CN113998847A - 一种电化学预处理的sbr污水处理装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电化学预处理的SBR污水处理装置及方法，包括：依次连接的总进水管、沉淀池、中间水池、调节池、SBR池、清水池；三维电催化氧化单元反应器，三维电催化氧化单元反应器的一端通过第一进水管连接至中间水池，三维电催化氧化单元反应器的另一端通过第一出水管连接至调节池；调节池通过第二进水管连接至SBR池，以及通过回流管连接至沉淀池中设置的三维电絮凝除磷单元反应器。本发明的技术方案的有益效果在于通过电化学絮凝、电催化氧化共同作用达到污水高效处理的目的，特别适用于高氨氮、低C/N比生活污水处理，总氮及总磷去除效率高，且污水处理后的污泥产量少，可节省剩余污泥处理费用。

Description

一种电化学预处理的SBR污水处理装置及方法

技术领域

本发明属于废水处理技术领域，更具体地，涉及一种电化学预处理的SBR污水处理装置及方法。

背景技术

目前，各地污水处理排放标准日趋严格，敏感区水源地污染问题突出，治理需求紧迫。传统生物法脱氮除磷只有当原污水BOD5/TN值大于4～6，且BOD5/TP值大于20时才能同时满足生物脱氮除磷对碳源的需求，通常将COD<200mg/L，COD/TN<8的污水称为低碳源污水。对于氨氮含量很高且C/N比极低的高氨氮低碳源生活污水，应用生物脱氮除磷工艺会存在停留时间较长、碳源和碱度等药剂投加成本较高、污泥产量和耗氧量增加等问题，进一步增加分散污水处理工程投资运行成本和运维难度。因此，针对该种低碳源分散式生活污水开发一种经济高效的同步脱氮除磷污水处理工艺具有非常好的应用前景。

电化学氧化法由于占地面积少、可提高B/C、具有灭菌消毒的功能、受温度影响小、操作简单、易于控制、不产生污泥、不用外加药剂、产泥少以及绝大部分氨氮直接氧化为氮气等优点而引起广泛关注。其中二维电氧化因大多依靠阳极的间接氧化作用达到去除氨氮的目的，存在电流效率低和耗能大的缺点。

二维电絮凝已经开始逐步在分散式污水除磷领域开始应用，然而其仍然存在能耗高，出水总磷无法达到较高的排放标准等问题。因此，基于目前的上述技术的发展现状，亟待提出一种具有良好应用前景的新型电化学预处理的SBR污水处理装置及方法。

发明内容

本发明的目的针对现有技术中的不足，提供一种电化学预处理的SBR污水处理装置及方法。通过三维电絮凝除磷单元反应器的电化学凝絮和三维电催化氧化单元反应器的电催化氧化共同作用达到污水高效处理的目的，特别适用于高氨氮、低C/N比生活污水处理，具有脱氮除磷效率高、水力停留时间短、投资运行成本低、运行控制简单、受温度影响较小、节能环保等优势。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种电化学预处理的SBR污水处理装置，包括：

依次连接的总进水管、沉淀池、中间水池、调节池、SBR池、清水池；

三维电催化氧化单元反应器，所述三维电催化氧化单元反应器的一端通过第一进水管连接至所述中间水池，所述三维电催化氧化单元反应器的另一端通过第一出水管连接至所述调节池；

所述调节池通过第二进水管连接至所述SBR池，以及通过回流管连接至所述沉淀池中设置的三维电絮凝除磷单元反应器。

优选的，所述三维电催化氧化单元反应器中设有多组第一阴极板、多组第一阳极板、第一粒子电极和第一滤板；

多组所述第一阴极板、多组所述第一阳极板、所述第一粒子电极和所述第一滤板设置在所述三维电催化氧化单元反应器的第一进水管与第一出水管之间；

多组所述第一阴极板和多组所述第一阳极板交错设置，并与第一电源的负极和正极连接，所述第一粒子电极设置于多组所述第一阴极板和多组所述第一阳极板之间，所述第一滤板设置于多组所述第一阴极板和多组所述第一阳极板的上端和下端，所述第一电源包括双向脉冲电源。

优选的，所述三维电絮凝除磷单元反应器中设有第二阳极板、第二阴极板、第二粒子电极和第二滤板；

所述第二阴极板和所述第二阳极板分别与第二电源的负极和正极连接，所述第二粒子电极设置于所述第二阴极板和所述第二阳极板之间，所述第二滤板设置于所述第二阴极板和所述第二阳极板的上端和下端，所述第二电源包括双向脉冲电源。

