CN104058559A - 污水处理方法及污水处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种污水处理方法及污水处理系统，尤其涉及一种生活污水处理方法及污水处理系统，该污水处理工艺与现有污水处理工艺相比，省去了现有污水处理工艺中的细格栅、沉砂池、二沉池、污泥浓缩及污泥处置等环节，简化了处理流程，利于控制和管理，运行费用低，适用于乡镇污水处理厂，且处理后的出水水质可根据要求达到一级A标准或回用水标准；污水处理系统通过采用模块化设计，工厂化生产，模块化安装，土建施工简单，工程施工周期短，操作控制简单，占地面积小，所需配置的人员少；根据不同污水水质水量，各处理功能段可根据实际需求灵活组合。

Description

污水处理方法及污水处理系统

技术领域

本发明涉及一种污水处理方法及污水处理系统，尤其涉及一种生活污水处理方法及污水处理系统。

背景技术

随着国家新型城镇化的推进，产业结构调整，形成了大量建有经济开发区、工业园区的小城镇，配套的处理小城镇生活污水显得越来越重要，但这些小城镇污水收集管网不健全，污水处理设施缺乏，给当地水环境造成严重影响。这些污水具有排放不规律、水质水量变化大等特点，有些还有特殊的工业废水进入。

目前绝大多数乡镇生活污水处理工艺沿用城市污水厂的处理工艺，但这些处理工艺与乡镇生活污水的特性并不能有效适应。因此，在传统处理工艺的基础上不断进行技术革新，开发出一套高效、低耗、投资少、占地省、管理维护简单、适应乡镇生活污水特性的处理方法，从源头控制和治理小城镇水污染是亟待解决的问题。

当前乡镇生活污水的主体处理工艺多为A²O、A/O、氧化沟及SBR工艺变形，这些工艺均来源于城市污水厂，在技术上被证明是有效的。但这些技术被运用到乡镇污水中，相当一部分乡镇污水厂运行状况很不乐观，主要存在：①现场施工建设周期较长，一次性建设投入较大；②由于收集管网不健全，建好后的处理设施很长一段时间内达不到全负荷运行，存在资源浪费现象；③运行电耗太高，电耗主要集中在提升污水的进水泵房和二级处理的曝气系统，两者约占全厂能耗70%以上；④工艺流程段较长，管理操作维护复杂，普通活性污泥法、氧化沟和A²O工艺复杂，流程长，管理难度大；SBR工艺简单，但自控程度要求高，在乡镇由于缺乏专业人员，常导致污水厂运行情况不理想。

有鉴于上述的缺陷，本设计人，积极加以研究创新，以期创设一种污水处理方法及污水处理系统，使其更具有产业上的利用价值。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种污水处理方法及污水处理系统，该污水处理方法简化了处理流程，利于控制和管理，运行费用低 ，适用于乡镇污水处理厂；该污水处理系统土建施工简单，工程施工周期短，操作控制简单，占地面积小，所需配置的人员少，且可根据不同污水水质水量，各处理功能段可根据实际需求灵活组合。

为解决实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种污水处理方法，用于污水处理系统中，该污水处理系统依次包括粗格栅、集水池、絮凝反应池、污水污泥处理一体机、酸化调节池以及一体化生物处理装置，其中，一体化生物处理装置依次包括缺氧段、好氧生物流化段、过滤段和清水段，所述污水处理方法包括如下步骤：

S1：待处理污水经过粗格栅被拦截去除部分悬浮物后流入集水池，经过集水池的污水与后续一体化生物处理装置中的过滤段反冲洗下的污水混合液一同进入絮凝反应池混合，在所述絮凝反应池中与絮凝剂充分反映以使部分悬浮物絮凝形成絮凝体后，流入污水污泥处理一体机，经过污水污泥处理一体机后，悬浮物和絮凝体被拦截；

S2：经过步骤S1处理后的污水进入至酸化调节池；

S3：经过步骤S2处理后的污水进入一体化生物处理装置，其中，经过步骤S2处理后的污水依次进入缺氧段、好氧生物流化段、过滤段和清水段，在缺氧段，所述污水与好氧生物流化段回流的混合液混合，在缺氧条件下和反硝化菌进行硝态氮的反硝化反应，去除污水中含碳有机物和含氮有机物，经过缺氧段处理的污水进入好氧生物流化段中，与随曝气流动的生物填料接触，去除污水中的有机污染物，经过好氧生物流化段处理的污水进入过滤段中以过滤去除悬浮物，最后进入清水段。

