CN103011528B - 一种综合污水处理系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及污水处理技术领域，是一种综合污水处理系统及方法，包括依次连接的格栅、沉淀池、CAST反应池、综合污水调节池和接触消毒池，CAST反应池接有罗茨风机，CAST反应池的底部连接至一个污泥池，污泥池内设有污泥脱水机，接触消毒池上接有ClO2发生器。本发明工艺流程简单，布置紧凑，运行灵活，处理效果好，可在不增加大量投资的条件下，实现对医院污水进行有效的深度综合处理，处理的污水出水水质更加稳定。
Description
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，具体的说是一种综合污水处理系统及方法。
背景技术
污水处理是指为使污水达到排水某一水体或再次使用的水质要求，并对其进行净化的过程。处理污水的方法很多，一般可归纳为物理法、化学法和生物法等。一般的污水处理方法是将污水引往集水池，对集水池末尾一格调节pH，用一级溶气水泵提升到一级压力溶气罐，同时吸入空气和聚凝脱色剂，将在一级压力溶气罐内的一级饱和溶气水骤然释放到一级气浮池形成一级处理水；一级处理水溢入缓冲池，再在控制pH用二级溶气水泵将一级处理水提升至二级压力溶气罐内，同时吸入空气和聚凝脱色剂，将二级压力溶气罐内的二级饱和溶气水骤然释放到二级气浮池形成二级处理水并自溢至沉淀池沉淀后排放；一、二级气浮池中的浮泥入浮泥池，压滤成滤饼，滤液回引至集水池。医院污水来源及成分复杂，含有病原性微生物、有毒、有害的物理化学污染物和放射性污染等，具有空间污染、急性传染和潜伏性传染等特征，不经有效处理会成为一条疫病扩散的重要途径和严重污染环境。医院各部门的功能、设施和人员组成情况不同，产生污水的主要部门和设施有：诊疗室、化验室、病房、洗衣房、X光照像洗印、动物房、同位素治疗诊断、手术室等排水；医院行政管理和医务人员排放的生活污水，食堂、单身宿舍、家属宿舍排水。不同部门科室产生的污水成分和水量各不相同，如重金属废水、含油废水、洗印废水、放射性废水等，而且不同性质医院产生的污水也有很大不同，医院污水较一般生活污水排放情况复杂。医院污水的污染浓度大概为：CODcr：200-350mg/L，BOD5：80-150 mg/L，SS：40-120mg/L，氨氮：10-50mg/L，粪大肠杆菌：1.0×106-3.0×108个/L。现有技术中，对于医院污水没有一种简单可行的方案。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种综合污水处理系统及方法，可以对医院污水进行有效的综合处理，处理的污水出水水质更加稳定。
本发明解决以上技术问题的技术方案是：
一种综合污水处理系统，包括依次连接的格栅、沉淀池、CAST反应池、综合污水调节池和接触消毒池，CAST反应池接有罗茨风机，CAST反应池的底部连接至一个污泥池，污泥池内设有污泥脱水机，接触消毒池上接有ClO2发生器；
医院内的收集管网进污水后通过重力自留至格栅，通过格栅去除水中的大块的漂浮物，格栅的出水进入沉淀池进行沉淀分离，沉淀器的出水通过提升泵进入CAST反应池，在CAST反应池内通过反应去除水中部分COD、BOD和SS，CAST反应池的出水进入综合污水调节池中进行微生物菌深度处理、中和、调节和混和，综合污水调节池的出水进入接触消毒池与ClO2反应消毒杀灭水中的致病微生物，接触消毒池的出水排至城市污水管网。
