CN104193114A - 污水处理方法及污水处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种污水处理方法及污水处理系统，污水处理方法包括如下步骤：将待处理污水注入臭氧反应区内，启动臭氧曝气装置释放臭氧，待处理污水与臭氧充分接触并氧化后通过滤板层(或中间消化池)进入生物过滤区内；经臭氧氧化的污水与生物过滤区的填料层充分接触，污水经填料层内的填料进一步地过滤后，即可排放。其污水处理系统包括臭氧反应区、生物过滤区及滤板层(或中间消化池)。本发明的污水处理系统污水氧化完全、出水水质质量高且易于操作管理、节约能源及初始设备投资。

Description

污水处理方法及污水处理系统

技术领域

本发明涉及水处理领域，特别是涉及一种污水处理方法及污水处理系统。 

背景技术

臭氧具有很强的氧化性，可以氧化多种化合物，而且具有耗量小，反应速度快、不产生污泥等优点，因此被成功地应用于饮用水、工业废水及循环冷却水处理工艺中。尽管臭氧具有极强的氧化性，但也存在一定的局限性。事实上，对于某些有机物，仅仅使用臭氧(特别是在低浓度时)很难将其完全氧化，此时单独使用臭氧来处理水并不是最佳的方法，另外，现有的生物污水处理设备投资费用过高。 

发明内容

基于此，有必要提供一种污水氧化完全、出水水质质量高且易于操作管理、节约能源及初始设备投资的污水处理方法。 

一种污水处理方法，包括如下步骤： 

将待处理污水通过臭氧反应区的入水口注入臭氧反应区内，启动臭氧反应区内的臭氧曝气装置释放臭氧，待处理污水与臭氧充分接触并氧化后通过滤板层进入生物过滤区内，所述臭氧的投加量与待处理污水中化学需氧量的质量比为0.05-0.3:1，待处理污水与所述臭氧反应时间为0.5-2h； 

经臭氧氧化的污水再通过开合装置进入生物过滤区内与填料层充分接触，污水经填料层内的填料过滤，经臭氧氧化的污水与填料层内的填料接触时间为1-6h； 

排水。 

本发明的另一目的在于提供种污水氧化完全、出水水质质量高且易于操作管理、节约能源及初始设备投资的污水处理系统。 

一种污水处理系统，包括臭氧反应区、生物过滤区及滤板层，所述臭氧反 应区具有入水口，所述生物过滤区具有出水口； 

所述臭氧反应区通过开合装置连通于所述生物过滤区，所述臭氧反应区及生物过滤区之间设有所述滤板层； 

所述臭氧反应区内设有用于将臭氧反应区内形成臭氧环境的臭氧曝气装置，所述生物过滤区内设有用于生物过滤的填料层。 

在其中一个实施例中，所述填料层为生物陶粒层。 

在其中一个实施例中，所述生物陶粒层的高度为3-5m。 

在其中一个实施例中，所述臭氧曝气装置具有多个曝气元件。 

在其中一个实施例中，所述曝气元件为曝气头或者溶气泵、水射器、管道混合器、穿孔管、滤头。 

在其中一个实施例中，所述臭氧反应区内设有填料层； 

所述填料层设置于所述生物过滤区的出水口与所述滤板层之间，所述填料层与所述臭氧反应区内壁间隙配合，所述填料层的厚度为2-5m。 

在其中一个实施例中，所述臭氧反应区、滤板层及生物过滤区沿竖直方向依次由下至上设置。 

本发明的另一目的在提供一种污水处理系统。 

一种污水处理系统，包括臭氧反应区、生物过滤区及中间消化池，所述臭氧反应区具有入水口，所述生物过滤区具有出水口； 

所述臭氧反应区通过开合装置连通于所述生物过滤区，所述臭氧反应区及生物过滤区之间连通有所述中间消化池； 

所述臭氧反应区内设有用于将臭氧反应区内形成臭氧环境的臭氧曝气装置，所述生物过滤区内设有用于生物过滤的填料层。 

在其中一个实施例中，所述臭氧反应区、中间消化池及生物过滤区沿水流方向依次由前至后设置。 

本发明涉及的污水处理系统是针对有机物浓度不高(即化学需氧量(COD)低于130mg/L)的废水，这些有机物难生物降解的废水，或被难生物降解有机物污染的水源水，提出采用臭氧氧化部分有机物，提高有机污染物的可生化性，然后与生物过滤区(生物滤池)联合进行处理，充分利用臭氧分解产生的氧气， 不另增加氧气源，最终满足COD小于60mg/l的出水排放要求。 

