发明内容
为了解决现有技术存在的缺点,本发明公开了一种新型结构的生活污水一体化处理设备,该处理设备能确保处理的生活污水各项出水水质指标全面达到GB18918-2002中一级A出水水质指标,可作为回用水实现资源化利用。
本发明采用的技术方案如下:
一种新型结构的生活污水一体化处理设备,包括横向设置且依次连接的A-A’生物反应罐、O生物反应罐和FCD反应罐,其中,A-A’生物反应罐前面设有沉淀调节池,所述的沉淀调节池与生活污水排放管连接,且A-A’生物反应罐、O生物反应罐、FCD反应罐顶部均设有反冲洗出水口,各个反冲洗出水口通过管路连接到沉淀调节池的污泥入口;所述的A-A’生物反应罐、O生物反应罐和FCD反应罐的底部均设有反冲洗气入口,且所述的反冲洗气入口与空气压缩机连接;所述的A-A’生物反应罐、O生物反应罐、FCD反应罐底部均设有反冲洗水进口,且各个反冲洗水进口与FCD反应罐的C段出水口的反冲洗水泵连通,所述的FCD反应罐中的C段(清水段)储水对A-A’生物反应罐、O生物反应罐及FCD反应罐的粒状填料实现竖向冲洗。
所述的A-A’生物反应罐、O生物反应罐的底部还与一个鼓风机连通,通过鼓风机为两个罐提供一定的空气,使罐内保持一定的溶解氧,以满足微生物对氧的需求。
上述的A-A’生物反应罐指的是厌氧-缺氧生物反应罐;O生物反应罐指的是好氧生物反应罐;FCD反应罐指的是过滤-清水段-消毒反应罐。
所述的A-A’生物反应罐包括横向排列且依次连通的进水端、厌氧段、缺氧段和出水端,所述的进水端与沉淀调节池的出水端连通,且进水端与厌氧段通过一个隔板下端的进水孔连通,污水在厌氧段进行厌氧生物反应后,进入到缺氧段;在所述的缺氧段进行反硝化脱氮反应后,通过一个通水板上的出水口进入到出水端。
所述的厌氧段和缺氧段之间设有一个多孔通水板,通水板中段部位有大量通水孔,孔形为梯形圆孔,小孔端在厌氧段,大孔端在缺氧段,水由厌氧段流向缺氧段。
所述的进水端,其内部设有均流板,底部设有排渣口。
所述的厌氧段和缺氧段,其内部设有支撑滤板、垫层、填料层和阻挡网;底部设有反冲洗水、气进口,排污口;顶部设有反冲洗水出口;
所述的支撑滤板上设有长柄滤头;
在缺氧段的支撑滤板上还设有单膜曝气管或膜片式曝气器或刚玉曝气器。
所述的出水端,其内设有出水挡板。
所述的A-A’生物反应罐的罐体有两种形式,一种为卧式长形圆筒,两端有封头,另一种为纵截面为长方形的长形箱体。
所述的A-A’生物反应罐和O生物反应罐都是低压密闭设备,它们是在低压(≤0.3MPa,>0.1MPa)条件下工作的生物反应罐,在正常运行情况下,除进水、出水口外,其它管口都是关闭的,在进行反冲洗或排污时停止进水,只开启反冲洗段的相应阀门。
所述的O生物反应罐包括进水端、O1段(好氧一段)、O2段(好氧二段)、出水端;所述的进水端与A-A’生物反应罐的出水端相通;所述的进水端和O1段之间、O1段和O2段之间、O2段和出水端之间均设有带梯形圆孔的通水板,且各自通过带梯形圆孔连通;来自A-A’生物反应罐的出水在O生物反应罐内进行好氧生物反应。在污水处理过程中,O生物反应罐的一部分出水可利用罐压部分回流到A-A’生物反应罐中的缺氧段,通过反硝化反应使最终处理出水中的总氮达标;一部分流向后端的FCD罐。
