厕所污水处理装置及工艺.pdf

一种处理厕所污水的厕所污水处理装置及工艺，属于污水处理技术领域。厕所污水依次经过混凝沉淀、氧化剂氧化、电化学氧化处理，出水水质为：CODcr为16mg/L，氨氮＜0.4mg/L，国家《污水综合排放标准》(GB8978-1996)中的二级排放标准为：CODcr为150mg/L，氨氮＜50mg/L，达到排放标准。混凝剂采用聚合氯化铝；氧化剂采用次氯酸钠；电化学氧化阳极材料采用钛基镀锑电极，阴极材料采用纯钛。该装置主要用于对厕所污水处理时效性和卫生要求较高的场所，这类场所需要污水处理装置即装即用，能

1、  一种处理厕所污水的装置，其特征在于：对厕所污水进行混凝沉淀后，依次采用氧化剂、电化学对污水进行氧化处理，该装置主要包括：
一个混凝反应箱；
一个沉淀箱；
一个氧化剂氧化箱，用于采用氧化剂氧化厕所污水；
一个电化学氧化箱，用于采用电化学氧化厕所污水；
一个污泥箱；
一套氧化剂加药装置；
一套混凝剂加药装置；
3台计量泵，一台用于混凝剂加药，2台用于氧化剂加药；
一台潜水排污泵，用于沉淀箱排泥；
4台搅拌机，分别用于混凝反应箱、混凝加药装置、氧化剂氧化箱、污泥箱；
一个镇流器，用于电化学氧化箱。

2、  一种如权利要求1所述的装置处理厕所污水的工艺，它包括下述步骤：
(1)混凝沉淀，原厕所污水进入混凝反应箱中进行混凝反应后，在沉淀箱沉淀；
(2)氧化剂氧化，沉淀出水进入氧化剂氧化箱，采用氧化剂对厕所污水进行氧化处理；
(3)电化学氧化，氧化剂氧化出水进入电化学氧化箱，处理后出水达标排放。

3、  如权利要求1所述的厕所污水处理装置，其特征在于：处理对象为厕所粪便污水，污水化学需氧量CODcr：4000-30000mg/L，PH：6.5-9。

4、  如权利要求1所述的厕所污水处理装置，其特征在于：该装置中的组件集成为3个模块，第一模块由电化学氧化箱、混凝反应箱、氧化剂氧化箱组成，第二模块由氧化剂加药装置和混凝剂加药装置组成，第三模块由沉淀箱和污泥箱组成。

5、  如权利要求1所述的厕所污水处理装置，其特征在于：对厕所污水进行混凝处理采用的混凝剂是聚合氯化铝，聚合氯化铝(简称PAC)，是一种多羟基、多核络合体的阳离子型无机高分子絮凝剂，固体产品外观为淡黄色。