进一步的，在所述步骤S1中，所述粗格栅拦截去除直径大于10mm的大颗粒悬浮物。

进一步的，在所述步骤S1中，所述污水污泥处理一体机内设置有用以拦截悬浮物和絮凝体的微滤网。

进一步的，在所述步骤S3中，所述缺氧段内填充有含有反硝化菌的缺氧填料。

进一步的，在所述步骤S3中，所述好氧生物流化段内填充有生物填料。

进一步的，在所述步骤S3中，在好氧生物流化段，所述经过缺氧段处理的污水与生物填料上的生物膜接触，且在充足的溶解氧条件下，去除污水中有机污染物。

进一步的，在所述步骤S3中，所述过滤段内填充有过滤材料。

进一步的，在所述步骤S3中，所述过滤段内设置有两段过滤层，且两段过滤层之间为中空层。

进一步的，在所述步骤S3中，所述两段过滤层为上下串联设置，其中，两段过滤层中第一层过滤层的上侧设置有布水器。

为解决实现上述目的，本发明还采用如下技术方案：一种污水处理系统，依次包括粗格栅、集水池、絮凝反应池、污水污泥处理一体机、酸化调节池以及一体化生物处理装置，所述一体化生物处理装置依次包括缺氧段、好氧生物流化段、过滤段和清水段，所述缺氧段内填充有含有反硝化菌的缺氧填料，所述好氧生物流化段内填充有生物填料，所述过滤段内设置有两段过滤层，且两段过滤层之间为中空层，所述好氧段的混合液回流至缺氧段，所述过滤段与絮凝反应池连接，并且过滤段反冲洗的污水混合液回流至絮凝反应池。

借由上述方案，本发明至少具有以下优点：本发明的污水处理工艺与现有污水处理工艺相比，省去了现有污水处理工艺中的细格栅、沉砂池、二沉池、污泥浓缩及污泥处置等环节，简化了处理流程，利于控制和管理，运行费用低，适用于乡镇污水处理厂，且处理后的出水水质可根据要求达到一级A标准或回用水标准；而本发明的污水处理系统通过采用模块化设计，工厂化生产，模块化安装，土建施工简单，工程施工周期短，操作控制简单，占地面积小，所需配置的人员少；根据不同污水水质水量，各处理功能段可根据实际需求灵活组合。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1是本发明的污水处理方法的流程图。

图2是本发明的污水处理系统中污水污泥处理一体机的结构示意图。

图3为图2所示的污水污泥处理一体机的俯视图。

图4是本发明的污水处理系统中一体化生物处理装置部分的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

参结合图2至图4，本发明一较佳实施例中的污水处理系统依次包括粗格栅、集水池、絮凝反应池、污水污泥处理一体机1、酸化调节池以及一体化生物处理装置2。所述粗格栅用以拦截去除直径大于10mm的大颗粒悬浮物。

所述污水污泥处理一体机1包括壳体11以及用以支撑壳体11的前支脚121和后支脚122。该污水污泥处理一体机1的壳体11、前支脚121和后支脚122采用优质不锈钢所制成。所述前支脚121和后支脚122均为可调节支脚。所述壳体11内设置有用以与外部连通以贮存污水的污水过滤槽14、设置在污水过滤槽14下方的清水槽13、设置在污水过滤槽14与清水槽13之间且用以过滤污水中的污泥（该污泥主要为悬浮物和絮凝体）的微滤网15、以及设置在微滤网15一端以收集微滤网15上的污泥的压泥槽16。所述微滤网15的网孔孔径可以在100μm至800μm范围内选择。所述污水过滤槽14与清水槽13之间连通，并由微滤网15分隔开。微滤网15伸入至压泥槽16的上方，在微滤网15位于压泥槽16部分的上侧设置有风刀10。所述压泥槽16位于污水过滤槽14和清水槽13的后端，压泥槽16内设置有无轴螺旋输送器17、设置在无轴螺旋输送器17一侧的滤筒18，该滤筒18的出口处设置有压板19。压泥槽16内的污泥通过无轴螺旋输送器17不断推送至滤筒18内，使滤筒18内的污泥不断挤压以使污泥中的水分挤出并压制形成污泥饼，该污泥饼的含水量低至80%。在其他实施例中，还可以采用其他推送器代替无轴螺旋输送器17。