优选的，所述沉淀池中通过第一隔板隔开的前半部分设置为隔渣区，所述隔渣区设有所述三维电絮凝除磷单元反应器和提篮格栅，所述沉淀池的下部设有污泥斗，所述沉淀池靠近所述中间水池的一侧设置有沉淀池出水堰，所述沉淀池出水堰的出水高度低于所述三维电絮凝除磷单元反应器的顶部高度。

优选的，所述中间水池设置有第一液位计和第二隔板，通过所述第二隔板能够将所述中间水池和所述调节池分隔开，所述第二隔板的高度低于所述沉淀池出水堰的出水高度；

所述第一进水管上设有电氧化进水泵。

优选的，所述调节池通过所述第二进水管连接至SBR池布水器，所述第二进水管上设有SBR进水泵，所述调节池中设置有第二液位计。

优选的，所述SBR池中设置有填料组件，所述填料组件的表面附着生物膜；

所述SBR池的下部设有射流曝气器，所述射流曝气器通过第一进气管路连接气源，所述第一进气管路上设有第一电动阀；

所述SBR池靠近所述清水池的一侧设置有SBR出水堰，所述SBR池通过排泥管连接至所述沉淀池。

优选的，所述清水池中设置有超滤膜组件；

所述超滤膜组件的底部设有所述曝气管，所述曝气管通过第二进气管路连接气源，所述第二进气管路上设有第二电动阀；

所述清水池通过排泥管连接至所述沉淀池。

本发明还提供一种电化学预处理的SBR污水处理方法，利用上述所述的电化学预处理的SBR污水处理装置，该方法包括：

启动所述电化学预处理的SBR污水处理装置，通过总进水管将污水通过电化学预处理的SBR污水处理装置；

使污水依次经过沉淀池、中间水池、三维电催化氧化单元反应器、调节池、SBR池和清水池；

通过回流管将流向所述SBR池进水中的一部分污水回流至三维电絮凝除磷单元反应器。

优选的，还包括：对所述三维电催化氧化单元反应器和所述三维电絮凝除磷单元反应器进行冲洗，对所述三维电催化氧化单元反应器和所述三维电絮凝除磷单元反应器进行冲洗包括提高所述三维电催化氧化单元反应器和所述三维电絮凝除磷单元反应器的曝气量。

本发明的技术方案的有益效果在于：

1、本发明通过三维电絮凝除磷单元反应器的电化学凝絮和三维电催化氧化单元反应器的电催化氧化共同作用达到污水高效处理的目的，特别适用于高氨氮、低C/N比生活污水处理，总氮及总磷去除效率高，可显著增强对分散式高氨氮低碳源生活污水的除磷脱氮效果，相比传统生化工艺可显著降低碳源和碱度等药剂的消耗，可节约运行成本20～30％，同时将SBR进水泵上的回流管连接至三维电絮凝除磷单元反应器，可在预处理阶段降低进水总磷，降低生化段能耗。

2、相比消耗电极板的电絮凝***和依靠阳极间接氧化的二维电氧化***，本发明采用的三维电絮凝除磷单元反应器和三维电催化氧化单元反应器牺牲的电极为粒子电极，具有处理效果好，能耗低，粒子电极易于补充更换等优点。

3、本发明的SBR池采用射流曝气，避免了缺氧搅拌时曝气带来的溶解氧提升，便于反应器溶解氧的控制，特别适合小型分散式污水处理。

4、本发明还采用填料组件，在其上附着生长生物膜，形成泥膜复合的IFAS工艺，可提高生物量，显著提高***耐冲击负荷的能力，同时固定部分微生物，一定程度上解决了硝化细菌世代周期长的问题。通过电化学与生物作用联用脱氮除磷工艺可使得总水力停留时间降低至10h以内，显著降低工程建设成本。

5、本发明后端设有超滤膜组件，经超滤膜组件过滤后排放，可有效去除出水中的悬浮物，保障水质稳定达标，用于SBR出水的深度处理，可满足更加严格的出水标准，扩展了本工艺的适用范围。

6、本发明可采用双向脉冲电源，其不仅有效防止电极钝化，而且相比普通电源可降低15-35％电耗。

本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

通过结合附图对本发明示例性实施方式进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本发明示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1为本发明实施例提供的一种电化学预处理的SBR污水处理装置的结构示意图；