6、  如权利要求1所述的厕所污水处理装置，其特征在于：对厕所污水进行氧化剂氧化处理采用的氧化剂是次氯酸钠；

7、  如权利要求1所述的厕所污水处理装置，其特征在于：对厕所污水进行电化学氧化处理中，阳极材料采用钛基镀锑电极，阴极材料采用纯钛。

厕所污水处理装置及工艺
技术领域
本发明属于污水处理技术领域，特别涉及一种厕所污水处理装置。
背景技术
厕所粪便污水因其可生化性高，目前，国内外对厕所污水的处理方法主要采用微生物法对其进行处理。但微生物法存在的问题限制了它在一些特殊领域的应用。存在的问题有：
1、采用微生物法处理厕所污水的装置不能即装即用，微生物需要有专业人员进行3-14天时间的培养，在微生物培养完成前，污水不能达标排放；
2、采用微生物法处理厕所污水的装置间歇运行不方便，停止运行期间，微生物需要养料维持活性；
3、处理过程不能消除厕所污水的臭味，且易滋生蚊蝇，产生卫生问题；
除微生物法外，在一些特殊场合如航海、航空领域，也有采用采用焚烧法、膜分离技术处理厕所污水。焚烧法需要大量燃料，且产生热废气。膜分离技术处理厕所污水维护困难。
发明内容
为了克服现有厕所污水处理技术的不足，本发明提供一种厕所污水处理装置，该装置即装即用，可以间歇运行，而且能有效除臭。
处理工艺流程如下：
进水→混凝沉淀→氧化剂氧化→电化学氧化→出水
污水首先进入混凝反应箱，混凝反应箱中加入混凝剂，污水和混凝剂在混凝反应箱中充分混合反应后进入沉淀箱，沉淀箱上层清液溢流至氧化剂氧化箱，与投加的氧化剂发生氧化反应，出水进入电化学氧化箱进一步氧化，处理后出水进行排放。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图。
图2是厕所污水处理装置的平面图。
图3是图2的A向视图。
图4是图2的B向视图。
图5是图2的C向视图。
图中1.混凝反应箱，2.沉淀箱，3.氧化剂氧化箱，4.电化学氧化箱，5.混凝剂加药装置，6.氧化剂加药装置，7.污泥箱，8.搅拌机，9.潜污泵，10.计量泵。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
在本实施例中，原水COD为20200mg/L，pH值6.82，流量0.5m³/h。如图2所示，启动本装置后，原水进入混凝反应箱(1)，混凝反应箱(1)中搅拌机(8)启动，混凝剂加药装置(5)启动，同时混凝剂加药装置(5)中搅拌机(8)与计量泵(10)启动。混凝剂通过加药计量泵(10)投加至混凝反应箱(1)中，混凝反应箱(1)中搅拌机(8)以15rpm的转速进行搅拌。混凝反应箱(1)中停留时间为20分钟，采用单层浆片机械搅拌方式。
污水经过混凝后，进入沉淀箱(2)，沉淀时间为2小时。经沉淀后的上层清液通过沉淀箱(2)上端的溢流板进入氧化剂氧化箱(3)。沉淀箱(2)中污泥达到一定体积后，由沉淀箱(2)中潜污泵(9)排至污泥箱(7)中。同时污泥箱(7)中搅拌机(8)以15rpm的转速进行搅拌。氧化剂加药装置(6)中搅拌机(8)与计量泵(10)启动。氧化剂通过加药计量泵(10)投加至污泥箱(7)中。
沉淀箱(2)出水进入氧化剂氧化箱(3)，氧化剂加药装置(6)中搅拌机(8)与计量泵(10)启动。氧化剂通过加药计量泵(10)投加至氧化剂氧化箱(3)中，氧化剂氧化箱(3)中搅拌机(8)以30-35rpm的转速进行搅拌。氧化剂氧化箱(3)中停留时间为60分钟，采用单层浆片机械搅拌方式。
氧化剂氧化箱(3)出水进入电化学氧化箱(4)中，同时电化学氧化箱(4)中镇流器启动。
厕所污水经过氧化剂氧化、电化学氧化，出水无臭味。电化学氧化箱(4)出水水质为：CODcr为16mg/L，氨氮＜0.4mg/L，国家《污水综合排放标准》(GB8978-1996)中的二级排放标准为：CODcr为150mg/L，氨氮＜50mg/L，达到排放标准。
混凝沉淀试验
取试验水样200ml，原水COD为20200mg/L，pH值6.82。混凝剂采用聚合氯化铝。聚合氯化铝为分析纯，含30％Al₂O₃。采用磁力搅拌器进行搅拌，在不调整PH值的情况下，将混凝剂粉末捣碎烘干后直接投入，投加量分别为0.2、0.3、0.4、0.5、0.6mg，进行1分钟快搅和9分钟慢搅。停止搅拌后静止沉淀1小时取上层清液测定水样的COD。结果表明随着混凝剂投加量的增加COD去除率呈现先升高后降低的趋势，投加量为0.4g/200ml时，COD去除效果为最佳。
氧化剂筛选试验
选择使用次氯酸钠、双氧水以及双氧水+硫酸亚铁所组成的芬顿试剂三种氧化剂进行筛选试验，其中，双氧水为分析纯，浓度30％；次氯酸钠为分析纯，浓度10％；硫酸亚铁为分析纯。
芬顿试剂对污水中有机物处理效果主要有三个影响因子，分别是pH值、双氧水投加量与原水COD之比、铁离子投加量与双氧水投加量之比。设计了三因子、三水平正交试验表进行研究，以期得到最佳处理方案。表1为因素水平表，实验按L₉(3³)正交实验进行，正交实验结果及处理效果见表2。
由表2结果分析可得，影响COD去除率的因素主次顺序为B＞A＞C，优化工艺为AlB2C3，即PH值为3，H₂O₂/COD＝2，Fe²⁺/H₂O₂＝0.3。
表1因素水平表