在所述的A段(厌氧段)、A’段(缺氧段)、O1段(好氧一段)、O2段(好氧二段)和F段(过滤段)中都装有填料,这些填料包括焦炭颗粒、微孔陶粒、微孔瓷粒、无烟煤、活性炭、炉渣、沸石、石英砂、无剩余污泥悬浮型生物填料,但不包括组合式、弹性和蜂窝生物填料等非颗粒状填料。
所述的O生物反应罐,其内部设有支撑滤板、垫层、填料层和阻挡网;底部设有反冲洗水、气进口,排污口;顶部设有反冲洗水出口;
所述的支撑滤板上设有长柄滤头和曝气器材;
所述的曝气器材为单膜曝气管或膜片式曝气器或刚玉曝气器。
所述的FCD反应罐包括进水端、过滤段(F)、清水段(C)、消毒段(D)和出水端;所述的进水端与O生物反应罐的出水端连通;所述的进水端与过滤段(F)之间、清水段(C)与消毒段(D)之间、消毒段(D)和出水端之间均设有带出水口的隔板,且各自通过出水口连通。
所述的过滤段(F)内设有由下至上依次设有滤板、垫层、复合滤料、阻挡网;在其底部设有反冲洗气进口、反冲洗水进口和排污口,在其顶部设有反冲洗水出口和排气口。
所述的清水段(C)底部设有排污口。
所述的消毒段(D)设有消毒液进料管,下设排污口;其消毒方式包括:1)在罐内放置氯片;2)用泵供入少量次氯酸钠或优氯净或二氧化氯等溶液。
所述的出水端接收来自消毒段(D)的出水。
由于整个一体化处理设备中均装有粒状填料,均能截留微生物颗粒,所以本处理系统中没有二沉池。
所述的在沉淀调节池的前面设有人工粗格栅、机械细格栅。
人工粗格栅安装于地下生活污水进水沟渠中,用于截留污水中的大中尺寸的漂浮物及悬浮物,材质扁钢,栅间距20mm-40mm,人工清除杂物;机械细格栅设置于人工格栅之后沟渠内,用于截留污水中小尺寸漂浮物及悬浮物,材质:不锈钢或工程塑料,栅间距3mm-5mm,机械驱动回转式,设有杂物收集槽。所述的沉淀调节池的表面水力负荷在0.5m3/(m2.h)~1.0m3/(m2.h)之间,其结构形式为竖流式沉淀或斜管沉淀。该沉淀池不仅沉淀来自原始污水中可沉淀物、而且也接收来自一体化处理设备中的所有填料区段的反冲洗出水中的厌氧、缺氧、好氧生物污泥,可以利用这些污泥强化预处理段效果。
所述的A-A’生物反应罐和O生物反应罐构成了A-A’-O系统,即厌氧-缺氧-好氧处理系统,可确保对水中碳和氮的全面去除。
所述的A-A’生物反应罐和O生物反应罐均是在低压供水、供气(空气)条件下工作的,压力≤0.3MPa且>0.1MPa,可使水中溶解氧含量大大提高,微生物量大于常规生化设备。从而使处理效果大大优于常压水处理设备。
本发明的工艺过程如下:
原始生活污水经人工和机械格栅进入沉淀调节池,进行预沉淀及水质与水量调节,后用泵提升打入A-A’生物反应罐进行厌氧、缺氧生物处理,再进入O生物反应罐进行好氧生物处理,O生物反应罐出水再进入FCD反应罐,进行过滤,清水存储和消毒后排入回用水池,池中水可作为中水加以回用。
在污水处理过程中,①O生物反应罐出水口可利用罐压部分回流到A-A’生物反应罐中的A’(缺氧段)进行反硝化反应,使最终处理出水中总氮达标;②当罐中的填料上生物量过多时,降低了水的流速,可利用压缩空气和FCD罐中的C段的清水进行反冲洗。反冲洗出水中的污泥回流到沉淀调节池,并部分降解原水中的有机污染物。
沉淀调节池的沉泥定期用污泥泵打回化粪池,也可以打入厢式压滤机脱水,压滤机滤液返回调节池,滤饼外运处置。
