CN102086079B - 生活污水零排放处理方法及其系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种生活污水零排放处理方法，包括下述步骤：（1）通过常规处理方法对生活污水进行处理；（2）对步骤（1）所得出水采用反渗透系统进行深度处理，得到反渗透透析液及浓缩液；（3）反渗透浓缩液先经过催化氧化再进行生化处理；（4）在步骤（1）及步骤（3）中对所产生污泥中加入絮凝剂，之后制成泥饼外运。生活污水经过常规处理后，出水再经过反渗透系统深度处理，反渗透透析液水质可达饮用水标准，用于日常生活，反渗透浓缩液再进一步处理，水质可达杂用水水质标准，用于绿化。这种对生活污水分级处理的方式，可以充分利用污水，达到真正意义上的零排放。本发明还公开了一种生活污水零排放处理系统。
Description
技术领域
本发明涉及一种污水处理装置，尤指一种生活污水零排放处理方法及其系统。
背景技术
生活小区、学校、办公楼宇以及公共场所等日常生活中，均会产生大量的生活污水，如洗手等产生的日常污水、冲厕产生的冲厕污水等等，这些污水通常的处理方式都是直接排放到市政污水管道，由市政污水处理厂进行处理。而为了贯彻执行国家关于循环经济节约利用资源、环境保护的战略政策，有部分小区、楼宇配备有污水处理装置用以对本区域内产生的污水进行处理，处理所得出水可以做为绿化用水。
目前，生活污水深度处理的主要工艺有：常规生化处理＋物化处理、常规生化处理＋生物滤池、常规生化处理＋超滤以及膜生物反应器（MBR）法。下面对这几种处理工艺进行对比。
一、常规生化处理＋物化处理
采用常规生化处理将污水中的污染物大部分降解，随后采用添加混凝剂等方法，通过混凝等方法将污水进行澄清及进一步降低水体中的污染物，出水经消毒后回用。这种方式可以将生活污水处理到回用水平，但存在以下一些问题：
Ø 工艺流程比较长，管理不方便；
Ø 常规生化处理方法易发生污泥膨胀；
Ø 出水水质不稳定，有时候会由于进水波动导致出水不合格。
二、常规生化处理＋生物滤池
采用常规生化处理后，再通过生物滤池进行深度处理，出水经消毒后回用。这种方式可以将生活污水处理到回用标准。生物滤池是一种通过填装生物填料来增加生物量，提高生化处理效率的一种生物反应器，同时填料也兼具过滤功能。生物滤池处理效果稳定且具有以下优点：
Ø 生物滤池的异味处理效果好，在任何季节都能满足各地的环保要求。
Ø 生物滤池缓冲容量大，耐冲击负荷的能力强。
但生物滤池本身占地面积大，且生物滤池容易长蚊绳，不适于在生活区使用。
三、常规生化处理＋超滤
采用常规生化处理后，经过混凝等物化处理，再经过超滤过滤后，出水回用。由于超滤本身能够截留细菌和病毒，因此回用水可不经过消毒直接用于绿化、景观等用水点。但该方式去除污染物的方法主要还是依赖于常规生化处理及混凝，因此同样存在以下问题：
Ø 工艺流程比较长，管理不方便；
Ø 常规生化处理方法易发生污泥膨胀；
Ø 出水水质不稳定，有时候会由于进水波动导致出水不合格。
四、膜生物反应器（MBR）
MBR是将传统的生化工艺和膜分离工艺结合起来产生的一项在废水处理领域新型处理工艺，但此工艺不是前两者的简单叠加，而是一个有机的整体。膜生物反应器（MBR）是膜分离技术与生物处理法的高效结合，其起源是用膜分离技术取代活性污泥法中的二沉池，进行固液分离。其工作原理仍然是利用微生物的降解作用对有机污染物进行去除，但由于膜的优异的截留性能，能将活性污泥（MLSS）完全截留在反应器内，从而大大强化了这种微生物的降解作用。膜的透析出水由低压抽吸泵引出。这种工艺不仅有效地达到了泥水分离的目的，而且具有污水三级处理传统工艺不可比拟的优点：
（1）出水水质好，稳定性高，膜过滤出水使得生物反应器内获得比普通活性污泥法高得多的生物浓度，极大地提高了生物降解能力和抗负荷冲击能力。同时，污泥停留时间较长，这也为难降解有机物分解菌和硝化菌等增殖速度慢的微生物得以在反应器内繁殖富集，特别是对难降解有机物和氨氮的去除可以取得理想效果。另一方面，膜分离对小于膜孔径有机大分子物质的截留作用，能够确保滤后出水在除菌、消除悬浮物和降低BOD方面很稳定。
