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1. 項目概述常用的水處理技術(shù)有物理吸附法、化學氧化法和生物氧化法三類。其中以生物膜方式進行的生物處理過程能有效去除原水中可生物降解有機物、氨氮和鐵錳等污染物，使出水更安全可靠，在當前的水處理工程中得到了最為廣泛的應用，然而該方法主要適用于CODcr為100乃至200以上的“高”污染水，而對CODcr處于100以下的低營養(yǎng)度廢水處理效率低下，故并不適用于低濃度生活污水、工業(yè)中水和富營養(yǎng)化地表飲用水的處理。綜合利用生物膜，物理過濾和化學反應、沉積等過程處理污染水源的人工濕地凈化技術(shù)作為一種經(jīng)濟有效、運行穩(wěn)定的新型生態(tài)工程，近年來已成為備受關(guān)注的焦點。但該項技術(shù)占地大，處理時間長，對水質(zhì)變化的適應性差，季節(jié)性差異顯著，且生物量后續(xù)處理困難，極易形成滯后累積污染，無法大規(guī)模高效率應用于水質(zhì)的處理。本項目針對為150以下的低濃度廢水或富營養(yǎng)化地表水，將固定床生物膜處理、人工濕地生物預處理和微氧水處理技術(shù)引入富營養(yǎng)化飲用水源預處理過程，充分發(fā)揮其物理吸附、生物膜處理和植物效應的多級復合處理功能，結(jié)合多單元連續(xù)操作方式提高系統(tǒng)處理效率和可操作性，開發(fā)具有良好的水質(zhì)適應性、耐候性，低能耗且無二次污染的高效生物復合床凈化技術(shù)。項目成果形成自主的知識產(chǎn)權(quán)。具有廣闊的工程應用前景。2. 技術(shù)優(yōu)勢（1）基于多孔介質(zhì)填料固定床的生物膜強化水處理體系；（2）基于小風量曝氣的高效微氧水處理系統(tǒng)；（3）單元化和模塊化的生物復合床系統(tǒng)。以富營養(yǎng)化水源地的劣V類水（CODcr為50至100）為例，采用新型生物復合床技術(shù)，綜合采用物理吸附與截留、微生物降解、植物吸附與吸收等手段，其出水可穩(wěn)定保持在Ⅲ類乃至更優(yōu)水平。

本發(fā)明公開了一種雙向流內(nèi)循環(huán)式PS高級氧化反應器及污水處理方法,包括反應器,其內(nèi)設(shè)兩個位置上下交錯 且同心的內(nèi)筒和外筒;內(nèi)筒的上端開口,內(nèi)筒的下端與反應器罐體底連接;外筒上端與反應器罐體頂連接,外筒的下端開口;反應器罐體底部設(shè)有無動力自吸回流系 統(tǒng)和傘狀錐形布水器;一條由反應器罐體頂部伸向底部的催化劑加藥管,其下端對應連通傘狀錐形布藥器,傘狀錐形布藥器位于反應器布水混合區(qū)域之內(nèi);還包括圓 環(huán)形布水擋板,進水混合裝置,二次加藥裝置等.本反應器結(jié)構(gòu)高徑比小,反應空間利用充分,容積負荷率高,動力消耗小,無動力回流系統(tǒng)使未反應完的污染物和 藥劑重復處理,提高了藥劑利用率,降低了藥劑消耗和能量消耗,降低成本。