图2为本发明另一实施例提供的一种电化学预处理的SBR污水处理方法的步骤示意图。

附图标记说明：

1、总进水管；2、提篮格栅；3、污泥斗；4、沉淀池出水堰；5、电氧化进水泵；61、第一液位计；62、第二液位计；7、SBR进水管；8、回流管；9、SBR池布水器；10、填料组件；11、SBR出水堰；12、超滤膜组件；13、排泥泵；14、出水泵；15、第一电源；16、第一阴极板；17、第一阳极板；18、第一粒子电极；19、第一滤板；20、第二电源；21、第二阴极板；22、第二阳极板；23、第二粒子电极；24、气源；25、电动阀；26、曝气管；27、射流曝气器；28、沉淀池；29、中间水池；30、调节池；31、SBR池；32、清水池；33、三维电催化氧化单元反应器；34、三维电絮凝除磷单元反应器；35、SBR进水泵；36、第一电动阀；37、第二电动阀；38、第一进水管；39、第一出水管；40、第二进水管；41、第一进气管路；42、第二进气管路。

具体实施方式

现有研究中通过添加电解质降低能耗的方法难以在生活污水处理领域转化应用，而针对三维电极的研究逐步引起国内外重视。相对于传统的二维电极，三维电极法由于引入粒子电极，有效的增加了电极表面积和反应速率，反应速度更快，占地更小，且无需外加电解质即可实现较低的能耗效率比，避免了二次污染，可单独或与其它技术联合使用，易于标准产品化。目前，优化三维电催化氧化技术的方法主要集中于开发高效的粒子电极、催化剂、极板板材和反应装置等，对运行控制***的优化不够重视。而通过适当的手段，优化运行控制***，使电催化氧化反应保持在高效段进行，在实际工程应用中具有更大的可操作性，因此，基于三维电催化氧化脱氨技术开发一种经济高效的分散式污水预处理脱氨的装置及方法具有重要现实意义。

生物处理是目前最常用的污水处理工艺，其中SBR工艺为村镇污水的常见工艺，具有流程简单，运行费用低、固液分离效果好，出水水质好、运行操作灵活，效果稳定、脱氮除磷效果好、有效防止污泥膨胀、耐冲击负荷等优点，将其与三维电催化氧化工艺预处理联用具有显著优势。面向非敏感区分散式污水处理研发的NSBR工艺取消了传统SBR工艺靠滗水器出水的复杂结构形式，保留了理想推流、理想沉淀的同时，还具有运行方式灵活，易于自动控制，实现无人值守，结构和工序简单，可靠性高，恒水位运行鼓风机不喘震，脱氮除磷效果好，设备投资少，节约能耗，产品制造和运行成本合理等优势，特别适合小型分散式污水处理。

而且相比二维电絮凝，三维电絮凝具有更高的电极比表面积，更低的能耗，更高的去除效率等优势。因此，基于三维电絮凝技术开发一种经济高效的污水处理除磷装置及方法具有重要现实意义。

下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然以下描述了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。

如图1所示，本发明提供一种电化学预处理的SBR污水处理装置，包括：

依次连接的总进水管1、沉淀池28、中间水池29、调节池30、SBR池31、清水池32；

三维电催化氧化单元反应器33，三维电催化氧化单元反应器33的一端通过第一进水管38连接至中间水池29，三维电催化氧化单元反应器33的另一端通过第一出水管39连接至调节池30；

调节池30通过第二进水管40连接至SBR池31，以及通过回流管8连接至沉淀池28中设置的三维电絮凝除磷单元反应器34。

具体的，总进水管1、沉淀池28、中间水池29、调节池30、SBR池31、清水池32依次连接，三维电催化氧化单元反应器33作为测流工艺安装于沉淀池28及调节池30之间。污水从总进水管1送入三维电催化氧化单元反应器33，在催化氧化作用下，污水中的氨氮得到氧化主要转变为氮气而直接去除，难生物降解有机物转变为易生物降解有机物，从而提高了污水可生化性，使得三维电催化氧化单元反应器33的出水中氨氮去除率为40-60％。三维电催化氧化单元反应器33的运行参数根据三维电催化氧化单元反应器33的出水中氨氮去除率确定。调节池30中流向SBR池31的进水中的一部分通过回流管8回流至沉淀池28中的三维电絮凝除磷单元反应器34，三维电絮凝除磷单元反应器34为上向流反应器，进水管设置在其底部，由顶部溢流出水，其进水来自SBR进水泵35回流水。经SBR池31处理后的水进入清水池32，由抽水泵抽吸，将清水池32的出水经过滤后排放，可有效去除出水中的悬浮物，保障水质稳定达标。本发明通过三维电絮凝除磷单元反应器34的电化学凝絮和三维电催化氧化单元反应器33的电催化氧化共同作用达到污水高效处理的目的，特别适用于高氨氮、低C/N比生活污水处理，总氮及总磷去除效率高，可显著增强对分散式高氨氮低碳源生活污水的除磷脱氮效果，相比传统生化工艺可显著降低碳源和碱度等药剂的消耗，可节约运行成本20～30％，同时将调节池30中设置有SBR进水泵35的回流管8连接至三维电絮凝除磷单元反应器34，可在预处理阶段降低进水总磷，降低生化段能耗。

