申请日2015.04.27
公开(公告)日2015.07.22
IPC分类号C02F9/14
摘要
本发明提供了一种智能化生活污水处理装置及处理污水的方法。装置包括：预处理系统、高效生物接触氧化反应器、沉淀箱和深度处理系统;预处理系统内设置有高能物理氧化反应器;高效生物接触氧化反应器内设置有表面螯合铁离子且包覆生物膜的载体材料;深度处理系统包括电解装置和高能物理氧化反应器;预处理系统、高效生物接触氧化反应器、沉淀箱、深度处理系统顺次连通。一种处理污水的方法：预处理系统内用高能物理氧化反应器进行直接氧化处理;载体材料与微生物分解有机物;沉淀箱截留活性污泥和载体材料;深度处理系统进行直接氧化处理;检测达标后排放。使用本申请提供的智能化生活污水处理装置及处理污水的方法，能够高效、低成本的处理污水。
权利要求书
1.一种智能化生活污水处理装置，其特征在于，包括：预处 理系统、高效生物接触氧化反应器、沉淀箱和深度处理系统;
所述预处理系统内设置有发射伽马射线的高能物理氧化反应 器;
所述高效生物接触氧化反应器内设置有载体材料，所述载体材 料表面螯合有铁离子，所述载体材料还包覆有用于截留活性污泥和 大分子有机物的生物膜;所述高效生物接触氧化反应器内加入含有 好氧微生物、兼性生物菌群、专性厌氧菌的菌液;
所述沉淀箱通过重力作用截留所述高效生物接触氧化反应器 内脱落的活性污泥和载体材料;
所述深度处理系统包括电解装置和所述高能物理氧化反应器;
所述预处理系统、所述高效生物接触氧化反应器、所述沉淀箱、 所述深度处理系统顺次连通。
2.根据权利要求1所述的智能化生活污水处理装置，其特征 在于，还包括用于储存污水和初步处理污水的调节池，所述调节池 的出口与所述预处理系统的入口连通。
3.根据权利要求2所述的智能化生活污水处理装置，其特征 在于，还包括用于排出所述智能化生活污水处理装置中的沉积物的 污泥回流系统。
4.根据权利要求3所述的智能化生活污水处理装置，其特征 在于，所述污泥回流系统的出口与所述调节池连通。
5.根据权利要求3或4所述的智能化生活污水处理装置，其 特征在于，所述预处理系统设置有第一底泥出口，所述第一底泥出 口与所述污泥回流系统连通;所述高效生物接触氧化反应器设置有 第二底泥出口，所述第二底泥出口与所述污泥回流系统连通;所述 沉淀箱设置有第三底泥出口，所述第三底泥出口与所述污泥回流系 统连通。
6.根据权利要求1所述的智能化生活污水处理装置，其特征 在于，所述预处理系统的入口设置在其高度方向上的顶端，所述预 处理系统的出口设置在其高度方向上的低端。
7.根据权利要求6所述的智能化生活污水处理装置，其特征 在于，所述高效生物接触氧化反应器的入口设置在其高度方向上的 下方一侧，所述高效生物接触氧化反应器的出口设置在其高度方向 上的上方一侧。
8.一种处理污水的方法，其特征在于，所述方法包括依次进 行的下述步骤：
污水在预处理系统内用高能物理氧化反应器产生的伽马射线 进行直接氧化处理;
之后进入高效生物接触氧化反应器内，在高效生物接触氧化反 应器内的载体材料与加入所述高效生物接触氧化反应器内的微生 物共同作用，分解污水中的有机物;
沉淀箱内截留所述高效生物接触氧化反应器内脱落的活性污 泥和载体材料;
污水在深度处理系统内用电解装置和高能物理氧化反应器进 行处理;
检测水体达标后排放。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述高效生物 接触氧化反应器内的处理过程具体为：
高效生物接触氧化反应器内的载体材料所包覆的生物膜将活 性污泥和大分子有机物分离;加入高效生物接触氧化反应器内的好 氧微生物、兼性生物菌群、专性厌氧菌对污水进行处理;在所述载 体材料表面螯合的铁离子的作用下，使得污水中的多肽长分子链有 机物断链开环。
10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，还包括以 下步骤：
在所述预处理系统处理之前，污水在调节池内进行沉降和厌氧 微生物分解处理;
所述预处理系统、所述高效生物接触氧化反应器和所述沉淀箱 底部的沉积物通过污泥回流系统回到所述调节池内。
说明书
智能化生活污水处理装置及处理污水的方法
技术领域
本发明涉及污水处理领域，具体而言，涉及一种智能化生活污 水处理装置及处理污水的方法。
背景技术
近年来，随着我国经济的高度发展，人们环保意识不断提高， 许多乡镇开始建设污水处理厂。
