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      一種低碳污水處理方法

      文檔序號:4857600閱讀:466來源:國知局
      一種低碳污水處理方法
      【專利摘要】本發(fā)明屬于污水處理、環(huán)境保護【技術(shù)領域】,一種低碳污水處理方法。其步驟如下:第一步、污水化學固碳處理:先對需處理的污水投加化學藥劑聚合氯化鋁、聚合氯化鐵、硫酸鋁或聚丙烯酰胺,使污水中的有機物被化學藥劑吸收,并經(jīng)過沉淀后去除,降低固定污水中的有機物,減少傳統(tǒng)污水生物處理時有機物被氧化分解排除二氧化碳,達到污水處理低碳運行;第二步、污水生態(tài)處理:將經(jīng)過化學固碳處理后的污水排入污水生態(tài)處理設施;采用床式污水生態(tài)修復系統(tǒng),系統(tǒng)分為阻截式浮水植物種植網(wǎng)床和沉水植物種植網(wǎng)床兩大部分。本發(fā)明將污水中的大部分含碳有機物固定在化學污泥和生態(tài)植物中,實現(xiàn)了污水處理的低碳排放。
      【專利說明】一種低碳污水處理方法

      【技術(shù)領域】
      [0001]本發(fā)明屬于污水處理、環(huán)境保護【技術(shù)領域】,具體涉及化學固碳與生態(tài)組合技術(shù)處理污水,處理后污水水質(zhì)達到排放標準,同時相對傳統(tǒng)的污水生物處理技術(shù)實現(xiàn)減碳50%以上的要求。

      【背景技術(shù)】
      [0002]傳統(tǒng)的城鎮(zhèn)水系統(tǒng)模式將水進行收集,通過長距離的輸送提升后,進行污染物的集中去除,再進行利用或排放。在整個水系統(tǒng)循環(huán)過程中耗費大量的水輸送能耗,同時將水中的有機物通過耗能曝氣的方式轉(zhuǎn)為C02排放,傳統(tǒng)的城鎮(zhèn)水系統(tǒng)的高碳排放型運營模式已引起國內(nèi)外學者的反思。
      [0003]國際上,經(jīng)濟適用和減碳技術(shù)已是城鎮(zhèn)水系統(tǒng)的發(fā)展方向,核心是將成熟的技術(shù)在系統(tǒng)上進行集成。如日本的分散式小規(guī)模就地污水處理達標排放可以降低長距離的輸送能耗,美國、德國等重視污泥的厭氧消耗,回收污水中的有機質(zhì),轉(zhuǎn)化為可收集利用的沼氣能源,以色列、美國等重視再生水利用,將污水處理到一定程度后大量回用于農(nóng)林、工業(yè)等,實現(xiàn)污水中的營養(yǎng)物質(zhì)和水的雙回用。而目前我國的城鎮(zhèn)水系統(tǒng)重點考慮城鎮(zhèn)飲用水安全保障、污水的污染物減排和水體的環(huán)境改善,離國際上的低碳發(fā)展方向還有較長一段距離。
      [0004]我國目前我國已建成污水處理廠城鎮(zhèn)污水廠2010座,處理能力10574萬m3/日,污水處理廠電耗每年80多億度,并且呈年增加2.7%的趨勢,每年削減774萬噸C0D,C02排放總量達1058萬噸。目前超過90%的污水處理工藝采用鼓風好氧曝氣方式,將污水中的有機質(zhì)分解為C02排入大氣,近年來,國家對城市污水治理的非常重視,城鎮(zhèn)供排水設施的建設步伐大大加快,我國城鎮(zhèn)水系統(tǒng)技術(shù)也取得了長足進步,在引進消化國外新工藝技術(shù)的同時,不斷研發(fā)適合我國情況的工藝技術(shù),特別是在高效低耗的工藝和技術(shù)研發(fā)方面取得了較多成果。今后,研發(fā)經(jīng)濟適用型的水系統(tǒng)低碳技術(shù),以及如何系統(tǒng)地在空間尺度進行低碳水系統(tǒng)技術(shù)的集成,將成為學術(shù)界普遍認同的發(fā)展趨勢。
      [0005]我國人口眾多,水資源緊缺,隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展,各大水系和湖泊水庫的水質(zhì)惡化日趨嚴重。城市中的污水處理廠利用活性污泥法、SBR、A/ 0、ΑΒ、Α/ A/0、氧化溝法等工藝,通過物理、化學、生物的作用對污水進行處理。但是,這種處理系統(tǒng)耗資巨大,對化石燃料的消耗也大,維護技術(shù)難度大,在經(jīng)濟相對落后的地區(qū)無法實施,導致我國大部分的污水未經(jīng)任何處理就直接排入天然水體,對水資源構(gòu)成嚴重的威脅。