一种综合污水处理方法，按以下步骤进行：
㈠医院内的收集管网进污水后通过重力自留至格栅，通过格栅去除水中的大块的漂浮物，格栅的出水进入沉淀池进行沉淀分离；
㈡沉淀分离后的污水通过提升泵进入所述CAST反应池，在CAST反应池内通过反应去除水中部分COD、BOD和SS；
㈢CAST反应池的出水进入所述综合污水调节池，综合污水调节池分别按倾斜角度降建急流渠和缓流渠，渠宽按水流量的大小来确定，通过不同的水体流速和跌水溅花效应对水体复氧，使废水从微生物菌池中挟带的微生物菌从运动膨胀的水分子中分离，脱离水流，在渠底筑巢和栖息，对水体中残留的有机物进行分解代谢，并为合新细胞提供所需要的物质能量，繁育出大量的活性生物菌，在渠底自然形成生物菌膜体，完成对废水的深度处理；在急流渠和缓流渠之间连接处建污泥沉淀直立生物菌膜池，在污泥沉淀直立生物菌膜池中建一道隔墙，形成一个进水池和一个出水池，在出水池内安装生物填料架；进水池收集由急流渠和缓流渠内微生物菌生命周期新陈代谢死亡而形成的污泥，出水池内生物填料上新生的微生物形成的直立生物菌膜体，对污水中有机物进行分解；
㈣综合污水调节池的出水进入接触消毒池与ClO2反应消毒杀灭水中的致病微生物，接触消毒池的出水排至城市污水管网。
本发明中的CAST即Cyclic Activated Sludge Technology，中文为循环式活性污泥法，是一种生活污水处理工艺，它是在SBR工艺的基础上，增加了选择器及污泥回流设施，并对时序做了一些调整，从而大大提高了SBR工艺的可靠性及效率。该工艺与常规SBR法相比，其最大特点是将SBR池分为三个区，生物选择区具有防止污泥膨胀，并可有效去除有机物和脱氮除磷的功能，同时改善了污水的可生化性。兼氧区具有反催化脱氮和除磷以及形成从厌氧区到好氧区的过渡的作用。主曝气区是CAST反应池的主要反应区，具有有机物降解、硝化、除磷的功能。所以在CAST反应池内在空间上有厌氧-缺氧-好氧三种环境，池内混合液为间歇的混合-推流式，但进水仍为间歇式。这些特点有利于有机物的去除和脱氮除磷。原水经格栅和沉砂池预处理后间歇进入CAST反应池的生物选择区，与从CAST反应池主曝气区回流的污泥混合，发生生化反应，然后流入CAST反应池的兼氧区，对由回流污泥中带入的硝酸盐氮进行缺氧反硝化脱氮，也可以将兼氧区调节为厌氧状态进行厌氧释磷，最终混合液流入CAST反应池的的主反应区，进行有机物的降解、硝化和除磷，然后经沉淀排出上清液。
CAST反应池由生物选择区、兼氧区和主曝气区三部分组成。生物选择区位于CAST反应池的前端，区内常设置折流板，以加强污水和回流污泥的混合。生物反应区内COD较高，菌胶团细菌的比增殖速率比丝状菌比增殖速率更快，因此菌胶团是活性污泥中的优势菌种，可以抑制丝状菌的生长，从而有效防止污泥膨胀。同时，在厌氧环境下的生物选择区中，活性污泥中的反硝化菌以污水中的有机物为碳源，对回流污泥带入的大量硝酸盐进行反硝化脱氮，有利于氮的去除，并且在厌氧状态下，聚磷菌释磷，为在主曝气区的好氧状态下过量摄磷创造了先决条件，有利于除磷。此外，在厌氧菌和兼性菌的作用下，许多难降解的复杂有机物被分解为易生物降解的物质，改善了污水的可生化性，提高了CAST反应池的处理效果。兼氧区可微量曝气进行反硝化脱氮，或者不进行曝气进行除磷。兼氧区也是从厌氧区到主曝气好氧区的过渡区，使活性污泥细菌受环境突变的影响降低。主曝气区是CAST反应池的主要反应区，具有有机物降解、硝化、除磷的功能。在主曝气区曝气、沉淀、排水循环进行，并通过潜污泵进行污泥回流和剩余污泥排放，出水经滗水器排出。
