一种处理黑臭地表水的方法和系统技术方案

一种处理黑臭地表水的方法，步骤包括：1)对待处理地表水进行阻垢；2)对经步骤1)处理的水进行过滤；3)在封闭罐体中对步骤2)处理得到的水进行增加水中溶解氧和电催化氧化处理；4)对步骤3)处理得到的水，进行生化处理；5)经过步骤4)处理得到的水即为最终得到的净水。一种地表水处理系统，包括由管道依次连接的提升泵、阻垢装置、自清洗过滤装置、氧气发生与存储装置、气液混合室、电解处理装置、活性氧反应室和反应缓冲室；还包括上位工控机；提升泵的进水口极为本系统的原水进口，反应缓冲室的出水口即为本系统的净水出口。本技术方案能够高效治理地表水而且不会造成二次污染。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术创造涉及环保设备
，特别涉及一种处理黑臭地表水技术。技术背景工业化的深入以及人口数量的几何增长，地表水水质污染情况比较严重，这不仅对社会经济的发展产生严重影响，还对人体健康产生严重危害。水利部对中国700余条河流、约10万公里河长水资源进行调查，其结果是：46.5％的河长受到污染，水质只达到IV类、V类；10.6％的河长严重污染，水质为劣V类，水体已丧失使用价值；90％以上的城市水域污染严重。目前，黑臭地表水的处理主要采用人工湿地、稳定塘、土壤渗滤以及净化沼气池等以工程措施为主的生态植物处理技术，在一定程度上对控制水体污染起到了作用，但是存在着有机物去除率低、治理效果不稳定、占地面积太大、选择性较强、后期维护繁琐等缺点。因此，亟需开发一种能够高效治理而且不会造成二次污染的地表水处理技术。
技术实现思路
本专利技术提出了一种具有电催化氧化功能和增加水体溶解氧功能的地表水处理技术。具体如下：一种处理黑臭地表水的方法，其特征是步骤包括：1)对待处理地表水进行阻垢：在待处理地表水的管道施加电磁波，诱发水分子产生共振；所述电磁波由通电的线圈绕在管道上产生；线圈两端连接在脉冲电源上；脉冲电源的输出功率为660瓦，占空比为10％～90％，频率为1.75kHz；2)对经步骤1)处理的水进行过滤；3)在封闭罐体中对步骤2)处理得到的水进行增加水中溶解氧和电催化氧化处理；3.1)增加水中溶解氧的步骤包括：3.1.1)首先制得氧气，把氧气通入封闭罐体中；3.1.2)在封闭罐体内的水中，桨叶高速旋转，形成负压区；桨叶上设有通孔，桨叶内设有空腔，空腔与通孔连通；步骤3.1.1)得到的氧气进入桨叶的空腔内，并通过通孔进入负压区；桨叶带动水高速旋转，高速旋转的液体将氧气均匀切割成小气泡；所述负压区的压强为0.25Mpa～0.35Mpa(优选0.30Mpa)；压强大小决定吸入氧气时的负压，在0.30Mpa压强下，增加DO效果更佳。3.1.3)由高速旋转的桨叶再对小气泡加压，得到纳米级微气泡，并使微气泡保持高速动能；桨叶的转速为1420r/m，再对小气泡加压的压强为0.4～0.43Mpa(优选为0.423Mpa)；压强越大，氧气的溶解性越强；考虑到实际工况选取0.423Mpa，水中DO值最佳。