[发明专利]通过产生和利用氢氧气体从污水流中去除污染物

说明书

本申请是申请号：200780050477.9，申请日：2007年11月9日的中国专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种用来处理污水流的方法和系统，所述污水流为诸如工业废水，城市废水和其他。

背景技术

如果未经处理就排放，许多污水中存在有害的物料可以对环境和/或人体健康造成一种重大的风险。政府法规经常要求，必须在污水流可以被排放到环境中之前，对污水流的各种有机，无机，化学，和微生物成分进行处理。例如，这种污水流包括工业和城市污水，化学处理污水，动物粪便，造纸厂污水和其他的。

图1呈现出一处理设备，图解说明现有技术中用来处理城市废水的系统。参见图1，污水流入100进入废水处理设备的一初级澄清池102，在所述废水处理设备的一初级澄清池102处，通过絮凝作用，沉积作用和其他主要的处理技术将原污泥104从废水中来分离出来。从初级澄清池102出来的废水接着被运输到一曝气池106中，在所述曝气池106中，需氧微生物108在有空气110存在的条件下，帮助处理的废水，所述空气110是被泵送到曝气池106中的。接着将废水运输到二次澄清池112，在所述二次澄清池112中可以发生进一步的处理。并且在二次澄清池中收集二次污泥114，且处理后的污水116被运输到水或其他分布源的流出物主体中(例如，有时只有在被经过某种高级的处理步骤诸如消毒之后)。

二次污泥114中的某些，通过118回收返回入曝气池106来帮助保持需氧生物降解的处理。将剩余的来自于二次澄清池112中的二次污泥114和来自于初级澄清池102中的原污泥104通过消化器进液120运输到厌氧消化池122。在厌氧消化池122中，厌氧微生物124进一步降解污泥并产出副产物气体126，诸如甲烷128。将来自于厌氧消化池122中的消化污泥作为液体130调离，所述液体130可以被直接应用于耕地或可以被送去脱水过程132。来自于脱水过程，凝结(centrate)或小部分液体134通常被返回到净化结构100的前端，且脱水的污泥饼136可以被用于焚化，土地应用，或其他适当的应用。

生物固体是水和非常小的固体颗粒的混合物(主要为细菌和原生生物)。颗粒携带一净负电荷，所述净电荷抵抗絮凝，例如，较小的颗粒聚结到较大的组分颗粒。为了产生一基质，所述基质具有足够的多孔性以至于能够容许水通过基质的来活动并达到脱水，一有机聚合电解质或聚合体通常被加入生物固体用作辅助调节。在简单的术语中，这些聚合物本质上是具有许多活性位的长有机串或带，所述活性位具有一净负电荷。聚合物中和在生物固体上的负电荷并将一颗粒结合到在聚合物上的每个活性位。聚合物具有以净作用来相互粘贴的趋势，所述净作用创造出较大的颗粒，且结果是一多孔的基质，通过所述多孔基质水可以在脱水程序中被排出。

通常的聚合物调节具有许多与它所相关的问题。聚合物是昂贵的并且可以占一生物固体处理预算的操作花费的一重要的部分。生物固体的特征对于持续的基本原理的变化，和其对于提供确切数量的聚合物是困难的，所述聚合物需要在任何给定的时间来保证足够的性能是可以不通过过量和浪费聚合物来获得的。通常被用来调节生物固体的聚合物是高分子量，高电荷密度的材料，所述材料是抗生物降解的且被认为是对于水性生物有毒的。存在关注的是任何在鱼和其他水生物种中的毒性作用。在储存的生物固体中的聚合物的分解已经被与显著的气味的产出相联系起来了。

污水流也可以通过灰化被处理。灰化是少数提供用于完全破坏病原体，病毒，和有毒有机物的技术上可靠的方案的技术中的一种，其具有处理因包含高级的污染物而不能被农业应用所接受的生物固体的能力。但是，高资本成本的一传统的焚烧炉和生物固体延伸的预处理(例如，脱水)使得处理非常昂贵。因此，只有在非常大量的污水处理设备中，灰化才通常地具有经济性，在所述污水处理设备中从规模效益中才可能获得利益。

为了避免在现有技术的焚烧炉系统中，在的燃烧程序过程中禁止昂贵大量的输入能量的消耗，生物固体必须被脱水来得到一具有大约30％的固体的饼。在这个水平上的干燥，这种饼是一种可塑的，粘性的，半固体的材料，所述材料可以呈现出突出的可操作性问题，所述问题相关于饼从脱水装置到焚烧炉的转移。饼的固体含量变化和伴随的热负荷的变化也可以使燃烧处理非常难于控制的。