公布日：2023.01.10
申请日：2022.09.30
分类号：C02F9/00(2023.01)I;C02F3/30(2006.01)I;C02F1/28(2006.01)I;C02F1/00(2006.01)I;C02F1/48(2006.01)I;C02F101/16(2006.01)N;C02F101/10(2006.01)N;C02F101
/34(2006.01)N
摘要
一种分子筛填料和磁场耦合活性污泥进行污水处理的装置和工艺，属于污水处理领域。前端处理单元与分子筛反应池连接，分子筛反应池配置有搅拌装置和曝气装置，同时还悬浮有装填分子筛的悬浮填料，分子筛反应池与二沉池连通，二沉池底部污泥总出口处外设有脉冲式磁场发生器，二沉池底部污泥总出口分为两支管路，一支管路经由污泥回流泵与分子筛反应池前端连接，另一支经由排泥泵将污泥排掉；本发明首先通过分子筛填料的吸附、挂膜作用，对废水进行高负荷处理，之后，通过在二沉池排泥总管上外加磁场，实现一种反应条件温和、系统组成及操作简单的复合分子筛填料的磁活性污泥工艺。
权利要求书
1.一种分子筛填料和磁场耦合活性污泥进行污水处理的装置，其特征在于，包括调节池(1)、分子筛反应池(2)、分子筛填料(2-1)、搅拌装置(2-2)、曝气装置(2-3)、二沉池(3)、污泥回流泵(3-1)、排泥泵(3-2)、脉冲式磁场发生器(3-3)；调节池(1)与分子筛反应池(2)进水口连接，分子筛反应池(2)配置有搅拌装置(2-2)，同时分子筛反应池(2)底部设有曝气装置(2-3)，分子筛装填在带有孔的悬浮填料内，悬浮填料悬浮在分子筛反应池(2)内；分子筛反应池(2)的出水口与二沉池(3)连通，二沉池(3)底部污泥总出口处外设有脉冲式磁场发生器(3-3)，二沉池(3)底部污泥总出口分为两支管路，一支管路经由污泥回流泵(3-1)和阀门与分子筛反应池(2)的前端连接，另一支管路经由排泥泵(3-2)将污泥排掉。
2.按照权利要求1所述的一种分子筛填料和磁场耦合活性污泥进行污水处理的装置，其特征在于，所述的分子筛反应池(2)作为缺氧池、好氧池或采用两个作为缺氧池、好氧池串联或好氧池、缺氧池串联。
3.按照权利要求1所述的一种分子筛填料和磁场耦合活性污泥进行污水处理的装置，其特征在于，所述的脉冲式磁场发生器(3-3)产生的磁场方向为垂直水流方向，磁场为同一方向的间隔脉冲磁场，强度为30mT～100mT，脉冲频次为1～20个脉冲/h，单次脉冲时间为3s～30s。
4.按照权利要求1所述的一种分子筛填料和磁场耦合活性污泥进行污水处理的装置，其特征在于，所述分子筛粒径为5～8mm，悬浮填料为φ100mm悬浮球，最大孔径5mm。
5.采用权利要求1所述的装置进行污水处理的方法，其特征在于，包括以下步骤：废水经过调节池后流入分子筛反应器内，分子筛反应器可以为缺氧池或好氧池，分子筛装填在悬浮填料内，通过在缺氧池设置的搅拌装置或者好氧池内的曝气装置使分子筛在池内呈悬浮流化状态；分子筛一方面可以通过其孔状结构提供巨大比表面积，供微生物附着生长；另一方面，通过其吸附性能，吸附废水中的重金属离子等，减少重金属对活性污泥的毒害以及冲击；之后，废水流入二沉池，二沉池排泥总管上设置脉冲磁场发生器，周期性产生磁场作用于污泥管道；污泥经过脉冲磁场发生器的磁化作用后，分两路进入不同工艺单元，一部分污泥回流至缺氧池或好氧池前端，一部分作为剩余污泥排放至后端污泥处理单元。通过磁场作用，一方面，剩余污泥可实现一定的原位减量化；另一方面，回流至反应器的污泥氧化降解有机物的能力得到提高，且絮凝性能得到提升，减少污泥膨胀的可能；通过所述的分子筛和磁场的耦合作用，提升系统处理能力，简化工艺处理流程。
6.按照权利要求5所述的方法，其特征在于，所述分子筛反应池内添加的分子筛为亲水性分子筛的一种或多种，总填充比例为池容的10％～70％。
7.按照权利要求5所述的方法，其特征在于，所述分子筛反应池(2)作为缺氧池时单独开启搅拌装置，池内溶解氧≤0.5mg/L；作为好氧池时至少开启曝气装置时，池内溶解氧为2mg/L～4mg/L。
8.按照权利要求5所述的方法，其特征在于，所述磁活性污泥反应池内的脉冲式磁场发生器产生的磁场方向为垂直水流方向，磁场为同一方向的间隔脉冲磁场，强度为30mT～100mT，脉冲频次为1～20个脉冲/h，单次脉冲时间为3s～30s。