本发明进一步限定的技术方案是：
前述的综合污水处理系统，综合污水调节池包括一个微生物菌池、两个倾斜向上的急流渠、一个倾斜向下的缓流渠和两个污泥沉淀直立生物菌膜池，在污泥沉淀直立生物菌膜池中建一道隔墙使之形成一个进水池和一个出水池，在出水池内安装生物填料架；微生物菌池的出水口通过第一急流渠连接至第一污泥沉淀直立生物菌膜池的进水池，第一污泥沉淀直立生物菌膜池的出水池通过缓流渠连接至第二污泥沉淀直立生物菌膜池的进水池，第二污泥沉淀直立生物菌膜池的出水池连接第二急流渠，第二急流渠的出水连接至接触消毒池。
综合污水调节池分别按倾斜角度降建急流渠和缓流渠，渠宽按水流量的大小来确定，其作用是通过不同的水体流速和跌水溅花效应对水体复氧，使废水从微生物菌池中挟带的微生物菌从运动膨胀的水分子中分离，脱离水流，在渠底筑巢和栖息，对水体中残留的有机物进行分解代谢，并为合新细胞提供所需要的物质能量，繁育出大量的活性生物菌，在渠底自然形成生物菌膜体，完成对废水的深度处理；在急流渠和缓流渠之间连接处建污泥沉淀直立生物菌膜池，在污泥沉淀直立生物菌膜池中建一道隔墙，形成一个进水池和一个出水池，在出水池内安装生物填料架；污泥沉淀直立生物菌膜池的作用有两个，一是进水池收集由急流渠和缓流渠内微生物菌生命周期新陈代谢死亡而形成的污泥，二是出水池内生物填料上新生的微生物形成的直立生物菌膜体，对水中有机物进行分解；这样，整个渠底形成一个平面自然生物菌膜网，与泥沉淀直立生物菌膜池内出水池的直立生物菌膜体组成一个完整的立体式的污水处理生物菌膜网体，这种具有新陈代谢功能的污水处理生物菌膜网体内含有多种微生物菌，它们在流动的污水中以有机污染物为食物，通过摄取有机物，污水处理生物菌膜网自身得到繁衍和增殖，整个渠底形成一个平面自然生物菌膜网，与直立生物菌膜体组成一个完整的立体式的污水处理生物菌膜体系。
前述的综合污水处理系统，其中急流渠和缓流渠与水平线的夹角为45-65度。
前述的的综合污水处理方法，步骤㈡中，CAST反应池内的处理过程为：进水-曝气-沉淀-撇水，所述进水-曝气-沉淀-撇水组成一个循环，并循环开始时，进行充水，CAST反应池中的水位由某一最低水位开始上升，经过一定时间的曝气和混合后，停止曝气，以使活性污泥进行絮凝并在一个静止的环境中沉淀，在完成沉淀阶段后，由一个移动式撇水堰排出已处理的上清液，使水位下降至池子所设定的最低水位，完成后进入下一循环过程，重复以上循环。
本发明的有益效果是：本发明工艺流程简单，布置紧凑，运行灵活，处理效果好，可在不增加大量投资的条件下，实现对医院污水进行有效的深度综合处理，处理的污水出水水质更加稳定。
附图说明
图1是本发明的设备连接示意图。
图2是综合污水调节池的连接示意图。
具体实施方式
实施例1
本实施例是一种综合污水处理系统，设备连接如图1所示，包括依次连接的格栅、沉淀池、CAST反应池、综合污水调节池和接触消毒池，CAST反应池接有罗茨风机，CAST反应池的底部连接至一个污泥池，污泥池内设有污泥脱水机，接触消毒池上接有ClO2发生器；医院内的收集管网进污水后通过重力自留至格栅，通过格栅去除水中的大块的漂浮物，格栅的出水进入沉淀池进行沉淀分离，沉淀器的出水通过提升泵进入CAST反应池，在CAST反应池内通过反应去除水中部分COD、BOD和SS，CAST反应池的出水进入综合污水调节池中进行微生物菌深度处理、中和、调节和混和，综合污水调节池的出水进入接触消毒池与ClO2反应消毒杀灭水中的致病微生物，接触消毒池的出水排至城市污水管网。