进一步地，沉淀池28、中间水池29、调节池30、SBR池31、清水池32、三维电催化氧化单元反应器33和三维电絮凝除磷单元反应器34的池体材质均为高分子类绝缘材质，具备很高的抗渗透性，以及良好的防腐、耐潮和防霉性能，能阻止水蒸汽和化学溶剂对池体基底物质的侵蚀，防止池体衬底的裂解和剥落，具有优良的抗化学耐用性。

优选的，高分子类绝缘材质可以采用防腐环氧树脂、耐酸碱环氧树脂、玻璃鳞片树脂胶泥。

一种优选的示例，三维电催化氧化单元反应器33中设有多组第一阴极板16、多组第一阳极板17、第一粒子电极18和第一滤板19；

多组第一阴极板16、多组第一阳极板17、第一粒子电极18和第一滤板19设置在三维电催化氧化单元反应器33的第一进水管38与第一出水管39之间；

多组第一阴极板16和多组第一阳极板17交错设置，并与第一电源15的负极和正极连接，第一粒子电极18设置于多组第一阴极板16和多组第一阳极板17之间，第一滤板19设置于多组第一阴极板16和多组第一阳极板17的上端和下端，第一电源15包括双向脉冲电源。

具体的，三维电催化氧化单元反应器33的第一进水管38设置于三维电催化氧化单元反应器33池体的下部，三维电催化氧化单元反应器33的第一出水管39与三维电催化氧化单元反应器的第一进水管38呈对角线设置；第一滤板19设置于多组第一阴极板16和多组第一阳极板17的上端和下端，用于防止第一粒子电极18流失。

第一阴极板16优选钛电极、钛基金属氧化物涂层电极或不锈钢电极；第一阳极板17优选钛电极或钛基金属氧化物涂层电极。第一阴极板16与第一阳极板17之间的电极间距10-200mm。第一阴极板16、第一阳极板17选自平板、网板、穿孔板、栅条板、圆筒或棒状。第一粒子电极18的粒径为3-5mm。

进一步地，金属氧化物涂层为二氧化锡、氧化锌、二氧化钛和稀土金属氧化物中的至少两种。

进一步地，第一粒子电极18为复合型催化三维粒子电极；优选地，复合型催化三维粒子为负载或掺杂多元催化剂的生物质活性炭或煤质活性炭颗粒；进一步优选地，催化剂为二氧化锡、氧化锌、二氧化钛和稀土金属氧化物中的至少两种。

一种优选的示例，三维电絮凝除磷单元反应器34中设有第二阳极板22、第二阴极板21、第二粒子电极23和第二滤板；

第二阴极板21和第二阳极板22分别与第二电源20的负极和正极连接，第二粒子电极23设置于第二阴极板21和第二阳极板22之间，第二滤板设置于第二阴极板21和第二阳极板22的上端和下端，第二电源20包括双向脉冲电源。

具体的，第二滤板设置于第二阴极板21和第二阳极板22的上端和下端，防止第二粒子电极23流失。

第二阴极板21优选钛电极、钛基金属氧化物涂层电极或不锈钢电极；第二阳极板22优选钛电极或钛基金属氧化物涂层电极。第二阴极板21与第二阳极板22之间的电极间距10-200mm。第二阴极板21、第二阳极板22选自平板、网板、穿孔板、栅条板、圆筒或棒状。第二粒子电极23的粒径为5-8mm。

进一步地，金属氧化物涂层为二氧化锡、氧化锌、二氧化钛和稀土金属氧化物中的至少两种。

进一步地，第二粒子电极23为金属颗粒，金属颗粒包括镁、铝、铁或它们的合金颗粒中的至少一种。

具体的，第一电源15、第二电源20包括恒压源、恒流源、单向脉冲源或双向脉冲源；

进一步地，优选双向脉冲源的占空比为40％-90％，脉冲频率为0.01-0.1Hz，电压为5-36V，通电时间为≥5min，倒极时间为≤10min。恒压源或恒流源的电压为5-36V。优选的，双向脉冲源的占空比为90％，脉冲频率为0.1Hz，电压为24V，通电时间为15min，倒极时间为1min。

