CN105502829A - 一种新型一体化污水处理工艺及其专用设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型一体化污水处理工艺及其专用设备，该污水处理工艺，包括预处理、水解酸化、生物接触氧化、二次沉淀、活性砂滤和外置超滤工艺。该专用的活性砂滤装置，具有砂滤池体，其底部为锥型空间，所述砂滤池内设有内部过滤单元，内部过滤单元包括进水管、与进水管连通的水流分配器、石英砂滤料和出水管，所述石英砂滤料覆盖所述水流分配器；所述内部过滤单元上部设有洗砂装置，所述洗砂装置包括伸入至砂滤池体底部的中心管，所述中心管的上部套装有出砂管，中心管和出砂管的上端连通砂水分离室，空气提升泵连通砂水分离室，砂水分离室连通有冲洗水出水管。结构紧凑，节省化学药剂，节省设备空间，过滤效果好，出水水质稳定。

Description

一种新型一体化污水处理工艺及其专用设备

技术领域

本发明属于水净化技术领域，尤其涉及一种新型一体化污水处理工艺及其专用设备。

背景技术

生活污水包括有城市生活中的各种洗涤用水、污水以及粪便等，多为无毒的无机盐类，成分比较固定，主要含有碳水化合物、蛋白质、氨基酸、脂肪等有机物，比较适合细菌、病毒的生长，并具有一定的肥效，可用来灌溉农田。同时，生活污水中氮、磷等植物营养物质含量较多，容易造成水体的富营养化，是水体的主要污染源之一，故需对生活污水进行处理并使其达标后，才能将其排放至江河湖泊中去，从而克服因生活污水造成的水体污染。如今，随着我国城镇人口快速增加，城镇需水量也随之递增，但现有供水水平却较难满足要求。有关统计数据表明，我国城市人均每天排出的生活污水量为150至400L，如能更好地对生活污水进行处理并进行再利用，就能够缓解水资源短缺的问题。此外，相应配套的管网建设投资和原有污水厂改扩建费用也非常巨大，并且原有污水处理厂运行费用和维修保养费用较高。现有的一体化污水处理设备存在集成化程度低，占地面积大，而且运行成本高，处理效果差，设备不易维护等缺点。去除有机物的水处理技术主要有：“混凝-沉淀-过滤”技术、空气吹脱法、杀菌消毒技术、碳源技术，生物处理技术、离子交换技术、膜分离技术以及光化学技术处理技术等等。这些水处理技术已经能够使水中的有机物含量的控制达到了较高的指标。但现在用于处理各种工业污水、工业净水、城市自来水、城市污水和家用纯水、软水的过滤材料是要使石英砂、活性炭和无烟煤等传统滤料，其存在入下方面的问题：空隙率比较小，吸附时间过短，容易失效及堵塞，比较容易磨损，使用寿命只有1年左右。

中国专利申请201310087120.5公开了种将厌氧池、缺氧池、好氧池、沉淀池、污水污泥回流工艺集于一体的高效同步生物脱氮除磷合建式装置及方法。该装置内部各相邻的反应池之间均共壁，包括从前向后依次设置的第一级缺氧池、厌氧池以及第二级缺氧池，在所述第一级缺氧池、厌氧池以及第二级缺氧池的右侧设有廊道式的配水渠，该配水渠通过进水管分别向第一级缺氧池、厌氧池以及第二级缺氧池给水，在所述第一级缺氧池、厌氧池以及第二级缺氧池的左侧从前向后依次设置有污泥池、沉淀池以及缓冲区，所述沉淀池左侧设有出水渠，所述缓冲区与第二级缺氧池的后方设有好氧池。该装置及其方法本质上仍属于改良的AAO，需要单独设置沉淀池，其工艺路线与传统工艺无异；而且由于其沉淀池直接采用斜管沉淀池，当活性污泥混合液进入斜管沉淀池时极易造成斜管堵塞等现象，导致运行不畅等较多问题。

发明内容

为解决现有技术存在的上述缺陷，本发明的目的在于提供一种新型一体化污水处理工艺，简化了工艺流程及占地空间，运行及维护费用低，经处理的污水达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准，达标的污水可直接排入河体。

本发明的另一目的在于提供一种新型一体化污水处理专用设备，结构紧凑，节省化学药剂，节省设备空间，过滤效果好，出水水质稳定。

为实现上述目的，本发明采用技术方案：该一种新型一体化污水处理工艺，其特征在于：包括预处理、水解酸化、生物接触氧化、二次沉淀、活性砂滤和外置超滤工艺，其中，

预处理：生活污水经管网集中收集后进入格栅渠，格栅渠内设置机械格栅，对水中的树枝、杂物等大颗粒杂物进行拦截，预处理后的水进入调节池，对水质水量进行调节；

水解酸化：调节池出水经提升泵提升进入水解酸化池进行酸化处理，水通过提升泵进入水解酸化区底部，由布水系统，将水均匀排出，水由下向上累积，通过管道自流进入接触氧化池底部；

生物接触氧化：接触氧化池内设有填料，部分微生物以生物膜的形式固着生长于填料表面，部分则是以絮状悬浮生长于水中，外置风机将空气通过布气系统，由接触氧化池底部往上曝气，利用好氧微生物的活性降解废水中的有机物；

