CN104529068A - 一种低能耗可持续污水处理系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种低能耗可持续污水处理系统，其特征在于：包括沸石区、铁碳区和综合反应区，所述沸石区与铁碳区之间设有上部连通口和下部连通口，所述铁碳区通过水渠与综合反应区连接。

Description

一种低能耗可持续污水处理系统
技术领域
本发明涉及一种水处理系统，尤其是涉及一种低能耗且可持续进行污水处理的系统，属于环境保护和污水处理工程技术领域。
背景技术
目前城镇污水/生活污水处理普遍要求达到一级A或一级B排放标准，且对动力消耗的节约有较高需求。对于小型污水处理，对既能够确保达标排放，又适宜一体化应用的要求也愈发急迫，但现有的技术方案和装置尚没有取得创造性的突破。
原因在于，目前应用于生活污水/城镇污水处理的技术和装置，基本借鉴传统污水生物处理技术，如针对脱氮除磷的A2O工艺。其存在的问题在于，由于污水中有机碳和含氮污染物不能分离，在好氧硝化时，将不可避免地氧化有机碳，只有BOD5降至25mg/L以下时，硝化才能发生。这不但为降低BOD5浓度浪费了大量能量，而且导致反硝化缺少碳源，只能通过硝化液回流实现反硝化反应，而硝化液回流同样导致大量的能量消耗。另一方面，现有的A2O在同步脱除氮、磷污染物时，因去除氮和去除磷的相互干扰，很难同时取得较高的氮、磷去除率，尤其在进水的碳源不足的情况下，这一问题将更加尖锐。
尽管磷的去除可以通过化学沉淀，或通过人工湿地等技术来实现，但化学沉淀需要可观的药剂费和药剂投放系统的投资，而人工湿地除了用地面积要求较高外，在运行后期还会出现饱和现象，从而导致出水磷浓度超 标。
针对于目前小型污水处理设备建设的客观环境和技术要求，急需一种能够适应当前城镇发展状况的小型污水处理系统。
发明内容
本发明的目的：旨在提供一种结构简单，建设、使用、维护成本低，占地面积小的污水处理系统。
这种低能耗可持续污水处理系统，其特征在于：包括沸石区、铁碳区和综合反应区，所述沸石区与铁碳区之间设有上部连通口和下部连通口，所述铁碳区通过水渠与综合反应区连接。
所述沸石区底部设有若干曝气头。
所述水渠上设有盖板，所述盖板上设有风机。
所述沸石区周边至少设有两个铁碳区。
所述污水处理系统至少设有两组沸石区和铁碳区。
所述污水进水总管通过三通分别与沸石区进水口连接。
所述沸石区进水口设有水阀。
所综合反应区上部填充设有蜂窝状或折板状生物填料。
所述的污水处理工艺主要包括以下步骤：
A、污水通过污水进水总管从上部流入填充有沸石的第一组沸石区进行氨氮吸附作业，同时，污水进水流经沸石后从沸石区与铁碳区的下部连通口自下而上流入填充有活性炭和铁屑混合物的第一组铁碳区进行COD吸附和除磷作业；
B、氨氮吸附作业完成后，第一组沸石区进水口的水阀关闭，停止进水，风机通过输气管向设置在沸石区底部的曝气头充气进行曝气硝化作业，此时沸石上吸附的氨氮转化为硝酸盐，沸石得到再生；同时，硝化作用产生酸，沸石区水体PH值降低；
进一步，步骤B中，由于曝气作业时的汽提作用，沸石区液面上升并从沸石区与铁碳区的上部连通口流入铁碳区上部，污水自上而下流经铁碳区后从铁碳区与沸石区的下部连通口回流至沸石区，随着曝气作业循环往复，氨氮硝化时产生的酸在此中和，维持曝气硝化的正常反应环境。
C、曝气硝化完成后，经过处理的水体经过水渠从综合反应区中心设置的进水口注入综合反应区发生生物反硝化和沉淀反应；
D、在第一组沸石区停止进水时，PLC控制器打开第二组沸石区进水阀，重复步骤A至C；
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
具体实施方式
下面我们结合附图和具体的实例来对这种低能耗可持续污水处理系统及工艺进一步的详细说明。
这种低能耗可持续污水处理系统，其特征在于：包括沸石区、铁碳区和综合反应区，所述沸石区与铁碳区之间设有上部连通口和下部连通口，所述铁碳区通过水渠与综合反应区连接。
所述沸石区底部设有若干曝气头。
所述水渠上设有盖板，所述盖板上设有风机。
所述沸石区周边至少设有两个铁碳区。多个铁碳区的设置可以强化在沸石区曝气作业时与铁碳区之间的内循环作用。因为在曝气时沸石区液面整体上升并没有水流导向，因此，在沸石区周边设置多个参与内循环的铁碳区可以加强汽提作用时水体流量。
所述污水处理系统至少设有两组沸石区和铁碳区。多组沸石区和铁碳区交替运行，使得在水体停留进行曝气作业的同时，污水处理作业不会随之发生停滞，另一组沸石区和铁碳区仍可进行其他作业，保证污水处理工作持续进行，极大提高了处理效率。
所述污水进水总管通过三通分别与沸石区进水口连接。
所述沸石区进水口设有水阀。
所综合反应区上部填充设有蜂窝状或折板状生物填料。有利于生物反应的发生和污泥的沉降，填料上脱落的污泥，化学沉淀形成的絮状体，有助于在综合反应区内形成污泥床，类似于高密度澄清池，在不需要沉淀池的情况下，使出水澄清。
所述的污水处理工艺主要包括以下步骤：
A、污水通过污水进水总管从上部流入填充有沸石的第一组沸石区进行氨氮吸附作业，同时，污水进水流经沸石后从沸石区与铁碳区的下部连通口自下而上流入填充有活性炭和铁屑混合物的第一组铁碳区进行COD吸附和除磷作业；
B、氨氮吸附作业完成后，第一组沸石区进水口的水阀关闭，停止进水，风机通过输气管向设置在沸石区底部的曝气头充气进行曝气硝化作业，此时沸石上吸附的氨氮转化为硝酸盐，沸石得到再生；同时，硝化作 用产生酸，沸石区水体PH值降低；
进一步，步骤B中，由于曝气作业时的汽提作用，沸石区液面上升并从沸石区与铁碳区的上部连通口流入铁碳区上部，污水自上而下流经铁碳区后从铁碳区与沸石区的下部连通口回流至沸石区，随着曝气作业循环往复，氨氮硝化时产生的酸在此中和，维持曝气硝化的正常反应环境。
污水经过沸石滤层时，一部分SS得到过滤截留，由于曝气硝化时，沸石上吸附的氨氮转化为硝酸盐，污水中的BOD与硝酸盐混合后进入后续单元发生反硝化。
沸石区硝化再生时从上部连通口流入铁碳区的酸性水自上而下流经铁碳混合物滤层时，活性炭与废铁屑因为电位差产生微电解，贴原色变成离子态的Fe2+，同时，水体在曝气作用中不断在沸石区与铁碳区进行内循环，离子态的Fe2+最终在含氧水氧化作用下转化为Fe3+。
此外，活性炭吸附的COD在Fe/C微电解产生的H2与生物氧化的双重作用下得以再生，此外，保其作用时沸石区上部截留的SS可转移到铁矿区上方，进水运行时，SS可随污水进入后续单眼，从而减缓了沸石区与铁碳区的污堵情况。
C、曝气硝化完成后，经过处理的水体经过水渠从综合反应区中心设置的进水口注入综合反应区发生生物反硝化和沉淀反应；
进入综合反应区的水中含有BOD、NO3-N、PO43-、Fe3+，在综合反应区发生生物反硝化和FePO4化学沉淀反应，将磷去除。生物反硝化产生碱，提升水体的PH值，有助于硫酸盐沉淀。
D、在第一组沸石区停止进水时，PLC控制器打开第二组沸石区进水阀， 重复步骤A至C。