现在的生活污水处理装置，包括生活污水处理装置本体和蓄水 池，及设置在生活污水处理装置本体内的第一沉淀池，及设置在生 活污水处理装置本体内的厌氧池，及设置在生活污水处理装置本体 内的缺氧池，及设置在生活污水处理装置本体内的好氧池，及设置 在生活污水处理装置本体内的第二沉淀池，及设置在生活污水处理 装置本体内的过滤吸附仓，及设置在生活污水处理装置本体内的消 毒池，厌氧池、缺氧池和好氧池内均设有生物填料，消毒池内底部 设有紫外线消毒装置。
然而，由于乡镇污水处理规模小，水质、水量变化大，可供选 择的适用技术少。乡镇政府经济承受能力弱，维护管理技术人员运 行管理经验严重缺乏，因此大多乡镇没有采用相适应的处理工艺， 而是延用和照搬大、中型规模城市污水处理工艺及设计参数，造成 工程投资和运行费用过高。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种智能化生活污水处理装置，所 述的智能化生活污水处理装置具有适应性强、维护操作简单、出水 水质稳定，装置成本低、运营费用少等优点。
本发明的第二目的在于提供一种处理污水的方法，该方法具有 污水处理流程短、效率高等优点。
为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
一种智能化生活污水处理装置，包括：预处理系统、高效生物 接触氧化反应器、沉淀箱和深度处理系统;
所述预处理系统内设置有发射伽马射线的高能物理氧化反应 器;
所述高效生物接触氧化反应器内设置有载体材料，所述载体材 料表面螯合有铁离子，所述载体材料还包覆有用于截留活性污泥和 大分子有机物的生物膜;所述高效生物接触氧化反应器内加入含有 好氧微生物、兼性生物菌群、专性厌氧菌的菌液;
所述沉淀箱通过重力作用截留所述高效生物接触氧化反应器 内脱落的活性污泥和载体材料;
所述深度处理系统包括电解装置和所述高能物理氧化反应器;
所述预处理系统、所述高效生物接触氧化反应器、所述沉淀箱、 所述深度处理系统顺次连通。
预处理系统采用高能物理直接氧化的工艺技术，处理效率高、 处理效果好，能够有效杀灭细菌病毒;高效生物接触氧化反应器将 膜分离技术与生物技术有机结合，它利用生物膜将可生化性调节池 中的部分活性污泥和大分子有机物截留住，高比表面积的载体材料 的应用取代活性污泥法中的二沉池，进行固液分离，有效的达到了 泥水分离的目的。高效生物接触氧化反应器内的载体材料上做了创 新研究，在高比表面积的载体材料上嫁接了微电池技术，生物棉的 表面螯合的铁离子通过铁碳、生物棉、酒精互相浸泡而成，所述铁 离子包括Fe2+和Fe3+，将生物氧化反应和电化学结合在同一载体 上，使多肽长分子链有机物被断链开环，更适合于微生物的硝化分 解;沉淀箱通过重力作用截留高效生物接触氧化反应器内脱落的活 性污泥和载体材料。
载体材料是生物棉，生物棉上包覆的生物膜将可生化性调节池 中的部分活性污泥和大分子有机物截留住，高效生物接触氧化反应 器内加入含有好氧微生物、兼性生物菌群、专性厌氧菌的菌液，实 际发生了下述处理过程：
第一个阶段—好氧生物处理：好氧微生物吸收自然空气中的氧 份，维持新陈代谢作用，达到氧化分解的目的。在这阶段反应中， 对于污水中的氨氮、亚硝酸盐、硝酸盐、硫化氰等有害物质都将得 到去除。依据实际情况的需要还可以增加曝气泵作为附加装置， 向装置提供必要的氧气。
第二个阶段—兼氧生物处理：兼氧生物处理实际上是依据水解 酸化的生物分解机理，通过培养的兼性生物菌群对污水中的难降解 的有机物及发色基团进行分解、解体，提高可生化性。
第三个阶段—厌氧生物处理：污水在第二个阶段已经培养出了 兼性生物菌群，这些有机化合物作为电子受体，同时被作为电子供 体的生物降解过程，有机物被转化成以挥发性脂肪酸为主的末端产 物。酸化过程是依靠大量的、多种多样的发酵细菌来完成，细菌中 大部分是专性厌氧菌和兼性厌氧菌，兼性菌在反应器受到氧气的冲 击时，能迅速消耗掉氧气，保持污水的低氧化还原电位，维护产甲 烷菌的运行条件，对污水进行深度氧化降解。
第四个阶段—生物微电解氧化：生物微电解是依靠鳌合在生物 载体(生物棉)表面的铁离子在水体的酸化阶段产生新生态的具有 极高化学活性的H、Fe2+，使水体中的长链有机化合物断链向小分 子链的中间体转化，提高水体的可生化性。
深度处理系统保证出水水质的稳定达标，通过深度处理的废 水，能用于植物灌溉、冲洗路面等回用。本申请所使用的电解装置 采购自市场。
预处理系统和深度处理系统中的高能物理氧化反应器的主要 原理为：高能粒子直接氧化技术是在电化学的基础上，对金属电极 进行改性，在外接电场下，阳极涂层内电子开始迁移，带动粒子、 离子运动。带电荷的粒子被积聚，在诱导激发下，成束对水溶液进 行轰击、排序，获得新生态势的氧化性自由基物，氯离子激发成次 氯酸。这些强氧化性物质对水体中的污染物氧化分解。外加电场状 态下电子向阴极迁移，阴极释放氢原子对水体中的污染物氧化还原 反应。
