公布日：2022.02.01
申请日：2021.12.13
分类号：C02F9/14(2006.01)I;C02F3/12(2006.01)I;C02F1/463(2006.01)I;C02F1/461(2006.01)I
摘要
本发明提供一种电化学预处理的SBR污水处理装置及方法，包括：依次连接的总进水管、沉淀池、中间水池、调节池、SBR池、清水池；三维电催化氧化单元反应器，三维电催化氧化单元反应器的一端通过第一进水管连接至中间水池，三维电催化氧化单元反应器的另一端通过第一出水管连接至调节池；调节池通过第二进水管连接至SBR池，以及通过回流管连接至沉淀池中设置的三维电絮凝除磷单元反应器。本发明的技术方案的有益效果在于通过电化学絮凝、电催化氧化共同作用达到污水高效处理的目的，特别适用于高氨氮、低C/N比生活污水处理，总氮及总磷去除效率高，且污水处理后的污泥产量少，可节省剩余污泥处理费用。
权利要求书
1.一种电化学预处理的SBR污水处理装置，其特征在于，包括：依次连接的总进水管、沉淀池、中间水池、调节池、SBR池、清水池；三维电催化氧化单元反应器，所述三维电催化氧化单元反应器的一端通过第一进水管连接至所述中间水池，所述三维电催化氧化单元反应器的另一端通过第一出水管连接至所述调节池；所述调节池通过第二进水管连接至所述SBR池，以及通过回流管连接至所述沉淀池中设置的三维电絮凝除磷单元反应器。
2.根据权利要求1所述的SBR污水处理装置，其特征在于，所述三维电催化氧化单元反应器中设有多组第一阴极板、多组第一阳极板、第一粒子电极和第一滤板；多组所述第一阴极板、多组所述第一阳极板、所述第一粒子电极和所述第一滤板设置在所述三维电催化氧化单元反应器的第一进水管与第一出水管之间；多组所述第一阴极板和多组所述第一阳极板交错设置，并与第一电源的负极和正极连接，所述第一粒子电极设置于多组所述第一阴极板和多组所述第一阳极板之间，所述第一滤板设置于多组所述第一阴极板和多组所述第一阳极板的上端和下端，所述第一电源包括双向脉冲电源。
3.根据权利要求1所述的SBR污水处理装置，其特征在于，所述三维电絮凝除磷单元反应器中设有第二阳极板、第二阴极板、第二粒子电极和第二滤板；所述第二阴极板和所述第二阳极板分别与第二电源的负极和正极连接，所述第二粒子电极设置于所述第二阴极板和所述第二阳极板之间，所述第二滤板设置于所述第二阴极板和所述第二阳极板的上端和下端，所述第二电源包括双向脉冲电源。
4.根据权利要求1所述的SBR污水处理装置，其特征在于，所述沉淀池中通过第一隔板隔开的前半部分设置为隔渣区，所述隔渣区设有所述三维电絮凝除磷单元反应器和提篮格栅，所述沉淀池的下部设有污泥斗，所述沉淀池靠近所述中间水池的一侧设置有沉淀池出水堰，所述沉淀池出水堰的出水高度低于所述三维电絮凝除磷单元反应器的顶部高度。
5.根据权利要求1所述的SBR污水处理装置，其特征在于，所述中间水池设置有第一液位计和第二隔板，通过所述第二隔板能够将所述中间水池和所述调节池分隔开，所述第二隔板的高度低于所述沉淀池出水堰的出水高度；所述第一进水管上设有电氧化进水泵。
6.根据权利要求1所述的SBR污水处理装置，其特征在于，所述调节池通过所述第二进水管连接至SBR池布水器，所述第二进水管上设有SBR进水泵，所述调节池中设置有第二液位计。