（2）占地少，膜生物反应器可以维持较高的污泥浓度，通常MLSS为8～20g/L，是传统生物处理的2.5～5倍，同时系统省去了二沉池和污泥回流设备，因而占地面积省。
（3）操作维护简单，膜分离单元工艺简单，出水和运行不受污泥膨胀等因素的影响，操作维护简单方便，且易于实现自动控制管理。
（4）污泥处水费用低系统污泥浓度高，泥龄长，这意味着排泥量少，产泥量仅占传统工艺的20%，这对后续的污泥处理极为有利。
以上述方法处理后的污水，所得出水的水质通常已经达到国家杂用水水质的标准，可以用于绿化。但是，由于绿化用水量并不大，大概仅占所产生生活污水的30%左右，这样，即使将所有生活污水处理回用，也无法做到全部利用，必定还会有部分污水被直接排放。也就是说，由于现有的生活污水处理系统所得出水的水质仅能达到杂用水水质标准，因此回用的使用场合有限，回用的利用率不高，无法达到零排放的要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种生活污水零排放处理方法及其系统，旨在对生活污水进行分级处理，得到不同水质标准的回用水，合理分配回用水，以达到零排放的最终目标。
为解决上述技术问题，本发明的技术解决方案是：
一种生活污水零排放处理方法，包括下述步骤：
（1）生活污水常规处理
通过常规处理方法对生活污水进行处理，使所得出水水质达到杂用水水质要求；
（2）对步骤（1）所得出水进行深度处理
采用反渗透系统对步骤（1）所得出水进行深度处理，处理后得到反渗透透析液及浓缩液，其中反渗透透析液产水水质达饮用水标准；
（3）反渗透浓缩液处理
由步骤（2）的反渗透过程产生的浓缩液先经过催化氧化再进行生化处理，处理所得出水达到杂用水水质标准；
（4）污泥处理
步骤（1）中对生活污水的常规处理，以及步骤（3）中对反渗透浓缩液的处理，均会产生污泥，在污泥中加入絮凝剂，之后制成泥饼外运。
步骤（1）中所述的常规处理方法为常规生化处理＋物化处理、常规生化处理＋生物滤池、常规生化处理＋超滤或者膜生物反应器法。
一种生活污水零排放处理方法，包括下述步骤：
（1）生活污水常规处理
厕所的冲厕污水首先经过化粪池，再与日常污水汇集，进入调节池，随后经MBR膜生物反应器进行处理，处理后出水水质达到杂用水水质要求；
（2）对步骤（1）MBR出水进行深度处理
MBR出水首先进入出水贮池贮存，之后由反渗透系统进行深度处理，处理后得到反渗透透析液及浓缩液，其中反渗透透析液产水水质达饮用水标准；
（3）反渗透浓缩液处理
经反渗透系统处理的浓缩液首先在微电解反应器内进行微电解处理，之后再进入好氧池内进行好氧生化处理，污水再经混凝沉淀后，出水达到杂用水水质标准；
（4）污泥处理
将步骤（2）中所述的膜生物反应器产生污泥，以步骤（3）中经混凝沉淀所产生的污泥收集至污泥贮池，加入絮凝剂，再通过污泥泵输送到压滤机，由压滤机制成泥饼并外运。
一种生活污水零排放处理系统，它包括膜生物反应器、出水储池、反渗透系统、紫外消毒器、微电解反应器、好氧池、沉淀池及中水储池；所述膜生物反应器的进水口连通生活污水管路，其出水口与出水储池及反渗透系统的进水口通过管路依序连接；所述反渗透系统的透析液出水经过紫外消毒器后连接日常用户终端，该反渗透系统的浓缩液出水口与微电解反应器、好氧池、沉淀池及中水储池通过管路依序连接。
所述的膜生物反应器前端设置一个调节池，冲厕污水经过化粪池再与日常污水汇集进入该调节池，调节池内设置可将污水输送至膜生物反应器内的提升泵。
所述的出水储池配备有可对储水进行消毒的加氯机。
所述的反渗透系统前端设置有机械过滤器。
所述反渗透系统的透析液出水口后端连接一透析液产水罐。
所述反渗透系统的浓缩液出水口与微电解反应器之间设置有一用以收集反渗透浓缩液的集水池。
所述膜生物反应器的污泥出口以及所述沉淀池下方的污泥出口与一污泥贮池通过管道连通，再通过污泥泵连接一压滤机。
采用上述方案后，由于本发明在对生活污水进行常规处理之后，又对出水再进行反渗透系统深度处理，经过反渗透系统处理后的透析液产水水质可以达到饮用水标准，可以用于洗手、冲厕、清洁等日常生活，而反渗透浓缩液则再经过进一步处理，水质可达杂用水水质标准，可以用于绿化杂用。这种对生活污水分级处理的方式，可以充分利用污水，达到真正意义上的零排放。
附图说明