微气泡的速度为160～320m/s；3.2)电催化氧化处理：通过电极的催化氧化过程产生大量活性基团，这些基团包括超氧自由基、羟基自由基和H2O2；H2O——H++OH-MOx+H2O→MOx(·OH)+H++e-MOx(·OH)→MOx+1+H++e-R+MOx(·OH)z→ROz+MOx+zH++ze-R+MOx+1→RO+MOxO2+e-——O2-O3+e-——O3-OH-+H2O——H3O2-2NH3+H2O2+O2——N2+4H2O其中：MOx：金属氧化物；MOx+1：金属过氧化物；R代表有机污染物；MOx(·OH)：吸附·OH的金属氧化物；RO：被氧化的有机污染物；O2-：氧阴离子；O3-：臭氧阴离子；H3O2-：水合氢氧根；4)对步骤3)处理得到的水，进行生化处理：4.1)先采用生物污泥对步骤3)处理得到水进行处理：生物污泥包括细菌和原生动物两类；细菌包括游离菌、菌胶团和/或丝状细菌；原生动物类型包括肉足类、鞭毛类、纤毛类和/或吸管类；这些菌体控制菌胶团和/或丝状细菌数量不超过20％；超过20％时活性污泥中的丝状菌会大量繁殖，产生膨胀，无法有效分解有机物，且大量的污泥存在时易被水流冲走。水的PH值为6.5～8.0，处理时间平均为24h；水温维持在25℃±3℃，生物污泥的投加量为2500mg/L；投加频率为3个月时间投加1次；4.2)再用有益菌对经步骤4.1)处理得到的水进行处理：所述有益菌种为枯草芽孢杆菌、光合细菌、乳酸菌、酵母菌、硝化细菌和/或蛭弧菌；含量较高的是枯草芽孢杆菌、光合细菌和乳酸菌，它们的质量比例控制在2：1：1；还有少量的酵母菌、蛭弧菌、硝化细菌和/或硫细菌等。水温控制在25℃～35℃，处理时间为10min±2min；5)经过步骤4)处理得到的水即为最终得到的净水。所述步骤2)中，利用200目自清洗过滤器截留水中的大颗粒、降低浊度、净化水质；过滤器的筒体使用碳钢，滤网材质采用316L不锈钢；滤网共3组，每组12只；自清洗过滤器内设有压差变送器，当滤网两端的压差达到设定值时，电机开始运转并带动刷子在内部旋转对滤网进行刷洗；压差的设定值，根据原水的浊度来确定，浊度越大，设定的压力值越小。所述步骤3.1.1)中，制氧的方法是利用分子筛吸附法分离空气，进行氮氧分离过程制得氧气，并用一个储罐进行缓冲存储。所述步骤3.2)中，由3～5组电极用于反应；这些电极的正负极进行转换；正负极转换的时机是由水的电导率决定，一旦电导率超过阈值，则转换正负极；在每组电极之间安装有填料；每组电极之间的距离≤15mm，所述填料层的厚度为10mm；填料采用含铁量大于70％的铁锰填料，或者含铁量大于70％的铁碳填料。一种上述方法的地表水处理系统，包括由管道依次连接的提升泵、阻垢装置、自清洗过滤装置、氧气发生与存储装置、气液混合室、电解处理装置、活性氧反应室和反应缓冲室；还包括上位工控机；提升泵的进水口极为本系统的原水进口，反应缓冲室的出水口即为本系统的净水出口；A、所述阻垢装置包括脉冲电源、管道和绝缘导线，绝缘导线绕在管道外，导线的两端分别连接脉冲电源输出的“+”和“-”极端；脉冲电源的控制信号输入端通过PLC连接上位工控机；B、所述自清洗过滤器是全自动刷式自清洗过滤器；全自动刷式自清洗过滤器内的滤网两侧设有压差变送器；全自动刷式自清洗过滤器的清洗刷的运行控制端通过PLC连接上位工控机，压差变送器的输出端同PLC连接上位工控机；C、所述氧气发生与存储装置包括分离空气装置和氧气储罐，分离空气装置的氧气出口连接氧气储罐；氧气储罐的氧气出口连接气液混合室的氧气入口；D、所述电解处理装置与气液混合室共用同一金属材质的罐体；在金属罐体内装有内筒；内筒第一端连接在罐体的第一端面内；内筒的第二端为开口端；所述进水口设在罐体的第一端面上，且与内筒围成的空腔连通；所述出水口设在罐体的第一端面上，内筒外壁与罐体内壁围成的空腔与出水口连通；还设有氧气管，氧气管的出气端在罐体内，进气端在罐体外；氧气管的出气端伸入内筒内的空腔；罐体外设有电机，电机的转子通过转轴连接有曝气叶轮，曝气叶轮在罐体内，且位于内筒内的空腔；氧气管的出气