板沉淀池3的上清液出口通過廢水管線連接生物除磷池4，在此通過生物反應(yīng)將廢水中的磷酸鹽物質(zhì)基本除去，生物除磷池4的出水口通過廢水管線連接曝氣硝化池6，斜板沉淀池3和生物除磷池4底部的排泥口通過污泥管線連接半導(dǎo)體栗浦銣蒸汽激光污泥減量反應(yīng)器5的進泥口，半導(dǎo)體栗浦銣蒸汽激光污泥減量反應(yīng)器5右側(cè)壁設(shè)有進泥口 55，左側(cè)壁設(shè)有出液口 56，反應(yīng)器內(nèi)部在上頂壁上間隔安裝有3支半導(dǎo)體栗浦銣蒸汽激光器51，組成激光器陣列，能夠產(chǎn)生3束高能銣蒸汽激光束52，其光路垂直于上頂壁，在每一個半導(dǎo)體栗浦銣蒸汽激光器正對的對面頂壁處安裝有能量吸收擋板53，在每個能量吸收擋板53的左端垂直安裝有網(wǎng)狀阻燃擋板54，與激光光束平行，網(wǎng)狀阻燃擋板54能夠起到阻擋激光散射并吸收其散射能量，防止局部溫度過高而使反應(yīng)器內(nèi)部起火的作用，銣蒸汽激光光束通過相鄰兩扇網(wǎng)狀阻燃擋板54形成的通道最終投射至正對的能量吸收擋板53上，污泥通過半導(dǎo)體栗浦銣蒸汽激光污泥減量反應(yīng)器的進泥口 55進入反應(yīng)器內(nèi)部，在銣蒸汽激光的直接照射下，污泥中的微生物細胞壁在高能量輻照下發(fā)生破壁，內(nèi)部的細胞液流出匯集到一起從反應(yīng)器的出液口 56流出，反應(yīng)器內(nèi)剩余的污泥從反應(yīng)器底板上的多個排泥口 57排出進入污泥收集池10，半導(dǎo)體栗浦銣蒸汽激光污泥減量反應(yīng)器5的出液口 56通過廢水管線連接曝氣硝化池6，在曝氣硝化池6中將來自生物除磷池4和半導(dǎo)體栗浦銣蒸汽激光污泥減量反應(yīng)器5的污水中的含氮物質(zhì)全部轉(zhuǎn)化為硝酸鹽氮類，曝氣硝化池6的出口通過廢水管線連接高壓放電有機銠催化聚合反應(yīng)槽7，高壓放電有機銠催化聚合反應(yīng)槽7的出口通過廢水管線連接凈水池8，凈水池8的出口通過廢水管線將經(jīng)過本系統(tǒng)處理后的凈化出水外排，同時高壓放電有機銠催化聚合反應(yīng)槽7中生成的硝酸纖維素通過顆粒物排放口 77排出，并進入弱硝化棉烘干成形系統(tǒng)9，弱硝化棉經(jīng)烘干脫水及壓制成形后可被回收利用；其中，高壓放電有機銠催化聚合反應(yīng)槽7的外層包裹有槽體絕緣保護層73，內(nèi)部為碳化硅陶瓷結(jié)構(gòu)，反應(yīng)槽的有效容積為133m3，反應(yīng)槽的右上部設(shè)有進水閥門74，左下部設(shè)有出水閥門75，槽體中央部分安裝有二氯四羰基二銠多孔填料72，作為聚合反應(yīng)催化劑，填料的孔徑為5.2mm，比表面積為6.5cm2/g，填料層下部連接有顆粒物排放口 77，左、右兩側(cè)壁板正中各安裝有一支高壓放電電極71，在反應(yīng)槽底部左、右兩側(cè)各裝有一支攪拌槳葉76，污水通過高壓放電有機銠催化聚合反應(yīng)槽7的進水閥門74進入反應(yīng)槽內(nèi)部，高壓放電電極71每間隔0.1s進行一次高壓放電，放電電壓范圍為8500~15000V，會在反應(yīng)槽中產(chǎn)生一道橫貫槽體左右的高壓電弧，高壓電弧所產(chǎn)生的高能量被廢水中的硝酸根離子吸收，硝酸根離子中的離子鍵受到能量激發(fā)處于不穩(wěn)定狀態(tài)，并在二氯四羰基二銠的表面催化作用下發(fā)生鍵斷裂并重組，最終生成硝酸纖維素顆粒物(弱硝化棉)，反應(yīng)生成的硝酸纖維素顆粒物直接從顆粒物排放口 77排出，同時，經(jīng)過反應(yīng)凈化后的污水通過出水閥門75排出反應(yīng)槽并進入凈水池8中。其中，弱硝化棉烘干成形系統(tǒng)9的作用是將反應(yīng)生成的硝酸纖維素顆粒物脫水并烘干，再經(jīng)過擠壓成形，最終制成弱硝化棉塊供回收再利用，其弱硝化棉烘干成形系統(tǒng)的烘干溫度為70~85°C，壓制成形的弱硝化棉塊規(guī)格為1.5cmX 1.0cmX 1.0cm，弱硝化棉的含氮量為8~12%。
