一种同步实现污泥减量和脱氮回收利用的污水处理方法

摘要

本发明公开了一种同步实现污泥减量和脱氮回收利用的污水处理方法，污水依次经过pH调节池、粗格栅、斜板沉淀池、生物除磷池、半导体泵浦铷蒸汽激光污泥减量反应器、曝气硝化池、高压放电有机铑催化聚合反应槽、净水池等处理。本方法创造性的利用了高压电弧所产生的高能放电量效应，处于此条件下的废水中硝酸根离子，在过度金属元素铑的有机化合物表面发生催化聚合反应，使废水中硝酸根离子的离子键断裂并重组，能够生成硝酸纤维素，可被收集并实现资源的再利用，总氮的去除率达到99.7%；同时通过激光简单直接的能量效应，使微生物细胞壁破裂，使其内部的细胞液流出，从而实现了高效的污泥减量，污泥的体积减少92%以上。

主权项

一种同步实现污泥减量和脱氮回收利用的污水处理方法，其特征在于，污水通过废水管线进入pH调节池，在此将废水的pH值进行调节至中性，pH调节池的出口通过废水管线连接粗格栅，在此去除污水中的大直径固体物质，粗格栅的出口通过废水管线连接斜板沉淀池，在此进一步去除废水中的不溶物质，斜板沉淀池的上清液出口通过废水管线连接生物除磷池，在此通过生物反应将废水中的磷酸盐物质除去，生物除磷池的出水口通过废水管线连接曝气硝化池，斜板沉淀池和生物除磷池底部的排泥口通过污泥管线连接半导体泵浦铷蒸汽激光污泥减量反应器右侧壁的进泥口，反应器内部在上顶壁上间隔安装有3支半导体泵浦铷蒸汽激光器，组成激光器阵列，能够产生3束高能铷蒸汽激光束，其光路垂直于上顶壁，在每一个半导体泵浦铷蒸汽激光器正对的对面顶壁处安装有能量吸收挡板，在每个能量吸收挡板的左端垂直安装有网状阻燃挡板，与激光光束平行，网状阻燃挡板能够起到阻挡激光散射并吸收其散射能量，防止局部温度过高而使反应器内部起火的作用，铷蒸汽激光光束通过相邻两扇网状阻燃挡板形成的通道最终投射至正对的能量吸收挡板上，污泥通过半导体泵浦铷蒸汽激光污泥减量反应器的进泥口进入反应器内部，在铷蒸汽激光的直接照射下，污泥中的微生物细胞壁在高能量辐照下发生破壁，内部的细胞液流出汇集到一起从反应器右侧壁的出液口流出，反应器内剩余的污泥从反应器底板上的多个排泥口排出进入污泥收集池，半导体泵浦铷蒸汽激光污泥减量反应器的出液口通过废水管线连接曝气硝化池，在曝气硝化池中将来自生物除磷池和半导体泵浦铷蒸汽激光污泥减量反应器的污水中的含氮物质全部转化为硝酸盐氮类，曝气硝化池的出口通过废水管线连接高压放电有机铑催化聚合反应槽，高压放电有机铑催化聚合反应槽的出口通过废水管线连接净水池，净水池的出口通过废水管线将经过本系统处理后的净化出水外排，同时高压放电有机铑催化聚合反应槽中生成的硝酸纤维素通过颗粒物排放口排出，并进入弱硝化棉烘干成形系统，弱硝化棉经烘干脱水并压制成形后可被回收利用；其中，高压放电有机铑催化聚合反应槽的外层包裹有槽体绝缘保护层，内部为碳化硅陶瓷结构，反应槽的右上部设有进水阀门，左下部设有出水阀门，槽体中央部分安装有二氯四羰基二铑多孔填料，作为聚合反应催化剂，填料层下部连接有颗粒物排放口，左、右两侧壁板正中各安装有一支高压放电电极，在反应槽底部左、右两侧各装有一支搅拌桨叶，污水通过高压放电有机铑催化聚合反应槽的进水阀门进入反应槽内部，高压放电电极每间隔0.1s进行一次高压放电，会在反应槽中产生一道横贯槽体左右的高压电弧，高压电弧所产生的高能量被废水中的硝酸根离子吸收，硝酸根离子中的离子键受到能量激发处于不稳定状态，并在二氯四羰基二铑的表面催化作用下发生键断裂并重组，最终生成硝酸纤维素颗粒物，反应生成的硝酸纤维素颗粒物直接从颗粒物排放口排出，同时，经过反应净化后的污水通过出水阀门排出反应槽并进入净水池中；其中，弱硝化棉烘干成形系统的作用是将反应生成的硝酸纤维素颗粒物脱水并烘干，再经过挤压成形，最终制成弱硝化棉块供回收再利用。