CN100584773C

CN100584773C - 分散式污水及污泥生化处理系统

Info

Publication number: CN100584773C
Application number: CN200710191492A
Authority: CN
Inventors: 朱兆丽; 许光明; 潘涛; 陈秀娟; 王国荣; 沙春元
Original assignee: CHANGZHOU DRAINAGE MANAGEMENT BUREAU; CHANGSHU PLAN BUREAU
Current assignee: CHANGZHOU DRAINAGE MANAGEMENT BUREAU; CHANGSHU PLAN BUREAU
Priority date: 2007-12-21
Filing date: 2007-12-21
Publication date: 2010-01-27
Anticipated expiration: 2027-12-21
Also published as: CN101249999A

Abstract

本发明涉及一种分散式污水及污泥生化处理系统，其包括：用于对污水进行生化处理的生化滤床和与污水水源相连的沉淀调节池；生化滤床表面设有布水管，布水管通过布水主管与沉淀调节池内的水泵相连；沉淀调节池的相邻处设有污泥滤床，沉淀调节池内设有污泥泵，污泥泵通过管道与污泥滤床相连。其中，生化滤床的基质填料级配合理，滤床具有良好的透水性和微生物生存环境，处理污水的效率高，并可防止堵塞和滤床板结，利于长期使用；污泥滤床对沉淀调节池内的污泥进行干化稳定处理，防止其对其他水源造成污染；在污泥滤床中的污泥积累到一定量时，进行一次性清理并进行资源化利用；便于对污泥进行资源化利用，降低了处理成本。

Description

分散式污水及污泥生化处理系统

技术领域

本发明涉及一种分散式污水及污泥生化处理系统。

背景技术

欧洲专利文献公开号EP0976683和EP1180499公开了一种污水处理系统，其处理过程是：将含有污泥等的水悬浮液即污水直接灌入具有密封底层的池中，污水经该池中的植有芦苇的悬浮层及排水层后从底部排出。

美国专利文献公开号US4678582A1公开了一种污水处理系统，其处理过程是：将污水直接灌在由泥炭块和土壤混合构成的过滤层上，该过滤层底部具有倾斜的密封底层，密封底层的低端设有砂砾层；污水经过滤层过滤后流至密封底层的低端，最后从砂砾层排出。

中国专利文献公开号CN1138559公开了一种人工湿地种植木本植物处理污水的方法，是在人工湿地上挖深0.7-1.2m做成水泥池，水泥池底部及四周铺一层高密橡胶薄片，池底再铺一层石砾、一层细石砾，然后植入处理过的池杉等木本植物。

中国专利文献公开号CN1445170公开了一种污水生态处理装置及其相配套的一种污水生态处理系统。

上述现有技术中的不足之处在于：直接对污水进行生化处理，导致滤池中的悬浮物在一定时间内便会堵塞滤池，生化滤床的过滤层易发生堵塞和板结，大大影响了单个滤池的通水能力和使用寿命；同时，滤池底部存在大量的厌氧反应，使水中的存在大量的沼气、硫化氢和各类细菌(例如：大肠杆菌)，且氮、磷含量高，从而大大影响了出水的水质。另外，上述现有技术中不对污泥进行适当生化处理，易导致污泥对其他水源造成污染。

中国专利文献公开号CN1644514公开了一种水解-接触稳定-立体生态土壤处理系统净化污水的方法，是一种处理城镇生活污水及可生化、可吸附的工业废水的方法；是以水解-接触稳定组合工艺为预处理，以立体生态土壤处理系统为深度处理的优化组合工艺。

上述技术方案的不足之处在于：污水往往直接灌入滤床且量大，易损害滤床表面的植物层，并且过滤层易发生堵塞和板结，导致污水过滤不充分，且使用寿命较短；水解池中的污泥需定期抽出，而抽出的污泥中水含量高，对污泥进行泥浓缩和脱水的成本较高，不利于资源化利用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种过滤较充分并对污泥进行干化处理、适于长期使用且成本低廉的分散式污水及污泥生化处理系统。

为解决上述技术问题，本发明的分散式污水及污泥生化处理系统，包括：用于对污水进行生化处理的生化滤床和与污水水源相连的沉淀调节池；生化滤床表面设有布水管，布水管通过布水主管与沉淀调节池内的水泵相连；沉淀调节池的相邻处设有污泥滤床，沉淀调节池内设有污泥泵，污泥泵通过管道与污泥滤床相连。