本发明的有益效果如下:
沉淀调节池不仅收集机械细格栅来水,对水中粒径≤3mm-5mm,≥0.1mm的悬浮物进行重力沉淀,而且也接收来自一体化处理设备中的所有填料区段的反冲洗出水中的厌氧、缺氧、好氧生物污泥,这些生物污泥的进入,将强化对原始污水中SS、COD、BOD、动植物油、LAS(阴离子表面活性剂)和总磷等污染物的有效处理,对原水COD的去除率≥30%,从而降低后续的一体化污水处理设备的污染负荷。
A-A’生物反应罐、O生物反应罐构成的A-A’-O系统即厌氧-缺氧-好氧处理工艺,是目前公认的最完备的对城镇污水的处理模式,可确保A-A’-O处理水中COD、BOD5、总氮、氨态氮、动植物油和LAS和总磷等全部达到GB18918-2002中一级A标准,而本发明的必不可缺的FCD模块具有对A-A’-O系统进行过滤、清水存储和消毒的综合功能,使一体化处理设备出水的SS和大肠菌群两指标也确保达到GB18918-2002中一级A标准。
A段(厌氧)、A’段(缺氧)、O1段(好氧一段)、O2段(好氧二段)中的颗粒状填料,可确保在A、A’、O1段和O2段中载有足够的生物污泥数量,从而达到对可溶性有机物的去除和颗粒有机物的截留,使出水水质中COD、BOD5、NHX-N、总氮和SS尽可能最低,水质更优;所述的F段中的填料用于对水进行过滤。
本发明水处理流程中的A-A’-O段的水流向是横向流,其实质是一种横向的BAF-曝气生物滤池,而其反冲洗模式是垂直于水流方向的竖向流,因而它又不同于BAF的常规反冲洗方式(水和反冲洗均为垂直流向),所以它具有设备易实现地埋式安装,反冲洗时间短,反冲洗可进行分段,间歇操作等常规BAF不具备的优势。
本发明O生物反应罐(好氧生物氧化)的出水部分流向FCD工段,一部分回流到A’工段(缺氧),可确保在A’工段发生反硝化反应,使最终出水氨态氮和总氮指标达标。
A-A’段和O罐中均装有带有梯形横面的圆锥型流水孔,将A与A’段及O1段、O2段横向隔开,且小孔在进水侧,大孔在出水侧,可确保污水在自左向右的流动过程中,填料颗粒不易堵塞流水孔道。
A段、A’段、O1段、O2段及F段的下部均设有支撑滤板,板的上面安装有布气,布水器件用于进水和进气;在相对应的罐底部设有排渣口,反冲洗进水、进气口,在相应的工段上部设有填料上浮阻挡网,反冲洗水出口,排气口,可确保设备实现进水、进气、反冲洗、排渣和防止填料流失等操作。由于各段的填料层横向长,竖向短,且分段,因此实现反冲洗操作时间短且冲洗效率高。
本发明中所有的进水口、气口的管路上的均装有人工阀和电动阀、电磁阀以及压力、流量、DO和COD在线仪表以及PLC控制器和信号远程传输系统,可实现无人现场自动操作和运行数据的远程传输。
本发明是一整套低压(≤0.3MPa,>0.1MPa)条件下的密闭式生化反应罐,因此在“O1段、O2段”中的溶解氧(DO)明显高于一般好氧条件下(15kpa-60kpa)条件下的DO量,因此,O生物反应罐单位体积中的微生物的量大大高于常态条件下生物填料上的生物量,其对水中的有机物的去除率比现有一体化处理设备高出10%-20%。
