CN101475284B - 一种生活污水处理工艺及设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种生活污水处理工艺,包括如下步骤,污水过滤后进入厌氧池进行降解反应,出水自流进入中间调节池,人工湿地塘部分出水回流到中间调节池;中间调节池水进入缺氧环境,污水中的高浓度污泥排至厌氧池,并且循环水中的NO2-NO3-N离子在缺氧环境进行反硝化;缺氧反应后的出水自流进入好氧生物反应塔;好氧生物反应塔出水自流进入内设有挺水植物、浮水植物和鱼类、虾类的人工湿地塘。本发明还公开了生活污水处理设备。本发明在传统生活污水处理方式的基础上,充分吸取了厌氧湿地法的低成本、好氧法的高效性,大大降低了水处理的成本;全流程不需加药,降低成本;动力消耗只有来自中间调节池的提升泵,大大节省了能源消耗。

Description

一种生活污水处理工艺及设备
技术领域
[0001] 本发明涉及一种生活污水处理工艺及设备。 背景技术
[0002] 随着经济的发展,大量的氮(N)、磷(P)废水被排入河、湖水等水体中,造成很多的 河湖水体严重富营养化。2001年,全国农村生活污水排放量约为83. 2亿吨,生物化学需氧 量(COD)、氮、磷流失量根据人均排放强度折算,2001年全国农村生活污水排COD总量、总氮 (TN)量和总磷(rrP)量分别为832. 1万吨,58. 2万吨和14. 15万吨。生活污水中大量的污 染物质加重受纳水体的污染,造成水体水质恶化,特别是污水中含有大量氮、磷,会使水体 富营养化,是引起我市太湖蓝藻问题重要原因之一。现有生活污水的处理方法主要有一下 几种:
[0003] 1、无动力厌氧工程处理模式:地势平坦有一定落差的村庄,通过统一建设地埋式 大型净化沼气池,将全村生活污水通过管道网络格栅井收集汇流沼气池,采取无动力厌氧 工程实行统一处理。这种方法的缺点是:基于厌氧效果的局限性,对于高浓度生活污水, 即COD值在3000〜30000之间污水处理效果非常明显;而对于低浓底生活污水,COD值在 100〜300之间效率比较低,单一处理方式出水很难达标。
[0004] 2、微动力好氧工程处理模式:村内轻污染的家庭工业或养殖场污水采取微动力好 氧处理模式。即在无动力厌氧工程处理的基础上配套做动力曝气设施。这种方法的缺点是: 对于农村或小区低浓度生活污水,即COD值在100〜300之间的污水,生化性非常好,采取 动力曝气后,出水能达到排放标准,但动力消耗较大,对于小规模农村污水处理难于推广。
[0005] 3、小型沼气池处理模式:对于地势较复杂、不易统一铺设污水管道的村庄,实好多 户联建沼气地处理模式。农居特别分散的,单户安装玻璃钢生活污水厌氧净化器处理。(缺 点:只是对农村污水起到了利用,而且产出沼气毕竟很少,沼气产量对于农村生活用能源并 没有起到实质性改善,且维护工作量大,推广困难。)
[0006] 4、湿地处理和植物吸收处理模式:结合以上某一种方式处理后的生活污水,有条 件的农村配套使用湿地处理或植物吸收处理,以达到更好的处理效果。这样做的缺点是:湿 地或植物吸收设于以上某种处理方式之后,达到进一步吸收降解水中的污染物。此种方法 虽然成功解决了能耗、水质达标排放问题,但湿地占地面积大,建设成本高,一个50户的自 然村落所排生活污水,湿地的占地面积就达1200m2左右;或采用立体多层结构,虽然大大缩 小了用地面积,但跟随带来了土建费用巨大,结构复杂。
发明内容
[0007] 发明目的:本发明的目的在于克服以上技术的不足,提供一种运行成本低、处理效 率高、排水达标的生活污水处理工艺。