上述技术方案中，生化滤床包括在地表上挖的深度在70-90cm的生化滤床坑，生化滤床坑的表面铺设有防渗层，从生化滤床坑的底面由下至上依次设有第一中粒径砾石层、小粒径砾石层、粗砂层和第二中粒径砾石层；生化滤床上植有植物，其根系在深度为45-55cm厚的粗砂层和第二中粒径砾石层内；生化滤床坑的底面为斜面，在该斜面上均匀分布有多根排水管，排水管的侧壁均匀分布有开孔，排水管的至少一端连接有与外界大气相通的排气管；在所述斜面较低的一端设有排水主管；所述的各排水管与排水主管相连。

上述技术方案中，所述生化滤床的一侧设有用于与生化滤床交替使用的第二生化滤床；生化滤床的结构和第二生化滤床的结构相同且共用所述排水主管。

上述技术方案中，所述与布水主管相连的多根布水管彼此平行设置于生化滤床的表面，其间距为2m，布水管的侧壁均匀分布有出水孔。

上述技术方案中，所述第一中粒径砾石层中的砾石的粒径为8-16mm，小粒径砾石层中的砾石的粒径为4-8mm，粗砂层中的砂为0.2-6mm的无泥粗砂，第二中粒径砾石层中的砾石的粒径为8-16mm。

上述技术方案中，所述粗砂层的配置为：所含砂的粒径小于0.6mm的比例为20％～50％，所含砂的粒径小于1mm的比例为35％～90％，所含砂的粒径小于2mm的比例为65％～100％，所含砂的粒径小于6mm的比例为95％～100％。

上述技术方案中，污泥滤床包括在地表上挖的污泥滤床坑，污泥滤床坑的表面铺设有防渗层，从污泥滤床坑的底面由下至上依次设有中粒径砾石层、小粒径砾石层、粗砂层和植物层；中粒径砾石层内设有排水管，排水管的侧壁均匀分布有开孔；排水管的一端接有与外界大气相通的第二排气管，另一端与污泥滤床外部的水泵的入水端相连；水泵的出水端与所述生化滤床的布水主管相连。

上述技术方案中，所述污泥滤床的一侧对称设置有第二污泥滤床；所述污泥滤床和第二污泥滤床的结构相同。

上述技术方案中，所述沉淀调节池内平行设有3个隔断，并依次形成第一水池、第二水池、第三水池和第四水池；第一水池内具有与污水水源相连的进水口，所述水泵设置在第四水池内；第一水池、第二水池、第三水池和第四水池内都设有污泥泵；各隔断上设有等高的出水口；各出水口上设有T字形管道；第四水池内的高于所述出水口处设有溢流口。

