公布日：2024.02.13

申請日：2023.12.05

分類號：C02F9/00(2023.01)I;C02F1/78(2023.01)I;C02F1/72(2023.01)I;C02F1/00(2023.01)I;C02F3/34(2023.01)I;C02F1/28(2023.01)I;B01J23/78(2006.01)I;B01J35/

61(2024.01)I;C02F101/30(2006.01)N

摘要

本發(fā)明涉及污水深度處理及生物質灰渣再利用領域，公開了一種利用生物質灰渣去除污水廠尾水痕量污染物的方法和系統(tǒng)。該方法在包括調節(jié)池、臭氧催化反應池、生化緩沖池的系統(tǒng)中進行，且包括：(1)將尾水引入所述調節(jié)池進行均質，得到中水I；(2)將所述中水I引入所述臭氧催化反應池進行臭氧催化反應，得到中水II；(3)將所述中水II引入所述生化緩沖池中與掛膜后的微生物載體接觸以進行生化處理，得到出水。本發(fā)明提供的方法能實現尾水中痕量有機污染物的高效去除，過程無化學試劑添加，對環(huán)境友好無二次污染；同時能提升出水的可生化性。

權利要求書

1.一種利用生物質灰渣去除污水廠尾水痕量污染物的方法，其特征在于，該方法在包括調節(jié)池、臭氧催化反應池、生化緩沖池的系統(tǒng)中進行，包括：(1)將尾水引入所述調節(jié)池進行均質，得到中水I；(2)將所述中水I引入所述臭氧催化反應池進行臭氧催化反應，得到中水II；(3)將所述中水II引入所述生化緩沖池中與掛膜后的微生物載體接觸以進行生化處理，得到出水；其中，所述尾水中四環(huán)素的含量為0.01-50mg/L；所述臭氧催化反應中使用的催化劑為比表面積為45-65m2/g、m(SiO2+CaO+Al2O3+Fe2O3)不小于80wt％的改性灰渣；相對于每1L的所述尾水，所述催化劑的用量為50-300g；所述微生物載體為體積平均直徑為0.6-8.0mm的灰渣I；所述改性灰渣為將灰渣II與檸檬酸、殼聚糖進行改性反應后獲得的產物。

2.根據權利要求1所述的方法，其中，所述改性反應的操作包括：S1、將所述灰渣II與檸檬酸溶液I進行第一反應，烘干后得到混合物I；其中，所述灰渣II的體積平均直徑為0.15-0.60mm，所述檸檬酸溶液I中檸檬酸的濃度為5-20wt％；S2、將所述殼聚糖與檸檬酸溶液II進行混合，得到殼聚糖-檸檬酸溶液；所述檸檬酸溶液II中檸檬酸的濃度為2-5wt％；S3、將所述混合物I與所述殼聚糖-檸檬酸溶液進行第二反應，調節(jié)pH至9-10，靜置8-12h后，經低溫熱解、清洗、烘干得到改性灰渣。

3.根據權利要求2所述的方法，其中，在步驟S1中，所述第一反應的條件至少滿足：轉速為100-120rpm，溫度為22-28℃，時間為6-8h；和/或在步驟S3中，所述第二反應的條件至少滿足：轉速為100-120rpm，溫度為35-45℃，時間為8-12h；和/或在步驟S3中，所述低溫熱解在氮氣氣氛中進行，且溫度為300-500℃，時間為1-2h。

4.根據權利要求2或3所述的方法，其中，在步驟S1中，所述灰渣II的用量重量與所述檸檬酸溶液I的用量體積比為1：10-15；和/或在步驟S3中，所述混合物I的用量重量與所述殼聚糖-檸檬酸溶液的用量體積比為1：18-22。

5.根據權利要求2或3所述的方法，其中，在步驟S2中，所述殼聚糖-檸檬酸溶液中的殼聚糖濃度為5-10g/L。

6.根據權利要求1-3中任意一項所述的方法，其中，所述灰渣I和所述灰渣II均為將生物質灰渣依次進行篩分、淋洗、晾干至含水率不高于4wt％后后獲得的產物；以及所述生物質灰渣為生物質電廠燃燒發(fā)電所衍生的固體廢棄物，在所述生物質灰渣中，SiO2的含量為35-60wt％，CaO的含量為5-20wt％，Al2O3的含量為5-15wt％，Fe2O3的含量為5-15wt％，且SiO2、CaO、Al2O3和Fe2O3的含量之和不小于80wt％。

