公布日：2022.03.04

申請日：2021.11.08

分類號：C02F9/14(2006.01)I

摘要

本發(fā)明公開了一種有機廢水處理系統(tǒng)，包括：多模式生化處理裝置、沉淀氣浮裝置、電催化反應(yīng)裝置及曝氣生物過濾裝置。多模式生化處理裝置用于去除廢水中的COD、BOD、TN、NH3‑N及TP。沉淀氣浮裝置用于對多模式生化處理裝置的出水進行物理沉淀和氣浮分離，使沉淀出的污泥部分返回至多模式生化處理裝置，而氣浮分離出的下層液進入電催化反應(yīng)裝置。電催化反應(yīng)裝置用以進一步降低廢水中的COD、BOD5、NH3‑N，并破壞廢水中的有色基團。曝氣生物過濾裝置用以降解廢水中的有機物并進行硝化反硝化脫氮，同時進行濾料的過濾和吸附。本發(fā)明有機廢水處理系統(tǒng)，污染物均可穩(wěn)定達到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》“一級標(biāo)準(zhǔn)”和《生活垃圾填埋場污染控制標(biāo)準(zhǔn)》的要求。

權(quán)利要求書

1.一種有機廢水處理系統(tǒng)，其特征在于，包括：沿廢水流動方向依次設(shè)置且連通的多模式生化處理裝置(2)、沉淀氣浮裝置(8)、電催化反應(yīng)裝置(3)及曝氣生物過濾裝置(9)；所述多模式生化處理裝置(2)用于對進入的廢水進行生化處理，以去除廢水中的COD、BOD、TN、NH3-N及TP；所述沉淀氣浮裝置(8)用于使所述多模式生化處理裝置(2)排出的廢水依次經(jīng)過物理沉淀和氣浮分離后，使物理沉淀出的污泥部分返回至所述多模式生化處理裝置(2)，其余部分污泥和氣浮分離出的上層浮渣內(nèi)存儲，而氣浮分離出的下層液進入所述電催化反應(yīng)裝置(3)，以進一步去除廢水中的SS、TP、COD、膠體類污染物及色度；所述電催化反應(yīng)裝置(3)用于對所述沉淀氣浮裝置(8)排出的下層液進行電催化反應(yīng)，以進一步降低廢水中的COD、BOD5、NH3-N，并破壞廢水中的有色基團；所述曝氣生物過濾裝置(9)用于對所述電催化反應(yīng)裝置(3)排出的廢水進行生物和物理處理，以降解廢水中的有機物并進行硝化反硝化脫氮，同時進行濾料的過濾和吸附；多模式生化處理裝置(2)包括用于提供廢水生化反應(yīng)場所的反應(yīng)筒(21)，反應(yīng)筒(21)的上端連接有用于送入待反應(yīng)廢水的第一進水管(22)，及用于將反應(yīng)后的廢水向外排出的第一出水管(23)，第一進水管(22)連通外部的進水管以及沉淀氣浮裝置(8)的排泥口，第一出水管(23)連通沉淀氣浮裝置(8)的進水口；反應(yīng)筒(21)的下端設(shè)有沿其周向依次間隔設(shè)置的多組循環(huán)曝氣裝置，多組循環(huán)曝氣裝置配合作用，使反應(yīng)筒(21)內(nèi)廢水和活性污泥組成的泥水混合液形成沿周向間歇或連續(xù)循環(huán)的循環(huán)流，和/或使泥水混合液與空氣混合后形成沿四周點狀曝氣的點狀曝氣混合流，進而使反應(yīng)筒(21)內(nèi)形成好氧環(huán)境、或缺氧-厭氧環(huán)境、或同步硝化反硝化環(huán)境；循環(huán)曝氣裝置包括用于提供流動動力的循環(huán)泵(24)、用于使泥水混合液沿周向間歇或連續(xù)循環(huán)流動的循環(huán)流組件(25)、用于使泥水混合液與空氣混合后向四周點狀曝氣射流的曝氣射流組件(26)；循環(huán)流組件(25)包括進流管(251)、連接于進流管(251)中的第一開關(guān)閥(252)、循環(huán)水管(253)、連接于循環(huán)水管(253)中的第二開關(guān)閥(254)、多個第一噴嘴(255)；進流管(251)位于反應(yīng)筒(21)外，其進水端穿過反應(yīng)筒(21)側(cè)壁后伸入反應(yīng)筒(21)內(nèi)，其相對的出水端連接循環(huán)泵(24)的進口；循環(huán)水管(253)的進水端連接循環(huán)泵(24)的出口，其相對的出水端穿過反應(yīng)筒(21)的側(cè)壁后朝中心延伸，且循環(huán)水管(253)的出水端端部封閉；多個第一噴嘴(255)位于循環(huán)水管(253)的同一側(cè)，且沿循環(huán)水管(253)的長度方向依次設(shè)置，并分別與循環(huán)水管(253)連通；曝氣射流組件(26)包括曝氣水管(261)、連接于曝氣水管(261)中的第三開關(guān)閥(262)、用于使泥水混合液與空氣混合的射流曝氣器(263)、空氣管(264)、連接于空氣管(264)中的第四開關(guān)閥(265)、多個第二噴嘴(266)；曝氣水管(261)的進水端與循環(huán)水管(253)連通，其相對的出流端穿過反應(yīng)筒(21)的側(cè)壁后伸入反應(yīng)筒(21)并連接射流曝氣器(263)；空氣管(264)豎直設(shè)置，其出氣端連接射流曝氣器(263)，其相對的進氣端向上延伸至與大氣連通；多個第二噴嘴(266)沿射流曝氣器(263)的四周間隔設(shè)置，且分別與射流曝氣器(263)連通。