综合污水调节池如图2所示，包括一个微生物菌池1、两个倾斜向上的急流渠2a和2b、一个倾斜向下的缓流渠3和两个污泥沉淀直立生物菌膜池4a和4b，急流渠和缓流渠与水平线的夹角为45-65度，在污泥沉淀直立生物菌膜池中建一道隔墙使之形成一个进水池和一个出水池，在出水池内安装生物填料架；微生物菌池1的出水口通过第一急流渠连接2a至第一污泥沉淀直立生物菌膜池4a的进水池5a，第一污泥沉淀直立生物菌膜池4a的出水池6a通过缓流渠3连接至第二污泥沉淀直立生物菌膜池4b的进水池5b，第二污泥沉淀直立生物菌膜池4b的出水池6b连接第二急流渠2b，第二急流渠2b的出水通过第二提升泵提升进入酸化水解反应器中。分别按倾斜角度降建急流渠和缓流渠，渠宽按水流量的大小来确定，其作用是通过不同的水体流速和跌水溅花效应对水体复氧，使废水从微生物菌池中挟带的微生物菌从运动膨胀的水分子中分离，脱离水流，在渠底筑巢和栖息，对水体中残留的有机物进行分解代谢，并为合新细胞提供所需要的物质能量，繁育出大量的活性生物菌，在渠底自然形成生物菌膜体，完成对废水的深度处理；在急流渠和缓流渠之间连接处建污泥沉淀直立生物菌膜池，在污泥沉淀直立生物菌膜池中建一道隔墙，形成一个进水池和一个出水池，在出水池内安装生物填料架；污泥沉淀池的作用有两个，一是进水池收集由急流渠和缓流渠内微生物菌生命周期新陈代谢死亡而形成的污泥，二是出水池内生物填料上新生的微生物形成的直立生物菌膜体，对水中有机物进行分解；这样，整个渠底形成一个平面自然生物菌膜网，与泥沉淀直立生物菌膜池内出水池的直立生物菌膜体组成一个完整的立体式的污水处理生物菌膜网体，这种具有新陈代谢功能的污水处理生物菌膜网体内含有多种微生物菌，它们在流动的污水中以有机污染物为食物，通过摄取有机物，污水处理生物菌膜网自身得到繁衍和增殖，整个渠底形成一个平面自然生物菌膜网，与直立生物菌膜体组成一个完整的立体式的污水处理生物菌膜体系。
共设置2个并联的CASS池，交替进水，以便使系统可以连续处理污水。每座CASS池前设置1个生物选择区，将CAST池的污泥回流到生物选择区，目的主要是防止污泥膨胀。生物池采用橡胶膜微孔曝气系统，为活性污泥微生物提供氧量。每池设有1台回流污泥泵，把回流污泥从主反应区送到生物选择器。每一个池子设有一台剩余污泥泵，把剩余污泥通过集中的管道送到储泥池。每一个池子设有一台混合液回流泵，把混合液通过集中的管道回流到缺氧区。每池均设有撇水器，撇水器撇出的处理水流入下个单元。反应池为一座矩形钢筋混凝土水池，内分2个池子。各池子之间的各个运行阶段相互错开。虽然对每组池子来说，是间歇运行，但对整个污水处理厂来说，进水是连续的。污水处理厂正常操作循环为：进水/曝气：2小时，沉淀：1小时，撇水：1小时，每次循环的总时间：4小时，循环次数：6次/天。
本实施例的综合污水处理方法，其特征在于：按以下步骤进行：
㈠医院内的收集管网进污水后通过重力自留至格栅，通过格栅去除水中的大块的漂浮物，格栅的出水进入沉淀池进行沉淀分离；
㈡沉淀分离后的污水通过提升泵进入所述CAST反应池，在CAST反应池内通过反应去除水中部分COD、BOD和SS；