[0019]通過本系統(tǒng)處理后的污水，其污泥的體積減少92%以上，總氮的去除率達到99.7%，并且弱硝化棉的轉(zhuǎn)化率在90%以上。
【主權(quán)項】
1.一種同步實現(xiàn)污泥減量和脫氮回收利用的污水處理系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括pH調(diào)節(jié)池、粗格柵、斜板沉淀池、生物除磷池、半導(dǎo)體栗浦銣蒸汽激光污泥減量反應(yīng)器、曝氣硝化池、高壓放電有機銠催化聚合反應(yīng)槽、凈水池、弱硝化棉烘干成形系統(tǒng)、污泥收集池等；其中污水通過廢水管線進入pH調(diào)節(jié)池，pH調(diào)節(jié)池的出口通過廢水管線連接粗格柵，粗格柵的出口通過廢水管線連接斜板沉淀池，斜板沉淀池的上清液出口通過廢水管線連接生物除磷池，生物除磷池的出水口通過廢水管線連接曝氣硝化池，斜板沉淀池和生物除磷池底部的排泥口通過污泥管線連接半導(dǎo)體栗浦銣蒸汽激光污泥減量反應(yīng)器的進泥口，半導(dǎo)體栗浦銣蒸汽激光污泥減量反應(yīng)器的出液口通過廢水管線連接曝氣硝化池，曝氣硝化池的出口通過廢水管線連接高壓放電有機銠催化聚合反應(yīng)槽，高壓放電有機銠催化聚合反應(yīng)槽的出水口通過廢水管線連接凈水池，凈水池的出口通過廢水管線將經(jīng)過本系統(tǒng)處理后的凈化出水外排，同時高壓放電有機銠催化聚合反應(yīng)槽中生成的硝酸纖維素通過顆粒物排放口排出，并進入弱硝化棉烘干成形系統(tǒng)，經(jīng)烘干脫水及壓制成形得到弱硝化棉可被回收利用，半導(dǎo)體栗浦銣蒸汽激光污泥減量反應(yīng)器底部的排泥口連接污泥收集池；其中，高壓放電有機銠催化聚合反應(yīng)槽的外表面包裹有槽體絕緣保護層，內(nèi)部為碳化硅陶瓷結(jié)構(gòu)，反應(yīng)槽的右上部設(shè)有進水閥門，左下部設(shè)有出水閥門，槽體中央部分安裝有二氯四羰基二銠多孔填料，作為聚合反應(yīng)催化劑，填料層下部連接有多個顆粒物排放口，左、右兩側(cè)壁板正中各安裝有一支高壓放電電極，在反應(yīng)槽底部左、右兩側(cè)各裝有一支攪拌槳葉，污水通過高壓放電有機銠催化聚合反應(yīng)槽的進水閥門進入反應(yīng)槽內(nèi)部，高壓放電電極每間隔0.1s進行一次高壓放電，會在反應(yīng)槽中產(chǎn)生一道橫貫槽體左右的高壓電弧，高壓電弧所產(chǎn)生的高能量被廢水中的硝酸根離子吸收，硝酸根離子中的離子鍵受到能量激發(fā)處于不穩(wěn)定狀態(tài)，并在二氯四羰基二銠的表面催化作用下發(fā)生鍵斷裂并重組，最終發(fā)生聚合反應(yīng)生成硝酸纖維素顆粒物，反應(yīng)生成的硝酸纖維素顆粒物直接從顆粒物排放口排出，同時，經(jīng)過反應(yīng)凈化后的污水通過出水閥門排出反應(yīng)槽并進入凈水池中；其中，弱硝化棉烘干成形系統(tǒng)的作用是將反應(yīng)生成的硝酸纖維素顆粒物脫水并烘干，再經(jīng)過擠壓成形，最終制成弱硝化棉塊供回收再利用；半