表2正交实验结果表

为考察次氯酸钠、双氧水以及双氧水+硫酸亚铁(Fe²⁺/H₂O₂＝0.3)所组成的芬顿试剂对污水中COD的去除效果，取试验水样200ml，按照表3试验条件进行试验。
试验结果表明：投加次氯酸钠进行化学氧化后，污水COD的去除率在75％左右；单独使用双氧水对污水中有机物的降解效果不明显，COD的去除率仅有25％；双氧水+硫酸亚铁组成的芬顿试剂对有机物的降解效果有明显的提高，其中当pH值为3时，COD去除率可达97％，出水COD为124mg/L。然而由于使用了亚铁离子，导致出水的色度比较高(560度左右)。在对该水样进一步电化学氧化试验后发现，由于水中电解质较少，电导率过低，电化学氧化过程中所需电压过高(对于200ml的水样，需要15V左右的电压)。考虑到在实际运用过程中，随着处理水量的增加所需的电压必然会大大增大，从而导致处理装置无法获得足够的电流密度。此外，由于芬顿试剂在酸性条件下(pH值为3左右)的作用效果才能够显现出来，因此在处理前需要对污水进行pH调节，将要消耗大量的酸液。目前实际工程中常用硫酸作为pH调节剂，而硫酸属于危险品，在购买、储存、使用的各个环节都不太方便。最后，由于双氧水性质活泼，也属于危险品，一旦泄露将引起不良后果，不方便保存。
表3化学氧化剂筛选试验条件

综合考虑各方面因素，认为次氯酸钠在水处理领域中应用十分广泛，有丰富的实际使用经验，较易获得和保存，在各种化学氧化剂中属于处理效果较为明显、性质较为稳定的一种，且其价格适中。因此决定采用次氯酸钠作为本工艺中的化学氧化剂。
取试验水样200ml，原水COD为20200mg/L，pH值6.82。向试验水样中分别投加次氯酸钠5ml，采用磁力搅拌器中速搅拌，氧化反应时间分别为15、30、45、60分钟，待反应完成后静置一小时取上清液测定水样的COD。结果表明，反应时间超过45分钟后，COD去除率曲线上升趋势平缓，说明再增加反应时间对COD去除率提高效果不明显。考虑到实际运用过程中可能会有搅拌不均匀、反应不完全的现象，因此认为反应时间为1小时较为合适。
电化学氧化试验
目前电极的种类主要有金属电极、金属氧化物电极、碳素电极和非金属化合物电极等。本研究选用目前在电化学工业应用广泛的钛基涂层电极。
电化学氧化试验阳极采用80mm×50mm钛基镀锑电极一片，阴极采用100mm×50mm纯钛板二片，极板间距为10mm。取化学氧化后出水100ml，COD为280mg/L，pH值7.2。通电后调整电流密度分别为25、30、35、40、50mA/cm²，电解一小时后取上清液测定水样的的COD。结果表明，当电流密度为30mA/cm²时，处理效果最佳。
取化学氧化后出水100ml，原水COD为280mg/L，pH值7.2，电流密度为30mA/cm²，调整电解时间分别为15、30、45、60分钟。电解完成后取上清液测定水样的的COD。结果表明，随电解时间的增加COD去除率相应提高，电解60分钟后COD去除效果差异较小。