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機廢水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述循環(huán)泵(24)位于所述反應(yīng)筒(21)外，且連接于所述循環(huán)流組件(25)中；所述循環(huán)流組件(25)的進流端穿過所述反應(yīng)筒(21)側(cè)壁后伸入所述反應(yīng)筒(21)，其相對的出流端穿過所述反應(yīng)筒(21)的側(cè)壁后朝中心延伸；所述曝氣射流組件(26)的進流端與所述循環(huán)流組件(25)的出流段連通，其相對的出流端穿過所述反應(yīng)筒(21)的側(cè)壁后朝內(nèi)延伸。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機廢水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述沉淀氣浮裝置(8)包括沿廢水流動方向依次設(shè)置且連通的物理沉淀裝置和氣浮裝置；所述物理沉淀裝置用于使所述多模式生化處理裝置(2)排出的廢水進行物理沉淀后，沉淀出的污泥部分返回至所述多模式生化處理裝置(2)，其余部分排入貯泥池(82)，而沉淀分離出的上層液進入所述氣浮裝置，以進一步去除廢水中的SS和TP；所述氣浮裝置用于使所述物理沉淀裝置排出的上層液進行混凝和氣浮分離后，分離出的上層浮渣進入所述物理沉淀裝置內(nèi)存儲，而下層液進入所述電催化反應(yīng)裝置(3)，以去除廢水中的懸浮物和膠體類污染物，及進一步去除廢水中的COD、TP及色度。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的有機廢水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述物理沉淀裝置包括用于使廢水進行物理沉淀的沉淀池(81)、用于存儲沉淀出的污泥的貯泥池(82)、用于泵送污泥的污泥泵(83)；所述沉淀池(81)的進水口連通所述多模式生化處理裝置(2)的出水口，所述沉淀池(81)的排泥口分別連通所述多模式生化處理裝置(2)的進水口和所述貯泥池(82)，所述沉淀池(81)的出水口連通所述氣浮裝置的進水口；所述污泥泵(83)連接于所述沉淀池(81)與所述多模式生化處理裝置(2)連通的管路中。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的有機廢水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述氣浮裝置包括用于提供氣浮分離場所的氣浮池(85)、連接于所述氣浮池(85)出水側(cè)內(nèi)壁面上以形成排渣槽(801)的成槽板(86)、用于向廢水中釋放加壓溶氣水的溶氣機構(gòu)(87)、用于將上層浮渣撇入所述排渣槽(801)的撇渣機構(gòu)(88)；所述氣浮池(85)的進水口連通所述沉淀池(81)的出水口，且兩者連通的管路上連接用于投加混凝劑的混凝劑投加器，所述氣浮池(85)的出水口連通所述電催化反應(yīng)裝置(3)的進水口；所述溶氣機構(gòu)(87)設(shè)置于所述氣浮池(85)的下部；所述撇渣機構(gòu)(88)設(shè)置于所述氣浮池(85)的上方且部分位于所述氣浮池(85)內(nèi)的廢水中；所述排渣槽(801)連通所述貯泥池(82)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機廢水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述電催化反應(yīng)裝置(3)包括反應(yīng)器(30)，及設(shè)置于所述反應(yīng)器(30)內(nèi)的陰極板(41)、陽極板(42)和模塊化粒子電極(1)，所述陰極板(41)和所述陽極板(42)垂直所述反應(yīng)器(30)底板的寬度方向依次間隔且交錯布設(shè)，以將所述反應(yīng)器(30)的內(nèi)腔分隔為沿進水至出水方向依次布設(shè)的反應(yīng)區(qū)間(301)，所述模塊化粒子電極(1)上下疊放布設(shè)于各所述反應(yīng)區(qū)間(301)內(nèi)；所述陰極板(41)的第一側(cè)開口，且所述陽極板(42)的第二側(cè)開口，或所述陰極板(41)的第二側(cè)開口，且所述陽極板(42)的第一側(cè)開口，以使廢水沿進水至出水方向呈水平折流式依次穿個各所述反應(yīng)區(qū)間(301)；所述反應(yīng)器(30)外設(shè)有與所述反應(yīng)器(30)連通的排氣循環(huán)系統(tǒng)(50)，所述排氣循環(huán)系統(tǒng)(50)用于使反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣由所述反應(yīng)器(30)的頂部向外排出，且使反應(yīng)產(chǎn)生的其它混合氣體在所述反應(yīng)器(30)和所述排氣循環(huán)系統(tǒng)(50)間循環(huán)用作曝氣，以攪動疊放的所述模塊化粒子電極處的廢水，進而提高傳質(zhì)和反應(yīng)效率。