導(dǎo)體栗浦銣蒸汽激光污泥減量反應(yīng)器右側(cè)壁設(shè)有進泥口，左側(cè)壁設(shè)有出液口，反應(yīng)器內(nèi)部在上頂壁上間隔安裝有3支半導(dǎo)體栗浦銣蒸汽激光器，組成激光器陣列，能夠產(chǎn)生3束高能銣蒸汽激光束，其光路垂直于上頂壁，在每一個半導(dǎo)體栗浦銣蒸汽激光器正對的對面頂壁處安裝有能量吸收擋板，在每個能量吸收擋板的左端垂直安裝有網(wǎng)狀阻燃擋板，與激光光束平行，網(wǎng)狀阻燃擋板能夠起到阻擋激光散射并吸收其散射能量，防止局部溫度過高而使反應(yīng)器內(nèi)部起火的作用，銣蒸汽激光光束通過相鄰兩扇網(wǎng)狀阻燃擋板形成的通道最終投射至正對的能量吸收擋板上，污泥通過半導(dǎo)體栗浦銣蒸汽激光污泥減量反應(yīng)器的進泥口進入反應(yīng)器內(nèi)部，在銣蒸汽激光的直接照射下，污泥中的微生物細胞壁在高能量輻照下發(fā)生破壁，內(nèi)部的細胞液流出匯集到一起從反應(yīng)器的出液口流出，反應(yīng)器內(nèi)剩余的污泥從反應(yīng)器底板上的多個排泥口排出進入污泥收集池。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理系統(tǒng)，其特征在于，高壓放電有機銠催化聚合反應(yīng)槽，其高壓放電電極的放電電壓范圍約為8500~15000V，二氯四羰基二銠填料的孔徑為5.2mm，比表面積為6.5cm2/g，反應(yīng)槽的有效容積為133m3。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的的處理系統(tǒng)，其特征在于，弱硝化棉是一種硝酸纖維素，為白色纖維狀，含氮量約為8~12%，弱硝化棉烘干成形系統(tǒng)的烘干溫度為70~85°C，壓制成形的弱硝化棉塊規(guī)格為1.5cmX 1.0cmX 1.0cm。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理系統(tǒng)，其特征在于，半導(dǎo)體栗浦銣蒸汽激光器采用長度為8mm的銣金屬飽和蒸汽作為增益介質(zhì)，并在常溫下充入36kPa的乙烷和48kPa的氦氣，銣蒸汽激光的中心波長為780.2nm，壓縮線寬為0.22nm。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種同步實現(xiàn)污泥減量和脫氮回收利用的污水處理系統(tǒng)，包括pH調(diào)節(jié)池、粗格柵、斜板沉淀池、生物除磷池、半導(dǎo)體泵浦銣蒸汽激光污泥減量反應(yīng)器、曝氣硝化池、高壓放電有機銠催化聚合反應(yīng)槽、凈水池、弱硝化棉烘干成形系統(tǒng)等。本系統(tǒng)創(chuàng)造性的利用了高壓電弧所產(chǎn)生的高能放電量效應(yīng)，處于此條件下的廢水中硝酸根離子，在過度金屬元素銠的有機化合物表面發(fā)生催化聚合反應(yīng)，使廢水中硝酸根離子的離子鍵斷裂并重組，能夠生成硝酸纖維素，可被收集并實現(xiàn)資源的再利用，總氮的去除率達到99.7%；同時通過激光簡單直接的能量效應(yīng)，使微生物細胞壁破裂，使其內(nèi)部的細胞液流出，從而實現(xiàn)了高效的污泥減量，污泥的體積減少92%以上。
【IPC分類】C02F11/00, C02F9/14
【公開號】CN105384312
【申請?zhí)枴緾N201510921297
【發(fā)明人】王堯堯
【申請人】王堯堯
【公開日】2016年3月9日
【申請日】2015年12月14日