9.按照权利要求5所述的方法，其特征在于，用于处理重金属、酚类、染色剂行业废水。
发明内容
本发明针对传统污泥法在处理含重金属、酚类、染色剂等物质的行业废水上存在的问题，将分子筛技术和磁化技术序次耦合，首先通过分子筛填料的吸附、挂膜作用，对废水进行高负荷处理，之后，通过在二沉池排泥总管上外加磁场，实现一种反应条件温和、系统组成及操作简单的复合分子筛填料的磁活性污泥工艺。
一种分子筛填料和磁场耦合活性污泥进行污水处理的装置，其特征在于，包括调节池(1)、分子筛反应池(2)、分子筛填料(2-1)、搅拌装置(2-2)、曝气装置(2-3)、二沉池(3)、污泥回流泵(3-1)、排泥泵(3-2)、脉冲式磁场发生器(3-3)；调节池(1)与分子筛反应池(2)进水口连接，分子筛反应池(2)配置有搅拌装置(2-2)，同时分子筛反应池(2)底部设有曝气装置(2-3)，分子筛装填在带有孔的悬浮填料内，悬浮填料悬浮在分子筛反应池(2)内；分子筛反应池(2)的出水口与二沉池(3)连通，二沉池(3)底部污泥总出口处外设有脉冲式磁场发生器(3-3)，二沉池(3)底部污泥总出口分为两支管路，一支管路经由污泥回流泵(3-1)和阀门与分子筛反应池(2)的前端连接，另一支管路经由排泥泵(3-2)将污泥排掉；
调节池(1)用于调节水量或使得水质混合均匀。
所述的分子筛反应池(2)作为缺氧池、好氧池或采用两个作为缺氧池、好氧池串联或好氧池、缺氧池串联。所述的脉冲式磁场发生器(3-3)产生磁场强度为30mT～100mT，脉冲频次为1～20个脉冲/h，单次脉冲时间为3s～30s。
本发明的分子筛填料和磁场耦合进行污水处理的工艺，包括以下步骤：
废水经过调节池后流入分子筛反应器内，分子筛反应器可以为缺氧池或好氧池，分子筛装填在悬浮填料内，通过在缺氧池设置的搅拌装置或者好氧池内的曝气装置使分子筛在池内呈悬浮流化状态；分子筛一方面可以通过其孔状结构提供巨大比表面积，供微生物附着生长；另一方面，通过其吸附性能，吸附废水中的重金属离子等，减少重金属对活性污泥的毒害以及冲击；之后，废水流入二沉池，二沉池排泥总管上设置脉冲磁场发生器，周期性产生磁场作用于污泥管道；污泥经过脉冲磁场发生器的磁化作用后，分两路进入不同工艺单元，一部分污泥回流至缺氧池或好氧池前端，一部分作为剩余污泥排放至后端污泥处理单元。通过磁场作用，一方面，剩余污泥可实现一定的原位减量化；另一方面，回流至反应器的污泥氧化降解有机物的能力得到提高，且絮凝性能得到提升，减少污泥膨胀的可能。通过所述的分子筛和磁场的耦合作用，提升系统处理能力，简化工艺处理流程。
优选地，所述分子筛反应池内添加的分子筛填料为亲水性分子筛的一种或多种，总填充比例为池容的10％～70％。
优选地，所述分子筛粒径为5～8mm，悬浮填料为φ100mm悬浮球，最大孔径5mm。
优选地，所述分子筛反应池(2)作为缺氧池时单独开启搅拌装置，池内溶解氧≤0.5mg/L；作为好氧池时开启曝气装置时，池内溶解氧为2mg/L～4mg/L。
优选地，所述磁活性污泥反应池内的脉冲式磁场发生器产生的磁场方向为垂直水流方向，磁场为同一方向的间隔脉冲磁场，强度为30mT～100mT，脉冲频次为1～20个脉冲/h，单次脉冲时间为3s～30s。
二沉池(3)底部污泥总出口污泥管道的材质为铸铁管。
本发明用于处理重金属、酚类、染色剂行业废水。
通过上述工艺设计，本发明带来的有益效果是：
1)本发明提供了一种应用分子筛填料进行废水生化处理方法，分子筛填料填装在反应器内，通过其多孔结构和强吸附能力等特性，一方面，吸附废水中的重金属、酚类、染色剂等对传统活性污泥法冲击较大的物质，进而，优化上述废水工艺流程，减少预处理工艺单元。另一方面，巨大的比表面积为微生物提供了附着场所，形成丰富的系统生物相，从而促使污染物的降解，提高系统抗冲击负荷能力。
2)通过二沉池污泥管上设置脉冲磁场发生器，一方面一定程度减少剩余污泥产水量，另一方面，磁化的活性污泥污染物去除能力和絮凝性能提升，提高系统处理能力，减少污泥膨胀可能性。
（发明人：黄丹;高彦宁;付显利;吴福满;代乐;于永鹏）