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的有機廢水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述排氣循環(huán)系統(tǒng)(50)包括與所述反應(yīng)器(30)的頂部連通的排氣管(51)、設(shè)置于所述反應(yīng)器(30)外的抽吸風(fēng)機(52)、與所述抽吸風(fēng)機(52)分別連通的抽氣管(53)和曝氣干管(54)、及與所述曝氣干管(54)連通的多根曝氣支管(55)；所述抽氣管(53)的進氣端穿設(shè)所述反應(yīng)器(30)后，位于所述反應(yīng)器(30)內(nèi)廢水液面的上方；所述曝氣干管(54)的排氣端穿設(shè)所述反應(yīng)器(30)后，延伸至所述反應(yīng)器(30)的底板上，多根所述曝氣支管(55)對應(yīng)多組疊放的所述模塊化粒子電極(1)設(shè)置，且各所述曝氣支管(55)延伸至最底端的所述模塊化粒子電極的下方，并各所述曝氣支管(55)上設(shè)有若干曝氣孔。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的有機廢水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述反應(yīng)器(30)包括上端敞口的外殼體(31)、及可拆卸式罩設(shè)于所述外殼體(31)敞口端上的上蓋體(32)；所述排氣管(51)連通于所述上蓋體(32)的頂部；所述模塊化粒子電極(1)的一側(cè)外凸形成連接凸起(111)，其相對設(shè)置的另一側(cè)內(nèi)凹形成連接凹口(112)，且所述模塊化粒子電極通過連接凹口(112)側(cè)支設(shè)于所述底板上，通過相鄰兩個所述模塊化粒子電極之間的所述連接凸起(111)和所述連接凹口(112)的配合沿所述外殼體(31)的高度方向依次疊放；所述抽氣管(53)的進氣端穿設(shè)所述外殼體(31)后延伸至所述陰極板(41)和所述陽極板(42)的上方，所述曝氣干管(54)的排氣端穿設(shè)所述外殼體(31)后延伸至所述底板上，且各所述曝氣支管(55)位于豎向疊放最底端的所述模塊化粒子電極的所述連接凹口(112)中。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機廢水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述曝氣生物過濾裝置(9)包括用于提供廢水的生物和物理處理的反應(yīng)池(91)、用于進行曝氣的曝氣構(gòu)件(92)、及用于進行生物處理的生物濾料層(93)；所述反應(yīng)池(91)的進水口連通所述電催化反應(yīng)裝置(3)的出水口；所述曝氣構(gòu)件(92)設(shè)置于所述反應(yīng)池(91)的下部，且與設(shè)置于所述反應(yīng)池(91)外的氣源裝置連通；所述生物濾料層(93)安裝于所述反應(yīng)池(91)的中部。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種有機廢水處理系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有處理系統(tǒng)存在的不滿足《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996)“一級標(biāo)準(zhǔn)”的要求、反滲透膜使用壽命短、容易導(dǎo)致二次污染、且運行成本較高的技術(shù)問題。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種有機廢水處理系統(tǒng)，包括：沿廢水流動方向依次設(shè)置且連通的多模式生化處理裝置、沉淀氣浮裝置、電催化反應(yīng)裝置及曝氣生物過濾裝置；多模式生化處理裝置用于對進入的廢水進行生化處理，以去除廢水中的COD、BOD、TN、NH3-N及TP；沉淀氣浮裝置用于使多模式生化處理裝置排出的廢水依次經(jīng)過物理沉淀和氣浮分離后，使物理沉淀出的污泥部分返回至多模式生化處理裝置，其余部分污泥和氣浮分離出的上層浮渣內(nèi)存儲，而氣浮分離出的下層液進入電催化反應(yīng)裝置，以進一步去除廢水中的SS、TP、COD、膠體類污染物及色度；電催化反應(yīng)裝置用于對沉淀氣浮裝置排出的下層液進行電催化反應(yīng)，以進一步降低廢水中的COD、BOD5、NH3-N，并破壞廢水中的有色基團；曝氣生物過濾裝置用于對電催化反應(yīng)裝置排出的廢水進行生物和物理處理，以降解廢水中的有機物并進行硝化反硝化脫氮，同時進行濾料的過濾和吸附。

