公布日：2024.03.08
申请日：2023.12.26
分类号：C02F9/00(2023.01)I;C02F11/125(2019.01)I;C02F1/461(2023.01)N;C02F1/24(2023.01)N;C02F3/28(2023.01)N;C02F3/12(2023.01)N;C02F101/30(2006.01)N
摘要
本发明公开了一种污水低碳处理方法，涉及污水处理技术领域，包括物化处理工序、生化处理工序和污泥处理工序，物化处理工序包括微电解单元和高效气浮处理单元，生化处理工序包括厌氧消化酸化单元和膜生物反应单元，通过优化物化和生化处理工序，减少能耗和污泥产量，有效降低了整个处理系统的运行成本，各处理单元的结合和优化设计，使得对污水的处理更加高效，提高了有机物降解效率和污泥脱水效果，通过生化处理工序的合理设计和优化，降低了后端污泥的产量，减轻了对污泥处理和处置的负担，该方法在综合考虑经济性和环保性的基础上，为环保领域提供了更可持续的解决方案，适应了当前社会对低碳技术的需求。
权利要求书
1.一种污水低碳处理方法，包括物化处理工序(100)、生化处理工序(200)和污泥处理工序(300)，其特征在于：所述物化处理工序(100)包括微电解单元(101)和高效气浮处理单元(102)；所述生化处理工序(200)包括厌氧消化酸化单元(201)和膜生物反应单元(202)；所述污泥处理工序(300)采用高效螺旋压榨脱水机(301)脱水，所述螺旋压榨脱水机(301)的螺旋转速度优选为10-30rpm，确保在污泥脱水过程中达到最佳的脱水效果，使得螺旋压榨脱水机(301)能够在维持高效能的同时，适应不同处理条件和污泥性质，提高了污水在污泥处理过程中的适用性和稳定性。
2.根据权利要求1所述的一种污水低碳处理方法，其特征在于：所述微电解单元(101)包括微电解反应器(101a)，所述微电解反应器(101a)的内部充填有导电微电解填料(101b)，所述导电微电解填料(101b)通过经过精心设计和制备的步骤，具有优异的导电性和电化学活性，可以提高微电解单元(101)对污水微电解处理的工作效率。
3.根据权利要求2所述的一种污水低碳处理方法，其特征在于：所述导电微电解填料(101b)的制备方法包括以下步骤：S1：按1：1体积比将铁粉和活性炭粉混合，在该步骤中，通过精确的1：1体积比混合铁粉和活性炭粉，确保了后续微电解填料的理想比例和均匀性；S2：加入15％的黏结剂后混合，通过添加15％的黏结剂，有效提高了混合料的粘合力，确保了微电解填料的结构牢固和稳定性；S3：模压成型，在该步骤中，混合料通过模压成型，使其具备所需的形状和结构，确保微电解填料的制备符合设计要求；S4：1120℃下焙烧1小时，经过模压成型的填料在高温环境下进行1120℃的焙烧1小时，这一步骤对填料进行了固化和强化，提高了填料的导电性和耐用性；S5：熄火冷却后即得最终微电解填料，填料在焙烧后经过熄火冷却，最终得到具有均匀性和高导电性的微电解填料。
4.根据权利要求3所述的一种污水低碳处理方法，其特征在于：所述微电解反应器(101a)包括椭圆筒体(101a-1)，所述椭圆筒体(101a-1)的一端安装有进水口(101a-2)，所述椭圆筒体(101a-1)远离进水口(101a-2)的一端设置有出水口(101a-3)，所述椭圆筒体(101a-1)的内部轴向等间距分布有三组电解隔板(101a-4)，三组所述电解隔板(101a-4)可以将椭圆筒体(101a-1)的内部分隔为四组电解反应室(101a-5)，四组所述电解反应室(101a-5)的内部分别轴向铺装有导电微电解填料(101b)，这些导电微电解填料(101b)确保了污水在微电解反应器(101a)内充分接触，提高了微电解过程的效率，通过这种结构设计，有效地实现了对污水的均匀处理，增强了微电解单元(101)的处理性能。