本发明具有积极的效果：(1)本发明的分散式污水及污泥生化处理系统中，从沉淀调节池中抽出的污水经布水管均匀地灌至生化滤床的表面，保护了生化滤床表面的植物层，利于生化滤床充分过滤污水；同时，采用污泥滤床对沉淀调节池内的污泥进行干化稳定处理，防止其对其他水源造成污染；在污泥滤床中的污泥积累到一定量时，进行一次性清理并进行资源化利用；相对于现有技术，本发明中对污泥进行干化稳定处理后，其后续的处理程序可大大减少(如干化程序)，降低了污泥的资源化利用的成本。(2)本发明中，槽的表面铺设有防渗层，可防止污水向地下水体的渗透。生化滤床由第一中粒径砾石层、小粒径砾石层、粗砂层和第二中粒径砾石层依次逐级配置而成，且符合滤床基质填料的级配曲线，且所植植物的根系在深度为45-55cm厚的粗砂层和第二中粒径砾石层内，使本发明的生化滤床透水性能好，处理污水的效率高，并可防止堵塞和滤床板结，利于长期使用；另外，粗砂层采用0.2-6mm的粗砂，具有良好水力传导性和微生物生境；在砂层和第一中粒径砾石之间增设一道小粒径砾石过渡层，可防止粗砂层被冲刷流失；槽的底面为斜面，使过滤出的水在该斜面较低的一端汇集，第一中粒径砾石层中的砾石的粒径为8-16mm，以方便水从出水口流出，并直接排至附近的河道中，无需水泵，便于管理且节约了成本；另外，第一中粒径砾石层内设有排水管，排水管与外界大气相通的排气管相连，排水管的侧壁均匀分布有开孔，从而使生化滤床底部存在较足的氧气且氧气分布均匀，可减少厌氧反应，改善了好氧菌的生存环境，使有机氮经氨化作用转化为氨氮，在好氧条件下，氨氮经硝化作用转变为硝酸盐和亚硝酸盐，然后在厌氧和有机碳源的条件下，经反硝化作用被还原为氮气，经排气管释放到大气中，达到最终脱氮的目的。含磷化合物主要所述各层之间举行反应富集沉淀，从而实现去磷的效果。同时可有效去除各类有害细菌，进一步保障了出水质量。最后，生化滤床坑的深度为70-90cm，在确保高过滤效率的前提下，该深度的生化滤床成本较低。(3)本发明中，污泥滤床可对污泥进行集中的干化稳定处理，并可防止污泥对其他水源造成污染。污泥滤床滤出的污水抽入生化滤床，以进一步净化污水。(4)本发明中，布水管有多根，且均匀分布于生化滤床的表面，布水管的侧壁均匀分布有出水孔，利于均匀地将污水洒于生化滤床的表面，保护了植物层。(5)本发明中，生化滤床和第二生化滤床定期切换使用(例如一周一切换)，以有效恢复生化反应器的功能，可有效提高好氧微生物活性和基质吸附能力；在不受水期，滤床表面的污泥层干化降解，可防止生化滤床堵塞和板结，保证了长期的出水效果，大大延长了生化滤床的使用寿命，并可以最大程度地利用床体上层的大气复氧，同时通过布水压力造成污水流喷射，一定程度起到跌水复氧的作用，提高污水中溶解氧含量，从而提高了处理水的出水水质。(6)本发明中，沉淀调节池为三格式沉淀池，其内平行设有3个隔断，便于充分沉淀污泥，SS(悬浮固体)≤100mg/L。各隔断上的出水口上设有T字形管道，可防止漂浮物堵塞所述出水口。

附图说明

图1为本发明的分散式污水及污泥生化处理系统的示意图；

图2为图1中生化滤床的剖面结构示意图；

图3为图1中污泥滤床的剖面结构示意图；

图4为图1中沉淀调节池的结构示意图；

图5为生化滤床和第二生化滤床的生化滤床坑的底面上均匀分布的排水管的结构示意图；

图6为本发明的生化滤床中的粗砂层的级配曲线的示意图。

具体实施方式

(实施例1)

如图1，本实施例的分散式污水及污泥生化处理系统，包括：用于对污水进行生化处理的生化滤床A和与生化滤床A相邻的与污水水源相连的沉淀调节池C；生化滤床A表面设有布水管7，布水管7通过布水主管12与沉淀调节池C内的水泵相连；沉淀调节池C的相邻处设有污泥滤床a，沉淀调节池C内设有污泥泵，污泥泵通过管道与污泥滤床a相连。

如图2，生化滤床A包括在地表上挖的深度在80cm(其他实施例为70cm或90cm)的生化滤床坑，生化滤床坑的表面铺设有防渗层1，从生化滤床坑的底面由下至上依次设有第一中粒径砾石层2、小粒径砾石层3、粗砂层4和第二中粒径砾石层5；生化滤床A上植有植物，其根系在深度为50cm(其他实施例为45cm或55cm)厚的粗砂层4和第二中粒径砾石层5内；生化滤床坑的底面为斜面，在该斜面上均匀分布有多根排水管8(一般为3-10根)，排水管8的侧壁均匀分布有开孔，排水管8的至少一端连接有与外界大气相通的排气管9；在所述斜面较低的一端设有排水主管6；所述的各排水管8与排水主管6相连。

深度为80cm的生化滤床坑，既有较高的过滤效率，且成本较低。生化滤床坑的深度若小于70cm，则污水过滤的效率将明显降低；而若大于90cm，则污水过滤的效率变化不大，但成本将大幅提高。

所述植物为深根芦苇，种植1年后根系深度可达50cm，并遍布于所述粗砂层4和第二中粒径砾石层5内。实际操作时，该芦苇冬季不收割，而在春夏时收割，使其在生化滤床表面起御寒作用，减轻温度下降对作为生化反应器的生化滤床的生化反应功能的影响。