一种优选的示例，沉淀池28中通过第一隔板隔开的前半部分设置为隔渣区，隔渣区设有三维电絮凝除磷单元反应器34和提篮格栅2，沉淀池28的下部设有污泥斗3，沉淀池28靠近中间水池29的一侧设置有沉淀池出水堰4，沉淀池出水堰4的出水高度低于三维电絮凝除磷单元反应器34的顶部高度。

具体的，沉淀池28由第一隔板隔开，前半部分起到隔渣功能，为隔渣区。总进水管1后设置有提篮格栅2，可起到过滤杂质的作用。隔渣区还设有三维电絮凝除磷单元反应器34，三维电絮凝除磷单元反应器34为上向流反应器，进水管设置在其底部，由顶部通过沉淀池出水堰4溢流出水，其进水来自设有SBR进水泵35的回流管8的回流水。

一种优选的示例，中间水池29设置有第一液位计61和第二隔板，通过第二隔板能够将中间水池29和调节池30分隔开，第二隔板的高度低于沉淀池出水堰4的出水高度；

第一进水管28上设有电氧化进水泵5。

具体的，中间水池29设有电氧化进水泵5及第一液位计61，同时设有一比沉淀池出水堰4稍低的第二隔板将其与调节池30隔开，进水量超过三维电催化氧化单元反应器33处理能力时，污水由第二隔板溢流进入调节池30，调节池30中设有二液位计62及SBR进水泵35，调节池30中的部分污水经SBR进水泵35连接至SBR池布水器9，部分通过回流管8连接至沉淀池28中的三维电絮凝除磷单元反应器34，作为进水。

一种优选的示例，调节池30通过第二进水管40连接至SBR池布水器9，第二进水管40上设有SBR进水泵35，调节池30中设置有第二液位计62。

具体的，SBR池31由SBR池布水器9进水，SBR池布水器9中上部分设有回流管8，可通过第二液位计62用于控制SBR池31运行液位，防止活性污泥流失。

一种优选的示例，SBR池31中设置有填料组件10，填料组件10的表面附着生物膜；

SBR池31的下部设有射流曝气器27，射流曝气器27通过第一进气管路41连接气源24，第一进气管路41上设有第一电动阀36；

所述SBR池31靠近清水池32的一侧设置有SBR出水堰11，SBR池31通过排泥管13连接至沉淀池28。

具体的，向SBR池31中通入未经三维电催化氧化单元反应器33处理的污水，维持曝气，直至填料组件10表面形成稳定的生物膜，形成泥膜复合的IFAS工艺，可提高生物量、显著提高***耐冲击负荷的能力，同时固定部分微生物，使其不随定期排泥流出***，一定程度上解决了硝化细菌世代周期长的问题。

SBR池31采用射流曝气器27进行充氧，常规SBR工艺一般采用微孔曝气器、曝气穿孔管等形式对池子充氧。同时采用曝气的方式搅拌，使得SBR池31溶解氧难以控制，难以达到严格厌氧/缺氧状态，优选采用强制鼓风式单级射流曝气器27进行充氧及搅拌。射流曝气器27通过第一进气管路连接气源24，进气管路上设有第一电动阀36，第一电动阀36开启时气水混合物和起到高效充氧及搅拌作用，第一电动阀36关闭时水流可仅对SBR池31进行搅拌。

SBR池31采用固定的SBR出水堰11出水，相比采用滗水器的出水方式具有结构简单、故障率低、对水面扰动小、排水比大等优点。

一种优选的示例，清水池32中设置有超滤膜组件12；

超滤膜组件12的底部设有曝气管，曝气管通过第二进气管路42连接气源24，所述第二进气管路42上设有第二电动阀37；

清水池32通过排泥管13连接至沉淀池28。

具体的，清水池32中设有超滤膜组件12，经SBR池31处理后的水进入清水池32，由出水泵14抽吸，经超滤膜组件12过滤后排放，可有效去除出水中的悬浮物，用于SBR池31出水的深度处理，可满足更加严格的出水标准，扩展了本工艺的适用范围。其底部设有曝气管路，经第二电动阀37与气源相24连，用于超滤膜组件12清扫。

