一種污水的處理方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種污水的處理方法，該方法利用活性污泥法對污水進(jìn)行凈化，并在凈化的同時利用超聲波對活性污泥進(jìn)行生物處理強化，加速分解有機物的過程，使凈化更徹底；利用超聲紫外聯(lián)合輻射，由于超聲和紫外的協(xié)同效應(yīng)使總的降解率比任一單獨效應(yīng)之和更佳，可以降解某些生物難降解的有毒有害化合物，提高凈化深度；同時利用超聲波改善污泥結(jié)構(gòu)，也可有效提高污泥脫水性。本發(fā)明污水處理方法能有效提高污水的凈化效率，減少能耗。
【專利說明】一種污水的處理方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種污水處理技術(shù)。

【背景技術(shù)】
[0002] 為滿足人們清潔用水和優(yōu)質(zhì)環(huán)境的要求，大型城市的污水處理成為一個愈發(fā)緊迫 的任務(wù)。傳統(tǒng)的活性污泥污水處理方法具有處理量大，費用低廉，原料易得，對溶解性易降 解有機物處理效率高等優(yōu)點，目前被很多污水處理廠廣泛采用。但是傳統(tǒng)工藝在凈化的效 率、徹底性以及能源節(jié)約方面仍存在以下兩點不足：首先，當(dāng)進(jìn)水的水質(zhì)變化大，或者含有 難降解物質(zhì)時，傳統(tǒng)活性污泥處理裝置的生物處理效果往往不佳；其次，傳統(tǒng)工藝中，在對 活性污泥進(jìn)行脫水時大多采用機械的方式，由于活性污泥中固體顆粒含水穩(wěn)定，泥水分離 困難，因而脫水效果很差，而高含水量的污泥進(jìn)入到后繼干化工藝，必然會造成大量熱損。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，提供一種能有效提高污水凈化 效果的處理方法。
[0004] 為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種污水的處理方法，該處理方法步驟如下： (1)先將污水經(jīng)格柵除去較大的漂浮物和懸浮物；（2)自流進(jìn)入攪拌池，加入石灰混合拌 勻，并以風(fēng)機吹之，除去污水中大部分的磷；（3)將去磷后的生活污水泵送至沉淀池，進(jìn)行 沉淀；（4)沉淀完全后，上清液溢流進(jìn)入活性污泥反應(yīng)器體系反應(yīng)池進(jìn)行生物降解；（5)降 解完成后，反應(yīng)池中經(jīng)初步凈化的水泵出，經(jīng)過濾即得凈水；（6)初步凈化的水泵出后，將 反應(yīng)池中的污泥運送至脫水機進(jìn)行脫水，繼而進(jìn)行污餅處理；其中，步驟（4)中生物降解 過程中，利用PLC控制取泥機械手從反應(yīng)池中抓取活性污泥進(jìn)行超聲波處理，處理完成后 PLC控制取泥機械手將處理后的活性污泥送回反應(yīng)池中；所述超聲波頻率為21kHz，聲強為 0. 2 - 0. 3W/cm2,處理時間為10-15min ;所述PLC控制取泥機械手的抓取頻率為每隔20min 抓取8 - 10kg的活性污泥。
[0005] 步驟（5)中經(jīng)初步凈化的水在過濾前先同時經(jīng)超聲波和紫外輻射處理；超聲波和 紫外輻射處理時間為45min ;超聲波頻率為24kHz，功率為90W，紫外輻射主波長為254nm。
[0006] 步驟（6)中污泥在進(jìn)行脫水之前先經(jīng)超聲波處理；超聲波頻率為20 - 30kHz，聲強 為400W/m2,超聲時間為2 - 4min。
[0007] 上述超聲波或紫外輻射處理通過PLC控制超聲波和紫外輻射系統(tǒng)實現(xiàn)；超聲波和 紫外輻射系統(tǒng)包括超聲波發(fā)生器、超聲波轉(zhuǎn)換器、紫外線發(fā)生器和紫外線轉(zhuǎn)換器；超聲波轉(zhuǎn) 換器、紫外線轉(zhuǎn)換器分別與超聲波發(fā)生器、紫外線發(fā)生器相連。
[0008] 其中，PLC分別控制水泵和污泥泵運送步驟（5 )中經(jīng)初步凈化的水和步驟（6 )中反 應(yīng)池中的污泥。PLC還通過超聲波傳感器測量反應(yīng)池內(nèi)容物的含量；當(dāng)反應(yīng)池內(nèi)容物高度 達(dá)池深的2/3時，進(jìn)行上述步驟（4)的活性污泥超聲波處理。
[0009] 步驟（5)中經(jīng)初步凈化的水分別經(jīng)石英砂和活性炭過濾。