1 成果簡介利用生物方法進行污水處理，已經(jīng)經(jīng)歷了一個多世紀的發(fā)展。但是，在活性污泥法的應用中，仍然存在以下主要缺點：曝氣池占地面積很大，曝氣后氣體排放造成二次污染；曝氣過程中活性污泥、空氣和污水三相混合不均勻，氧傳遞速率較慢，氧氣利用率不高，使得曝氣效率低；剩余污泥排放量大。本研究室基于多年來對環(huán)流反應器流體力學特性和工程應用的研究，提出了采用多級環(huán)流裝置作為活性污泥曝氣的新方式，并經(jīng)過 10 多年的基礎(chǔ)、應用以及工業(yè)化研究，形成了一套高效的活性污泥的處理污水的新工藝—多級環(huán)流曝氣工藝。該工藝可改善氧的傳質(zhì)，增加氧的利用率，從而減少動力消耗；該工藝還可減少生物處理過程中剩余污泥的產(chǎn)量，減輕處理污泥的負擔；同時，該工藝的生物處理構(gòu)筑物占地面積顯著減小，可節(jié)約投資。該工藝已經(jīng)完成了 20 噸/天的工業(yè)中試，通過了專家鑒定；并在處理印 染污水等方面已經(jīng)建成了工業(yè)應用裝置，目前運行良好。 在多級環(huán)流曝氣工藝的基礎(chǔ)上，針對含有中低濃度難降解有機物的污水，本研究室又開發(fā)了厭氧-好氧耦合環(huán)流曝氣污水生物處理技術(shù)，以提高難降解有機物的處理效率。通過在多級環(huán)流塔內(nèi)的懸浮污泥中添加具有特殊孔隙結(jié)構(gòu)和尺度的載體材料，利用氧的傳遞阻力在載體內(nèi)部形成厭氧菌生存的環(huán)境，構(gòu)成專性厭氧菌生長區(qū)。通過被動擴散和流體的沖刷作用，有機物可以擴散進入載體內(nèi)部，并被厭氧菌降解，同時載體內(nèi)部的厭氧降解產(chǎn)物也可進入流化床主體，實現(xiàn)厭氧生物降解和好氧生物降解的耦合。該工藝具有高效的好氧降解過程和厭氧降解過程， 且將厭氧和好像過程結(jié)合在一個裝置中進行，高度集成化，設(shè)備投資小、處理效率高、占地面積小。該工藝已經(jīng)在含酚廢水、 PTA 廢水、煉油廢水方面已經(jīng)開展了大量的工藝開發(fā)和工業(yè)模擬實驗，取得了理想的處理效果。2 技術(shù)指標（ 1） 多級環(huán)流曝氣：溶解氧濃度可達到 6mg/L 以上，較廊道式曝氣池，占地面積可減小 80% 以上，處理時間可縮短 50%以上。 （ 2） 厭氧-好氧耦合環(huán)流曝氣： COD 的容積負荷可達到 7g/L?d 以上，對 COD 濃度小于2500 mg/L 的含酚廢水、 PTA 廢水等廢水， COD 去除率達到 95％以上。3 應用說明該技術(shù)主要針對各類石化、化工及其他含有難降解有機物廢水的處理，小規(guī)模現(xiàn)場集成式污水處理（如機場、遠郊住宅小區(qū)等）以及污水的點源治理。 多級環(huán)流曝氣應用包括兩種方式：① 以環(huán)流曝氣塔式設(shè)備替換現(xiàn)有的曝氣池、初沉池；② 在現(xiàn)有的深度在 4m 以上的廊道式曝氣池進行改造。多級環(huán)流曝氣塔為新型塔式曝氣處理設(shè)備為專利設(shè)備，具有處理效率高，占地面積小等顯著優(yōu)勢。 20 噸/天的工業(yè)中試結(jié)果（乙烯綜合廢水， COD 約為 1000 mg/L，）顯示，和該廠現(xiàn)有的廊道式曝氣池相比，占地面積可減小 80% 以上，處理時間可縮短 50%以上， 出口廢水穩(wěn) COD 定在 60 mg/L 以內(nèi)，特別適合于土地資源緊張、處理效率要求高的生產(chǎn)、生活部門。