㈢CAST反应池的出水进入所述综合污水调节池，综合污水调节池分别按倾斜角度降建急流渠和缓流渠，渠宽按水流量的大小来确定，通过不同的水体流速和跌水溅花效应对水体复氧，使废水从微生物菌池中挟带的微生物菌从运动膨胀的水分子中分离，脱离水流，在渠底筑巢和栖息，对水体中残留的有机物进行分解代谢，并为合新细胞提供所需要的物质能量，繁育出大量的活性生物菌，在渠底自然形成生物菌膜体，完成对废水的深度处理；在急流渠和缓流渠之间连接处建污泥沉淀直立生物菌膜池，在污泥沉淀直立生物菌膜池中建一道隔墙，形成一个进水池和一个出水池，在出水池内安装生物填料架；进水池收集由急流渠和缓流渠内微生物菌生命周期新陈代谢死亡而形成的污泥，出水池内生物填料上新生的微生物形成的直立生物菌膜体，对污水中有机物进行分解；
㈣综合污水调节池的出水进入接触消毒池与ClO2反应消毒杀灭水中的致病微生物，接触消毒池的出水排至城市污水管网。
其中步骤㈡中，CAST反应池内的处理过程为：进水-曝气-沉淀-撇水，所述进水-曝气-沉淀-撇水组成一个循环，并循环开始时，进行充水，CAST反应池中的水位由某一最低水位开始上升，经过一定时间的曝气和混合后，停止曝气，以使活性污泥进行絮凝并在一个静止的环境中沉淀，在完成沉淀阶段后，由一个移动式撇水堰排出已处理的上清液，使水位下降至池子所设定的最低水位，完成后进入下一循环过程，重复以上循环。在曝气阶段主要完成生物降解过程，在非曝气阶段虽然也有部分生物作用，但主要是完成泥水分离过程。完成泥水分离后，利用撇水堰排出每一操作循环中的处理出水。根据活性污泥实际增殖情况, 在每一处理循环的最后阶段（撇水阶段）自动排出剩余污泥。在曝气池之前设置生物选择器，在高有机负荷和高污泥浓度的条件下，可抑制丝状菌的生长，筛选易于絮凝的菌胶团成为优势菌种，同时由于在厌氧状态下聚磷菌的大量释磷，确保了在后面好氧段聚磷菌对水中的磷的有效吸收，在一定程度上起到除磷作用。在主曝气区进行曝气供氧，主要完成降解有机物和同时硝化/反硝化(simultaneous nitrification/denitrification)过程。
在循环式活性污泥池的末端设有潜水泵，污泥通过此潜水泵不断地从主曝气区抽送至选择器中(污泥回流量约为进水流量的20%左右)，安装在池子内的剩余污泥泵在沉淀阶段结束后将工艺过程中产生的剩余污泥排出系统。在池子的末端设有撇水器，以排出处理出水。撇水器的独特结构可以有效防止池子表面可能产生的浮泥进入撇水器而随出水排出，可进一步保证处理效果。
为了处理连续的进水，在本实施例设置两个并联的CAST反应池，进行交替进水，每个池组包括二个反应池，每组池之间的各个运行阶段相互错开。例如，当第一组池子处于充水－曝气阶段时，第二组池子则处于沉淀和撇水阶段，反之亦然。通过在时间上错开2组池子的撇水阶段可以连续进水，曝气阶段的优化设置可使鼓风机连续工作，风量可调，顺序对各组池子进行曝气，采用微孔曝气系统进行供氧，其充氧效率高，可大大节省运行能耗和运行费用。将活性污泥从主曝气区（好氧）回流到生物选择器（厌氧）以及系统间歇曝气的运行方式可以使活性污泥不断地经历好氧和厌氧的循环，这些反应条件将有利于聚磷细菌在系统中的生长和累积。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。
Claims (4)