定期将清水池32中泥水混合物通过排泥泵13抽至沉淀池28，使得污水处理后的污泥产量少，可节省剩余污泥处理费用。

本发明还提供一种电化学预处理的SBR污水处理方法，该方法采用上述的电化学预处理的SBR污水处理装置，包括：

S1：启动电化学预处理的SBR污水处理装置，通过总进水管1将污水通入电化学预处理的SBR污水处理装置；

S2：，使污水依次经过沉淀池28、中间水池29、三维电催化氧化单元反应器33、调节池30、SBR池31和清水池32；

S3：通过回流管8将流向所述SBR池31进水中的一部分污水回流至三维电絮凝除磷单元反应器34。

具体的，污水从总进水管1送入三维电催化氧化单元反应器33，在催化氧化作用下，污水中的氨氮得到氧化主要转变为氮气而直接去除，难生物降解有机物转变为易生物降解有机物，从而提高了污水可生化性，使得三维电催化氧化单元反应器33的出水中氨氮去除率为40-60％。三维电催化氧化单元反应器33的运行参数根据三维电催化氧化单元反应器33的出水中氨氮去除率确定。采用电化学与生物作用联用的脱氮除磷工艺可使得总水力停留时间降低至10小时以内，显著降低工程建设成本。

步骤S1中，启动电化学预处理的SBR污水处理装置包括挂膜；

挂膜的方法包括将接种物接入SBR池31内，并向SBR池31中通入未经三维电催化氧化单元反应器33处理的污水，维持曝气，直至填料组件10表面形成稳定的生物膜。

具体的电化学预处理的SBR污水处理装置的运行参数根据出水中氨氮浓度确定，使得清水池32的出水中氨氮＜1.5mg/L，COD＜30mg/L。

优选地，接种物为去除杂质的城镇污水处理厂回流区污泥。

一种优选的示例，方法还包括电化学预处理的的SBR污水处理装置的运行方法，SBR运行周期包括进水-反应-曝气-反应-曝气-沉淀五个时序，各时序时长为40-60min，排水比25％-35％；

反应时序时射流曝气电动阀关闭，仅由水流产生搅拌作用，曝气时序时射流曝气电动阀开启，对SBR池31进行搅拌及充氧。

优选的，SBR运行周期包括进水-反应-曝气-反应-曝气-沉淀五个时序，各时序时长为60min，排水比30％左右。反应时序射流曝气电动阀关闭，仅由水流产生搅拌作用，曝气时序时射流曝气器27的电动阀开启，对SBR池31搅拌及充氧。

一种优选的示例，还包括：对三维电催化氧化单元反应器33和三维电絮凝除磷单元反应器34进行冲洗，对三维电催化氧化单元反应器33和三维电絮凝除磷单元反应器34进行冲洗包括提高三维电催化氧化单元反应器33和三维电絮凝除磷单元反应器34的曝气量。

具体的，方法还包括对三维电催化氧化单元反应器33的冲洗，冲洗的频率为每3-7天冲洗一次；冲洗的方法包括将三维电催化氧化单元反应器33运行时的曝气量的气水比调高至(10-20)：1；以及对三维电絮凝除磷单元反应器34的反洗，反洗的频率为每1-3天反洗一次；

反洗的方法包括：定期在进水时开启其曝气管路的电动阀，使三维电絮凝除磷单元反应器34内部达到流化状态，沉淀物随进水流出三维电絮凝除磷单元反应器34，沉于沉淀池28的污泥斗3中，三维电絮凝除磷单元反应器34的曝气的运行时间为10～25min。

优选的，三维电絮凝除磷单元反应器的反洗频率为每3天反洗一次，三维电絮凝除磷单元反应器34的曝气的运行时间为10min。

优选的，冲洗的方法包括将三维电催化氧化单元反应器33运行时的曝气量调高至气水比10：1。

进一步地，三维电催化氧化单元反应器33的电源为双向脉冲电源，三维电催化氧化单元反应器33的双向脉冲电源的运行方法为进水时工作，停止进水时待机以节约能耗；三维电絮凝除磷单元反应器34的电源为双向脉冲电源，三维电絮凝除磷单元反应器34的双向脉冲电源的运行方法为与SBR进水泵35联动，SBR进水泵35进水时工作，停止进水时待机，以节约能耗。本发明可采用双向脉冲电源，其不仅有效防止电极钝化，而且相比普通电源可降低15-35％电耗。

实施例1

如图1所示，本实施例提供一种电化学预处理的SBR污水处理装置，包括：

依次连接的总进水管1、沉淀池28、中间水池29、调节池30、SBR池31、清水池32；

三维电催化氧化单元反应器33，三维电催化氧化单元反应器33的一端通过第一进水管38连接至中间水池29，三维电催化氧化单元反应器33的另一端通过第一出水管39连接至调节池30；

调节池30通过第二进水管40连接至SBR池31，以及通过回流管8连接至沉淀池28中设置的三维电絮凝除磷单元反应器34。

本实施例中，三维电催化氧化单元反应器33中设有多组第一阴极板16、多组第一阳极板17、第一粒子电极18和第一滤板19；

多组第一阴极板16、多组第一阳极板17、第一粒子电极18和第一滤板19设置在三维电催化氧化单元反应器33的第一进水管38与第一出水管39之间；

多组第一阴极板16和多组第一阳极板17交错设置，并与第一电源15的负极和正极连接，第一粒子电极18设置于多组第一阴极板16和多组第一阳极板17之间，第一滤板19设置于多组第一阴极板16和多组第一阳极板17的上端和下端，第一电源15包括双向脉冲电源。

