公布日：2022.12.20
申請日：2022.11.17
分類號：C02F9/10(2006.01)I;C02F11/00(2006.01)I;C02F11/12(2019.01)I;B01J23/89(2006.01)I;C02F1/04(2006.01)N;C02F1/46(2006.01)N;
C02F101/30(2006.01)N
摘要
本發(fā)明涉及高鹽廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，本發(fā)明提供一種利用高鹽廢水處理系統(tǒng)消減生化剩余污泥的方法，將高鹽廢水蒸發(fā)處理后得到的殘液與催化處理的生化剩余污泥混合反復(fù)進行活化催化處理，再將處理后的混合液旋流分離、沉淀，將上清液返回蒸發(fā)過程進行進一步的蒸發(fā)處理，沉淀后的污泥送濃縮池，在大大降低廢水中有機物的含量、避免蒸發(fā)裝置結(jié)焦、結(jié)碳、結(jié)垢的同時減少污水處理場的生化剩余污泥產(chǎn)生量，并利用高鹽廢水低消耗處理污水處理場的生化剩余污泥，使污水場的生化剩余污泥得到完全消弭，并有效解決了極端高鹽分、高濃度污染物廢水的處理問題。
權(quán)利要求書
1.一種利用高鹽廢水處理系統(tǒng)消減生化剩余污泥的方法，其特征在于，包括：廢水蒸發(fā)處理系統(tǒng)，用于去除高鹽廢水中的有機污染物，蒸發(fā)處理產(chǎn)生的殘液進入蒸發(fā)殘液處理系統(tǒng)進行處理；蒸發(fā)殘液處理系統(tǒng)，設(shè)有依次連接的殘液緩存池和第一活化催化處理單元，所述殘液緩存池的入口與廢水蒸發(fā)處理系統(tǒng)的殘液出口連接，所述第一活化催化處理單元的出口分別與廢水蒸發(fā)處理系統(tǒng)的入口、殘液緩存池的入口連接，第一活化催化處理單元處理后的殘液通過第一螺旋分離器分離出上清液，上部澄清液進入廢水蒸發(fā)處理系統(tǒng)，中部廢液進入殘液緩存池；生化剩余污泥催化系統(tǒng)，設(shè)有第二活化催化處理單元，所述第二活化催化處理單元的出口與殘液緩存池的入口連接，生化剩余污泥通過第二活化催化處理單元催化后，與殘液在殘液緩存池混合，進入所述第一活化催化處理單元；高鹽廢水經(jīng)廢水蒸發(fā)處理系統(tǒng)去除有機物，處理產(chǎn)生的殘液進入所述殘液緩存池，與經(jīng)過第二活化催化處理單元的生化剩余污泥混合，并一起進入第一活化催化處理單元，催化處理后的污泥在加速殘液中有機物降解的同時，還作為內(nèi)碳源為自身降解供給所需營養(yǎng)，減少生化剩余污泥的量；經(jīng)過第一活化催化處理單元處理后的殘液，上清液分別進入殘液緩存池和廢水蒸發(fā)處理系統(tǒng)進行循環(huán)處理，進一步降低廢水中的有機物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用高鹽廢水處理系統(tǒng)消減生化剩余污泥的方法，其特征在于，所述第一活化催化處理單元包括依次連接的第一電催化反應(yīng)裝置和第一納米催化反應(yīng)裝置，所述第一電催化反應(yīng)裝置的入口與殘液緩存池的出口連接，所述第一納米催化反應(yīng)裝置的出口分別與廢水蒸發(fā)處理系統(tǒng)的入口、殘液緩存池的入口連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用高鹽廢水處理系統(tǒng)消減生化剩余污泥的方法，其特征在于，所述第二活化催化處理單元包括依次連接的第二電催化反應(yīng)裝置和第二納米催化反應(yīng)裝置，所述第二納米催化反應(yīng)裝置的出口與殘液緩存池的入口連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的利用高鹽廢水處理系統(tǒng)消減生化剩余污泥的方法，其特征在于，所述第一納米催化反應(yīng)裝置和第二納米催化反應(yīng)裝置內(nèi)均設(shè)有催化劑，所述催化劑包括貴金屬、稀土金屬和堿土金屬中的至少十二種，粒徑小于100nm的占總質(zhì)量的80%以上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的利用高鹽廢水處理系統(tǒng)消減生化剩余污泥的方法，其特征在于，所述催化劑為固定床非均相催化劑，包括以下質(zhì)量百分比的金屬組分：Au15-20%，Pu0.5-5%，Pt5-10%，Os0.5-10%，Ru2-8%，Ti15-20%，Rh1-5%，Sm0.5-3%，Nd0.2-0.5%，La10-20%，F(xiàn)e0.5-2%，Zn0.5-2%，Ca0.5-2%，Ni0.5-2%。