CN103253828B - 一种用于村镇分散式污水治理的水处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及污水处理领域，尤其涉及一种用于村镇分散式污水治理的水处理系统。一种用于村镇分散式污水治理的水处理系统，该系统包括：预处理系统、自动充氧式生物转膜处理装置、深度处理系统；所述预处理系统由格栅和预调节池依次连接组成；所述的自动充氧式生物转膜处理装置；所述深度处理系统由固定生物床、消毒池连接而成。该分散式污水处理系统适应性强，广泛适应于各种场所的污水分散点源。

Description

一种用于村镇分散式污水治理的水处理系统

技术领域

本发明涉及污水处理领域，尤其涉及一种用于村镇分散式污水治理的水处理系统。

背景技术

随着经济社会的发展、人民生活水平的提高和生活方式的转变，中国小城镇和农村地区生活污水的排放呈现出排放量大且集中排放的发展态势。小城镇和农村地区的生活污水已成为各流域水体的主要污染源之一，然而目前村镇地区的水污染治理工作尚处于起步阶段，村镇地区水污染治理投资少，生活污水处理率低，生活污水多未经过处理而直接排放，导致水体污染严重。

分散式污水处理在国外以有较为广泛的发展和应用，根据各国自身特点的不同，分散式处理在这些国家的具体适用范围也有较大差异。与分散式处理相对应的是污水集中处理，污水集中处理服务面积大，用户范围广，进水流量相对稳定。相对而言，污水分散处理用户种类单元，服务范围小，进水流量往往不联系且波动性较大，污染物组成相对简单，经济发展水平相对较低。针对这些特征，分散式污水处理往往在经济性、操作简便性、抗冲击性等方面有更高的要求。

目前。可用于我国生活污水分散式治理的备选工艺可分为初级处理工艺和主体处理工艺。其中，初级处理工艺包括：化粪池、初沉池、Imhoff池，主要用于部分去除SS；主体处理工艺大多仍然采用与大中型城市污水处理类似的传统方法，如SBR及改进工艺、生物接触氧化法、快速渗滤结合生态治理发等。这些传统工艺投资费用大、运行费用高、操作维护较复杂，在小城镇及农村地区应用限制较多，推广较困难。目前，针对我国村镇社会经济发展状况和管理水平，污水水质水量特点的分散式污水治理技术开发与应用依然滞后，适用不了我国新农村建设的需要。

发明内容

本发明的目的是公开一种用于村镇分散式污水治理的水处理系统，具有投资费用省、运行费用低、操作维护简单、占地小、运行噪声小等特点，适应于村镇地区的经济发展状况和人员管理水平，具有较好的推广前景。

本发明的发明目的是通过以下技术方案实现。

一种用于村镇分散式污水治理的水处理系统，该系统包括：预处理系统、自动充氧式生物转膜处理装置、深度处理系统；所述预处理系统由格栅和预调节池依次连接组成；所述的自动充氧式生物转膜处理装置，包括水槽1、进水口2、排泥口3、出水口4,进水口2与出水口4位于主轴中心线下侧，在水槽上呈对角线分布；进水口2、排泥口3、出水口4配置于水槽1不同侧面，该装置还包括转环10，转环10通过转轴8设于水槽1内，转环10与传动装置9相连,所述的转环10由基础构架5、转环延伸臂7组成，转环延伸臂7固定于基础构架5上，基础构架5、转环延伸臂7与转轴8为同心圆设置并构建于转轴8上，生物填料6分布于基础构架5和转环延伸臂7上；所述深度处理系统由固定生物床、消毒池连接而成。

所述生物填料6呈同心圆、放射型、螺旋状、井字型、辐射型中之一形状分布于基础构架5和转环延伸臂7上。

水槽1为半圆形槽体或梯形槽体，水槽1分为三级，其中第一级密封，第二及第三级水槽1内水路方式采用绕行的“S”形。

第一级生物填料采用立体弹性填料，第二级采用空心立体弹性填料，第三级采用中空纤维膜填料。

所述的固定生物床是填充一定混合泥土的人工构筑沟槽，其中包括铁颗粒或铁碎屑。

所述的固定生物床中还填充具有强吸附性能的载体，所述载体是指天然沸石、焦炭、火山岩。

由本发明公开的技术方案可以得出，本发明具有以下特点：

1.该处理系统以自动充氧式生物转膜处理装置为核心，采用空心立体弹性生物填料自动充氧，兼备生物膜法与活性污泥法两种处理工艺的优点，氧利用效率高，抗冲击负荷，泥龄长，微生物种类多，生物食物链长，污泥产量少，脱水性能好。

2.自动充氧式生物转膜处理装置浸没比例大，转环骨架的45%浸没在水中，与生物转盘相比，相同的直径下，池深更大，占地小；

3.自动充氧式生物转膜处理装置水槽内水路方式采用绕行的“S”形，有效增加污水在水槽中的停留时间。由于其独特的曝气方式和挂膜性能，可以形成好氧区、缺氧区、厌氧区这些区域可完成生物脱氮除磷的深度处理。