本发明涉及的污水处理系统将含有难生物降解有机物的废水，或被难生物降解有机物污染的水源水，通过臭氧反应区的臭氧曝气装置(或臭氧布气装置)释放的臭氧氧化，将大部分难生物降解的有机物降解或转化为可生物降解的有机物，然后与生物过滤区(生物滤池)联合进行处理，节省了曝气充氧装置及二次沉淀池，在保证出水处理效果的前提下使处理工艺简化，节省了资源及初始设备的投资。 

本发明涉及的污水处理系统具有以下优点： 

(1)高质量的出水水质；在进水COD不高于130mg/L时，出水COD可保持在60mg/L以下； 

(2)无需配备鼓风机(曝气充氧装置)即可将生物滤池实现曝气生物滤池的功能，在臭氧反应区内，形成的臭氧环境，臭氧浓度高，能够氧化完全，且节约能源及初始设备投资； 

(3)易挂膜，启动快，处理设施可间歇启动运行； 

(4)工艺流程短，易于操作管理； 

(5)采用模块化结构，便于改、扩建； 

(6)较小的池容积和占地面积，可建成封闭式厂房，减少对周围环境影响。 

本发明涉及的污水处理方法，操作简单，工艺流程简单且工艺流程短，易于控制，易于操作管理。 

附图说明

图1为本发明实施例一体式污水处理系统示意图； 

图2为本发明实施例分体式污水处理系统示意图。 

10、臭氧反应区；12、进水管道；14、反冲进水管道；16、臭氧进气管道；18、反冲进气管道；20、生物过滤区；22、出水管道；24、反冲出水管道；30、滤板层；40、填料层；50、臭氧曝气装置；60、臭氧反应区布水槽；70、中间消化池；72、凹槽；74、隔板；80、生物过滤区布水槽；90、出水堰板。 

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。 

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。 

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。 

一种污水处理系统，包括臭氧反应区10、生物过滤区20及滤板层30，所述臭氧反应区10、滤板层30及生物过滤区20沿竖直方向依次由下至上设置，进一步地，所述臭氧反应区10与所述生物过滤区20之间还可串联连通有中间消化池70。 

所述臭氧反应区10的底部具有入水口，所述生物过滤区20的顶部具有出水口，所述生物过滤区20的出水口处设有出水堰板90；所述臭氧反应区10通过开合装置(图中未示出)连通于所述生物过滤区20，所述臭氧反应区10及生物过滤区20之间设有所述滤板层30。 

所述臭氧反应区10内设有臭氧曝气装置50(或臭氧布气装置)，所述臭氧曝气装置50具有多个曝气元件(或布气元件)；所述生物过滤区20内设有填料层40，所述填料层40为生物陶粒层，所述生物陶粒层的高度为3-5m。 

进一步地，所述臭氧反应区10内设有填料层40；所述填料层40设置于所述生物过滤区20的出水口与所述滤板层30之间，所述填料层40与所述臭氧反应区10内壁间隙配合，所述填料层40的厚度为2-5m。 

本发明的污水处理系统在使用时涉及的污水处理方法，包括如下步骤： 

将待处理污水通过臭氧反应区10的入水口注入臭氧反应区10内，启动臭 氧反应区10内的臭氧曝气装置50(曝气或布气元件)释放臭氧，待处理污水与臭氧充分接触并氧化后通过滤板层30进入生物过滤区20内，所述臭氧的投加量与待处理污水中化学需氧量的质量比为0.05-0.3:1，待处理污水与所述臭氧反应时间为0.5-2h； 

经臭氧氧化的污水与生物过滤区20内的填料层40充分接触，经臭氧氧化的污水与填料层40内的填料接触时间为1-6h，污水经填料层40内的填料进一步地过滤后，即可排放。 

另外，本发明的污水处理系统可以为一体式设计，也可以为分体式设计。 

当为一体式设计时，参见图1所示，所述臭氧反应区10及生物过滤区20均位于一个具有腔室的水槽中，所述水槽中横向方向设有所述滤板层30将水槽分隔成上下两个部分，上部分构成所述生物过滤区20(生物反应区)，下部分构成所述臭氧反应区10，所述臭氧反应区10内设有所述臭氧曝气装置50(曝气或布气元件)，所述水槽的底部设有入水口，该入水口还连通有用于臭氧输送的臭氧进气管道16、反冲进水管道14、进水管道12及反冲进气管道18。 