本实施例中，三维电絮凝除磷单元反应器34中设有第二阳极板22、第二阴极板21、第二粒子电极23和第二滤板；

第二阴极板21和第二阳极板22分别与第二电源20的负极和正极连接，第二粒子电极23设置于第二阴极板21和第二阳极板22之间，第二滤板设置于第二阴极板21和第二阳极板22的上端和下端，第二电源20包括双向脉冲电源。

本实施例中，沉淀池28中通过第一隔板隔开的前半部分设置为隔渣区，隔渣区设有三维电絮凝除磷单元反应器34和提篮格栅2，沉淀池28的下部设有污泥斗3，沉淀池28靠近中间水池29的一侧设置有沉淀池出水堰4，沉淀池出水堰4的出水高度低于三维电絮凝除磷单元反应器34的顶部高度。

本实施例中，中间水池29设置有第一液位计61和第二隔板，通过第二隔板能够将中间水池29和调节池30分隔开，第二隔板的高度低于沉淀池出水堰4的出水高度；

第一进水管28上设有电氧化进水泵5。

本实施例中，调节池30通过第二进水管40连接至SBR池布水器9，第二进水管40上设有SBR进水泵35，调节池30中设置有第二液位计62。

本实施例中，SBR池31中设置有填料组件10，填料组件10的表面附着生物膜；

SBR池31的下部设有射流曝气器27，射流曝气器27通过第一进气管路41连接气源24，第一进气管路41上设有第一电动阀36；

所述SBR池31靠近清水池32的一侧设置有SBR出水堰11，SBR池31通过排泥管13连接至沉淀池28。

本实施例中，清水池32中设置有超滤膜组件12；

超滤膜组件12的底部设有曝气管，曝气管通过第二进气管路42连接气源24，所述第二进气管路42上设有第二电动阀37；

清水池32通过排泥管13连接至沉淀池28。

实施例2

如图2所示，本实施例提供一种电化学预处理的SBR污水处理方法，该方法利用实施例1的电化学预处理的SBR污水处理装置，该方法用于处理某高速服务区分散式生活污水，所述某高速服务区分散式生活污水是一类排放水量小和生化成本较高的分散式生活污水，其典型水质特征为：COD＝250mg/L、NH4+-N＝100mg/L、TN＝150mg/L、TP＝20mg/L、COD/TN＝1.67。该方法包括如下步骤：

S1：启动电化学预处理的SBR污水处理装置，通过总进水管1将污水通入电化学预处理的SBR污水处理装置；

S2：，使污水依次经过沉淀池28、中间水池29、三维电催化氧化单元反应器33、调节池30、SBR池31和清水池32；

S3：通过回流管8将流向所述SBR池进水中的一部分污水回流至三维电絮凝除磷单元反应器34。

本实施例中，还包括：对三维电催化氧化单元反应器33和三维电絮凝除磷单元反应器34进行冲洗，对三维电催化氧化单元反应器33和三维电絮凝除磷单元反应器34进行冲洗包括提高三维电催化氧化单元反应器33和三维电絮凝除磷单元反应器34的曝气量。

将电化学预处理的SBR污水处理装置的运行周期包括的进水-反应-曝气-反应-曝气-沉淀五个时序，其中反应时序所对应的阶段即为步骤S2和S3，各时序时长设置为60min，排水比30％左右。反应时序射流曝气电动阀关闭，仅由水流产生搅拌作用，曝气时序时射流曝气电动阀开启，对SBR池31搅拌及充氧。双向脉冲源的占空比为90％，脉冲频率为0.1Hz，电压为24V，通电时间为15min，倒极时间为1min。三维电絮凝除磷单元反应器的反洗频率为每3天反洗一次，三维电絮凝除磷单元反应器的曝气的运行时间为10min。三维电催化氧化单元反应器运行时的曝气量调高至气水比10：1。

电化学预处理的SBR污水处理装置的出水水质：COD平均值20mg/L，平均去除率92％，NH4+-N均值为0.8mg/L，平均去除率99％，TN平均值12mg/L，平均去除率92％，TP平均值0.3mg/L，平均去除率98％，电化学预处理的SBR污水处理装置的出水除污染物冲击负荷外，可稳定达到北京地方标准(DB11/1612-2019)中一级A，本发明的电化学预处理的SBR污水处理技术与传统生化处理方式相比基本持平，运行控制简单，污泥产量减少50％以上。