7.根据权利要求1所述的SBR污水处理装置，其特征在于，所述SBR池中设置有填料组件，所述填料组件的表面附着生物膜；所述SBR池的下部设有射流曝气器，所述射流曝气器通过第一进气管路连接气源，所述第一进气管路上设有第一电动阀；所述SBR池靠近所述清水池的一侧设置有SBR出水堰，所述SBR池通过排泥管连接至所述沉淀池。
8.根据权利要求1所述的SBR污水处理装置，其特征在于，所述清水池中设置有超滤膜组件；所述超滤膜组件的底部设有所述曝气管，所述曝气管通过第二进气管路连接气源，所述第二进气管路上设有第二电动阀；所述清水池通过排泥管连接至所述沉淀池。
9.一种电化学预处理的SBR污水处理方法，利用根据权利要求1~8任意一项所述的电化学预处理的SBR污水处理装置，其特征在于，该方法包括：启动所述电化学预处理的SBR污水处理装置，通过总进水管将污水通过电化学预处理的SBR污水处理装置；使污水依次经过沉淀池、中间水池、三维电催化氧化单元反应器、调节池、SBR池和清水池；通过回流管将流向所述SBR池进水中的一部分污水回流至三维电絮凝除磷单元反应器。
10.根据权利要求9所述的电化学预处理的SBR污水处理方法，其特征在于，还包括：对所述三维电催化氧化单元反应器和所述三维电絮凝除磷单元反应器进行冲洗，对所述三维电催化氧化单元反应器和所述三维电絮凝除磷单元反应器进行冲洗包括提高所述三维电催化氧化单元反应器和所述三维电絮凝除磷单元反应器的曝气量。
发明内容
本发明的目的针对现有技术中的不足，提供一种电化学预处理的SBR污水处理装置及方法。通过三维电絮凝除磷单元反应器的电化学凝絮和三维电催化氧化单元反应器的电催化氧化共同作用达到污水高效处理的目的，特别适用于高氨氮、低C/N比生活污水处理，具有脱氮除磷效率高、水力停留时间短、投资运行成本低、运行控制简单、受温度影响较小、节能环保等优势。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种电化学预处理的SBR污水处理装置，包括：
依次连接的总进水管、沉淀池、中间水池、调节池、SBR池、清水池；
三维电催化氧化单元反应器，所述三维电催化氧化单元反应器的一端通过第一进水管连接至所述中间水池，所述三维电催化氧化单元反应器的另一端通过第一出水管连接至所述调节池；
所述调节池通过第二进水管连接至所述SBR池，以及通过回流管连接至所述沉淀池中设置的三维电絮凝除磷单元反应器。
优选的，所述三维电催化氧化单元反应器中设有多组第一阴极板、多组第一阳极板、第一粒子电极和第一滤板；
多组所述第一阴极板、多组所述第一阳极板、所述第一粒子电极和所述第一滤板设置在所述三维电催化氧化单元反应器的第一进水管与第一出水管之间；
多组所述第一阴极板和多组所述第一阳极板交错设置，并与第一电源的负极和正极连接，所述第一粒子电极设置于多组所述第一阴极板和多组所述第一阳极板之间，所述第一滤板设置于多组所述第一阴极板和多组所述第一阳极板的上端和下端，所述第一电源包括双向脉冲电源。
优选的，所述三维电絮凝除磷单元反应器中设有第二阳极板、第二阴极板、第二粒子电极和第二滤板；
所述第二阴极板和所述第二阳极板分别与第二电源的负极和正极连接，所述第二粒子电极设置于所述第二阴极板和所述第二阳极板之间，所述第二滤板设置于所述第二阴极板和所述第二阳极板的上端和下端，所述第二电源包括双向脉冲电源。
优选的，所述沉淀池中通过第一隔板隔开的前半部分设置为隔渣区，所述隔渣区设有所述三维电絮凝除磷单元反应器和提篮格栅，所述沉淀池的下部设有污泥斗，所述沉淀池靠近所述中间水池的一侧设置有沉淀池出水堰，所述沉淀池出水堰的出水高度低于所述三维电絮凝除磷单元反应器的顶部高度。