图1是本发明的工艺流程示意图；
图2是本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详述。
本发明所揭示的是一种生活污水零排放处理方法，如图1所示，为本发明所述方法的较佳实施例。所述的处理方法包括下述步骤：
（1）生活污水常规处理
通过常规处理方法对生活污水进行处理，使所得出水水质达到杂用水水质要求。
常规处理方法可以为上述背景技术所述的方法，例如：常规生化处理＋物化处理、常规生化处理＋生物滤池、常规生化处理＋超滤以及膜生物反应器（MBR）法等等。
本发明实施例采用MBR法，可以采用如下优选工艺步骤：
厕所的冲厕污水首先经过化粪池17，再与日常污水汇集，进入调节池1，随后经MBR反应器3进行处理。所述MBR反应器3可以采用现有产品，污水经其处理后，出水COD平均在50以下，浊度＜1，已经达到杂用水水质标准，可以做为绿化杂用。
由于大部分楼宇小区的排水比较集中，有可能在1-2小时内排出一天30%的水量，且随时间段不同，排水量变化较大，某些用水高峰期的瞬间排水量远大于处理系统的出水量，因此需要设置调节池1加以缓冲，调节均匀水量，避免排水高峰区排水量远大于处理流量。所以调节池1并非必要设置，生活污水也可以直接汇集至MBR反应器。
（2）对步骤（1）所得出水进行深度处理
由于绿化杂用用水所需水量有限，因此大部分污水不可避免地被排掉，无法真正实现零排放。为了将污水尽可能以较高比例回用，需要对步骤（1）所得出水进行进一步深度处理。
采用反渗透系统6对步骤（1）所得出水进行深度处理，处理后可以所得大约为进水70%的反渗透透析液及大约为进水30%的反渗透浓缩液。其中反渗透透析液产水水质可达饮用水标准，可以用于洗手、冲厕、清洁等日常生活；而反渗透浓缩液不能直接排放，需要进一步处理。
具体工艺步骤可以如下：
MBR出水首先进入出水贮池4贮存，并可以在该出水贮池4内进行加氯消毒；然后输送到机械过滤器5进行预处理，使水质标准达到反渗透系统6的进水要求；之后由反渗透系统6进行深度处理。由于MBR出水已经经过膜过滤，基本不存在悬浮物，因此仅需机械过滤后，MBR出水进入反渗透系统6，产水储存在透析液产水罐8内。反渗透系统是采用反渗透技术通过反渗透膜对料液进行处理，反渗透膜对所有离子都具有截留作用（对氯化钠的截留率大于99%），同时能够完全截留微生物、病毒等有害物质。经反渗透处理后所得透析液的水质能够达到饮用水水质，可以用于洗手、冲厕、清洁等日常生活。
（3）反渗透浓缩液处理
由于反渗透过程产生的浓缩液COD较高，不能直接排放，因此需要进一步处理。
反渗透系统产水的浓缩液大约为进水的30%左右，COD深度大约为进水COD深度的3倍左右。因为反渗透系统进水为MBR出水，生化性差，因此浓缩液出水需要先经过催化氧化再进行生化处理，使处理所得出水达到杂用水水质标准。
催化氧化可以采用微电解法，在微电解反应器15内进行。经反渗透系统6处理的浓缩液可先收集于一集水池16内，再进入微电解反应器15内进行微电解处理。经微电解处理过的污水，生化性较大提高，采用常规好氧生化工艺即可把低浓度污水处理到一级排放标准，此工艺在好氧池14内完成。污水再经混凝沉淀后，上清液的出水达到杂用水水质标准，可用于绿化。
（4）污泥处理
由于步骤（1）中对生活污水的常规处理，以及步骤（3）中对反渗透浓缩液的处理，均会产生污泥，因此需要对污泥进行处理。主要方式是在污泥中加入絮凝剂，再利用压滤机制成泥饼后外运。
具体工艺步骤可以为：所述的膜生物反应器3及沉淀池13经混凝沉淀所产生的污泥收集至污泥贮池12，加入PAM絮凝剂，再通过污泥泵7输送到压滤机10，该压滤机10可为带式压滤机，由压滤机10制成泥饼并外运。
通过上述（2）（3）步骤，生活污水经过常规处理所得出水再经过反渗透系统6处理后，其中常规处理出水水量的70%形成反渗透透析液，水质可达饮用水标准，可以用于洗手、冲厕、清洁等日常生活，而另外30%形成反渗透浓缩液，经过进一步处理后水质可达杂用水水质标准，可以用于绿化杂用。这种分级处理的方式，可以得到不同水质标准的回用水，这样即可分配分配回用水，充分利用污水，达到真正意义上的零排放。