[0008] 本发明的另一个目的在于提供建设成本少、占地面积小的生活污水处理设备。
[0009] 技术方案:一种生活污水处理工艺,包括如下步骤:[0010] (1)厌氧缺氧段:污水经过滤进入厌氧池进行降解反应,降解反应后的水自流进 入中间调节池,并且人工湿地塘部分出水回流到中间调节池,均勻水量水质;中间调节池水 进入缺氧吸附塔,污水中的颗料及悬浮物被富集,形成高浓度污泥排至厌氧池,并且循环水 中的NO2-NO3-N离子在缺氧环境进行反硝化;
[0011] (2)好氧生物反应段:进行缺氧反应后的出水自流进入无动力好氧生物反应塔, 空气与经淋水槽分流成的无数股小水流充分接触后作为尾气排入高空,污水则自上而下经 过多级氧化、过滤;
[0012] (3)人工湿地段:无动力好氧生物反应塔出水自流进入人工湿地塘,人工湿地塘 内有挺水植物、浮水植物和鱼类、虾类。
[0013] 其中所要处理的污水温度控制在5 °C〜35 °C,污水中的COD彡250mg/L, BOD 彡 150mg/L, NH3-N 彡 35mg/L, P 彡 2mg/L, pH 值为 6 〜9,污水量 2t/h。
[0014] 厌氧缺氧段的反应中,中间调节池与缺氧吸附塔之间的水泵流量为所处理污水量 的1〜5倍。
[0015] 所述的挺水植物为水葱、茭草、菖蒲、千屈菜或再力花中的一种。
[0016] 所述的浮水植物为萍蓬草、大漂或浮萍中的一种。
[0017] 上述生活污水处理工艺所用的处理设备,它包括细格栅池、厌氧池、中间调节池、 缺氧吸附塔、无动力好氧生物反应塔和人工湿地塘,细格栅池依次与厌氧池、中间调节池、 缺氧吸附塔、无动力好氧生物反应塔、人工湿地塘连接;缺氧吸附塔的污泥出口与厌氧池连 通,人工湿地塘还与中间调节池连通,人工湿地塘的部分出水进入中间调节池;所述的缺氧 吸附塔包括壳体、进水口、集泥斗、集泥挡板、滤料支撑件、槽钢、滤料区、排气管和出水口, 在壳体下部设有进水口,进水口通过管道与集泥斗连通,集泥斗上部设有集泥挡板,集泥挡 板上方设有滤料支撑件,滤料支撑件底部设有槽钢,集泥挡板与穿过滤料支撑件的排气管 连通,滤料支撑件上方为滤料区,滤料区上方的壳体上设有出水口。
[0018] 其中,所述的无动力好氧生物反应塔包括本体、进水口、布水主管、布水支管、填 料、淋水槽支架、淋水槽和出水口,在本体上部设有布水主管,布水主管一端与进水口连通, 布水主管上设有若干布水支管,本体内的淋水槽支架设有若干淋水槽,淋水槽内有填料,布 水支管通入淋水槽,在本体侧壁下部设有出水口。
[0019] 污水首先经过细格栅池,滤除颗粒物质;格栅池出水自流进入厌氧池,厌氧池将 固体物质降解为溶解性的物质,大分子物质降解为小分子物质,主要产物是醋酸、丁酸和丙 酸,大大促进了后级好氧段的反应效率;厌氧池出水自流进入中间调节池,并且人工湿地塘 部分出水回流到中间调节池,均勻水量水质;中间调节池水由泵提升进入缺氧吸附塔,泵流 量远大于处理量,整个系统处于内部循环状态,所以整个系统的水形成了内部循环,水中颗 料及悬浮物被富集于缺氧吸附塔内,形成高浓度污泥排至厌氧池,大大提高了厌氧效率,并 且循环水中的NO2-NO3-N离子通过吸附塔内的缺氧环境进行反硝化,确保出水氨氮合格;缺 氧吸附塔出水自流进入无动力好氧生物反应塔,该设备从底部或侧面进风,污水从上部进 入无动力好氧生物反应塔,空气从下方侧面进入,空气与经淋水槽分流成的无数股小水流 充分接触后作为尾气排入高空,污水则自上而下经过多级氧化、过滤,充分利用溶于每层淋 水槽水中的氧,多层充氧结构保证上层淋水槽水面少氧时又转入下层淋水槽,充氧的连续 性确保了好氧生物反应的效果;无动力好氧生物反应塔出水自流进入人工湿地塘,人工湿地塘。