所述该酸化调节池内设置有搅拌装置，在该酸化调节池内的缺氧环境下，通过搅拌装置，池内的污泥不断与进入该池的污水混合并发生酸化反应，从而去除大约20-30%左右的有机物，并将复杂的有机物转化为更简单的有机物，同时调节污水水量、均化污水水质。所述一体化生物处理装置2依次包括缺氧段21、好氧生物流化段22、过滤段23和清水段（未图示）。在本实施例中，前后设置有两个串联设置的好氧生物流化段22。所述缺氧段21设置有进水口24，该进水口24与酸化调节池连接以便于经酸化调节池处理后的污水进入到缺氧段21。所述缺氧段21内填充有含有反硝化菌的缺氧填料，所述好氧生物流化段22内填充有生物填料，所述过滤段23内设置有两段过滤层25，且两段过滤层25之间为中空层26，其中，所述两段过滤层25中第一层过滤层的上侧设置有布水器27，通过该布水器27可以使污水均匀布散。在该一体化生物处理装置2的过滤段23中还设置有反冲污泥回流装置，该反冲污泥回流装置包括分别设置在两段过滤层25下侧的冲洗器28和将反冲洗脱落的污泥回流到前级的气提泵29。所述过滤段23设置有与清水段连接的出水口20。所述好氧生物流化段22的混合液回流至缺氧段21，所述过滤段23与絮凝反应池连接，并且过滤段23反冲洗的污水混合液回流至絮凝反应池。

请结合图1至图4，利用上述污水处理系统，本发明的污水处理方法包括步骤S1至S3。

S1：待处理污水（通过管网流入的城镇生活污水）经过粗格栅被拦截去除部分悬浮物后流入集水池（进入集水池的污水称为原水），经过集水池的污水与后续一体化生物处理装置2中的过滤段23反冲洗下的污水混合液一同进入絮凝反应池混合，在所述絮凝反应池中与絮凝剂充分反映后，流入污水污泥处理一体机1，经过污水污泥处理一体机1后，污泥（该污泥主要为絮凝体、悬浮物及杂质）被拦截压滤成污泥饼。

在本步骤中，所述粗格栅用以拦截去除直径大于10mm的大颗粒悬浮物后进入集水池，从而减轻后级工艺段的负荷，保证后续污水处理系统的正常运行。污水流入集水池后，投加絮凝剂的计量泵与提升泵联动运行，投加的絮凝剂、集水池中提升的污水及过滤段23反冲洗下的污水混合液一起混匀。本实施例中絮凝剂选择PAC或PAM。在投加絮凝剂后，污水、污水混合液与絮凝剂发生絮凝反应形成无数细小的悬浮颗粒，并最终使污水中悬浮物絮凝成较大颗粒的絮凝体。在本实施例中，絮凝反应池中水力停留时间为20min。在絮凝反应池中絮凝剂的投加量可视原水水质和处理水质的要求而自由选择。

经絮凝反应后的污水流入至污水污泥处理一体机1后，在污水污泥处理一体机1中，污水中大部分污泥在通过微滤网15时被截留，本实施例中的微滤网15的网孔孔径选用300μm。当截留的污泥堵塞微滤网15的网孔后，污水过滤槽14的污水水位逐渐提高，当水位提高到极限位置时，微滤网15在电机的驱动下进行逆水流方向回转运行，当微滤网15的堵塞段转到压泥槽16的上端时，截留在微滤网15上的大部分污泥在重力的作用下落入压泥槽16中，其余部分则在风刀10的吹扫下落入压泥槽16中，在压泥槽16中的污泥在无轴螺旋输送器17推送下进入滤筒18内，使滤筒18内的污泥不断挤压以使污泥中的水分挤出并压制形成污泥饼，该污泥饼的含水量低至80%，该污泥饼最后落入收集装置（未图示）中。经过污水污泥处理一体机1可去除污水中大部分无机悬浮物、部分有机污染物和含磷物质等。本实施例中污水在污水污泥处理一体机1中的停留时间小于1min，微滤网15前后的液位差约0.2m，经过微滤网15处理后的污水中污泥低于100mg/L。截留在微滤网15上的污泥含水率在95%-98%间，经过压泥槽16中的无轴螺旋输送器17不断挤压后，压泥槽16出泥口的污泥含水率降低至80%。通过该污水污泥一体机1的微滤网15可去除50%-80%的悬浮物,去除60%-90%的总磷，减少了对后续工艺段的压力，降低了后级工艺段中有机污染物负荷，减少了进入后级工艺段中的悬浮物浓度，降低了后级工艺段中的污泥产率，减少了后级工艺段中的能源消耗；同时，该污水污泥一体机1相比传统污泥脱水机，微滤网15上截留的污泥落入压泥槽16后就进行污泥压滤，实现污水污泥一体化处理。