优选地，所述智能化生活污水处理装置还包括用于储存污水和 初步处理污水的调节池，所述调节池的出口与所述预处理系统的入 口连通。
调节池可以将污水进行储存，并进行初步的处理，例如微生物 分解、沉降等，使得进入后续装置的水体的可处理性提高。调节池 内还设置有水泵，用以将污水输送至预处理系统内。
进一步优选地，所述智能化生活污水处理装置还包括用于排出 所述智能化生活污水处理装置中的沉积物的污泥回流系统。
在处理的过程中，智能化生活污水处理装置中的各个部分都会 存在固体物的沉降积存，使用污泥回流系统，可以将这些沉积物排 出，避免装置的阻塞，保证装置运行正常、高效。
更加优选地，所述污泥回流系统的出口与所述调节池连通。
将污泥回流系统与调节池连通，一方面方便将沉积物统一处 理，避免装置运行带来二次污染的问题;另一方面，可以将后续各 个部分中的有效物质返回到调节池内，加强调节池初步处理的效 果，例如，高效生物接触氧化反应器内的部分微生物(主要是厌氧 水解所需微生物)可以随着沉积物回到调节池，这部分微生物可以 加强调节池内发生的初步分解作用。
可选地，所述预处理系统设置有第一底泥出口，所述第一底泥 出口与所述污泥回流系统连通;所述高效生物接触氧化反应器设置 有第二底泥出口，所述第二底泥出口与所述污泥回流系统连通;所 述沉淀箱设置有第三底泥出口，所述第三底泥出口与所述污泥回流 系统连通。
将各个部分均与污泥回流系统连通，能够充分保证对整个装置 的沉积物处理;经过预处理系统、高效生物接触氧化反应器、沉淀 箱的处理，深度处理系统内存在的沉积物会很少，深度处理系统可 以有选择的设置底泥出口。
上述底泥出口均优选设置在各个部分的高度方向上的底部，便 于沉积物在重力作用下积聚和排出，也便于装置的清理。
优选地，所述预处理系统的入口设置在其高度方向上的顶端， 所述预处理系统的出口设置在其高度方向上的低端。
这样设置的好处在于，污水在重力作用下能够快速的通过预处 理系统进行预处理，也能够保证预处理系统运转的流畅。在其他的 实施方式中，预处理系统的入口和出口可以依据实际情况进行变 化。
进一步优选地，所述高效生物接触氧化反应器的入口设置在其 高度方向上的下方一侧，所述高效生物接触氧化反应器的出口设置 在其高度方向上的上方一侧。
高效生物接触氧化反应器内对污水的处理是整个处理过程的 核心，上述设置能够保证污水在高效生物接触氧化反应器内的停留 时间。
本申请还一种处理污水的方法，所述方法包括依次进行的下述 步骤：
污水在预处理系统内用高能物理氧化反应器产生的伽马射线 进行直接氧化处理;
之后进入高效生物接触氧化反应器内，在高效生物接触氧化反 应器内的载体材料与加入所述高效生物接触氧化反应器内的微生 物共同作用，分解污水中的有机物;
沉淀箱内截留所述高效生物接触氧化反应器内脱落的活性污 泥和载体材料;
污水在深度处理系统内用电解装置和高能物理氧化反应器进 行处理;
检测水体达标后排放。
预处理系统将污水内的大分子有机物进行预氧化分解，提高后 续处理的效率;高效生物接触氧化反应器对污水进行充分的分离、 分解处理，大部分污染物得到处理;沉淀箱内截留高效生物接触氧 化反应器内脱落的活性污泥和载体材料，防止前述物质随着水体流 动排出装置，造成处理不达标;深度处理系统主要是起到杀菌消毒 和保证处理水质稳定达标的作用。
优选地，所述高效生物接触氧化反应器内的处理过程具体为：
高效生物接触氧化反应器内的载体材料所包覆的生物膜将活 性污泥和大分子有机物分离;加入高效生物接触氧化反应器内的好 氧微生物、兼性生物菌群、专性厌氧菌对污水进行处理;在所述载 体材料表面螯合的铁离子的作用下，使得污水中的多肽长分子链有 机物断链开环。
高效生物接触氧化反应器将活性污泥与生物接触氧化、生物好 氧与生物厌氧、生物氧化降解与电化学、水质净化与污泥处理的四 位一体化，处理效果好、速度快。
可选地，所述方法还包括以下步骤：
在所述预处理系统处理之前，污水在调节池内进行沉降和厌氧 微生物分解处理;
所述预处理系统、所述高效生物接触氧化反应器、所述沉淀箱 底部的沉积物通过污泥回流系统回到所述调节池内。
调节池的预处理能够保证进入后续装置的水体的可生化处理 性提高，而且能够减少进入装置的固体污染物和杂质，避免装置堵 塞，延长装置的运行周期。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)适应性强、维护操作简单、出水水质稳定;
(2)成本低、占地面积小、维护费用低;
(3)适合处理需求较小的地区使用。