[0010] 本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點： 1、本發(fā)明通過低強度超聲波輻照活性污泥，依靠其機械效應(yīng)和穩(wěn)態(tài)空化效應(yīng)使污泥中 微生物的傳質(zhì)邊界層減薄，并且使溶質(zhì)離子運動加速，提高反應(yīng)物進(jìn)入酶或細(xì)胞活性部位 及生成物進(jìn)入液體媒質(zhì)的傳質(zhì)擴散過程，加速分解有機物的過程，使凈化更徹底。
[0011] 2、通過一定強度超聲波與紫外輻射配合使用進(jìn)行污水深度凈化，由于超聲和紫外 的協(xié)同效應(yīng)使總的降解率比任一單獨效應(yīng)之和更佳，可以降解某些生物難降解的有毒有害 化合物，使C0D的去除率和有機物的礦化速度都很高，提高凈化深度。
[0012] 3、通過超聲波對污泥進(jìn)行處理，由于污泥的菌膠團(tuán)具有良好的保水性能，利用超 聲波調(diào)整污泥結(jié)構(gòu)，使污泥結(jié)構(gòu)重組，改變污泥中水的存在形態(tài)，使污泥中難去除的結(jié)合水 釋出，轉(zhuǎn)化成易脫的自由水，從而達(dá)到改善污泥脫水性能的目的，為后續(xù)處理節(jié)約能源。
[0013] 4、同時本發(fā)明利用PLC (Programmable Logic Controller,可編程邏輯控制器)分 別控制活性污泥的取泥和送泥、控制超聲波和紫外輻射、控制水泵和污泥泵分別泵送水和 污泥，能有效實現(xiàn)污水的自動化處理，更加方便。
[0014] 5、本發(fā)明污水凈化方法能有效提高凈化效率，減少能耗；裝置利用率高，一室多 用；自動化程度提高。
[0015] 6、本發(fā)明出水所得水質(zhì)明顯高于傳統(tǒng)活性污泥方法，脂肪類、芳香族類等難降解 有機物含量明顯下降，微生物含量顯著下降，殺菌效果極高且對環(huán)境不造成二次污染。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016] 圖1為本發(fā)明污水的處理流程圖。

【具體實施方式】
[0017] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明污水的處理方法進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0018] (一）污水的初處理與活性污泥的生物性能強化操作 污水經(jīng)格柵除去較大的漂浮物和懸浮物后，自流進(jìn)入攪拌池，攪拌池中加入石灰與原 水混合拌勻，并以風(fēng)機吹之，除掉污水中大部分的磷。再以污泥泵送至沉淀池，沉淀完全后， 上清液以溢流的方式進(jìn)入活性污泥反應(yīng)器體系反應(yīng)池進(jìn)行生物降解。反應(yīng)池內(nèi)容物達(dá)到一 定含量（由超聲波傳感器測得并傳至PLC程序控制器控制系統(tǒng)進(jìn)行分析，以池深的2/3為 限)時，PLC控制啟動定量取泥機械手，從活性污泥反應(yīng)器體系反應(yīng)池中抓取一定量(常規(guī)反 應(yīng)池一般8 - 10kg，實際應(yīng)用中應(yīng)視反應(yīng)池大小而定，占總泥量的少許即可）的活性污泥運 送至超聲波和紫外輻射發(fā)生室(該發(fā)生室中設(shè)有超聲波和紫外輻射系統(tǒng)，包括超聲波發(fā)生 器、超聲波轉(zhuǎn)換器、紫外線發(fā)生器和紫外線轉(zhuǎn)換器；超聲波轉(zhuǎn)換器、紫外線轉(zhuǎn)換器分別與超 聲波發(fā)生器、紫外線發(fā)生器相連；超聲波輻射系統(tǒng)設(shè)有三個檔：生物處理強化檔、深度凈化 檔和污泥脫水檔)，取泥頻率為每20min進(jìn)行一次。此時PLC自動控制超聲波輻射系統(tǒng)開啟 并打開生物處理強化檔(發(fā)射低強度超聲波，頻率21kHz，聲強0. 2 - 0. 3W/cm2)，關(guān)閉污泥 脫水檔、深度凈化檔以及紫外輻射系統(tǒng)，照射l〇_15min，再由PLC自動控制污泥回送機械 手(可采用取泥機械手）將輻照后的污泥返還到活性污泥反應(yīng)池中參與后續(xù)反應(yīng)。
[0019](二）污水的深度凈化操作與凈水排出 活性污泥反應(yīng)池中的生物降解過程完成后，PLC控制水泵將在活性污泥反應(yīng)池中經(jīng)過 初步凈化的水泵至超聲波和紫外輻射發(fā)生室，由PLC控制同時開啟超聲波輻射系統(tǒng)的深度 凈化檔（發(fā)射一定強度超聲波，頻率24kHz，功率為90W)和紫外輻射系統(tǒng)(紫外線主波長在 254nm)，關(guān)閉生物處理強化檔和脫水檔，輻照時間為45min，進(jìn)行深度凈化。利用超聲波的 "空化作用"和紫外催化的協(xié)同作用，迅速降解水中殘余的難降解有機物。濾液再經(jīng)石英砂 和活性炭的過濾作用，引至清水池，以備綠化、道路澆掃、沖廁和景觀補水回用等用途。
