公布日：2022.12.20
申请日：2022.11.17
分类号：C02F9/10(2006.01)I;C02F11/00(2006.01)I;C02F11/12(2019.01)I;B01J23/89(2006.01)I;C02F1/04(2006.01)N;C02F1/46(2006.01)N;
C02F101/30(2006.01)N
摘要
本发明涉及高盐废水处理技术领域，本发明提供一种利用高盐废水处理系统消减生化剩余污泥的方法，将高盐废水蒸发处理后得到的残液与催化处理的生化剩余污泥混合反复进行活化催化处理，再将处理后的混合液旋流分离、沉淀，将上清液返回蒸发过程进行进一步的蒸发处理，沉淀后的污泥送浓缩池，在大大降低废水中有机物的含量、避免蒸发装置结焦、结碳、结垢的同时减少污水处理场的生化剩余污泥产生量，并利用高盐废水低消耗处理污水处理场的生化剩余污泥，使污水场的生化剩余污泥得到完全消弭，并有效解决了极端高盐分、高浓度污染物废水的处理问题。
权利要求书
1.一种利用高盐废水处理系统消减生化剩余污泥的方法，其特征在于，包括：废水蒸发处理系统，用于去除高盐废水中的有机污染物，蒸发处理产生的残液进入蒸发残液处理系统进行处理；蒸发残液处理系统，设有依次连接的残液缓存池和第一活化催化处理单元，所述残液缓存池的入口与废水蒸发处理系统的残液出口连接，所述第一活化催化处理单元的出口分别与废水蒸发处理系统的入口、残液缓存池的入口连接，第一活化催化处理单元处理后的残液通过第一螺旋分离器分离出上清液，上部澄清液进入废水蒸发处理系统，中部废液进入残液缓存池；生化剩余污泥催化系统，设有第二活化催化处理单元，所述第二活化催化处理单元的出口与残液缓存池的入口连接，生化剩余污泥通过第二活化催化处理单元催化后，与残液在残液缓存池混合，进入所述第一活化催化处理单元；高盐废水经废水蒸发处理系统去除有机物，处理产生的残液进入所述残液缓存池，与经过第二活化催化处理单元的生化剩余污泥混合，并一起进入第一活化催化处理单元，催化处理后的污泥在加速残液中有机物降解的同时，还作为内碳源为自身降解供给所需营养，减少生化剩余污泥的量；经过第一活化催化处理单元处理后的残液，上清液分别进入残液缓存池和废水蒸发处理系统进行循环处理，进一步降低废水中的有机物。
2.根据权利要求1所述的利用高盐废水处理系统消减生化剩余污泥的方法，其特征在于，所述第一活化催化处理单元包括依次连接的第一电催化反应装置和第一纳米催化反应装置，所述第一电催化反应装置的入口与残液缓存池的出口连接，所述第一纳米催化反应装置的出口分别与废水蒸发处理系统的入口、残液缓存池的入口连接。
3.根据权利要求2所述的利用高盐废水处理系统消减生化剩余污泥的方法，其特征在于，所述第二活化催化处理单元包括依次连接的第二电催化反应装置和第二纳米催化反应装置，所述第二纳米催化反应装置的出口与残液缓存池的入口连接。
4.根据权利要求3所述的利用高盐废水处理系统消减生化剩余污泥的方法，其特征在于，所述第一纳米催化反应装置和第二纳米催化反应装置内均设有催化剂，所述催化剂包括贵金属、稀土金属和碱土金属中的至少十二种，粒径小于100nm的占总质量的80%以上。
5.根据权利要求4所述的利用高盐废水处理系统消减生化剩余污泥的方法，其特征在于，所述催化剂为固定床非均相催化剂，包括以下质量百分比的金属组分：Au15-20%，Pu0.5-5%，Pt5-10%，Os0.5-10%，Ru2-8%，Ti15-20%，Rh1-5%，Sm0.5-3%，Nd0.2-0.5%，La10-20%，Fe0.5-2%，Zn0.5-2%，Ca0.5-2%，Ni0.5-2%。