如图5，槽的底面为斜面，使水经各排水管8流至该斜面较低的一端的排水主管6内，从而直接排至与排水主管6相连的河道R中，无需水泵。

所述与布水主管12相连的多根布水管7(一般为3-5根)彼此平行设置于生化滤床A的表面，其间距为2m，布水管7的侧壁均匀分布有出水孔。

如图2，所述第一中粒径砾石层中的砾石的粒径为8-16mm，小粒径砾石层中的砾石的粒径为4-8mm，粗砂层中的砂为0.2-6mm的无泥粗砂，第二中粒径砾石层中的砾石的粒径为8-16mm。

如图6，所述粗砂层4的配置为：所含砂的粒径小于0.6mm的比例为20％～50％，所含砂的粒径小于1mm的比例为35％～90％，所含砂的粒径小于2mm的比例为65％～100％，所含砂的粒径小于6mm的比例为95％～100％。实践证明，符合该配置的粗砂层4具有良好的透水性和微生物生存环境，污水处理效率高，可防止堵塞和滤床板结，利于生化滤床长期使用。

作为具体的实施方式，所述粗砂层4的具体配置为：所含砂的粒径小于0.6mm的比例为25％，所含砂的粒径小于1mm的比例为40％，所含砂的粒径小于2mm的比例为70％，所含砂的粒径小于6mm的比例为98％。

如图1和3，污泥滤床a包括在地表上挖的污泥滤床坑，污泥滤床坑的表面铺设有防渗层，从污泥滤床坑的底面由下至上依次设有中粒径砾石层、小粒径砾石层、粗砂层和植物层；中粒径砾石层内设有排水管10，排水管10的侧壁均匀分布有开孔；排水管10的一端接有与外界大气相通的第二排气管11，另一端与污泥滤床a外部的水泵的入水端相连；水泵的出水端与所述生化滤床A的布水主管12相连。

如图1、2和5，所述生化滤床A的一侧设有用于与生化滤床A交替使用的第二生化滤床B；生化滤床A的结构和第二生化滤床B的结构相同且共用所述排水主管6。

如图1，所述污泥滤床a的一侧对称设置有第二污泥滤床b；所述污泥滤床a和第二污泥滤床b的结构相同。

多个生化滤床和污泥滤床交替使用，交替可恢复各生化滤床的生物反应器的功能，以有效恢复生化反应器的功能，可有效提高好氧微生物活性和基质吸附能力；在不受水期，滤床表面的污泥层干化降解，可防止生化滤床堵塞和板结，保证了长期的出水效果，大大延长了生化滤床的使用寿命，并可以最大程度地利用床体上层的大气复氧，同时通过布水压力造成污水流喷射，一定程度起到跌水复氧的作用，提高污水中溶解氧含量，从而提高了处理水的出水水质。

如图4，所述沉淀调节池C内平行设有3个隔断14，并依次形成第一水池C1、第二水池C2、第三水池C3和第四水池C4；第一水池C1内具有与污水水源相连的进水口17，所述水泵设置在第四水池C4内；第一水池C1、第二水池C2、第三水池C3和第四水池C4内都设有污泥泵；各隔断上设有等高的出水口13；各出水口上设有T字形管道15；第四水池C4内的高于所述出水口13处设有溢流口16。

与排水管相连的排气管的在外界大气中的端口处设有鼓风装置，便于将更多的空气灌入生化滤床内，利于进一步提高出水的质量。

生化滤床A中的多层结构为微生物细菌提供了一个非常适宜的环境，有机氮经氨化作用转化为氨氮，在好氧条件下，氨氮经硝化作用转变为硝酸盐和亚硝酸盐，然后在厌氧和有机碳源的条件下，经反硝化作用被还原为氮气，释放到大气中，达到最终脱氮的目的；含磷化合物经反应富集沉淀，从污水中去除。污水下渗过程中，粗砂层4中每个沙粒为一个好氧、厌氧反应微单元，利于生化降解沉淀，降低污染物浓度，最终实现直至达标排放。

试验证明，本实施例的分散式污水及污泥生化处理系统具有很好的处理效果，CODcr出水平均浓度达到14.3mg/l，平均去除率达95％；SS平均浓度达到13mg/l，去除率达85％；氨氮浓度达到4.5mg/l，去除率达93％；总磷平均浓度为0.92mg/l，去除率达86％；综合出水水质达到城镇污水处理厂一级排放B标准(评价根据GB18918-2002)。