多級環(huán)流曝氣塔頂部還有集成的泥水分離器，可將出水中的污泥分離，在污泥沉降良好的情況下，可直接排放，不需要初沉和二沉設(shè)備，使設(shè)備投資、能耗以及占地面積大幅度降低；即使對沉降性能不佳的污泥，也可達到初沉的作用，節(jié)省初沉設(shè)備和運行費用。 通過對現(xiàn)有的深度在 4m 以上的廊道式曝氣池進行改造，也可實現(xiàn)多級環(huán)流曝氣，方法是在曝氣池內(nèi)改造曝氣系統(tǒng)，加裝多級導流筒內(nèi)構(gòu)件。其改造簡單，投資小，但對廢水處理的效果有顯著的提高。采用多級環(huán)流曝氣后，曝氣池內(nèi)的溶解氧濃度提高 50% （可達到 6 mg/L以上）以上，懸浮污泥濃度提高 30%以上，在達到相同處理效果的前提下，水力停留時間可減小 50%以上，處理負荷提高 50%以上，特別適合于對現(xiàn)有裝置增容的技術(shù)改造。由于溶解氧濃度高，剩余污泥的產(chǎn)量也顯著降低。 厭氧-好氧耦合環(huán)流曝氣工藝，通過在多級環(huán)流曝氣塔中添加高孔隙率的聚合物填料，在填料內(nèi)部形成的缺氧環(huán)境，可發(fā)生水解-酸化反應，通過水解-酸化將難降解有機物降解為揮發(fā)性脂肪酸，進一步由裝置中主體的懸浮污泥進行好氧代謝，實現(xiàn)了厭氧—好氧生物降解的耦合，提高了難降解有機物的降解效率。工業(yè)模擬裝置的研究表明，對 COD 濃度達到 3500mg/L 的含酚廢水，采用厭氧-好氧耦合環(huán)流曝氣工藝， 24h 內(nèi) COD 可降解至 100 mg/L 以下；對 COD 濃度達到 2500 mg/L 的 PTA 廢水，采用厭氧-好氧耦合環(huán)流曝氣工藝， 16 h 內(nèi) COD可降解至 100 mg/L 以下；對 COD 達到 2000 mg/L， BOD/COD<0.1 的煉油廢水，采用厭氧-好氧耦合環(huán)流曝氣工藝， 24 h 內(nèi) COD 可降解至 60 mg/L 以下。上述處理效果，均優(yōu)于傳統(tǒng)的 A/O 或者 A/A/O 續(xù)批式聯(lián)合工藝，占地面積低于這些工藝的 1/8。4 合作方式商談。

該研究采用污水處理廠改造前后的運行數(shù)據(jù)，對傳統(tǒng)活性污泥法和膜生物反應器（MBR）兩種污水處理工藝進行技術(shù)經(jīng)濟上的嚴格配對比較研究，對比分析污水處理廠采用兩種工藝時的成本能耗、凈利潤和技術(shù)效率，采用敏感性分析評價計算結(jié)果的可靠性，為污水處理工藝的選擇和應用提供技術(shù)經(jīng)濟方面的理性參考。

本發(fā)明公開了一種基于排陣型濕地微生物燃料電池供電的電芬頓污水處理系統(tǒng)及處理方法。系統(tǒng)包括：用于對污水進行預處理的納米鐵碳微電解反應區(qū)；用于對納米鐵碳微電解反應區(qū)出水進行處理的電芬頓系統(tǒng)反應區(qū)；用于對電芬頓系統(tǒng)反應區(qū)出水進行處理并對其進行供電的排陣型濕地微生物燃料電池；其中，所述的排陣型濕地微生物燃料電池為多個濕地微生物燃料電池相連形成的濕地微生物燃料電池組；濕地微生物燃料電池組的陰極、陽極分別通過導線與電芬頓系統(tǒng)反應區(qū)的對應的陽極、陰極連接。本發(fā)明還提供了污水處理方法。本發(fā)明通過整個系統(tǒng)的聯(lián)合作用強化降解效果，無需外加能源，也無需投加藥劑，是一種節(jié)能環(huán)保的水處理技術(shù)。