S2：经过步骤S1处理后的污水进入至酸化调节池。该酸化调节池内设置有搅拌装置，在该酸化调节池内的缺氧环境下，通过搅拌装置，酸化调节池内的污泥不断与进入该酸化调节池的污水混合并发生酸化反应，从而去除大约20-30%左右的有机物，并将复杂的有机物转化为更简单的有机物，同时调节污水水量、均化污水水质。本实施例的酸化调节池水力停留时间为8小时。

S3：经过步骤S2处理后的污水进入一体化生物处理装置2，其中，经过步骤S2处理后的污水依次进入缺氧段21、好氧生物流化段22、过滤段23和清水段。在缺氧段21，所述污水与好氧生物流化段22回流的混合液混合，在缺氧条件下和缺氧段21中所填充的缺氧填料上的反硝化菌的作用下，进行硝态氮的反硝化反应，去除污水中含碳有机物和含氮有机物。在本实施例中，好氧生物流化段22为串联设置的两个。经过缺氧段21处理的污水进入好氧生物流化段22中，与随曝气流动的生物填料接触，去除污水中有机污染物，经过好氧生物流化段22处理的污水进入过滤段23中过滤以过滤去除悬浮物，最后进入清水段。本实施例的一体化生物处理装置2的缺氧段21、好氧生物流化段22和过滤段23的水力停留时间分别为2.5小时、5.5小时和0.6小时，总水力停留10小时，混合液回流比为2-3，过滤段反冲洗周期为4小时，反冲洗污水混合液回流比为0.2-1。

在本步骤中，经步骤S2处理后的污水通过泵提升至一体化生物处理装置2中，该一体化生物处理装置2由玻璃钢壳体制成。在好氧生物流化段22中具体实现方式为：好氧生物流化段22中填充的生物填料随着曝气在污水中不断流动，在此过程中，污水中的小分子有机物与附着在填料上的生物膜充分接触，在充足的溶解氧条件下，通过生物填料不断将污水中的有机污染物氧化分解，实现去除污水中的有机污染物，于此同时，不断将好氧生物流化段22的混合液回流到缺氧段21。上述生物填料的载体为直径φ10×10mm的复合聚乙烯材料（polyethylene ，简称PE）。在过滤段23中，过滤段23设置上下串联设置的两段过滤层25，两段过滤层25内均填充有过滤材料。两段过滤层25间为中空层26，两段过滤层25中第一层过滤层的上侧设置有布水器27，利用该布水器27将污水均匀布散，污水首先进入第一层过滤层，经第一层过滤层过滤后的污水流入中空层26，然后进入第二层过滤层，经过两段过滤层25过滤后，污水中的大部分悬浮物均被过滤材料截留去除。在该一体化生物处理装置2的过滤段23中还设置有反冲污泥回流装置，该反冲污泥回流装置包括分别设置在两段过滤层25下侧的冲洗器28和将反冲洗脱落的污泥回流到前级的气提泵29。通过该反冲污泥回流装置2可定期对过滤段25中的过滤材料曝气反冲洗，然后通过气提泵将过滤材料上反冲洗脱落的污水以气提的方式回流到前级絮凝反应池进行处理，因此产生的剩余污泥量极少，仅相当于活性污泥法的10-20%，对污泥处理的要求很低，预计可节省处理剩余污泥的电费和药剂费60-80%；整个装置可根据实际需要自由组合，便于根据处理水量配置各处理段的数量。

S5：经过上述一体化生物处理装置2处理后的水经紫外线消毒后即可达标排放。

综上所述：本发明具有如下优点：

（1）、本发明的污水处理工艺与现有污水处理工艺相比，省去了现有污水处理工艺中的细格栅、沉砂池、二沉池、污泥浓缩及污泥处置等环节，简化了处理流程，利于控制和管理，运行费用低，适用于乡镇污水处理厂，且处理后的出水水质可根据要求达到一级A标准或回用水标准；

（2）、通过污水污泥一体机1可去除50%-80%的悬浮物,去除60%-90%的总磷，减少了对后级工艺段的压力，降低了后级工艺段的有机污染物负荷，减少了后级工艺段的悬浮物浓度，降低了后级工艺段的污泥产率，减少了后级工艺段的能源消耗；同时，污水污泥一体机1相比现有传统污泥脱水机，微滤网15上截留的污泥落入压泥槽16后就进行污泥压滤，实现污水污泥一体化处理；