[0020] 其中厌氧缺氧段设置在好氧生物反应段之前,有利于水中污染物分解,利于后级
好氧处理。
[0021] 有益效果:(1)本发明在传统生活污水处理方式的基础上,充分吸取了厌氧湿地 法的低成本、好氧法的高效性;(2)本系统运行成本低,污水处理过程中只需通过一次水泵 提升,就利用重力作用进入随后的各个反应池;(3)生化处理过程无需另加动力曝气,大大 降低了处理过程中的电费消耗;(4)全流程不需加药,降低运行成本及杜绝二次污染环境; (5)本系统的操作管理和运行维护十分方便,正常运行的情况下基本不需要看护人员;(6) 湿地塘中的植物可打桨作为青饲料喂养家噙,鱼虾类可出售或食用,以上两项如折合经济 价值可抵消大部分运行费用。
附图说明
[0022] 图1为本发明的工艺流程框图。
[0023] 图2为本发明的缺氧吸附塔的结构示意图。
[0024] 图3为本发明的无动力好氧生物反应塔的俯视图。
[0025] 图4为图3的主视图。
[0026] 图5为图3的右视图。
具体实施方式
[0027] 下面结合附图对本发明做更进一步的说明。
[0028] 实施例1 :
[0029] 如图1所示,本发明的新型农村/小区生活污水处理设备,包括细格栅池、厌氧池、 中间调节池、缺氧吸附塔、无动力好氧生物反应塔及人工湿地塘,细格栅池依次与厌氧池、 中间调节池、缺氧吸附塔、无动力好氧生物反应塔、人工湿地塘连接。所述的人工湿地塘为 钢砼结构,内有浮萍、挺水植物及各种鱼虾类,组成一个小的生态链系统。所述的挺水植物 为水葱、茭草、菖蒲、千屈菜或再力花中的一种,所述的浮水植物为萍蓬草、大漂或浮萍中的 一种。
[0030] 如图2所示,缺氧吸附塔包括壳体1、进水口 2、集泥斗3、集泥挡板4、滤料支撑件 5、槽钢6、滤料区7、排气管8和出水口 9,在壳体1下部设有进水口 2,进水口 2通过管道与 集泥斗3的下部连通,集泥斗3的上方设有集泥挡板4,集泥挡板4上方设有滤料支撑件5, 滤料支撑件5底部固定有为其加固的槽钢6。集泥挡板4上部与穿过滤料支撑件5的排气 管8连通,滤料支撑件5上方为滤料区7,滤料区7内装有多孔滤料。滤料区7上方的壳体 1上设有出水口 9。所述的缺氧吸附塔本体材料可为金属、玻璃钢及塑料材质。
[0031] 如图3、4、5所示,无动力好氧生物反应塔包括本体10、进水口 11、布水主管12、部 设有两根布水主管12,布水主管12 —端与进水口 11连通,每根布水主管12上设有三根布 水支管13,本体10内的淋水槽支架15上设有三排淋水槽16,每排有三个林水槽16,淋水 槽16内有填料14,布水支管13通入淋水槽16内,在本体10另一侧壁下部设有出水口 17。 所述的无动力好氧生物反应塔的本体10的材质可为钢制或钢砼结构。
[0032] 本发明的工艺处理的污水为农户/小区的生活污水经化粪池处理后的水。[0033] 实施例2 :
[0034] 本发明的生活污水处理工艺,包括如下步骤:
[0035] (1)厌氧缺氧段:污水首先经过细格栅池的初步过滤,滤除其中的颗粒物质。其中 进入细格栅池的污水温度20°C,污水中的COD为250mg/L,BOD为150mg/L,NH3-N为35mg/ L,P为2mg/L, pH值为8,污水量2t/h ;细格栅池有效容积:1. 5LX1BX3H = 4. 5m3。