以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

Claims (10)

1.一种电化学预处理的SBR污水处理装置，其特征在于，包括：

依次连接的总进水管、沉淀池、中间水池、调节池、SBR池、清水池；

三维电催化氧化单元反应器，所述三维电催化氧化单元反应器的一端通过第一进水管连接至所述中间水池，所述三维电催化氧化单元反应器的另一端通过第一出水管连接至所述调节池；

所述调节池通过第二进水管连接至所述SBR池，以及通过回流管连接至所述沉淀池中设置的三维电絮凝除磷单元反应器。

2.根据权利要求1所述的SBR污水处理装置，其特征在于，所述三维电催化氧化单元反应器中设有多组第一阴极板、多组第一阳极板、第一粒子电极和第一滤板；

多组所述第一阴极板、多组所述第一阳极板、所述第一粒子电极和所述第一滤板设置在所述三维电催化氧化单元反应器的第一进水管与第一出水管之间；

多组所述第一阴极板和多组所述第一阳极板交错设置，并与第一电源的负极和正极连接，所述第一粒子电极设置于多组所述第一阴极板和多组所述第一阳极板之间，所述第一滤板设置于多组所述第一阴极板和多组所述第一阳极板的上端和下端，所述第一电源包括双向脉冲电源。

3.根据权利要求1所述的SBR污水处理装置，其特征在于，所述三维电絮凝除磷单元反应器中设有第二阳极板、第二阴极板、第二粒子电极和第二滤板；

所述第二阴极板和所述第二阳极板分别与第二电源的负极和正极连接，所述第二粒子电极设置于所述第二阴极板和所述第二阳极板之间，所述第二滤板设置于所述第二阴极板和所述第二阳极板的上端和下端，所述第二电源包括双向脉冲电源。

4.根据权利要求1所述的SBR污水处理装置，其特征在于，所述沉淀池中通过第一隔板隔开的前半部分设置为隔渣区，所述隔渣区设有所述三维电絮凝除磷单元反应器和提篮格栅，所述沉淀池的下部设有污泥斗，所述沉淀池靠近所述中间水池的一侧设置有沉淀池出水堰，所述沉淀池出水堰的出水高度低于所述三维电絮凝除磷单元反应器的顶部高度。

5.根据权利要求1所述的SBR污水处理装置，其特征在于，所述中间水池设置有第一液位计和第二隔板，通过所述第二隔板能够将所述中间水池和所述调节池分隔开，所述第二隔板的高度低于所述沉淀池出水堰的出水高度；

所述第一进水管上设有电氧化进水泵。

6.根据权利要求1所述的SBR污水处理装置，其特征在于，所述调节池通过所述第二进水管连接至SBR池布水器，所述第二进水管上设有SBR进水泵，所述调节池中设置有第二液位计。

7.根据权利要求1所述的SBR污水处理装置，其特征在于，所述SBR池中设置有填料组件，所述填料组件的表面附着生物膜；

所述SBR池的下部设有射流曝气器，所述射流曝气器通过第一进气管路连接气源，所述第一进气管路上设有第一电动阀；

所述SBR池靠近所述清水池的一侧设置有SBR出水堰，所述SBR池通过排泥管连接至所述沉淀池。

8.根据权利要求1所述的SBR污水处理装置，其特征在于，所述清水池中设置有超滤膜组件；

所述超滤膜组件的底部设有所述曝气管，所述曝气管通过第二进气管路连接气源，所述第二进气管路上设有第二电动阀；

所述清水池通过排泥管连接至所述沉淀池。

9.一种电化学预处理的SBR污水处理方法，利用根据权利要求1-8任意一项所述的电化学预处理的SBR污水处理装置，其特征在于，该方法包括：

启动所述电化学预处理的SBR污水处理装置，通过总进水管将污水通过电化学预处理的SBR污水处理装置；

使污水依次经过沉淀池、中间水池、三维电催化氧化单元反应器、调节池、SBR池和清水池；

通过回流管将流向所述SBR池进水中的一部分污水回流至三维电絮凝除磷单元反应器。

10.根据权利要求9所述的电化学预处理的SBR污水处理方法，其特征在于，还包括：对所述三维电催化氧化单元反应器和所述三维电絮凝除磷单元反应器进行冲洗，对所述三维电催化氧化单元反应器和所述三维电絮凝除磷单元反应器进行冲洗包括提高所述三维电催化氧化单元反应器和所述三维电絮凝除磷单元反应器的曝气量。

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