4.深度处理系统由固定生物床与消毒设备组成，其中固定生物床采用渗流式结构，并对其中的填料进行了功能性细分。固定生物床除了能截留自动充氧式生物转膜处理设备出水中的悬浮物和脱落的生物膜外，还能降解来水中未完全去除的有机物、氮、磷等污染物。

5.该分散式污水处理系统适应性强，广泛适应于各种场所的污水分散点源，例如，生活小区污水处理、农村污水处理、企事业单位和院校生活污水处理等等。出水能到达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002一级标准。

6.自动充氧式生物转膜处理装置为模块化设计，组合方便，根据水量现场布置简单。

7.系统启动快，可实现自动化操作，调试周期短，耐冲击能力强，运行稳定。

8.管理维护简单，无需专业技术人员操作管理；无气味、噪音小，无二次污染产生。

附图说明

图1为本发明工艺流程简图；

图2是本发明自动充氧式生物转膜处理装置主视结构示意图；

图3是本发明自动充氧式生物转膜处理装置左视结构示意图。

其中：1-水槽；2-进水口；3-排泥口；4-出水口；5-转环基础构架；6-生物填料；7-转环延伸臂；8-转轴；9-传动装置；10-转环；A-格栅；B-预调节池；C-自动充氧式生物转膜处理装置；E-固定生物床；F-消毒池。

具体实施方式

以下结合附图对本发明进行详细描述。

如图1-3所示，本发明一种用于村镇分散式污水治理的水处理系统，该系统包括：预处理系统、自动充氧式生物转膜处理装置、深度处理系统；所述预处理系统由格栅A和预调节池B依次连接组成；所述的自动充氧式生物转膜处理装置C，包括水槽1、进水口2、排泥口3、出水口4,进水口2与出水口4位于主轴中心线下侧，在水槽上呈对角线分布；进水口2、排泥口3、出水口4配置于水槽1不同侧面，该装置还包括转环10，转环10通过转轴8设于水槽1内，转环10与传动装置9相连,所述的转环10由基础构架5、转环延伸臂7组成，转环延伸臂7固定于基础构架5上，基础构架5、转环延伸臂7与转轴8为同心圆设置并构建于转轴8上，生物填料6分布于基础构架5和转环延伸臂7上；所述深度处理系统由固定生物床、消毒池连接而成。所述生物填料6呈同心圆、放射型、螺旋状、井字型、辐射型中之一形状分布于基础构架5和转环延伸臂7上；水槽1为半圆形槽体或梯形槽体，水槽1分为三级，其中第一级密封，第二及第三级水槽1内水路方式采用绕行的“S”形；第一级生物填料采用立体弹性填料，第二级采用空心立体弹性填料，第三级采用中空纤维膜填料；所述的固定生物床是填充一定混合泥土的人工构筑沟槽，其中包括铁颗粒或铁碎屑；所述的固定生物床中还填充具有强吸附性能的载体，所述载体是指天然沸石、焦炭、火山岩。

本发明中所述预处理系统由格栅A和预调节池B组成，其中格栅可采用0.01~0.03m的细格栅，格栅的主要作用在于截留待处理水中粒径大于0.03m的漂浮物和悬浮物；根据生活污水的排放规律，排水主要集中在11.00~13.00，17.00~21.00时间段，水力冲击负荷很大。因此在本系统中设置预调节池，起均衡水质水量的作用。预处理系统主要作用为截留大粒径的悬浮物、均衡水质水量，减轻后续工艺的处理负荷，保障系统正常运行。

所述自动充氧式生物转膜处理装置C，其上生物填料为立体弹性填料，经过预处理后的废水从进水口进入自动充氧式生物转膜处理装置中，转膜设备上的生物填料相互间不断轻微碰撞、摩擦，并交替充分与空气和污水相接触，进行着传质运动：当生物填料浸没于污水中时，污水中的有机物被填料上的生物膜吸附，微生物的代谢产物（H₂O，各种有机酸、醇等有机小分子，氨氮、NO^- ₃等无机小分子）也被排泄于水中；当生物填料曝露于空气中时，生物填料上的附着水层将空气中的氧吸附并溶解；另一方面，当生物填料离开污水与空气接触时，空气进入空心弹性立体生物填料的空腔中，随着转膜设备的转动，这部分空气被生物填料浸没于污水中而带到水下，并不断受到压缩，压力逐渐增大。当压力增加到一定程度，空心立体弹性填料空腔中的空气以微气泡的方式逐渐释放到污水中，并在上升过程中进行氧的传递从而达到曝气充氧的效果。

自动充氧式生物转膜处理装置经过一段时间（15-30天）运转后，在生物填料上滋生大量微生物形成生物膜，污水中的有机污染物被生物膜所吸附，并依靠微生物的新陈代谢功能加以降解，由于机槽内剩余污泥量接近零，弹性填料上会滋生大量世代周期长的自养型硝化细菌，通过微生物的硝化作用，将水体中的氨氮转化为亚硝酸氮及硝酸氮。这些亚硝酸氮及硝酸氮在厌氧微生物的作用下转化为氮气排出，从而实现污水中氨氮和总氮的去除。