1.一种综合污水处理系统，包括依次连接的格栅、沉淀池、CAST反应池、综合污水调节池和接触消毒池，所述CAST反应池接有罗茨风机，所述CAST反应池的底部连接至一个污泥池，所述污泥池内设有污泥脱水机，所述接触消毒池上接有ClO2发生器；
医院内的收集管网进污水后通过重力自流至所述格栅，通过所述格栅去除水中的大块的漂浮物，所述格栅的出水进入所述沉淀池进行沉淀分离，所述沉淀器的出水通过提升泵进入所述CAST反应池，在所述CAST反应池内通过反应去除水中部分COD、BOD和SS，所述CAST反应池的出水进入所述综合污水调节池中进行微生物菌深度处理、中和、调节和混和，所述综合污水调节池的出水进入所述接触消毒池与ClO2反应消毒杀灭水中的致病微生物，所述接触消毒池的出水排至城市污水管网；
其特征在于：所述综合污水调节池包括一个微生物菌池、两个倾斜向上的急流渠、一个倾斜向下的缓流渠和两个污泥沉淀直立生物菌膜池，在污泥沉淀直立生物菌膜池中建一道隔墙使之形成一个进水池和一个出水池，在出水池内安装生物填料架；微生物菌池的出水口通过第一急流渠连接至第一污泥沉淀直立生物菌膜池的进水池，第一污泥沉淀直立生物菌膜池的出水池通过缓流渠连接至第二污泥沉淀直立生物菌膜池的进水池，第二污泥沉淀直立生物菌膜池的出水池连接所述第二急流渠，所述第二急流渠的出水连接至所述接触消毒池。
2.如权利要求1所述的综合污水处理系统，其特征在于：所述急流渠和缓流渠与水平线的夹角为45-65度。
3.用于权利要求1或2所述系统的综合污水处理方法，其特征在于：按以下步骤进行：
㈠医院内的收集管网进污水后通过重力自流至格栅，通过格栅去除水中的大块的漂浮物，格栅的出水进入沉淀池进行沉淀分离；
㈡沉淀分离后的污水通过提升泵进入所述CAST反应池，在CAST反应池内通过反应去除水中部分COD、BOD和SS；
㈢CAST反应池的出水进入所述综合污水调节池，综合污水调节池分别按倾斜角度降建急流渠和缓流渠，渠宽按水流量的大小来确定，通过不同的水体流速和跌水溅花效应对水体复氧，使废水从微生物菌池中挟带的微生物菌从运动膨胀的水分子中分离，脱离水流，在渠底筑巢和栖息，对水体中残留的有机物进行分解代谢，并为合新细胞提供所需要的物质能量，繁育出大量的活性生物菌，在渠底自然形成生物菌膜体，完成对废水的深度处理；在急流渠和缓流渠之间连接处建污泥沉淀直立生物菌膜池，在污泥沉淀直立生物菌膜池中建一道隔墙，形成一个进水池和一个出水池，在出水池内安装生物填料架；进水池收集由急流渠和缓流渠内微生物菌生命周期新陈代谢死亡而形成的污泥，出水池内生物填料上新生的微生物形成的直立生物菌膜体，对污水中有机物进行分解；
㈣综合污水调节池的出水进入接触消毒池与ClO2反应消毒杀灭水中的致病微生物，接触消毒池的出水排至城市污水管网。
4.如权利要求3所述的系统的综合污水处理方法，其特征在于：所述步骤㈡中，CAST反应池内的处理过程为：进水-曝气-沉淀-撇水，所述进水-曝气-沉淀-撇水组成一个循环，并循环开始时，进行充水，CAST反应池中的水位由某一最低水位开始上升，经过一定时间的曝气和混合后，停止曝气，以使活性污泥进行絮凝并在一个静止的环境中沉淀，在完成沉淀阶段后，由一个移动式撇水堰排出已处理的上清液，使水位下降至池子所设定的最低水位，完成后进入下一循环过程，重复以上循环。
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