所述臭氧反应区10内不设有所述填料层40(生物陶粒层)，所述水槽的顶部不具有盖体，且水槽的顶部具有出水口用于排放处理后的净水，该出水口连通有出水堰板90，该出水口还连通有反冲出水管道24，所述生物过滤区20内设有填料层40，所述填料层40为生物陶粒层，所述生物陶粒层的高度为3-5m。 

所述一体式臭氧氧化-生物滤池装置处理水的方法为来自臭氧发生系统中混有氧气的臭氧直接投加到生物滤池的进水管道12中，通过生物滤池底部的滤板进入生物滤池，在下层形成臭氧氧化区，在中上层形成生物滤料区，普通生物陶粒的装填高度为3～5m，空池滤速0.5-2.5m/h；废水与臭氧在臭氧氧化区充分接触反应后，上流到上部的生物滤池；臭氧的投加量为臭氧与待处理水中化学需氧量(COD)的质量比为0.05～0.3:1，废水在臭氧反应区反应时间为0.5～2小时；在生物滤池处理的停留时间为1～6小时，最后由出水堰排出。 

当为分体式设计时，参见图2所示，在分体式的结构中串联连通有中间消化池70。所述臭氧反应区10内设有所述臭氧曝气装置50(曝气元件或布气元件)，所述臭氧反应区10相邻地连通有中间消化池70，臭氧反应区10具有入水 口，臭氧反应区10的入水口具有臭氧反应区布水槽60，臭氧反应区10的出水口通过连接有出水堰板90连通于相邻的中间消化池70，所述中间消化池70为长方体状的箱体结构，中间消化池70的顶部设有入水口及出水口，所述中间消化池70内部入水口及出水口之间设有竖直方向的隔板74，中间消化池70的底部具有间隔供水流动，隔板74与中间消化池70的顶部密封，中间消化池70的出水口处还具有开口朝向中间消化池70顶部的凹槽72，所述凹槽72的槽口顶部与所述中间消化池70的出水口平齐，所述凹槽72的底部具有出口连通有生物过滤区布水槽80，生物过滤区布水槽80连通于隔板74有生物过滤区20(生物反应区)，所述生物过滤区20内设有填料层40，所述填料层40为生物陶粒层，所述生物陶粒层的高度为3-5m。生物过滤区20的出水口具有出水堰板90，出水堰板90的底部连接有出水管道22。进一步地，臭氧反应区布水槽60的竖直高度大于所述臭氧反应区10的高度，便于水流在重力作用下进入臭氧反应区10内。生物过滤区布水槽80的竖直高度大于所述生物过滤区20的高度，便于水流在重力作用下进入生物过滤区20内。中间消化池70的凹槽72内的水流可自流入生物过滤区布水槽80。 

所述分体式臭氧氧化-生物滤池装置处理水的方法为来自臭氧发生系统中混有氧气的臭氧通过钛盘曝气器或其他曝气装置或布气装置在臭氧反应区(臭氧接触池)中与废水充分接触反应后，经中间消化池70进入生物过滤区(生物滤池)，该生物滤池为上流式，普通生物陶粒的装填高度为3～5m，空池滤速0.5-2.5m/h；臭氧的投加量为臭氧与待处理水中化学需氧量(COD)的质量比为0.05～0.3:1，废水在臭氧接触池反应时间为0.5～2小时；中间消化池70的停留时间0.5～2小时，在生物滤池处理的停留时间为1～6小时，最后由出水堰排出。 

本发明涉及的污水处理系统，臭氧直接投加到臭氧反应区的进水管道12中，可以为直接或通过曝气头、溶气泵、水射器、管道混合器、穿孔管、滤头等设备进一步将臭氧混合在进水中。所述的臭氧反应区，可以填装或不填装普通生物陶粒，普通生物陶粒作为接触介质，填装高度2～5m。所述混有氧气的臭氧，废水与臭氧在臭氧反应区充分氧化分解后，因混有氧气，可以使废水中的溶解氧(DO)平均维持在4～13mg/L。所述可以使废水中的溶解氧(DO)平均维持 在4～13mg/L，为在没有外部供氧的情况下，生物滤池的溶解氧(DO)已经达到曝气生物滤池的要求，并具备其生物氧化功能。 