[0036] 细格栅池出水自流进入厌氧池进行降解反应,厌氧池有效容积:1. 5LX3BX3H = 13. 5m3,停留时间6h。厌氧池将污水中的固体物质降解为溶解性的物质,大分子物质降解为 小分子物质,主要产物是醋酸、丁酸和丙酸,大大促进了后级好氧段的反应效率,提高了污 水B/C值,并且消化缺氧吸附塔排放污泥,以免增加污泥处理费用及二次污染环境,提高厌 氧效果,利于后级反应。
[0037] 在厌氧池进行降解反应后的出水自流进入中间调节池,并 且人工湿地塘部分出水 回流到中间调节池,中间调节池有效容积:4LX2BX3H = 24m3,停留时间12h。人工湿地塘 出水部分回流进入中间调节池,起到均勻水量水质的作用。
[0038] 中间调节池出水用泵提升进入缺氧吸附塔,泵性能参数:Q = 6m3,H = 13m, N = 1. 1KW,缺氧吸附塔参数:Φ2. 0X3H = 9. 4m3,其中水泵流量Q为所处理污水量的3倍。
[0039] 缺氧吸附塔用于富集污水中的颗料及悬浮物,形成的一部分污泥排入厌氧池,大 大提高生活污水的厌氧效果,形成高浓度污泥排至厌氧池,大大提高了厌氧效率,并且循环 水中的NO2-NO3-N离子在缺氧环境进行反硝化,确保出水氨氮合格。污水从缺氧吸附塔的进 水口 1进入,通过集泥斗2进入到集泥斗2和集泥挡板3之间的集泥区,滤料支撑件4上设 有若干通孔,污水中的液体从滤料支撑件4上的通孔上升到滤料支撑件4上部的滤料区内, 滤料区内装有生物滤料,其中的生物调料可以为陶粒、活性碳或焦碳,过滤完的水从上部的 出水口 8排出。在滤料支撑件4下部设有可以增强滤料支撑件4的支撑强度的加强槽钢5。 集泥区上设有排气管7,用以将缺氧吸附塔内的废气排出。
[0040] (2)好氧生物反应段:缺氧吸附塔出水自流进入无动力好氧生物反应塔,该设备 从底部或侧面进风,污水从上部进入无动力好氧生物反应塔,空气从下方侧面进入,空气与 经淋水槽分流成的无数股小水流充分接触后作为尾气排入高空,污水则自上而下经过多级 氧化、过滤,充分利用溶于每层淋水槽水中的氧,多层充氧结构保证上层淋水槽水面少氧时 又转入下层淋水槽,充氧的连续性确保了好氧生物反应的效果无动力好氧生物反应塔通过 空气对流、溢流等方法自然充氧,来降解水的污染物,停留时间为4小时。污水从无动力好 氧生物反应塔上部的进水口 11进入,经布水主管12由各个布水支管I3自上而下分流到各 个淋水槽16内,在缺氧吸附塔内部设有三层淋水槽,每层淋水槽设有三排,淋水槽16内装 有生物填料14,其中生物填料14为弹性丝状,塑料材质。污水自上而下经过每层淋水槽,与 槽内填料上的活性污泥接触发生好氧生化反应,同时空气自下而上对流,与自上而下的污 水充分接触,为污水的好氧硝化反应提供充足的氧气。反应后的空气作为尾气排入空中,而 处理水从出水口 17排出,进入下一反应段继续反应。
[0041] (3)人工湿地段:无动力好氧生物反应塔出水自流进入人工湿地塘,该塘为钢砼 结构,水深500mm,局部达到1. 5米,利于鱼类、虾类等生长。塘内种满挺水植物及浮生植物, 大大降低了污水中富营养性污染物,部分污水回流至中间调节池,3LX3BX1. 5H = 13. 5m3 一座。浮生植物为喜光线、喜肥沃土壤的浅水生长的浮萍,浮萍的适应能力极强,耐寒也耐热,极易管理,水中营养性物质丰富能爆发式生长,水中营养性物质很快得到清除。但由于 浮萍繁殖极快,且铺满水面,水体中含氧很快耗尽,极易使水体变质发臭,故在塘内植入挺 水植物水葱、再力花等,由于挺水植物具有向水中输氧的特性,两者优点得到充分利用,相 得益彰。并且在此水体中投养各种鱼类、虾类,其产出可以弥补处理系统的运行费用,快速 繁殖的浮萍是家禽很好的青饲料,进一步抵消了运行费用。通过以上方式处理后,污水达标 排放,水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002) —级B类排放标准,可 用于农田灌溉或作景观用水。