污水处理工艺中,调节沉淀池建于一体化设备之外,同时各处理工段都是在装有填料条件下让水流通过填料区进行生化反应,而且O段出水进入F段进行了过滤,所以本一体化设备没有设置二沉池,也基本不存在活性污泥的正向移动和回流移动,因而其污泥流向不同于常规的生化处理工艺流程,污水中磷的去除是靠各工段进行反冲洗操作时,将含磷污泥排除到最前端的沉淀调节池实现的。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细说明:
一种新型结构的生活污水一体化处理设备,包括横向设置且依次连接的A-A’生物反应罐、O生物反应罐和FCD反应罐,其中,A-A’生物反应罐前面设有沉淀调节池,沉淀调节池与生活污水排放管连接,且A-A’生物反应罐、O生物反应罐、FCD反应罐顶部均设有反冲洗出水口,反冲洗出水口通过管路连接到沉淀调节池的污泥进口;A-A’生物反应罐、O生物反应罐和FCD反应罐的底部均设有反冲洗气入口,且反冲洗气入口与空气压缩机连接;A-A’生物反应罐、O生物反应罐底部均设有反冲洗水进口,且反冲洗水进口与FCD反应罐中C槽出水口的反冲洗水泵连通,FCD反应罐中C槽的储水对A-A’生物反应罐和O生物反应罐的粒状填料实现竖向反冲洗;A-A’生物反应罐、O生物反应罐的底部还与一个鼓风机连通,实现对微生物的供氧。
A-A’生物反应罐包括横向排列且依次连通的进水端1-1、厌氧段A、缺氧段A’和出水端1-8,进水端1-1与沉淀调节池的出水端连通,且进水端与厌氧段通过一个隔板1-12下端的进水孔连通,污水在厌氧段进行厌氧生物反应后,进入到缺氧段;在缺氧段进行反硝化脱氮反应后,进入到出水端1-8。
厌氧段和缺氧段之间设有一个多孔通水板1-10,板中段部位有大量通水孔,孔形为梯形圆孔,小孔端在厌氧段,大孔端在缺氧段,水由厌氧段流向缺氧段。
进水端,其内部设有均流板,底部设有排渣口1-2。
厌氧段,其内部设有支撑滤板1-5、垫层、填料层和阻挡网1-11;滤板上设有长柄滤头1-4;底部设有反冲洗水进口1-6、反冲洗气进口1-3,排污口1-14;顶部设有反冲洗水出口1-9。在缺氧段的支撑滤板上还设有曝气器材1-7(单膜曝气管或膜片式曝气器或刚玉曝气器)。
缺氧段,底部均设有反冲洗水进口1-6、反冲洗气进口1-3、进气口1-13和排污口1-14;顶部设有反冲洗水出口1-9,进气口1-13与鼓风机相连。
出水端,其内设有出水挡板及孔板。
A-A’生物反应罐的罐体有两种形式,一种为卧式长形圆筒,两端有封头,另一种为纵截面为长方形的长形箱体。
A-A’生物反应罐是一低压(≤0.3MPa,>0.1MPa)条件下工作的密闭式生物反应罐。
O生物反应罐包括进水端2-1、O1段、O2段、出水端2-8;进水端与A-A’生物反应罐的出水端相通;进水端和O1段之间设有带梯形圆孔的多孔通水板2-10,且通过带梯形圆孔连通;在O2段和出水端之间设有一个多孔的通水板2-10,来自A-A’生物反应罐的出水在O生物反应罐内进行好氧生物反应。在污水处理过程中,O生物反应罐的一部分出水可利用罐压部分回流到A-A’生物反应罐中的缺氧段进行反硝化反应,使最终处理出水中的总氮达标;一部分流向后端的FCD罐。
进水端2-1,底部设有排渣口2-2;
O1段、O2段的底部设有反冲洗气进口2-3,反冲洗水进口2-6,进气口2-12,排污口2-13,在其内设有其内部设有支撑滤板2-5、垫层、填料层和阻挡网;滤板上设有曝气器材(单膜曝气管或膜片式曝气器或刚玉曝气器)2-7和长柄滤头2-4,进气口2-12与鼓风机相连,其顶部设有反冲洗水出口2-9。