端与曝气叶轮的位置对应；所述曝气叶轮的桨叶是中空的，桨叶上开有出气孔；桨叶的中空与氧气管的出气端连通；电机通过PLC连接上位工控机；在内筒内设有电极板，电极板的外缘形状与内筒的内缘形状对应；电极板是网孔状；两款电极板成对装在内筒内，且电极板都与内筒的轴线垂直；电极板通过PLC连接上位工控机；每对电极板的外边缘固定着一圈硬树脂，在该对电极板之间的空间内装有填料；电极板的网孔孔径小于颗粒状填料的粒径；该对电极板之间的填料为疏松状态；E、所述活性氧反应室内装有生物污泥；所述反应缓冲室内装有有益菌。所述导线是绝缘铜线；铜线采用漆包线，铜线粗2mm；绝缘导线在管道外壁紧密排列，相邻匝线圈与线圈之间的间隔为1mm，300～400匝本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种处理黑臭地表水的方法，其特征是步骤包括：1)对待处理地表水进行阻垢：在待处理地表水的管道施加电磁波，诱发水分子产生共振；所述电磁波由通电的线圈绕在管道上产生；线圈两端连接在脉冲电源上；脉冲电源的输出功率为660瓦，占空比为10％～90％，频率为1.75kHz；2)对经步骤1)处理的水进行过滤；3)在封闭罐体中对步骤2)处理得到的水进行增加水中溶解氧和电催化氧化处理；3.1)增加水中溶解氧的步骤包括：3.1.1)首先制得氧气，把氧气通入封闭罐体中；3.1.2)在封闭罐体内的水中，桨叶高速旋转，形成负压区；桨叶上设有通孔，桨叶内设有空腔，空腔与通孔连通；步骤3.1.1)得到的氧气进入桨叶的空腔内，并通过通孔进入负压区；桨叶带动水高速旋转，高速旋转的液体将氧气均匀切割成小气泡；所述负压区的压强为0.25Mpa～0.35Mpa；3.1.3)由高速旋转的桨叶再对小气泡加压，得到纳米级微气泡，并使微气泡保持高速动能；桨叶的转速为1420r/m，再对小气泡加压的压强为0.4～0.43Mpa；微气泡的速度为160～320m/s；3.2)电催化氧化处理：通过电极的催化氧化过程产生大量活性基团，这些基团包括超氧自由基、羟基自由基和H2O2；H2O——H++OH‑MOx+H2O→MOx(·OH)+H++e‑MOx(·OH)→MOx+1+H++e‑R+MOx(·OH)z→ROz+MOx+z H++ze‑R+MOx+1→RO+MOxO2+e‑——O2‑O3+e‑——O3‑OH‑+H2O——H3O2‑2NH3+H2O2+O2——N2+4H2O其中：MOx：金属氧化物；MOx+1：金属过氧化物；R代表有机污染物；MOx(·OH)：吸附·OH的金属氧化物；RO：被氧化的有机污染物；O2‑：氧阴离子；O3‑：臭氧阴离子；H3O2‑：水合氢氧根；4)对步骤3)处理得到的水，进行生化处理：4.1)先采用生物污泥对步骤3)处理得到水进行处理：生物污泥包括细菌和原生动物两类；细菌包括游离菌、菌胶团和/或丝状细菌；原生动物类型包括肉足类、鞭毛类、纤毛类和/或吸管类；这些菌体控制菌胶团和/或丝状细菌数量不超过20％；水的PH值为6.5～8.0，处理时间平均为24h；水温维持在25℃±3℃，生物污泥的投加量为2500mg/L；投加频率为3个月时间投加1次；4.2)再用有益菌对经步骤4.1)处理得到的水进行处理：所述有益菌种为枯草芽孢杆菌、光合细菌、乳酸菌、酵母菌、硝化细菌和/或蛭弧菌；枯草芽孢杆菌、光合细菌和乳酸菌，它们的质量比例控制在2：1：1；酵母菌、硝化细菌和/或蛭弧菌是微量；水温控制在25℃～35℃，处理时间为10min±2min；5)经过步骤4)处理得到的水即为最终得到的净水。...