优选的，所述中间水池设置有第一液位计和第二隔板，通过所述第二隔板能够将所述中间水池和所述调节池分隔开，所述第二隔板的高度低于所述沉淀池出水堰的出水高度；
所述第一进水管上设有电氧化进水泵。
优选的，所述调节池通过所述第二进水管连接至SBR池布水器，所述第二进水管上设有SBR进水泵，所述调节池中设置有第二液位计。
优选的，所述SBR池中设置有填料组件，所述填料组件的表面附着生物膜；
所述SBR池的下部设有射流曝气器，所述射流曝气器通过第一进气管路连接气源，所述第一进气管路上设有第一电动阀；
所述SBR池靠近所述清水池的一侧设置有SBR出水堰，所述SBR池通过排泥管连接至所述沉淀池。
优选的，所述清水池中设置有超滤膜组件；
所述超滤膜组件的底部设有所述曝气管，所述曝气管通过第二进气管路连接气源，所述第二进气管路上设有第二电动阀；
所述清水池通过排泥管连接至所述沉淀池。
本发明还提供一种电化学预处理的SBR污水处理方法，利用上述所述的电化学预处理的SBR污水处理装置，该方法包括：
启动所述电化学预处理的SBR污水处理装置，通过总进水管将污水通过电化学预处理的SBR污水处理装置；
使污水依次经过沉淀池、中间水池、三维电催化氧化单元反应器、调节池、SBR池和清水池；
通过回流管将流向所述SBR池进水中的一部分污水回流至三维电絮凝除磷单元反应器。
优选的，还包括：对所述三维电催化氧化单元反应器和所述三维电絮凝除磷单元反应器进行冲洗，对所述三维电催化氧化单元反应器和所述三维电絮凝除磷单元反应器进行冲洗包括提高所述三维电催化氧化单元反应器和所述三维电絮凝除磷单元反应器的曝气量。
本发明的技术方案的有益效果在于：
1、本发明通过三维电絮凝除磷单元反应器的电化学凝絮和三维电催化氧化单元反应器的电催化氧化共同作用达到污水高效处理的目的，特别适用于高氨氮、低C/N比生活污水处理，总氮及总磷去除效率高，可显著增强对分散式高氨氮低碳源生活污水的除磷脱氮效果，相比传统生化工艺可显著降低碳源和碱度等药剂的消耗，可节约运行成本20～30％，同时将SBR进水泵上的回流管连接至三维电絮凝除磷单元反应器，可在预处理阶段降低进水总磷，降低生化段能耗。
2、相比消耗电极板的电絮凝系统和依靠阳极间接氧化的二维电氧化系统，本发明采用的三维电絮凝除磷单元反应器和三维电催化氧化单元反应器牺牲的电极为粒子电极，具有处理效果好，能耗低，粒子电极易于补充更换等优点。
3、本发明的SBR池采用射流曝气，避免了缺氧搅拌时曝气带来的溶解氧提升，便于反应器溶解氧的控制，特别适合小型分散式污水处理。
4、本发明还采用填料组件，在其上附着生长生物膜，形成泥膜复合的IFAS工艺，可提高生物量，显著提高系统耐冲击负荷的能力，同时固定部分微生物，一定程度上解决了硝化细菌世代周期长的问题。通过电化学与生物作用联用脱氮除磷工艺可使得总水力停留时间降低至10h以内，显著降低工程建设成本。
5、本发明后端设有超滤膜组件，经超滤膜组件过滤后排放，可有效去除出水中的悬浮物，保障水质稳定达标，用于SBR出水的深度处理，可满足更加严格的出水标准，扩展了本工艺的适用范围。
6、本发明可采用双向脉冲电源，其不仅有效防止电极钝化，而且相比普通电源可降低15~35％电耗。
（发明人：柏永生;常江;苏博君;王佳伟;崔保聪;韩军;师路远;孙冀垆;王欢欢）