進一步地，多模式生化處理裝置包括用于提供廢水生化反應(yīng)場所的反應(yīng)筒，反應(yīng)筒的上端連接有用于送入待反應(yīng)廢水的第一進水管，及用于將反應(yīng)后的廢水向外排出的第一出水管，第一進水管連通沉淀氣浮裝置的排泥口，第一出水管連通外部的進水管以及沉淀氣浮裝置的進水口；反應(yīng)筒的下端設(shè)有沿其周向依次間隔設(shè)置的多組循環(huán)曝氣裝置，多組循環(huán)曝氣裝置配合作用，使反應(yīng)筒內(nèi)廢水和活性污泥組成的泥水混合液形成沿周向間歇或連續(xù)循環(huán)的循環(huán)流，和/或使泥水混合液與空氣混合后形成沿四周點狀曝氣的點狀曝氣混合流，進而使反應(yīng)筒內(nèi)形成好氧環(huán)境、或缺氧-厭氧環(huán)境、或同步硝化反硝化環(huán)境。

進一步地，循環(huán)曝氣裝置包括用于提供流動動力的循環(huán)泵、用于使泥水混合液沿周向間歇或連續(xù)循環(huán)流動的循環(huán)流組件、用于使泥水混合液與空氣混合后向四周點狀曝氣射流的曝氣射流組件；循環(huán)泵位于反應(yīng)筒外，且連接于循環(huán)流組件中；循環(huán)流組件的進流端穿過反應(yīng)筒側(cè)壁后伸入反應(yīng)筒，其相對的出流端穿過反應(yīng)筒的側(cè)壁后朝中心延伸；曝氣射流組件的進流端與循環(huán)流組件的出流段連通，其相對的出流端穿過反應(yīng)筒的側(cè)壁后朝內(nèi)延伸。