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的利用高鹽廢水處理系統(tǒng)消減生化剩余污泥的方法，其特征在于，所述催化劑的具體制作過程如下：將陶瓷規(guī)整填料進行表面處理后，浸漬在有機態(tài)金屬鹽的混合溶液中，浸沒后搖晃3-5次，瞬間提出液面，瀝干30min后105℃烘干，之后將浸漬烘干后的陶瓷規(guī)整填料進行多次煅燒；其中，所述有機態(tài)金屬鹽溶液為檸檬酸金屬鹽、氨基酸金屬鹽或葡萄酸金屬鹽，金屬種類為Au、Pu、Pt、Os、Ru、Ti、Rh、Sm、Nd、La、Fe、Zn、Ca和Ni；所述陶瓷規(guī)整填料的材料可依據(jù)廢水成分篩選，有機態(tài)鹽溶液的濃度為3-5wt.%；煅燒的條件為：按15℃/h升溫至105℃維持4h，其后5℃/h緩慢至250℃穩(wěn)定10h，再5℃/h緩慢至650℃穩(wěn)定4h，煅燒次數(shù)為5次。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的利用高鹽廢水處理系統(tǒng)消減生化剩余污泥的方法，其特征在于，所述第一電催化反應(yīng)裝置和第二電催化反應(yīng)裝置的處理條件為：電壓5-45V，電流0.1-10A，同時有直流電場和交流電場作用，反應(yīng)時間均為0.5-2min；所述第一納米催化反應(yīng)裝置和第二納米催化反應(yīng)裝置的反應(yīng)時間均為2-10s。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用高鹽廢水處理系統(tǒng)消減生化剩余污泥的方法，其特征在于，所述殘液緩存池中，催化后的生化剩余污泥、殘液與第一螺旋分離器分離出的上清液的質(zhì)量比為(2-10):1:50，其中，催化后的生化剩余污泥中，污泥比阻為1.04×109s2/g，污泥濃度為3000-5000mg/L。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的利用高鹽廢水處理系統(tǒng)消減生化剩余污泥的方法，其特征在于，所述生化剩余污泥催化系統(tǒng)還包括全自動過濾器，以及依次連接的第二螺旋分離器、污泥濃縮池和污泥脫水裝置，所述全自動過濾器的出口與第二電催化反應(yīng)裝置連接，第二納米催化反應(yīng)裝置的出口與第二螺旋分離器的入口連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用高鹽廢水處理系統(tǒng)消減生化剩余污泥的方法，其特征在于，根據(jù)廢水中的污染負荷設(shè)置多個所述第一活化催化處理單元和第二活化催化處理單元；所述利用高鹽廢水處理系統(tǒng)消減生化剩余污泥的方法還設(shè)有污水場集水井，所述污水場集水井的入口與第一螺旋分離器的污泥出口連接，用于收集第一活化催化處理單元處理后的結(jié)晶和污泥。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種利用高鹽廢水處理系統(tǒng)消減生化剩余污泥的方法，可高效的消減污泥并同時對高鹽廢水進行處理，大大降低廢水中有機物等有害物的含量同時完全消弭生化剩余污泥，并且降低處理成本。
根據(jù)本發(fā)明的目的，提供一種利用高鹽廢水處理系統(tǒng)消減生化剩余污泥的方法，包括：廢水蒸發(fā)處理系統(tǒng)，用于去除高鹽廢水中的有機污染物，蒸發(fā)處理產(chǎn)生的殘液進入蒸發(fā)殘液處理系統(tǒng)進行處理；蒸發(fā)殘液處理系統(tǒng)，設(shè)有依次連接的殘液緩存池和第一活化催化處理單元，所述殘液緩存池的入口與廢水蒸發(fā)處理系統(tǒng)的殘液出口連接，所述第一活化催化處理單元的出口分別與廢水蒸發(fā)處理系統(tǒng)的入口、殘液緩存池的入口連接，第一活化催化處理單元處理后的殘液通過第一螺旋分離器分離出上清液，上部澄清液進入廢水蒸發(fā)處理系統(tǒng)，中部廢液進入殘液緩存池；生化剩余污泥催化系統(tǒng)，設(shè)有第二活化催化處理單元，所述第二活化催化處理單元的出口與殘液緩存池的入口連接，生化剩余污泥通過第二活化催化處理單元催化后，與殘液在殘液緩存池混合，進入所述第一活化催化處理單元；高鹽廢水經(jīng)廢水蒸發(fā)處理系統(tǒng)去除有機物，處理產(chǎn)生的殘液進入所述殘液緩存池，與經(jīng)過第二活化催化處理單元的生化剩余污泥混合，并一起進入第一活化催化處理單元，催化處理后的污泥在加速殘液中有機物降解的同時，還作為內(nèi)碳源為自身降解供給所需營養(yǎng)，減少生化剩余污泥的量；經(jīng)過第一活化催化處理單元處理后的殘液，上清液分別進入殘液緩存池和廢水蒸發(fā)處理系統(tǒng)進行循環(huán)處理，進一步降低廢水中的有機物。