本发明涉及的污水处理系统是针对有机物浓度不高(即化学需氧量COD低于130mg/L)的废水，这些有机物难生物降解的废水，或被难生物降解有机物污染的水源水，提出采用臭氧氧化部分有机物，提高有机污染物的可生化性，然后与生物滤池联合进行处理，充分利用臭氧分解产生的氧气，不另增加氧气源，最终满足COD小于60mg/l的出水排放要求。 

本发明涉及的污水处理系统将含有难生物降解有机物的废水，或被难生物降解有机物污染的水源水，通过臭氧反应区10的臭氧曝气装置50释放的臭氧氧化，将大部分难生物降解的有机物降解或转化为可生物降解的有机物，然后与生物过滤区20(生物滤池)联合进行处理，节省了曝气充氧装置及二次沉淀池，在保证出处理效果的前提下使处理工艺简化，节省了资源及初始设备的投资。 

本发明涉及的污水处理系统具有以下优点： 

(1)高质量的出水水质；在进水COD不高于130mg/L时，出水COD可保持在60mg/L以下； 

(2)无需配备鼓风机(曝气充氧装置)即可将生物滤池实现曝气生物滤池的功能，在臭氧反应区内，形成的臭氧环境，臭氧浓度高，能够氧化完全，且节约能源及初始设备投资； 

(3)易挂膜，启动快，处理设施可间歇启动运行； 

(4)工艺流程短，易于操作管理； 

(5)采用模块化结构，便于改、扩建； 

(6)较小的池容积和占地面积，可建成封闭式厂房，减少对周围环境影响。 

本发明涉及的污水处理方法，操作简单，工艺流程简单且工艺流程短，易于控制，易于操作管理。 

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域 的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。 

Claims (10)

1.一种污水处理方法，其特征在于，包括如下步骤：

将待处理污水通过臭氧反应区的入水口注入臭氧反应区内，启动臭氧反应区内的臭氧曝气装置释放臭氧，待处理污水与臭氧充分接触并氧化后通过滤板层，进入生物过滤区内，所述臭氧的投加量与待处理污水中化学需氧量的质量比为0.05-0.3:1，待处理污水与所述臭氧反应时间为0.5-2h；

经臭氧氧化的污水再通过开合装置进入生物过滤区内与填料层充分接触，污水经填料层内的填料过滤，经臭氧氧化的污水与填料层内的填料接触时间为1-6h；

排水。

2.一种污水处理系统，其特征在于，包括臭氧反应区、生物过滤区及滤板层，所述臭氧反应区具有入水口，所述生物过滤区具有出水口；

所述臭氧反应区通过开合装置连通于所述生物过滤区，所述臭氧反应区及生物过滤区之间设有所述滤板层；

所述臭氧反应区内设有用于将臭氧反应区内形成臭氧环境的臭氧曝气装置，所述生物过滤区内设有用于生物过滤的填料层。

3.根据权利要求2所述的污水处理系统，其特征在于，所述填料层为生物陶粒层。

4.根据权利要求3所述的污水处理系统，其特征在于，所述生物陶粒层的厚度为3-5m。

5.根据权利要求2-4任意一项所述的污水处理系统，其特征在于，所述臭氧曝气装置具有多个曝气元件。

6.根据权利要求5所述的污水处理系统，其特征在于，所述曝气元件为曝气头或者溶气泵、水射器、管道混合器、穿孔管、滤头。

7.根据权利要求2-4任意一项所述的污水处理系统，其特征在于，所述臭氧反应区内可设有填料层；生物过滤区内设有填料层；

所述填料层设置于所述生物过滤区的出水口与所述滤板层之间，所述填料层与所述臭氧反应区内壁间隙配合，所述填料层的厚度为2-5m。

8.根据权利要求2-4任意一项所述的污水处理系统，其特征在于，所述臭氧反应区、滤板层及生物过滤区沿竖直方向依次由下至上设置。

9.一种污水处理系统，其特征在于，包括臭氧反应区、生物过滤区及中间消化池，所述臭氧反应区具有入水口，所述生物过滤区具有出水口；

所述臭氧反应区通过开合装置连通于所述生物过滤区，所述臭氧反应区及生物过滤区之间连通有所述中间消化池；

所述臭氧反应区内设有用于将臭氧反应区内形成臭氧环境的臭氧曝气装置，所述生物过滤区内设有用于生物过滤的填料层。

10.根据权利要求9所述的污水处理系统，其特征在于，所述臭氧反应区、中间消化池及生物过滤区沿水流方向依次由前至后设置。