Claims (9)

1.一种低能耗可持续污水处理系统，其特征在于：包括沸石区、铁碳区和综合反应区，所述沸石区与铁碳区之间设有上部连通口和下部连通口，所述铁碳区通过水渠与综合反应区连接。
2.如权利要求1所述的一种低能耗可持续污水处理系统，其特征在于：所述沸石区底部设有若干曝气头。
3.如权利要求1所述的一种低能耗可持续污水处理系统，其特征在于：所述水渠上设有盖板，所述盖板上设有风机。
4.如权利要求1所述的一种低能耗可持续污水处理系统，其特征在于：所述沸石区周边至少设有两个铁碳区。
5.如权利要求1所述的一种低能耗可持续污水处理系统，其特征在于：所述污水处理系统至少设有两组沸石区和铁碳区。
6.如权利要求1所述的一种低能耗可持续污水处理系统，其特征在于：所述污水进水总管通过三通分别与沸石区进水口连接。
7.如权利要求1所述的一种低能耗可持续污水处理系统，其特征在于：所述沸石区进水口设有水阀。
8.如权利要求1所述的一种低能耗可持续污水处理系统，其特征在于：所综合反应区上部填充设有蜂窝状或折板状生物填料。
9.一种低能耗可持续污水处理工艺，其特征在于：所述的污水处理工艺主要包括以下步骤：
A、污水通过污水进水总管从上部流入填充有沸石的第一组沸石区进 行氨氮吸附作业，同时，污水进水流经沸石后从沸石区与铁碳区的下部连通口自下而上流入填充有活性炭和铁屑混合物的第一组铁碳区进行COD吸附和除磷作业；
B、氨氮吸附作业完成后，第一组沸石区进水口的水阀关闭，停止进水，风机通过输气管向设置在沸石区底部的曝气头充气进行曝气硝化作业，此时沸石上吸附的氨氮转化为硝酸盐，沸石得到再生；同时，硝化作用产生酸，沸石区水体PH值降低；
进一步，步骤B中，由于曝气作业时的汽提作用，沸石区液面上升并从沸石区与铁碳区的上部连通口流入铁碳区上部，污水自上而下流经铁碳区后从铁碳区与沸石区的下部连通口回流至沸石区，随着曝气作业循环往复，氨氮硝化时产生的酸在此中和，维持曝气硝化的正常反应环境。
C、曝气硝化完成后，经过处理的水体经过水渠从综合反应区中心设置的进水口注入综合反应区发生生物反硝化和沉淀反应；
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