Claims (6)

1. 一种生活污水处理工艺,其特征在于包括如下步骤:(1)厌氧缺氧段:污水经过滤进入厌氧池进行降解反应,降解反应后的水自流进入中 间调节池,并且人工湿地塘部分出水回流到中间调节池,均勻水量水质;中间调节池水进入 缺氧吸附塔,污水中的颗料及悬浮物被富集,形成高浓度污泥排至厌氧池,并且循环水中的 NO2-NO3-N离子在缺氧环境进行反硝化;(2)好氧生物反应段:进行缺氧反应后的出水自流进入无动力好氧生物反应塔,空气 与经淋水槽分流成的无数股小水流充分接触后作为尾气排入高空,污水则自上而下经过多 级氧化、过滤;(3)人工湿地段:无动力好氧生物反应塔出水自流进入人工湿地塘,人工湿地塘内有 挺水植物、浮水植物和鱼类、虾类。
2.根据权利要求1所述的生活污水处理工艺,其特征在于:厌氧缺氧段的反应中,中间 调节池与缺氧吸附塔之间的水泵流量为所处理污水量的1〜5倍。
3.根据权利要求1所述的生活污水处理工艺,其特征在于:所述的挺水植物为水葱、茭 草、菖蒲、千屈菜或再力花中的一种。
4.根据权利要求1所述的生活污水处理工艺,其特征在于:所述的浮水植物为萍蓬草、 大漂或浮萍中的一种。
5. 一种权利要求1所述的生活污水处理工艺所用的处理设备,其特征在于:它包括细 格栅池、厌氧池、中间调节池、缺氧吸附塔、无动力好氧生物反应塔和人工湿地塘,细格栅池 依次与厌氧池、中间调节池、缺氧吸附塔、无动力好氧生物反应塔、人工湿地塘连接;缺氧吸 附塔的污泥出口与厌氧池连通,人工湿地塘还与中间调节池连通,人工湿地塘的部分出水 进入中间调节池;所述的缺氧吸附塔包括壳体(1)、进水口(2)、集泥斗(3)、集泥挡板(4)、滤料支撑件 (5)、槽钢(6)、滤料区(7)、排气管(8)和出水口(9),在壳体(1)下部设有进水口(2),进水 口(2)通过管道与集泥斗(3)连通,集泥斗(3)上部设有集泥挡板(4),集泥挡板(4)上方 设有滤料支撑件(5),滤料支撑件(5)底部设有槽钢(6),集泥挡板(4)与穿过滤料支撑件 (5)的排气管(8)连通,滤料支撑件(5)上方为滤料区(7),滤料区(7)上方的壳体(1)上 设有出水口(9)。
6.根据权利要求5所述的生活污水处理设备,其特征在于:所述的无动力好氧生物反 应塔包括本体(10)、进水口(11)、布水主管(12)、布水支管(13)、填料(14)、淋水槽支架 (15)、淋水槽(16)和出水口(17),在本体(10)上部设有布水主管(12),布水主管(12) 一 端与进水口(11)连通,布水主管(12)上设有若干布水支管(13),本体(10)内的淋水槽支 架(15)设有若干淋水槽(16),淋水槽(16)内有填料(14),布水支管(13)通入淋水槽(16), 在本体(10)侧壁下部设有出水口(17)。
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吴磊等.厌氧/跌水充氧接触氧化/人工湿地处理农村污水.《中国给水排水》.2007,第23卷(第3期),第1.1节及图1. *

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