6.根据权利要求5所述的利用高盐废水处理系统消减生化剩余污泥的方法，其特征在于，所述催化剂的具体制作过程如下：将陶瓷规整填料进行表面处理后，浸渍在有机态金属盐的混合溶液中，浸没后摇晃3-5次，瞬间提出液面，沥干30min后105℃烘干，之后将浸渍烘干后的陶瓷规整填料进行多次煅烧；其中，所述有机态金属盐溶液为柠檬酸金属盐、氨基酸金属盐或葡萄酸金属盐，金属种类为Au、Pu、Pt、Os、Ru、Ti、Rh、Sm、Nd、La、Fe、Zn、Ca和Ni；所述陶瓷规整填料的材料可依据废水成分筛选，有机态盐溶液的浓度为3-5wt.%；煅烧的条件为：按15℃/h升温至105℃维持4h，其后5℃/h缓慢至250℃稳定10h，再5℃/h缓慢至650℃稳定4h，煅烧次数为5次。
7.根据权利要求3所述的利用高盐废水处理系统消减生化剩余污泥的方法，其特征在于，所述第一电催化反应装置和第二电催化反应装置的处理条件为：电压5-45V，电流0.1-10A，同时有直流电场和交流电场作用，反应时间均为0.5-2min；所述第一纳米催化反应装置和第二纳米催化反应装置的反应时间均为2-10s。
8.根据权利要求1所述的利用高盐废水处理系统消减生化剩余污泥的方法，其特征在于，所述残液缓存池中，催化后的生化剩余污泥、残液与第一螺旋分离器分离出的上清液的质量比为(2-10):1:50，其中，催化后的生化剩余污泥中，污泥比阻为1.04×109s2/g，污泥浓度为3000-5000mg/L。
9.根据权利要求3所述的利用高盐废水处理系统消减生化剩余污泥的方法，其特征在于，所述生化剩余污泥催化系统还包括全自动过滤器，以及依次连接的第二螺旋分离器、污泥浓缩池和污泥脱水装置，所述全自动过滤器的出口与第二电催化反应装置连接，第二纳米催化反应装置的出口与第二螺旋分离器的入口连接。
10.根据权利要求1所述的利用高盐废水处理系统消减生化剩余污泥的方法，其特征在于，根据废水中的污染负荷设置多个所述第一活化催化处理单元和第二活化催化处理单元；所述利用高盐废水处理系统消减生化剩余污泥的方法还设有污水场集水井，所述污水场集水井的入口与第一螺旋分离器的污泥出口连接，用于收集第一活化催化处理单元处理后的结晶和污泥。
发明内容
本发明目的在于针对现有技术的不足，提供一种利用高盐废水处理系统消减生化剩余污泥的方法，可高效的消减污泥并同时对高盐废水进行处理，大大降低废水中有机物等有害物的含量同时完全消弭生化剩余污泥，并且降低处理成本。
根据本发明的目的，提供一种利用高盐废水处理系统消减生化剩余污泥的方法，包括：废水蒸发处理系统，用于去除高盐废水中的有机污染物，蒸发处理产生的残液进入蒸发残液处理系统进行处理；蒸发残液处理系统，设有依次连接的残液缓存池和第一活化催化处理单元，所述残液缓存池的入口与废水蒸发处理系统的残液出口连接，所述第一活化催化处理单元的出口分别与废水蒸发处理系统的入口、残液缓存池的入口连接，第一活化催化处理单元处理后的残液通过第一螺旋分离器分离出上清液，上部澄清液进入废水蒸发处理系统，中部废液进入残液缓存池；生化剩余污泥催化系统，设有第二活化催化处理单元，所述第二活化催化处理单元的出口与残液缓存池的入口连接，生化剩余污泥通过第二活化催化处理单元催化后，与残液在残液缓存池混合，进入所述第一活化催化处理单元；高盐废水经废水蒸发处理系统去除有机物，处理产生的残液进入所述残液缓存池，与经过第二活化催化处理单元的生化剩余污泥混合，并一起进入第一活化催化处理单元，催化处理后的污泥在加速残液中有机物降解的同时，还作为内碳源为自身降解供给所需营养，减少生化剩余污泥的量；经过第一活化催化处理单元处理后的残液，上清液分别进入残液缓存池和废水蒸发处理系统进行循环处理，进一步降低废水中的有机物。