5.根据权利要求4所述的一种污水低碳处理方法，其特征在于：所述高效气浮处理单元(102)包括高效气浮池(102a)、管状曝气器(102b)和斜板捞污器(102c)，所述气浮池(102a)采用平流式结构设计，具有更高的表面负荷，所述管状曝气器(102b)采用更低曝气量和更小曝气泡结构设计，所述管状曝气器(102b)与斜板捞污器(102c)协同工作，截留浮污并从气浮池(102a)的内部排出。
6.根据权利要求5所述的一种污水低碳处理方法，其特征在于：所述厌氧消化酸化单元(201)包括厌氧消化酸化器(201a)，所述厌氧消化酸化器(201a)的内部设置有四组折流板隔板(201b)，所述厌氧消化酸化器(201a)的水力停留时间设计不小于5小时，所述厌氧消化酸化器(201a)的体积负荷设计为3-6kgCOD/m3·d，保证了厌氧消化酸化单元(201)对污水足够的反应时间和适当的体积负荷，提高了污水在厌氧消化酸化过程中有机物的降解效率，从而进一步优化了整个处理系统的性能。
7.根据权利要求6所述的一种污水低碳处理方法，其特征在于：所述膜生物反应单元(202)包括膜生物反应器(202a)，所述膜生物反应器(202a)的内部设置有膜组件(202b)，所述膜组件(202a)包括立式平板膜(202a-1)和中空纤维膜(202a-2)，所述立式平板膜(202a-1)和中空纤维膜(202a-2)均采用高强度复合材料或PVDF，通过选择合适的膜材料，提高了膜生物反应单元(202)的液固分离效率，有效的降低了后端污泥的产量。
8.根据权利要求7所述的一种污水低碳处理方法，其特征在于：所述微电解反应器(101a)的水力停留时间为60-90分钟，所述高效气浮池(102a)的水力停留时间为5-10分钟，这些参数的选择保证了污水在厌氧消化酸化和气浮过程中的充分处理时间，提高了污水处理的工作效率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种污水低碳处理方法，以解决上述提到的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种污水低碳处理方法，包括物化处理工序、生化处理工序和污泥处理工序，所述物化处理工序包括微电解单元和高效气浮处理单元；
所述生化处理工序包括厌氧消化酸化单元和膜生物反应单元；
所述污泥处理工序采用高效螺旋压榨脱水机脱水，所述螺旋压榨脱水机的螺旋转速度优选为10-30rpm，确保在污泥脱水过程中达到最佳的脱水效果，使得螺旋压榨脱水机能够在维持高效能的同时，适应不同处理条件和污泥性质，提高了污水在污泥处理过程中的适用性和稳定性。
优选的，上述一种污水低碳处理方法中，所述微电解单元包括微电解反应器，所述微电解反应器的内部充填有导电微电解填料，所述导电微电解填料通过经过精心设计和制备的步骤，具有优异的导电性和电化学活性，可以提高微电解单元对污水微电解处理的工作效率。
优选的，上述一种污水低碳处理方法中，所述导电微电解填料的制备方法包括以下步骤：
S1：按1：1体积比将铁粉和活性炭粉混合，在该步骤中，通过精确的1：1体积比混合铁粉和活性炭粉，确保了后续微电解填料的理想比例和均匀性；
S2：加入15％的黏结剂后混合，通过添加15％的黏结剂，有效提高了混合料的粘合力，确保了微电解填料的结构牢固和稳定性；
S3：模压成型，在该步骤中，混合料通过模压成型，使其具备所需的形状和结构，确保微电解填料的制备符合设计要求；
S4：1120℃下焙烧1小时，经过模压成型的填料在高温环境下进行1120℃的焙烧1小时，这一步骤对填料进行了固化和强化，提高了填料的导电性和耐用性；