7.根據權利要求1-3中任意一項所述的方法，其中，該方法還包括：在步驟(2)中，使用曝氣盤自所述臭氧催化反應池的下部向上通入臭氧，且所述臭氧的進氣流量為0.2-2L/min。

8.一種利用生物質灰渣去除污水廠尾水痕量污染物的系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)應用于權利要求1-7中任意一項所述的方法，且沿液相物流方向依次設置有調節(jié)池、臭氧催化反應池和生化緩沖池；其中，所述調節(jié)池用于將尾水引入所述調節(jié)池進行均質，得到中水I；所述臭氧催化反應池與所述調節(jié)池連通以使得所述中水I與所述臭氧催化反應池中填充的催化劑進行臭氧催化反應，得到中水II；所述生化緩沖池與所述臭氧催化反應池連通以使得所述中水II與所述生化緩沖池中填充的掛膜后的微生物載體接觸以進行生化處理，得到出水。

9.根據權利要求8所述的系統(tǒng)，其中，在所述臭氧催化反應池的底部設置有曝氣盤，用于將臭氧自下向上通入所述氧催化反應池中。

10.根據權利要求8或9所述的系統(tǒng)，其中，在所述調節(jié)池和所述臭氧催化反應池的中間設置有蠕動泵，用于對所述調節(jié)池引出的所述中水I進行加壓。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是克服現有技術中污水廠尾水中痕量污染物去除率低以及出水的可生化性不高的問題。

為了實現上述目的，本發(fā)明第一方面提供一種利用生物質灰渣去除污水廠尾水痕量污染物的方法，該方法在包括調節(jié)池、臭氧催化反應池、生化緩沖池的系統(tǒng)中進行，包括：

(1)將尾水引入所述調節(jié)池進行均質，得到中水I；

(2)將所述中水I引入所述臭氧催化反應池進行臭氧催化反應，得到中水II；

(3)將所述中水II引入所述生化緩沖池中與掛膜后的微生物載體接觸以進行生化處理，得到出水；

其中，所述尾水中四環(huán)素的含量為0.01-50mg/L；

所述臭氧催化反應中使用的催化劑為比表面積為45-65m2/g、m(SiO2+CaO+Al2O3+Fe2O3)不小于80wt％的改性灰渣；相對于每1L的所述尾水，所述催化劑的用量為50-300g；

所述微生物載體為體積平均直徑為0.6-8.0mm的灰渣I；

所述改性灰渣為將灰渣II與檸檬酸、殼聚糖進行改性反應后獲得的產物。

本發(fā)明第二方面提供一種利用生物質灰渣去除污水廠尾水痕量污染物的系統(tǒng)，該系統(tǒng)應用于第一方面所述的方法，且沿液相物流方向依次設置有調節(jié)池、臭氧催化反應池和生化緩沖池；

其中，所述調節(jié)池用于將尾水引入所述調節(jié)池進行均質，得到中水I；

所述臭氧催化反應池與所述調節(jié)池連通以使得所述中水I與所述臭氧催化反應池中填充的催化劑進行臭氧催化反應，得到中水II；

所述生化緩沖池與所述臭氧催化反應池連通以使得所述中水II與所述生化緩沖池中填充的掛膜后的微生物載體接觸以進行生化處理，得到出水。

相比于現有技術，本發(fā)明至少具有以下有益效果：

(1)本發(fā)明提供的方法能通過增強吸附、截留等過程，改善生物質灰渣對尾水中不同痕量污染物的吸附行為，包括重金屬、抗生素、抗病毒藥物等；

(2)本發(fā)明提供的方法能在利用改性生物質灰渣自身對污染物的截留富集行為的同時聯合臭氧構建非均相催化氧化體系，實現尾水中痕量有機污染物的高效去除，過程無化學試劑添加，對環(huán)境友好無二次污染；同時形成富氧尾水，提升尾水的可生化性；

(3)本發(fā)明提供的方法能增加得到的出水中有益菌的量，從而提升尾水作為“生態(tài)補水”的生態(tài)價值；

(4)本發(fā)明中利用小粒徑的改性灰渣作為非均相催化劑、大粒徑的灰渣作為微生物載體，拓展了大體量灰渣在污水領域中的應用，能實現廢物回用的目的。

（發(fā)明人：俞海祥;李飛鵬;謝思雨;趙一凡;丁春燕;俞文杰;陽子杰;陶紅）