本发明还揭示了一种生活污水零排放处理系统，如图2所示，为本发明所述系统的较佳实施例。所述的污水处理系统主要包括膜生物反应器（MBR）3、出水储池4、反渗透系统6、紫外（UV）消毒器9、微电解反应器15、好氧池14、沉淀池13及中水储池11。其中：
所述膜生物反应器3的进水口连通生活污水管路，其出水口与出水储池4及反渗透系统6的进水口通过管路依序连接，反渗透系统6的透析液出水经过紫外消毒器9后连接日常用户终端；该反渗透系统6的浓缩液出水口与微电解反应器15、好氧池14、沉淀池13及中水储池11通过管路依序连接。
所述的膜生物反应器3前端可以设置一个调节池1，冲厕污水经过化粪池17再与洗手等日常污水汇集进入调节池1，调节池1内设置提升泵2将污水输送至MBR反应器。由于大部分楼宇小区的排水比较集中，有可能在1-2小时内排出一天30%的水量，且随时间段不同，排水量变化较大，某些用水高峰期的瞬间排水量远大于处理系统的出水量，因此需要设置调节池加以缓冲，调节均匀水量，避免排水高峰区排水量远大于处理流量。
所述的出水储池4可以配备加氯机以对储水进行消毒。如果不在该出水储池4内进行消毒，可以在随后的反渗透系统6中添加杀菌剂进行消毒。
所述的反渗透系统6前端可设置机械过滤器5，该机械过滤器5主要去除水中的固体悬浮物、胶体物质及铁锰氧化物，使出水水质达到反渗透系统6的进水要求。
所述的反渗透系统6的透析液出水口后端可以连接一透析液产水罐8、该透析液产水罐8用以处理后的透析液出水，以备日常用户终端随时使用。
所述反渗透系统6的浓缩液出水口与微电解反应器15之间可以设置一集水池16，用以收集反渗透浓缩液。
所述MBR反应器3的污泥出口以及所述沉淀池13下方的污泥出口可以与一污泥贮池12通过管道连通，再通过污泥泵7连接一压滤机10。
Claims (8)
1.一种生活污水零排放处理方法，其特征在于包括下述步骤：
（1）生活污水常规处理
厕所的冲厕污水首先经过化粪池，再与日常污水汇集，进入调节池，随后经MBR膜生物反应器进行处理，处理后出水水质达到杂用水水质要求；
（2）对步骤（1）MBR出水进行深度处理
MBR出水首先进入出水贮池贮存，之后由反渗透系统进行深度处理，处理后得到反渗透透析液及浓缩液，其中反渗透透析液产水水质达饮用水标准；
（3）反渗透浓缩液处理
经反渗透系统处理的浓缩液首先在微电解反应器内进行微电解处理，之后再进入好氧池内进行好氧生化处理，污水再经混凝沉淀后，出水达到杂用水水质标准；
（4）污泥处理
将步骤（2）中所述的膜生物反应器产生的污泥，以及步骤（3）中经混凝沉淀所产生的污泥收集至污泥贮池，加入絮凝剂，再通过污泥泵输送到压滤机，由压滤机制成泥饼并外运。
2.一种生活污水零排放处理系统，其特征在于：该系统包括膜生物反应器、出水储池、反渗透系统、紫外消毒器、微电解反应器、好氧池、沉淀池及中水储池；所述膜生物反应器的进水口连通生活污水管路，其出水口与出水储池及反渗透系统的进水口通过管路依序连接；所述反渗透系统的透析液出水经过紫外消毒器后连接日常用户终端，该反渗透系统的浓缩液出水口与微电解反应器、好氧池、沉淀池及中水储池通过管路依序连接。
3.根据权利要求2所述的生活污水零排放处理系统，其特征在于：所述的膜生物反应器前端设置一个调节池，冲厕污水经过化粪池再与日常污水汇集进入该调节池，调节池内设置可将污水输送至膜生物反应器内的提升泵。
4.根据权利要求2所述的生活污水零排放处理系统，其特征在于：所述的出水储池配备有可对储水进行消毒的加氯机。
5.根据权利要求2所述的生活污水零排放处理系统，其特征在于：所述的反渗透系统前端设置有机械过滤器。
6.根据权利要求2所述的生活污水零排放处理系统，其特征在于：所述反渗透系统的透析液出水口后端连接一透析液产水罐。
7.根据权利要求2所述的生活污水零排放处理系统，其特征在于：所述反渗透系统的浓缩液出水口与微电解反应器之间设置有一用以收集反渗透浓缩液的集水池。
8.根据权利要求2所述的生活污水零排放处理系统，其特征在于：所述膜生物反应器的污泥出口以及所述沉淀池下方的污泥出口与一污泥贮池通过管道连通，再通过污泥泵连接一压滤机。
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