优选地，所述第一活化催化处理单元包括依次连接的第一电催化反应装置和第一纳米催化反应装置，所述第一电催化反应装置的入口与残液缓存池的出口连接，所述第一纳米催化反应装置的出口分别与废水蒸发处理系统的入口、残液缓存池的入口连接。
优选地，所述第二活化催化处理单元包括依次连接的第二电催化反应装置和第二纳米催化反应装置，所述第二纳米催化反应装置的出口与残液缓存池的入口连接。
优选地，所述第一纳米催化反应装置和第二纳米催化反应装置内均设有催化剂，所述催化剂包括贵金属、稀土金属和碱土金属中的至少十二种，粒径小于100nm的占总质量的80%以上。
优选地，所述催化剂为固定床非均相催化剂，包括以下质量百分比的金属组分：Au15-20%，Pu0.5-5%，Pt5-10%，Os0.5-10%，Ru2-8%，Ti15-20%，Rh1-5%，Sm0.5-3%，Nd0.2-0.5%，La10-20%，Fe0.5-2%，Zn0.5-2%，Ca0.5-2%，Ni0.5-2%。
优选地，所述催化剂的具体制作过程如下：将陶瓷规整填料进行表面处理后，浸渍在有机态金属盐的混合溶液中，浸没后摇晃3-5次，瞬间提出液面，沥干30min后105℃烘干，之后将浸渍烘干后的陶瓷规整填料进行多次煅烧；其中，所述有机态金属盐溶液为柠檬酸金属盐、氨基酸金属盐或葡萄酸金属盐，金属种类为Au、Pu、Pt、Os、Ru、Ti、Rh、Sm、Nd、La、Fe、Zn、Ca和Ni。
优选地，陶瓷规整填料的材料可依据废水成分筛选，有机态盐溶液的浓度为3-5wt.%；煅烧的条件为：按15℃/h升温至105℃维持4h，其后5℃/h缓慢至250℃稳定10h，再5℃/h缓慢至650℃稳定4h，煅烧次数为5次。
优选地，第一电催化反应装置和第二电催化反应装置的处理条件为：电压5-45V，电流0.1-10A，同时有直流电场和交流电场作用，反应时间均为0.5-2min。
优选地，第一纳米催化反应装置和第二纳米催化反应装置的反应时间均为2-10s。
优选地，残液缓存池中，催化后的生化剩余污泥、残液与第一螺旋分离器分离出的上清液的质量比为(2-10):1:50，其中，催化后的生化剩余污泥中，污泥比阻为1.04×109s2/g，污泥浓度为3000-5000mg/L。
优选地，可根据废水中的污染负荷设置多个所述第一活化催化处理单元和第二活化催化处理单元。
优选地，所述生化剩余污泥催化系统还包括全自动过滤器，以及依次连接的第二螺旋分离器、污泥浓缩池和污泥脱水装置，所述全自动过滤器的出口与第二电催化反应装置连接，第二纳米催化反应装置的出口与第二螺旋分离器的入口连接。
优选地，所述利用高盐废水处理系统消减生化剩余污泥的方法还设有污水场集水井，所述污水场集水井的入口与第一螺旋分离器的污泥出口连接，用于收集第一活化催化处理单元处理后的结晶和污泥。本发明的有益效果在于：1）本发明的利用高盐废水处理系统消减生化剩余污泥的方法，利用污水处理场的生化剩余污泥，采用催化处理，强化了系统内的生化剩余污泥中的活性组分的活性污泥中微生物的内源代谢，加速了活性污泥对有机物的降解速率，有利于系统的毒性降低，使得系统的可生化性倍增，从而使催化后的污泥既可以协助极端高盐分、高污染物浓度废水处理，又可以将快速催化后污泥作为污水处理场的内碳源，减少化学性碳源的投加，也减少由碳源增生的生化剩余污泥。生化剩余污泥减量80%以上，污水处理场可以停止使用外加碳源，生化剩余污泥近似乎完全被消解。
2）本发明将蒸发处理后产生的残液进行电催化处理和纳米活化催化处理，再将处理后的液体返回蒸发过程进行进一步的蒸发处理，可大大降低废水中有机物的含量，解决蒸发结焦、结碳等问题。
3）本发明的处理系统可有效地的降解蒸发残液中的有机物，使最后得到的废水符合环保要求，降低环境污染负荷，解决高盐废水难处理的问题。
（发明人：马晓）