進一步地，沉淀氣浮裝置包括沿廢水流動方向依次設(shè)置且連通的物理沉淀裝置和氣浮裝置；物理沉淀裝置用于使多模式生化處理裝置排出的廢水進行物理沉淀后，沉淀出的污泥部分返回至多模式生化處理裝置，其余部分內(nèi)存儲，而沉淀分離出的上層液進入氣浮裝置，以進一步去除廢水中的SS和TP；氣浮裝置用于使物理沉淀裝置排出的上層液進行混凝和氣浮分離后，分離出的上層浮渣進入物理沉淀裝置內(nèi)存儲，而下層液進入電催化反應(yīng)裝置，以去除廢水中的懸浮物和膠體類污染物，及進一步去除廢水中的COD、TP及色度。

進一步地，物理沉淀裝置包括用于使廢水進行物理沉淀的沉淀池、用于存儲沉淀出的污泥的貯泥池、用于泵送污泥的污泥泵；沉淀池的進水口連通多模式生化處理裝置的出水口，沉淀池的排泥口分別連通多模式生化處理裝置的進水口和貯泥池，沉淀池的出水口連通氣浮裝置的進水口；污泥泵連接于沉淀池與多模式生化處理裝置連通的管路中。

進一步地，氣浮裝置包括用于提供氣浮分離場所的氣浮池、連接于氣浮池出水側(cè)內(nèi)壁面上以形成排渣槽的成槽板、用于向廢水中釋放加壓溶氣水的溶氣機構(gòu)、用于將上層浮渣撇入排渣槽的撇渣機構(gòu)；氣浮池的進水口連通沉淀池的出水口，且兩者連通的管路上連接用于投加混凝劑的混凝劑投加器，氣浮池的出水口連通電催化反應(yīng)裝置的進水口；溶氣機構(gòu)設(shè)置于氣浮池的下部；撇渣機構(gòu)設(shè)置于氣浮池的上方且部分位于氣浮池內(nèi)的廢水中；排渣槽連通貯泥池。

進一步地，電催化反應(yīng)裝置包括反應(yīng)器，及設(shè)置于反應(yīng)器內(nèi)的陰極板、陽極板和模塊化粒子電極，陰極板和陽極板垂直反應(yīng)器底板的寬度方向依次間隔且交錯布設(shè)，以將反應(yīng)器的內(nèi)腔分隔為沿進水至出水方向依次布設(shè)的反應(yīng)區(qū)間，模塊化粒子電極上下疊放布設(shè)于各反應(yīng)區(qū)間內(nèi)；陰極板的第一側(cè)開口，且陽極板的第二側(cè)開口，或陰極板的第二側(cè)開口，且陽極板的第一側(cè)開口，以使廢水沿進水至出水方向呈水平折流式依次穿個各反應(yīng)區(qū)間；反應(yīng)器外設(shè)有與反應(yīng)器連通的排氣循環(huán)系統(tǒng)，排氣循環(huán)系統(tǒng)用于使反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣由反應(yīng)器的頂部向外排出，且使反應(yīng)產(chǎn)生的其它混合氣體在反應(yīng)器和排氣循環(huán)系統(tǒng)間循環(huán)用作曝氣，以攪動疊放的模塊化粒子電極處的廢水，進而提高傳質(zhì)和反應(yīng)效率。

