[发明专利]一种基于好氧颗粒污泥去除废水中纳米级微粒的处理装置及处理方法

说明书

本发明涉及一种基于好氧颗粒污泥去除废水中纳米级微粒的处理装置及处理方法，该处理装置包括填充有好氧颗粒污泥的处理单元、进水管及出水管，处理单元包括上端部与外界连通的曝气升流管、用于向曝气升流管内曝气的曝气系统、污泥沉降管及设置在污泥沉降管上的用于分离颗粒污泥和水的出流分离装置，污泥沉降管的两端部分别与曝气升流管的上部和下部连通使得进水和颗粒污泥在污泥沉降管和曝气升流管内循环流动，进水管与污泥沉降管相连，出水管与出流分离装置相连。本发明的处理装置能够充分发挥好氧颗粒污泥技术的优越性，具有处理效率高、原位再生简便、适用范围较广、兼具生活污水处理功能。

技术领域

本发明涉及一种水处理方法，具体涉及一种基于好氧颗粒污泥去除废水中纳米级微粒的处理装置及处理方法，属于环保技术领域。

背景技术

纳米级微粒（nanoparticles，NPs）是指至少在一个维度上呈现纳米量级尺寸的微观颗粒。近年来，随着NPs广泛用于半导体、化妆品、纺织和印染等行业生产中，其中的一部分可能经污水收集、处理系统进入受纳水体中，带来潜在的生态安全风险。与天然水体中的悬浮物不同，NPs常具有更大的比表面积、更高的反应活性和更好的迁移性能，可以产生高活性氧（ROS），抑制生化反应中多种关键酶的活性，甚至破坏细胞结构的完整性，从而导致较高的微生物毒性。有研究表明，当进水中NPs浓度达到几十mg/L时，活性污泥的脱氮除磷等效能将会显著降低。

为了尽可能降低NPs对生化处理系统稳定性的冲击和对水生态环境的长期影响，需对含NPs废水进行预处理，常用方法包括：混凝沉淀、膜分离和生物吸附法等。其中，（1）混凝沉淀法是通过投加化学药剂，利用新形成的絮体裹夹、吸附NPs，最终经固液分离实现去除。该方法简单有效，但会显著提高处理水的盐度，不利于水的多次循环利用，同时还会产生较难处理的化学污泥。（2）超滤、纳滤等膜分离技术理论上能够高效去除水中的NPs。但当NPs和有机污染物浓度较高时，极易造成膜污染，导致膜分离效能的严重下降，因此，该类方法并不适合用作预处理工序。（3）传统活性污泥法对NPs具有较强的吸附、截留作用，但受制于较低的污泥浓度（MLVSS 1500~3000 mg/L），其势必不能长时间处理NPs浓度较高的废水。相比之下，采用沉降性能更好的好氧颗粒污泥可以使处理系统获得更高的污泥浓度和对NPs更好的去除效果。

需要注意的是，反应装置是进行污水处理的场所，也是决定处理效果的关键因素。现有的污水处理反应装置及其控制方法不是针对生物吸附过程而设计的，无法充分发挥好氧颗粒污泥的功能特性，高效、稳定地处理含NPs废水。

因此，如何创新反应装置构型设计及其控制方法是推动生物吸附法实用化的关键。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种基于好氧颗粒污泥去除废水中纳米级微粒的处理装置。

本发明同时还提供一种采用上述基于好氧颗粒污泥去除废水中纳米级微粒的处理装置处理废水的方法，其可充分发挥好氧颗粒污泥技术的优越性，具有处理效率高、原位再生简便、适用范围较广、兼具生活污水处理功能等优点。

为解决以上技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种基于好氧颗粒污泥去除废水中纳米级微粒的处理装置，包括填充有好氧颗粒污泥的处理单元、连接在所述处理单元上的进水管及连接在所述处理单元上的出水管，所述处理单元包括上端部与外界连通的曝气升流管、用于向所述曝气升流管内曝气的曝气系统、污泥沉降管及设置在所述污泥沉降管上的用于分离颗粒污泥和水的出流分离装置，所述污泥沉降管的两端部分别与所述曝气升流管的上部和下部连通使得进水和颗粒污泥在所述污泥沉降管和曝气升流管内循环流动，所述进水管与所述污泥沉降管相连，所述出水管与所述出流分离装置相连。