[0020](三）污泥脫水性能的改善操作與后續(xù)污泥處理 PLC控制污泥泵將反應(yīng)池內(nèi)剩余的全部污泥輸送至輻射室，由PLC程序控制超聲波輻 射系統(tǒng)開啟并打開脫水檔（頻率為20 - 30kHz，聲強為400W/m2)，關(guān)閉生物處理強化檔、深 度凈化檔和紫外輻射系統(tǒng)，該過程時間為2 - 4min，可破壞污泥結(jié)構(gòu)，使污泥結(jié)構(gòu)重組，改 變污泥中水的存在形態(tài)，使污泥中難去除的結(jié)合水釋出，轉(zhuǎn)化成易脫的自由水，從而達(dá)到改 善污泥脫水性能的目的，為后續(xù)處理節(jié)約能源。改善后的污泥運送至脫水機進(jìn)行脫水，繼而 進(jìn)行污餅處理。
【權(quán)利要求】
1. 一種污水的處理方法，該處理方法步驟如下：（1)先將污水經(jīng)格柵除去較大的漂浮 物和懸浮物；（2)自流進(jìn)入攪拌池，加入石灰混合拌勻，并以風(fēng)機吹之，除去污水中大部分 的磷；（3)將去磷后的生活污水泵送至沉淀池，進(jìn)行沉淀；（4)沉淀完全后，上清液溢流進(jìn) 入活性污泥反應(yīng)器體系反應(yīng)池進(jìn)行生物降解；（5)降解完成后，反應(yīng)池中經(jīng)初步凈化的水 泵出，經(jīng)過濾即得凈水；（6)初步凈化的水泵出后，將反應(yīng)池中的污泥運送至脫水機進(jìn)行脫 水，繼而進(jìn)行污餅處理；其特征在于：所述步驟（4)中生物降解過程中，利用PLC控制取泥機 械手從反應(yīng)池中抓取活性污泥進(jìn)行超聲波處理，處理完成后PLC控制取泥機械手將處理后 的活性污泥送回反應(yīng)池中；所述超聲波頻率為21kHz，聲強為0. 2 - 0. 3W/cm2,處理時間為 10-15min ;所述PLC控制取泥機械手的抓取頻率為每隔20min抓取8 - 10kg的活性污泥。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理方法，其特征在于：所述步驟（5)中經(jīng)初步凈化的水在過 濾前先同時經(jīng)超聲波和紫外輻射處理；所述超聲波和紫外輻射處理時間為45min ;所述超 聲波頻率為24kHz，功率為90W，所述紫外輻射主波長為254nm。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理方法，其特征在于：所述步驟（6)中污泥在進(jìn)行脫水之前 先經(jīng)超聲波處理；所述超聲波頻率為20 - 30kHz，聲強為400W/m2,超聲時間為2 - 4min。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3任一所述的處理方法，其特征在于：所述超聲波或紫外輻射處 理通過PLC控制超聲波和紫外輻射系統(tǒng)實現(xiàn)；所述超聲波和紫外輻射系統(tǒng)包括超聲波發(fā)生 器、超聲波轉(zhuǎn)換器、紫外線發(fā)生器和紫外線轉(zhuǎn)換器；所述超聲波轉(zhuǎn)換器、紫外線轉(zhuǎn)換器分別 與超聲波發(fā)生器、紫外線發(fā)生器相連。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至3任一所述的處理方法，其特征在于：所述PLC分別控制水泵和 污泥泵運送步驟（5)中經(jīng)初步凈化的水和步驟（6)中反應(yīng)池中的污泥。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1至3任一所述的處理方法，其特征在于：所述PLC通過超聲波傳感 器測量所述反應(yīng)池內(nèi)容物的含量；當(dāng)所述反應(yīng)池內(nèi)容物高度達(dá)池深的2/3時，進(jìn)行所述步 驟（4)的活性污泥超聲波處理。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1至3任一所述的處理方法，其特征在于：所述步驟（5)中經(jīng)初步凈化 的水分別經(jīng)石英砂和活性炭過濾。
【文檔編號】C02F11/00GK104045213SQ201410296448
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年6月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月27日
【發(fā)明者】石雅媛, 蔣燁林, 陳敬一, 芮茂凌, 劉潤瑩, 孫鳳翔 申請人:南京信息工程大學(xué)