      [0006]城市水環(huán)境是城市生態(tài)環(huán)境的重要組成部分,也是市民休閑娛樂、維護城市生態(tài)平衡的重要手段。但是隨著城市快速化發(fā)展,我國城市水環(huán)境的污染問題越來越嚴重,一些不法企業(yè)和不正確的生活習慣,導致城市當中的一些湖泊、河流失去了生態(tài)調(diào)節(jié)功能,給城市環(huán)境發(fā)展帶來了很大的負面影響,也影響了城市居民生活條件的提高。隨著人們生活水平的提高,人們對水環(huán)境的質(zhì)量也越來越高,在這種情況下采取生態(tài)修復的方法解決污染不是很嚴重格的水環(huán)境是今后城市環(huán)境治理的必然。
      [0007]在專利申請?zhí)?01210072292.0中公開了一種生態(tài)污水的處理方法,該方法是以優(yōu)勢菌種或生物激活劑為核心,輔助種植草本植物,并建立生態(tài)壩和生態(tài)浮島,輔助以增氧抑藻曝氣技術(shù),對生態(tài)污水進行處理。這種方法一方面增加修復成本且影響水體的景觀美,另一方面使植物與水體底質(zhì)隔離不利于植物生長與自然生態(tài)系統(tǒng)的恢復。
      [0008]申請?zhí)?01210542942.3中公開了一種一種新型床式污水生態(tài)修復技術(shù),該技術(shù)將床式污水生態(tài)修復技術(shù)系統(tǒng)分為阻截式浮水植物種植網(wǎng)床和沉水植物種植網(wǎng)床兩大部分。但是,由于現(xiàn)有污水中有機物比例比較高,光靠植物網(wǎng)床生態(tài)治理污水,從治理效率和效果上都不盡如人意。


      【發(fā)明內(nèi)容】

      [0009]本發(fā)明針對上述技術(shù)問題提出一種新的污水低碳處理方法,通過在污水處理反應器中投加化學藥劑,將污水中的有機物進行吸附固定,使污水中的有機物不被氧化分解而生成二氧化碳;未去除的有機物再經(jīng)過污水生態(tài)處理設施,部分有機物被植物吸收轉(zhuǎn)化,剩余有機物被生態(tài)處理設施降解,實現(xiàn)污水處理減碳50%以上,符合低碳生態(tài)和可持續(xù)發(fā)展理念的要求。
      [0010]本發(fā)明低碳污水處理方法,其技術(shù)方案如下:所述方法由污水化學固碳處理與污水生態(tài)處理相結(jié)合,其步驟如下:
      第一步、污水化學固碳處理:先對需處理的污水投加化學藥劑聚合氯化鋁、聚合氯化鐵、硫酸鋁或聚丙烯酰胺,使污水中的有機物被化學藥劑吸收,并經(jīng)過沉淀后去除,降低固定污水中的有機物,減少傳統(tǒng)污水生物處理時有機物被氧化分解排除二氧化碳,達到污水處理低碳運行;所述化學固碳處理是在機械攪拌澄清池和網(wǎng)格絮凝池這些常規(guī)污水混凝沉淀反應池中進行處理;
      第二步、污水生態(tài)處理:將經(jīng)過化學固碳處理后的污水排入污水生態(tài)處理設施;采用床式污水生態(tài)修復系統(tǒng),系統(tǒng)分為阻截式浮水植物種植網(wǎng)床和沉水植物種植網(wǎng)床兩大部分。
      [0011]所述第二步污水生態(tài)處理步驟中,依托浮子的浮力和漂浮植物及網(wǎng)狀浮床自身重力設置阻截式浮水植物種植網(wǎng)床,將框架始終處于水面之上,從而使浮水植物固定在網(wǎng)狀浮床區(qū)域內(nèi)。
      [0012]進一步的,作為本發(fā)明低碳污水處理方法的進一步創(chuàng)新,在阻截式浮水植物種植網(wǎng)床上種植成活率較高浮水植物,植物體通過對漂浮物的阻攔、對懸浮顆粒的沉降和富營養(yǎng)物質(zhì)的削減達到強力阻截的效果。
      [0013]進一步的,作為本發(fā)明低碳污水處理方法的進一步創(chuàng)新,借助水下固定樁和水面所設的浮力裝置設置沉水植物種植網(wǎng)床,在光補償深度垂直空間調(diào)節(jié)沉水植物在水中的位置。
      [0014]進一步的,作為本發(fā)明低碳污水處理方法的進一步創(chuàng)新,在網(wǎng)床下掛置網(wǎng)箱,進行水產(chǎn)養(yǎng)殖,在進行對水體修復的同時,獲取水產(chǎn)品。
      [0015]進一步的,所述阻截式浮水植物為:香根草、美人蕉、馬蹄蓮或黃菖蒲。
      [0016]進一步的,所述沉水植物為伊樂藻、菹草或苦草。