優(yōu)選地，所述第一活化催化處理單元包括依次連接的第一電催化反應(yīng)裝置和第一納米催化反應(yīng)裝置，所述第一電催化反應(yīng)裝置的入口與殘液緩存池的出口連接，所述第一納米催化反應(yīng)裝置的出口分別與廢水蒸發(fā)處理系統(tǒng)的入口、殘液緩存池的入口連接。
優(yōu)選地，所述第二活化催化處理單元包括依次連接的第二電催化反應(yīng)裝置和第二納米催化反應(yīng)裝置，所述第二納米催化反應(yīng)裝置的出口與殘液緩存池的入口連接。
優(yōu)選地，所述第一納米催化反應(yīng)裝置和第二納米催化反應(yīng)裝置內(nèi)均設(shè)有催化劑，所述催化劑包括貴金屬、稀土金屬和堿土金屬中的至少十二種，粒徑小于100nm的占總質(zhì)量的80%以上。
優(yōu)選地，所述催化劑為固定床非均相催化劑，包括以下質(zhì)量百分比的金屬組分：Au15-20%，Pu0.5-5%，Pt5-10%，Os0.5-10%，Ru2-8%，Ti15-20%，Rh1-5%，Sm0.5-3%，Nd0.2-0.5%，La10-20%，F(xiàn)e0.5-2%，Zn0.5-2%，Ca0.5-2%，Ni0.5-2%。
優(yōu)選地，所述催化劑的具體制作過程如下：將陶瓷規(guī)整填料進行表面處理后，浸漬在有機態(tài)金屬鹽的混合溶液中，浸沒后搖晃3-5次，瞬間提出液面，瀝干30min后105℃烘干，之后將浸漬烘干后的陶瓷規(guī)整填料進行多次煅燒；其中，所述有機態(tài)金屬鹽溶液為檸檬酸金屬鹽、氨基酸金屬鹽或葡萄酸金屬鹽，金屬種類為Au、Pu、Pt、Os、Ru、Ti、Rh、Sm、Nd、La、Fe、Zn、Ca和Ni。
優(yōu)選地，陶瓷規(guī)整填料的材料可依據(jù)廢水成分篩選，有機態(tài)鹽溶液的濃度為3-5wt.%；煅燒的條件為：按15℃/h升溫至105℃維持4h，其后5℃/h緩慢至250℃穩(wěn)定10h，再5℃/h緩慢至650℃穩(wěn)定4h，煅燒次數(shù)為5次。
優(yōu)選地，第一電催化反應(yīng)裝置和第二電催化反應(yīng)裝置的處理條件為：電壓5-45V，電流0.1-10A，同時有直流電場和交流電場作用，反應(yīng)時間均為0.5-2min。
優(yōu)選地，第一納米催化反應(yīng)裝置和第二納米催化反應(yīng)裝置的反應(yīng)時間均為2-10s。
優(yōu)選地，殘液緩存池中，催化后的生化剩余污泥、殘液與第一螺旋分離器分離出的上清液的質(zhì)量比為(2-10):1:50，其中，催化后的生化剩余污泥中，污泥比阻為1.04×109s2/g，污泥濃度為3000-5000mg/L。
優(yōu)選地，可根據(jù)廢水中的污染負荷設(shè)置多個所述第一活化催化處理單元和第二活化催化處理單元。
優(yōu)選地，所述生化剩余污泥催化系統(tǒng)還包括全自動過濾器，以及依次連接的第二螺旋分離器、污泥濃縮池和污泥脫水裝置，所述全自動過濾器的出口與第二電催化反應(yīng)裝置連接，第二納米催化反應(yīng)裝置的出口與第二螺旋分離器的入口連接。
優(yōu)選地，所述利用高鹽廢水處理系統(tǒng)消減生化剩余污泥的方法還設(shè)有污水場集水井，所述污水場集水井的入口與第一螺旋分離器的污泥出口連接，用于收集第一活化催化處理單元處理后的結(jié)晶和污泥。本發(fā)明的有益效果在于：1）本發(fā)明的利用高鹽廢水處理系統(tǒng)消減生化剩余污泥的方法，利用污水處理場的生化剩余污泥，采用催化處理，強化了系統(tǒng)內(nèi)的生化剩余污泥中的活性組分的活性污泥中微生物的內(nèi)源代謝，加速了活性污泥對有機物的降解速率，有利于系統(tǒng)的毒性降低，使得系統(tǒng)的可生化性倍增，從而使催化后的污泥既可以協(xié)助極端高鹽分、高污染物濃度廢水處理，又可以將快速催化后污泥作為污水處理場的內(nèi)碳源，減少化學性碳源的投加，也減少由碳源增生的生化剩余污泥。生化剩余污泥減量80%以上，污水處理場可以停止使用外加碳源，生化剩余污泥近似乎完全被消解。
2）本發(fā)明將蒸發(fā)處理后產(chǎn)生的殘液進行電催化處理和納米活化催化處理，再將處理后的液體返回蒸發(fā)過程進行進一步的蒸發(fā)處理，可大大降低廢水中有機物的含量，解決蒸發(fā)結(jié)焦、結(jié)碳等問題。
3）本發(fā)明的處理系統(tǒng)可有效地的降解蒸發(fā)殘液中的有機物，使最后得到的廢水符合環(huán)保要求，降低環(huán)境污染負荷，解決高鹽廢水難處理的問題。
（發(fā)明人：馬曉）