O生物反应罐是一低压(≤0.3MPa,>0.1MPa)条件下工作的密闭式生物反应罐。
FCD反应罐包括进水端3-1、过滤段(F)、清水段(C)、消毒段(D)和出水端3-8;进水端与O生物反应罐的出水端连通;进水端与过滤段(F)之间、清水段(C)与消毒段(D)之间、消毒段(D)和出水端之间均设有带出水口的通水板3-4、通水板3-7、通水板3-10、通水板3-14,且各自通过出水口连通。
进水端3-1,底部设有排渣口3-2;
过滤段(F)内设有由上至下依次设有支撑滤板3-5、垫层、复合滤料、阻挡网3-11;在其底部设有反冲洗气进口3-3、反冲洗水进口3-6和排污口3-16,在其顶部设有反冲洗水出口3-9和排气口3-15。
清水段(C)底部设有反冲洗水泵进水口3-13;反冲洗水泵出水口3-13可分别打入1-6、2-6、3-6反冲洗水进口进行反冲洗。
消毒段(D)设消毒液进料管3-12,下设排污口3-16;其消毒方式包括:1)在罐内放置氯片;2)用泵供入少量次氯酸钠或优氯净或二氧化氯等溶液。
出水端,该段接收来自消毒段(D)的出水。
在A段(厌氧段)、A’段(缺氧段)、O1段(好氧一段)、O2段(好氧二段)和F段(过滤段)中都装有填料,这些填料包括焦炭颗粒、微孔陶粒、微孔瓷粒、无烟煤、活性炭、炉渣、沸石、石英砂、无剩余污泥悬浮型生物填料,但不包括组合式、弹性和蜂窝生物填料等非粒状填料。
人工粗格栅、机械细格栅和沉淀调节池,可确保污水进入一体化处理设备之前,对漂浮物和粒径≥0.1mm的悬浮物得到彻底处理。
沉淀调节池的表面水力负荷在0.5m3/(m2.h)~1.0m3/(m2.h)之间,其结构形式为竖流式沉淀或斜管沉淀。该沉淀池不仅沉淀来自原始污水中可沉淀物、而且也接收来自一体化处理设备中的所有填料区段的反冲洗出水中的厌氧、缺氧、好氧生物污泥。这些生物污泥的进入,将强化对原始污水中SS、COD、BOD、动植物油、LAS(阴离子表面活性剂)和总磷等污染物的有效处理,可对污水中的有机污染物COD有30%以上的去除率,从而降低后续的一体化污水处理设备的污染负荷。
A-A’生物反应罐和O生物反应罐构成了A-A’-O系统,即厌氧-缺氧-好氧处理系统。A-A’生物反应罐和O生物反应罐均是在低压供水、供气(空气)条件下工作的,压力≤0.3MPa且>0.1MPa,可使水中溶解氧含量大大提高,生物量大于常规生化设备。
本发明的工艺流程如下:
原始生活污水经人工和机械格栅进入沉淀调节池,进行预沉淀及水质与水量调节,后用泵提升打入A-A’生物反应罐进行厌氧、缺氧生物处理,在进入O生物反应罐进行好氧生物处理,O生物反应罐出水再进入FCD反应罐,进行过滤,清水存储和消毒后排入回用水池,池中水可作为中水加以回用。
在污水处理过程中,①O生物反应罐出水口可利用罐压部分回流到A-A’生物反应罐中的A’(缺氧段),通过进行反硝化反应使最终处理出水中总氮达标;②当罐中的填料上生物量过多时,可利用压缩空气和FCD罐中的C段的清水进行反冲洗。反冲洗出水中的污泥回流到沉淀调节池,并部分降解原水中的有机污染物。
沉淀调节池的沉泥定期用污泥泵打回化粪池,也可以打入厢式压滤机脱水,压滤机滤液返回调节池,滤饼外运处置。