      [0017]本發(fā)明低碳污水處理方法,主要優(yōu)點如下:
      第一、低碳:傳統(tǒng)的城鎮(zhèn)污水處理中,采用供氧曝氣的方式,將污水中的有機物進行氧化分解,生成二氧化碳排放到大氣中,是一種高碳排放的處理方法;本發(fā)明將污水中的大部分含碳有機物固定在化學污泥和生態(tài)植物中,實現(xiàn)了污水處理的低碳排放。
      [0018]第二、運行方式靈活:本發(fā)明中,可以根據(jù)污水水質(zhì)和水量變化,投加不同種類和含量的化學藥劑,尾水再經(jīng)過生態(tài)處理設施凈化,在保障出水水質(zhì)的前提下,運行方式靈活,便于操作。
      [0019]第三、本發(fā)明具有廣泛的社會效益和極高經(jīng)濟價值,技術(shù)體系具有低成本、快捷高效的特性,可實現(xiàn)自然水體的快速修復。其技術(shù)水平及成本決定了其可被廣泛應用于城市景觀水體及農(nóng)田、養(yǎng)殖塘等面源污染導致的農(nóng)村水體富營養(yǎng)化,因此具有巨大的生態(tài)效益和社會效益。除此之外,本發(fā)明可廣泛應用于城市景觀水體及自然河道修復工程,具有在靜水水域和流動水體生態(tài)修復中廣泛應用的特性。目前水生態(tài)修復產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為一項朝陽產(chǎn)業(yè),
      但當前的處理技術(shù)大都修復成本高且修復后污染反彈,本發(fā)明很好地解決了這一難題,修復成本僅為10-15元/平方米,且待自然生態(tài)修復后,可將網(wǎng)床移除,從而實現(xiàn)網(wǎng)床的重復利用。

      【具體實施方式】
      [0020]污水化學固碳處理的主要技術(shù)參數(shù):
      常溫下:污水化學固碳處理裝置:HRT=30-60min,聚合氯化鋁、聚合氯化鐵等的加藥量:10-30 mg/L ;污水生態(tài)處理裝置HRT = l_3d,水力負荷為0.1-0.5m3/m2.(!?污水經(jīng)過化學固碳后產(chǎn)生的化學污泥,可以采用濃縮、機械脫水和填埋的方式進行處理處置。
      [0021]實施例一:
      污水化學固碳處理,在污水處理過程時,在反應器投加10 mg/L的聚合氯化鋁、聚合氯化鐵、硫酸鋁或聚丙烯酰胺等化學藥劑,使污水中的有機物被化學藥劑所吸收,并經(jīng)過沉淀后去除,降低固定污水中的有機物。該處理過程可以在機械攪拌澄清池、網(wǎng)格絮凝池等常規(guī)污水混凝沉淀反應池中進行。
      [0022]污水生態(tài)處理,可以通過人工濕地、生態(tài)塘等常規(guī)生態(tài)處理技術(shù)實現(xiàn)。將經(jīng)過化學固碳技術(shù)處理后的污水,通過排入人工濕地、生態(tài)塘等污水生態(tài)處理設施,污水中剩余的有機物一方面被生態(tài)植物吸收轉(zhuǎn)化為植物,另一方面,污水中的有機物被生態(tài)處理設施去除降解。所述污水生態(tài)處理設施分為阻截式浮水植物種植網(wǎng)床和沉水植物種植網(wǎng)床兩大部分。
      [0023]本實施例一中,本發(fā)明污水生態(tài)處理步驟采用床式污水生態(tài)修復系統(tǒng),系統(tǒng)分為阻截式浮水植物種植網(wǎng)床和沉水植物種植網(wǎng)床兩大部分。
      [0024]所述污水生態(tài)處理步驟中,依托浮子的浮力和漂浮植物及網(wǎng)狀浮床自身重力設置阻截式浮水植物種植網(wǎng)床,將框架始終處于水面之上,從而使浮水植物固定在網(wǎng)狀浮床區(qū)域內(nèi)。阻截式浮水植物種植網(wǎng)床依托浮子的浮力和漂浮植物及網(wǎng)狀浮床自身重力,水位升高或降低的情況下可維持網(wǎng)狀浮床床體所需的深度,達到網(wǎng)狀浮床隨水位自動調(diào)整的作用,使浮床始終處于水面;將框架始終處于水面之上,從而使浮水植物固定在網(wǎng)狀浮床區(qū)域內(nèi)。在阻截式浮水植物種植網(wǎng)床上種植成活率較高浮水植物,植物體通過對漂浮物的阻攔、對懸浮顆粒的沉降和富營養(yǎng)物質(zhì)的削減達到強力阻截的效果。此實施例中,阻截式浮水植物選用:香根草、美人蕉、馬蹄蓮或黃菖蒲;沉水植物選用:伊樂藻、菹草或苦草。