進一步地，排氣循環(huán)系統(tǒng)包括與反應(yīng)器的頂部連通的排氣管、設(shè)置于反應(yīng)器外的抽吸風(fēng)機、與抽吸風(fēng)機分別連通的抽氣管和曝氣干管、及與曝氣干管連通的多根曝氣支管；抽氣管的進氣端穿設(shè)反應(yīng)器后，位于反應(yīng)器內(nèi)廢水液面的上方；曝氣干管的排氣端穿設(shè)反應(yīng)器后，延伸至反應(yīng)器的底板上，多根曝氣支管對應(yīng)多組疊放的模塊化粒子電極設(shè)置，且各曝氣支管延伸至最底端的模塊化粒子電極的下方，并各曝氣支管上設(shè)有若干曝氣孔。

進一步地，反應(yīng)器包括上端敞口的外殼體、及可拆卸式罩設(shè)于外殼體敞口端上的上蓋體；排氣管連通于上蓋體的頂部；模塊化粒子電極的一側(cè)外凸形成連接凸起，其相對設(shè)置的另一側(cè)內(nèi)凹形成連接凹口，且模塊化粒子電極通過連接凹口側(cè)支設(shè)于底板上，通過相鄰兩個模塊化粒子電極之間的連接凸起和連接凹口的配合沿外殼體的高度方向依次疊放；抽氣管的進氣端穿設(shè)外殼體后延伸至陰極板和陽極板的上方，曝氣干管的排氣端穿設(shè)外殼體后延伸至底板上，且各曝氣支管位于豎向疊放最底端的模塊化粒子電極的連接凹口中。

進一步地，曝氣生物過濾裝置包括用于提供廢水的生物和物理處理的反應(yīng)池、用于進行曝氣的曝氣構(gòu)件、及用于進行生物處理的生物濾料層；反應(yīng)池的進水口連通電催化反應(yīng)裝置的出水口；曝氣構(gòu)件設(shè)置于反應(yīng)池的下部，且與設(shè)置于反應(yīng)池外的氣源裝置連通；生物濾料層安裝于反應(yīng)池的中部。

本發(fā)明具有以下有益效果：

本發(fā)明有機廢水處理系統(tǒng)中，“多模式生化處理裝置+沉淀氣浮裝置+電催化反應(yīng)裝置+曝氣生物過濾裝置”組合構(gòu)成了對廢水進行處理的整體新方案，在多模式生化處理裝置的處理中，可有效去除廢水中的COD、BOD、TN、NH3-N及TP；在沉淀氣浮裝置的物理沉淀處理中，可進一步去除廢水中的懸浮物SS和TP；在沉淀氣浮裝置的混凝、氣浮分離處理中，可進一步去除廢水中的懸浮物、膠體類污染物、COD、TP及色度，廢水經(jīng)沉淀氣浮裝置處理后，水中的COD污染物，特別是大分子難降解污染物得到部分去除，從而可有效減小后續(xù)電催化反應(yīng)裝置的耗電量，節(jié)約電耗的成本；電催化反應(yīng)裝置的處理中，進一步降低了廢水中的COD、BOD5及NH3-N，廢水中的有色基團被破壞，一部分難降解有機物被氧化為無機礦物質(zhì)，另一部分難降解有機物被氧化分解為小分子有機物，提高廢水的可生化性；曝氣生物過濾裝置的處理中，降解廢水中的有機物并進行硝化反硝化脫氮，同時進行濾料的過濾和吸附，從而使經(jīng)本發(fā)明系統(tǒng)處理后的廢水中COD＜50mg/L、BOD5＜5mg/L、TP＜0.5mg/L、TN＜40mg/L、NH3-N＜5mg/L、動植物油＜10mg/L、SS＜30mg/L、色度＜30倍，污染物均可穩(wěn)定達到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》GB8978-1996“一級標(biāo)準(zhǔn)”、《生活垃圾填埋場污染控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB16889-2008)的要求；且本發(fā)明系統(tǒng)中不使用膜分離技術(shù)，進而不存在現(xiàn)有“預(yù)處理裝置+厭氧處理裝置+好氧處理裝置+反滲透膜過濾裝置”系統(tǒng)中存在的上述技術(shù)問題。

（發(fā)明人：蔣劍虹;唐清暢;陶霞;樊佳;邱順凡）