S5：熄火冷却后即得最终微电解填料，填料在焙烧后经过熄火冷却，最终得到具有均匀性和高导电性的微电解填料。
优选的，上述一种污水低碳处理方法中，所述微电解反应器包括椭圆筒体，所述椭圆筒体的一端安装有进水口，所述椭圆筒体远离进水口的一端设置有出水口，所述椭圆筒体的内部轴向等间距分布有三组电解隔板，三组所述电解隔板可以将椭圆筒体的内部分隔为四组电解反应室，四组所述电解反应室的内部分别轴向铺装有导电微电解填料，这些导电微电解填料确保了污水在微电解反应器内充分接触，提高了微电解过程的效率，通过这种结构设计，有效地实现了对污水的均匀处理，增强了微电解单元的处理性能。
优选的，上述一种污水低碳处理方法中，所述高效气浮处理单元包括高效气浮池、管状曝气器和斜板捞污器，所述气浮池采用平流式结构设计，具有更高的表面负荷，所述管状曝气器采用更低曝气量和更小曝气泡结构设计，所述管状曝气器与斜板捞污器协同工作，截留浮污并从气浮池的内部排出。
优选的，上述一种污水低碳处理方法中，所述厌氧消化酸化单元包括厌氧消化酸化器，所述厌氧消化酸化器的内部设置有四组折流板隔板，所述厌氧消化酸化器的水力停留时间设计不小于5小时，所述厌氧消化酸化器的体积负荷设计为3-6kgCOD/m3·d，保证了厌氧消化酸化单元对污水足够的反应时间和适当的体积负荷，提高了污水在厌氧消化酸化过程中有机物的降解效率，从而进一步优化了整个处理系统的性能。
优选的，上述一种污水低碳处理方法中，所述膜生物反应单元包括膜生物反应器，所述膜生物反应器的内部设置有膜组件，所述膜组件包括立式平板膜和中空纤维膜，所述立式平板膜和中空纤维膜均采用高强度复合材料或PVDF，通过选择合适的膜材料，提高了膜生物反应单元的液固分离效率，有效的降低了后端污泥的产量
优选的，上述一种污水低碳处理方法中，所述微电解反应器的水力停留时间为60-90分钟，所述高效气浮池的水力停留时间为5-10分钟，这些参数的选择保证了污水在厌氧消化酸化和气浮过程中的充分处理时间，提高了污水处理的工作效率。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明设计的污水低碳处理方法通过采用微电解和高效气浮的组合，微电解单元和高效气浮处理单元相结合，提高了对污水微电解和浮游物清除的效率，确保了初步处理的高效性，微电解反应器内的导电微电解填料通过经过精心设计和制备的步骤，具有优异的导电性和电化学活性，从而提高了微电解单元对污水的处理效率；
2、本发明设计的污水低碳处理方法通过采用厌氧消化酸化单元和膜生物反应单元，厌氧消化酸化器通过四组折流板隔板实现水力停留时间不小于5小时，体积负荷设计为3-6kgCOD/m3·d，优化了对有机物的降解效率，膜生物反应单元采用膜组件，包括立式平板膜和中空纤维膜，通过选择合适的膜材料提高了液固分离效率，有效降低了后端污泥的产量；
3、本发明设计的污水低碳处理方法通过采用高效螺旋压榨脱水机，该机器的螺旋转速度优选为10-30rpm，确保在污泥脱水过程中达到最佳的脱水效果，这使得螺旋压榨脱水机能够在维持高效能的同时，适应不同处理条件和污泥性质，提高了污水在污泥处理过程中的适用性和稳定性；
4、综上所述，通过优化物化和生化处理工序，减少能耗和污泥产量，有效降低了整个处理系统的运行成本，各处理单元的结合和优化设计，使得对污水的处理更加高效，提高了有机物降解效率和污泥脱水效果，通过生化处理工序的合理设计和优化，降低了后端污泥的产量，减轻了对污泥处理和处置的负担，该方法在综合考虑经济性和环保性的基础上，为环保领域提供了更可持续的解决方案，适应了当前社会对低碳技术的需求。
（发明人：浦湘凯;郑美玲;王彬;何义斌;孟令坤;王俊;卫平福）