所述后处理区由固定生物床E与消毒池F组成，自动充氧式生物转膜处理装置出水通过水平渗流的方式进入固定生物床中，固定生物床中的碎石与载体两者的体积比为1:4，其中，陶瓷、沸石、矿物砂作为载体时，三者的体积比为3:3:2。所述土地填料区中的碎石与载体两者的体积比为1:4，其中，陶瓷、火山岩、矿物砂作为载体时，三者的体积比为3:3:2；消毒池5可采用臭氧或紫外消毒设备。后处理区的主要作用为去除前端出水中的悬浮物、进一步削减废水中剩余的COD、氨氮、总磷等污染物以及杀菌、消毒。

前端系统出水中的悬浮物和脱落的生物膜通过固定生物床的碎石与填料混合层时，实现固液分离的同时，由于填料层中微生物的降解吸附作用，可有效的去除生物转膜设备未能去除的部分有机物、氮、磷等污染物，强化稳定系统的处理效果。固定生物床出水进入消毒池，采用臭氧或紫外进行杀菌消毒，灭杀水中的病原菌。

经过以上处理系统处理后，出水COD、BOD、氮、磷、SS、色度等指标均可以达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002一级标准，出水可用于农田灌溉、绿化、路面清洗等。

实施例：

成都某农民聚居点现有居住人口1012人，每天生活污水排放量约为210m³，生活污水水质主要指标平均为：COD为251.2mg/L，氨氮为29.5mg/L，SS为92.7mg/L，总磷为4.9mg/L。采用该处理系统进行处理，选用格栅规格为0.01m的机械格栅，预调节池水力停留时间为7h，生物膜法处理设备水力停留时间为1.5h，后处理为固定生物床加臭氧灭菌的形式。经过本发明处理系统处理后，出水平均指标：COD为45.6mg/L，氨氮为8.7mg/L，悬浮物为6.9mg/L，总磷为0.32mg/L，以上指标均稳定达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002一级A标，出水部分回用于聚居点内部绿化及道路清洗，部分用于附件农田灌溉。

本发明的处理系统针对村镇分散式污水“波动大、水量小、投资运行费效要求高”的特点，具有低投资费用、低运行费用、操作维护管理简单、处理效果高效稳定的优势。系统启动快，调试周期短，占地面积小，运行能耗低，耐冲击能力强，且核心设备为模块化设计，可实现自动化操作，易于升级改造及扩建，适用于我国村镇地区分散式污水治理的特点及经济发展与管理人员素质水平，具有广泛的应用潜力和市场前景，能产生良好的社会和环境效益。

Claims (5)

1.一种用于村镇分散式污水治理的水处理系统，其特征在于，该系统包括：预处理系统、自动充氧式生物转膜处理装置、深度处理系统；所述预处理系统由格栅和预调节池依次连接组成；所述的自动充氧式生物转膜处理装置，包括水槽(1)、进水口(2)、排泥口(3)、出水口(4),进水口(2)与出水口(4)位于主轴中心线下侧，在水槽上呈对角线分布；进水口(2)、排泥口(3)、出水口(4)配置于水槽(1)不同侧面，该装置还包括转环(10)，转环(10)通过转轴(8)设于水槽(1)内，转环(10)与传动装置(9)相连,所述的转环(10)由基础构架(5)、转环延伸臂(7)组成，转环延伸臂(7)固定于基础构架(5)上，基础构架(5)、转环延伸臂(7)与转轴(8)为同心圆设置并构建于转轴(8)上，生物填料(6)分布于基础构架(5)和转环延伸臂(7)上；所述深度处理系统由固定生物床、消毒池连接而成；所述生物填料(6)呈同心圆、放射型、螺旋状、井字型、辐射型中之一形状分布于基础构架(5)和转环延伸臂(7)上。

2.如权利要求1所述的一种用于村镇分散式污水治理的水处理系统，其特征在于：水槽(1)为半圆形槽体或梯形槽体，水槽(1)分为三级，其中第一级密封，第二及第三级水槽(1)内水路方式采用绕行的“S”形。

3.如权利要求2所述的一种用于村镇分散式污水治理的水处理系统，其特征在于：第一级生物填料采用立体弹性填料，第二级采用空心立体弹性填料，第三级采用中空纤维膜填料。

4.如权利要求3所述的一种用于村镇分散式污水治理的水处理系统，其特征在于：所述的固定生物床是填充一定混合泥土的人工构筑沟槽，其中包括铁颗粒或铁碎屑。

5.如权利要求4所述的一种用于村镇分散式污水治理的水处理系统，其特征在于：所述的固定生物床中还填充具有强吸附性能的载体，所述载体是指天然沸石、焦炭、火山岩中之一。