污水处理方法和设备，以解决现有技术存在的结构复杂或者运行费用高、操作不方便、处理效果不达标的问题。
本发明的技术方案是：一种生活污水处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)污水预处理：将污水中的粉碎大颗粒粉碎，然后在污水中添加氯化亚铁絮凝剂进行沉降处理;
(2)氧化处理：向经过污水预处理的污水中加入FeMn/AC催化剂，并采用曝气发生装置在污水中产生臭氧微气泡，对污水进行氧化处理;污水经过FeMn/AC与臭氧的共同作用，沉降一段时间，达到排放标准后排出。
所述的步骤(1)中沉降处理的沉降时间为10-25min。
所述的步骤(2)中，检测污水中的臭氧溶液浓度，根据检测的臭氧溶液或气体浓度来调节进气臭氧浓度，从而使效果维持最佳，成本最省。
所述的步骤(2)中，检测臭氧排放口的气态臭氧浓度，当臭氧浓度高于设定值(2-5mg/L)时，使一部分气体返回到曝气池，从而提高臭氧利用率。
所述的FeMn/AC催化剂的制备方法包括：
(1)椰壳活性炭研磨至纳米级别粉末;
(2)烘干;
(3)盐酸处理：将烘干的粉末放入盐酸水溶液中，加热至沸腾并保持一段时间;冷却后用纯水洗至中性;然后烘干。
(4)活化：将烘干后的椰壳炭粉末与氢氧化钾进行充分混合，在氮气保护下进行一次活化，然后置于CO2气氛中进行二次活化处理，成为椰壳炭AC样品;
(5)称取一定量的椰壳炭AC以及Fe(NO3)3·9H2O和Mn(NO3)2，将三者溶解混合于一定体积的水中，置于恒温振荡培养箱中振荡培养一段时间，取出冷却后再烘干;
(6)三次活化：在氮气保护下进行焙烧活化，既得FeMn/AC成品。
所述的步骤(1)和(2)中，将椰壳活性炭置于球磨机中进行球充分球磨，然后放至真空烘箱中于250℃烘干2h;
所述的步骤(3)中，所述的盐酸水溶液的浓度1%-2%wt，加热至沸腾并保持1.5h;然后置于100℃干燥箱中进行烘干;
所述的步骤(4)中，椰壳炭粉末与氢氧化钾的比例为1:1，置于管式炉中在氮气保护下在800℃下进行一次活化处理1h，然后置于600℃CO2气氛中进行二次活化处理2h;
所述的步骤(5)中，所述的椰壳炭AC、Fe(NO3)3·9H2O以及Mn(NO3)2含量分别为：椰壳炭AC95%~99.5%，Fe(NO3)3·9H2O为3.62%~26.2%，Mn(NO3)2，Mn(NO3)2为1.63%~16.3%，置于恒温振荡培养箱中80℃，100r/min振荡12h，取出冷却，120℃烘箱中烘干;
所述的步骤(6)中，置于400℃下在氮气保护下进行焙烧活化1h。
一种实施所述的生活污水处理方法的设备，其特征在于，主要包括：用于进行所述的污水预处理的污水预处理单元，用于进行氧化处理的氧化处理单元，以及用于将经过污水预处理单元预处理后的污水输送到氧化处理单元的液压泵;
该污水预处理单元A包括：污水入口、粉碎泵、预处理容器、污泥收集腔和污泥排除阀，粉碎泵的入口与污水入口连接，粉碎泵的出口与预处理单元的入口连接，在预处理容器的底部设有锥形的污泥收集腔，在污泥收集腔的底端设有污泥出口并装有污泥排除阀;预处理单元的出口于所述的液压泵的入口连接;
该氧化处理单元包括：臭氧发生器、曝气池和曝气管，曝气池下部的入口与所述的液压泵的出口连接，在该曝气池内设有曝气管，该曝气管的进气口通过臭氧管路与臭氧发生器连接，在该曝气管上装有多个曝气头;在该曝气池的上部设有催化剂添加口和装有排气阀的排气口，在该曝气池的下部设有水出口和排水阀。
在所述的曝气池内装有搅拌器。
在所述的排气口与臭氧发生器之间连接有臭氧回流管，并在该臭氧回流管装有臭氧回流阀;在该排气口内装有臭氧浓度检测仪，用于控制臭氧回流阀的开度。
在所述的曝气池内装有臭氧溶液浓度检测仪，用于控制臭氧发生器的产气量。
所述的曝气管横向设置在该曝气池内，根据曝气池深度，间隔进行分层排布，相邻曝气管的间距从下自上逐层递增，使得每层曝气管之间的臭氧浓度从下自上逐层递减。
本发明的优点是：通过采用新的处理方法，使得生活污水处理方法简单，设备简单、运行条件温和、氧化能力强、杀菌作用强、处理彻底，处理效果更佳，并且减小了系统体积，降低了处理成本。经采用本发明所述生活污水处理系统处理后的污水满足COD、BOD、总磷、色度等指标要求。