      [0025]實施例二:
      污水化學固碳處理,在污水處理過程時,在反應器投加15 mg/L的聚合氯化鋁、聚合氯化鐵、硫酸鋁或聚丙烯酰胺等化學藥劑,使污水中的有機物被化學藥劑所吸收,并經(jīng)過沉淀后去除,降低固定污水中的有機物。該處理過程可以在機械攪拌澄清池、網(wǎng)格絮凝池等常規(guī)污水混凝沉淀反應池中進行。
      [0026]所述污水生態(tài)處理步驟中,借助水下固定樁和水面所設的浮力裝置設置沉水植物種植網(wǎng)床,在光補償深度垂直空間調(diào)節(jié)沉水植物在水中的位置,實現(xiàn)沉水植物可隨水位、透明度等連續(xù)改變生態(tài)位,以解決沉水植物恢復中光補償深度、透明度等因素對沉水植物生長的限制,并根據(jù)河道的地理情況調(diào)整網(wǎng)床的放置方式。選用的耐污、耐高溫、耐低溫等沉水植物,最終實現(xiàn)全年河道水生植物凈化功能。
      [0027]實施例三:
      污水化學固碳處理,在污水處理過程時,在反應器投加20 mg/L的聚合氯化鋁、聚合氯化鐵、硫酸鋁或聚丙烯酰胺等化學藥劑,使污水中的有機物被化學藥劑所吸收,并經(jīng)過沉淀后去除,降低固定污水中的有機物。該處理過程可以在機械攪拌澄清池、網(wǎng)格絮凝池等常規(guī)污水混凝沉淀反應池中進行。
      [0028]此實施例的污水生態(tài)處理步驟中,在網(wǎng)床下掛置網(wǎng)箱,養(yǎng)殖魚、螺、貝等,在進行對水體修復的同時,獲取水產(chǎn)品。
      【權(quán)利要求】
      1.一種低碳污水處理方法,其特征在于:所述方法由污水化學固碳處理與污水生態(tài)處理相結(jié)合,其步驟如下: 第一步、污水化學固碳處理:先對需處理的污水投加化學藥劑聚合氯化鋁、聚合氯化鐵、硫酸鋁或聚丙烯酰胺,使污水中的有機物被化學藥劑吸收,并經(jīng)過沉淀后去除,降低固定污水中的有機物,減少傳統(tǒng)污水生物處理時有機物被氧化分解排除二氧化碳,達到污水處理低碳運行;所述化學固碳處理是在機械攪拌澄清池和網(wǎng)格絮凝池這些常規(guī)污水混凝沉淀反應池中進行處理; 第二步、污水生態(tài)處理:將經(jīng)過化學固碳處理后的污水排入污水生態(tài)處理設施;采用床式污水生態(tài)修復系統(tǒng),系統(tǒng)分為阻截式浮水植物種植網(wǎng)床和沉水植物種植網(wǎng)床兩大部分。
      2.根據(jù)權(quán)利要求1所述低碳污水處理方法,其特征在于:所述第二步污水生態(tài)處理步驟中,依托浮子的浮力和漂浮植物及網(wǎng)狀浮床自身重力設置阻截式浮水植物種植網(wǎng)床,將框架始終處于水面之上,從而使浮水植物固定在網(wǎng)狀浮床區(qū)域內(nèi)。
      3.根據(jù)權(quán)利要求2所述低碳污水處理方法,其特征在于:在阻截式浮水植物種植網(wǎng)床上種植成活率較高浮水植物,植物體通過對漂浮物的阻攔、對懸浮顆粒的沉降和富營養(yǎng)物質(zhì)的削減達到強力阻截的效果。
      4.根據(jù)權(quán)利要求3所述低碳污水處理方法,其特征在于:借助水下固定樁和水面所設的浮力裝置設置沉水植物種植網(wǎng)床,在光補償深度垂直空間調(diào)節(jié)沉水植物在水中的位置。
      5.根據(jù)權(quán)利要求4所述低碳污水處理方法,其特征在于:在網(wǎng)床下掛置網(wǎng)箱,進行水產(chǎn)養(yǎng)殖,在進行對水體修復的同時,獲取水產(chǎn)品。
      6.根據(jù)權(quán)利要求1所述低碳污水處理方法,其特征在于:所述阻截式浮水植物為:香根草、美人蕉、馬蹄蓮或黃菖蒲。
      7.根據(jù)權(quán)利要求1所述低碳污水處理方法,其特征在于:所述沉水植物包括:伊樂藻、菹草和苦草。
      【文檔編號】C02F9/14GK104386877SQ201410580374
      【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年10月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月27日
      【發(fā)明者】尤為 申請人:無錫伊佩克科技有限公司
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