（3）、该一体化生物处理装置1集结了缺氧、好氧生物流化、过滤、储水等功能。通过缺氧段21、好氧生物流化段22和过滤段23，实现多段协同作用，可去除污水中60%-80%的有机污染物。通过好氧生物流化段22，使污水与生物膜充分接触，从而使得污泥产生量减少；通过定期对过滤段23的过滤材料曝气反冲洗，通过气提泵将过滤材料上反冲洗脱落的污泥以气提的方式回流到前级絮凝反应池进行处理，因此产生的剩余污泥量极少，仅相当于活性污泥法的10-20%，对污泥处理的要求很低，预计可节省处理剩余污泥的电费和药剂费60-80%；

（3）、该污水处理系统采用模块化设计，工厂化生产，模块化安装，土建施工简单，工程施工周期短，操作控制简单，占地面积小，所需配置的人员少；根据不同污水水质水量，各处理功能段可根据实际需求灵活组合，处理规模可从500吨/日-5000吨/日。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种污水处理方法，其特征在于：用于污水处理系统中，该污水处理系统依次包括粗格栅、集水池、絮凝反应池、污水污泥处理一体机、酸化调节池以及一体化生物处理装置，其中，一体化生物处理装置依次包括缺氧段、好氧生物流化段、过滤段和清水段，所述污水处理方法包括如下步骤：

S1：待处理污水经过粗格栅被拦截去除部分悬浮物后流入集水池，经过集水池的污水与后续一体化生物处理装置中的过滤段反冲洗下的污水混合液一同进入絮凝反应池混合，在所述絮凝反应池中与絮凝剂充分反映以使部分悬浮物絮凝形成絮凝体后，流入污水污泥处理一体机，经过污水污泥处理一体机后，悬浮物和絮凝体被拦截；

S2：经过步骤S1处理后的污水进入至酸化调节池；

S3：经过步骤S2处理后的污水进入一体化生物处理装置，其中，经过步骤S2处理后的污水依次进入缺氧段、好氧生物流化段、过滤段和清水段，在缺氧段，所述污水与好氧生物流化段回流的混合液混合，在缺氧条件下和反硝化菌进行硝态氮的反硝化反应，去除污水中含碳有机物和含氮有机物，经过缺氧段处理的污水进入好氧生物流化段中，与随曝气流动的生物填料接触，去除污水中的有机污染物，经过好氧生物流化段处理的污水进入过滤段中以过滤去除悬浮物，最后进入清水段。

2.根据权利要求1所述的污水处理方法，其特征在于：在所述步骤S1中，所述粗格栅拦截去除直径大于10mm的大颗粒悬浮物。

3.根据权利要求1所述的污水处理方法，其特征在于：在所述步骤S1中，所述污水污泥处理一体机内设置有用以拦截悬浮物和絮凝体的微滤网。

4.根据权利要求1所述的污水处理方法，其特征在于：在所述步骤S3中，所述缺氧段内填充有含有反硝化菌的缺氧填料。

5.根据权利要求1所述的污水处理方法，其特征在于：在所述步骤S3中，所述好氧生物流化段内填充有生物填料。

6.根据权利要求5所述的污水处理方法，其特征在于：在所述步骤S3中，在好氧生物流化段，所述经过缺氧段处理的污水与生物填料上的生物膜接触，且在充足的溶解氧条件下，去除污水中有机污染物。

7.根据权利要求1所述的污水处理方法，其特征在于：在所述步骤S3中，所述过滤段内填充有过滤材料。

8.根据权利要求1所述的污水处理方法，其特征在于：在所述步骤S3中，所述过滤段内设置有两段过滤层，且两段过滤层之间为中空层。

9.根据权利要求8所述的污水处理方法，其特征在于：在所述步骤S3中，所述两段过滤层为上下串联设置，其中，两段过滤层中第一层过滤层的上侧设置有布水器。

10.一种污水处理系统，其特征在于：依次包括粗格栅、集水池、絮凝反应池、污水污泥处理一体机、酸化调节池以及一体化生物处理装置，所述一体化生物处理装置依次包括缺氧段、好氧生物流化段、过滤段和清水段，所述缺氧段内填充有含有反硝化菌的缺氧填料，所述好氧生物流化段内填充有生物填料，所述过滤段内设置有两段过滤层，且两段过滤层之间为中空层，所述好氧段的混合液回流至缺氧段，所述过滤段与絮凝反应池连接，并且过滤段反冲洗的污水混合液回流至絮凝反应池。