【技术特征摘要】
1.一种处理黑臭地表水的方法，其特征是步骤包括：1)对待处理地表水进行阻垢：在待处理地表水的管道施加电磁波，诱发水分子产生共振；所述电磁波由通电的线圈绕在管道上产生；线圈两端连接在脉冲电源上；脉冲电源的输出功率为660瓦，占空比为10％～90％，频率为1.75kHz；2)对经步骤1)处理的水进行过滤；3)在封闭罐体中对步骤2)处理得到的水进行增加水中溶解氧和电催化氧化处理；3.1)增加水中溶解氧的步骤包括：3.1.1)首先制得氧气，把氧气通入封闭罐体中；3.1.2)在封闭罐体内的水中，桨叶高速旋转，形成负压区；桨叶上设有通孔，桨叶内设有空腔，空腔与通孔连通；步骤3.1.1)得到的氧气进入桨叶的空腔内，并通过通孔进入负压区；桨叶带动水高速旋转，高速旋转的液体将氧气均匀切割成小气泡；所述负压区的压强为0.25Mpa～0.35Mpa；3.1.3)由高速旋转的桨叶再对小气泡加压，得到纳米级微气泡，并使微气泡保持高速动能；桨叶的转速为1420r/m，再对小气泡加压的压强为0.4～0.43Mpa；微气泡的速度为160～320m/s；3.2)电催化氧化处理：通过电极的催化氧化过程产生大量活性基团，这些基团包括超氧自由基、羟基自由基和H2O2；H2O——H++OH-MOx+H2O→MOx(·OH)+H++e-MOx(·OH)→MOx+1+H++e-R+MOx(·OH)z→ROz+MOx+zH++ze-R+MOx+1→RO+MOxO2+e-——O2-O3+e-——O3-OH-+H2O——H3O2-2NH3+H2O2+O2——N2+4H2O其中：MOx：金属氧化物；MOx+1：金属过氧化物；R代表有机污染物；MOx(·OH)：吸附·OH的金属氧化物；RO：被氧化的有机污染物；O2-：氧阴离子；O3-：臭氧阴离子；H3O2-：水合氢氧根；4)对步骤3)处理得到的水，进行生化处理：4.1)先采用生物污泥对步骤3)处理得到水进行处理：生物污泥包括细菌和原生动物两类；细菌包括游离菌、菌胶团和/或丝状细菌；原生动物类型包括肉足类、鞭毛类、纤毛类和/或吸管类；这些菌体控制菌胶团和/或丝状细菌数量不超过20％；水的PH值为6.5～8.0，处理时间平均为24h；水温维持在25℃±3℃，生物污泥的投加量为2500mg/L；投加频率为3个月时间投加1次；4.2)再用有益菌对经步骤4.1)处理得到的水进行处理：所述有益菌种为枯草芽孢杆菌、光合细菌、乳酸菌、酵母菌、硝化细菌和/或蛭弧菌；枯草芽孢杆菌、光合细菌和乳酸菌，它们的质量比例控制在2：1：1；酵母菌、硝化细菌和/或蛭弧菌是微量；水温控制在25℃～35℃，处理时间为10min±2min；5)经过步骤4)处理得到的水即为最终得到的净水。2.根据权利要求1所述的处理黑臭地表水的方法，其特征是所述步骤2)中，利用200目自清洗过滤器截留水中的大颗粒、降低浊度、净化水质；过滤器的筒体使用碳钢，滤网材质采用316L不锈钢；滤网共3组，每组12只；自清洗过滤器内设有压差变送器，当滤网两端的压差达到设定值时，电机开始运转并带动刷子在内部旋转对滤网进行刷洗；压差的设定值，根据原水的浊度来确定，浊度越大，设定的压力值越小。3.根据权利要求1所述的处理黑臭地表水的方法，其特征是所述步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：高冬，乔新泉，刘伟，鲍平利，朱骏峰，周伟，马力，
申请(专利权)人：江苏润聚环保科技有限公司，中国化学工程第十四建设有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32