Claims

1、一种分散式污水及污泥生化处理系统，包括：用于对污水进行生化处理的生化滤床(A)和与污水水源相连的沉淀调节池(C)；其特征在于：生化滤床(A)表面设有布水管(7)，布水管(7)通过布水主管(12)与沉淀调节池(C)内的水泵相连；沉淀调节池(C)的相邻处设有污泥滤床(a)，沉淀调节池(C)内设有污泥泵，污泥泵通过管道与污泥滤床(a)相连；

生化滤床(A)包括在地表上挖的深度在70-90cm的生化滤床坑，生化滤床坑的表面铺设有防渗层(1)，从生化滤床坑的底面由下至上依次设有第一中粒径砾石层(2)、小粒径砾石层(3)、粗砂层(4)和第二中粒径砾石层(5)；生化滤床(A)上植有植物，其根系在深度为45-55cm厚的粗砂层(4)和第二中粒径砾石层(5)内；生化滤床坑的底面为斜面，在该斜面上均匀分布有多根排水管(8)，排水管(8)的侧壁均匀分布有开孔，排水管(8)的至少一端连接有与外界大气相通的排气管(9)；在所述斜面较低的一端设有排水主管(6)；所述的各排水管(8)与排水主管(6)相连。

2、根据权利要求1所述的分散式污水及污泥生化处理系统，其特征在于：所述生化滤床(A)的一侧设有用于与生化滤床(A)交替使用的第二生化滤床(B)；生化滤床(A)的结构和第二生化滤床(B)的结构相同且共用所述排水主管(6)。

3、根据权利要求1或2所述的分散式污水及污泥生化处理系统，其特征在于：所述与布水主管(12)相连的多根布水管(7)彼此平行设置于生化滤床(A)的表面，其间距为2m，布水管(7)的侧壁均匀分布有出水孔。

4、根据权利要求1或2所述的分散式污水及污泥生化处理系统，其特征在于：所述第一中粒径砾石层(2)中的砾石的粒径为8-16mm，小粒径砾石层(3)中的砾石的粒径为4-8mm，粗砂层(4)中的砂为0.2-6mm的无泥粗砂，第二中粒径砾石层(5)中的砾石的粒径为8-16mm。

5、根据权利要求4所述的分散式污水及污泥生化处理系统，其特征在于：所述粗砂层(4)的配置为：所含砂的粒径小于0.6mm的比例为20％～50％，所含砂的粒径小于1mm的比例为35％～90％，所含砂的粒径小于2mm的比例为65％～100％，所含砂的粒径小于6mm的比例为95％～100％。

6、根据权利要求1所述的分散式污水及污泥生化处理系统，其特征在于：污泥滤床(a)包括在地表上挖的污泥滤床坑，污泥滤床坑的表面铺设有防渗层，从污泥滤床坑的底面由下至上依次设有中粒径砾石层、小粒径砾石层、粗砂层和植物层；中粒径砾石层内设有排水管(10)，排水管(10)的侧壁均匀分布有开孔；排水管(10)的一端接有与外界大气相通的第二排气管(11)，另一端与污泥滤床(a)外部的水泵的入水端相连；水泵的出水端与所述生化滤床(A)的布水主管(12)相连。

7、根据权利要求5所述的分散式污水及污泥生化处理系统，其特征在于：所述污泥滤床(a)的一侧对称设置有第二污泥滤床(b)；所述污泥滤床(a)和第二污泥滤床(b)的结构相同。

8、根据权利要求1所述的分散式污水及污泥生化处理系统，其特征在于：所述沉淀调节池(C)内平行设有3个隔断(14)，并依次形成第一水池(C1)、第二水池(C2)、第三水池(C3)和第四水池(C4)；第一水池(C1)内具有与污水水源相连的进水口(17)，所述水泵设置在第四水池(C4)内；第一水池(C1)、第二水池(C2)、第三水池(C3)和第四水池(C4)内都设有污泥泵；各隔断上设有等高的出水口(13)；各出水口上设有T字形管道(15)；第四水池(C4)内的高于所述出水口(13)处设有溢流口(16)。