二次沉淀：生物接触氧化净化后的污水通过堰板和管道，进去二次沉淀池的中心筒，水通过中心筒的挡水板使水缓慢沉降，使水中的固体和液体进行分离，通过重力沉降作用去除接触氧化池出水中所含有的固体悬浮物质；

活性砂滤：二次沉淀池中澄清的水进入活性砂滤装置进一步去除水中的COD、BO、SS及色度，活性砂滤反冲洗出水回流进入调节池，清水进入外置式超滤工艺，达标的污水可直接排入河体。

该活性砂滤专用的活性砂滤装置，具有砂滤池体，其特征在于：所述砂滤池体底部为对滤砂具有导向的锥型空间，所述砂滤池内设有内部过滤单元，内部过滤单元包括进水管、与进水管连通的水流分配器、石英砂滤料和出水管，所述石英砂滤料覆盖所述水流分配器；所述内部过滤单元上部设有洗砂装置，所述洗砂装置包括伸入至砂滤池体底部的中心管，所述中心管的上部套装有出砂管，中心管和出砂管的上端连通砂水分离室，空气提升泵连通砂水分离室，砂水分离室连通有冲洗水出水管，所述出砂管的出砂口位于石英砂滤料的上层；所述进水管和出水管位于砂滤池体的上部。

所述水流分配器为两个或多个相互连通的锥形腔体，锥形腔体的下面设有出水孔。

所述石英砂滤料为稀土磁砂改性滤料。

采用上述技术方案有益效果：该新型一体化污水处理工艺，包括预处理、水解酸化、生物接触氧化、二次沉淀、活性砂滤和外置超滤工艺。其中，

预处理：生活污水经管网集中收集后进入格栅渠，格栅渠内设置机械格栅，对水中的树枝、杂物等大颗粒杂物进行拦截，减轻后继构筑的处理负荷，预处理后的水进入调节池，对水质水量进行调节。

水解酸化：调节池出水经提升泵提升进入水解酸化池进行酸化处理，水通过提升泵进入水解酸化区底部，由布水系统，将水均匀排出，将废水中的各种复杂有机物分解的过程，在水解和发酵细菌的作用下，大分子物质如碳水化合物、蛋白质与脂肪水解和发酵转化为小分子物质如单糖、氨基酸、脂肪酸、甘油及二氧化碳等，固体物质水解为可溶性物质，其主要目的是为了使大分子的有机物水解为容易生物降解的小分子物质并且去除一部分有机物。水由下向上累积，达到2.6m的水位后，通过管道自流进入接触氧化区底部，酸化后的污水自流进入接触氧化池。

生物接触氧化：是一种介于活性污泥法和生物滤池之间的生物膜法工艺，接触氧化池内设有填料，部分微生物以生物膜的形式固着生长于填料表面，部分则是以絮状悬浮生长于水中，因此它兼有活性污泥法和生物滤池的特点。接触氧化池内安装有生物填料，利用好氧微生物的活性降解废水中的有机物，以净化水质，外置风机将空气通过布气系统，由接触氧化池底部往上曝气，气泡在上升过程中被填料阻挡后变为微小气泡，给填料上附着的生物膜提供氧气，生物膜上的好氧细菌在有氧的情况下，去除水中的污染因子，净化后的污水通过堰板和管道，进去二次沉淀池的中心筒，进入二次沉淀池进行进一步处理。

二次沉淀的作用是进行泥水分离，水通过中心筒的挡水板使水缓慢沉降，使水中的固体和液体进行分离，主要通过重力沉降作用去除接触氧化池出水中所含有的固体悬浮物质（SS），二沉池中澄清的水进入活性砂滤池。

活性砂滤的作用是进一步去除水中的COD、BO、SS及色度等，活性砂滤池中采用新型稀土磁砂改性滤料，空隙率大，吸附时间长，耐磨损，去除有机物效果明显，对污染因子的去除效率高。活性砂滤反冲洗出水回流进入调节池，清水进入外置式超滤工艺。

外置式超滤工艺的作用是深度去除水中的污染因子，超滤是一种能将溶液进行净化和分离的膜分离技术。超滤膜系统是以超滤膜丝为过滤介质，膜两侧的压力差为驱动力的溶液分离装置。超滤膜只允许溶液中的溶剂(如水分子)、无机盐及小分子有机物透过，而将溶液中的悬浮物、胶体、蛋白质和微生物等大分子物质截留，从而达到净化和分离的目的。外置式超滤工艺是采用管式超滤膜外接形式，安装简单，维修护理方便。经过外置式超滤工艺的污水达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准，达标的污水经过总排流量渠后排入河体。

该活性砂滤专用的活性砂滤装置，原水通过进水管进入内部过滤单元内部，并经水流分配器均匀分配后上向逆流通过滤料层并外排。在此过程中，原水被过滤，水中的污染物含量降低；同时石英砂滤料中污染物的含量增加，并且下层滤料层的污染物含量高于上层滤料。位于洗砂装置的空气提升泵在空压机的作用下将底层的石英砂滤料通过中心管提升至砂水分离室中清洗。砂粒清洗后返回滤床，同时将清洗所产生的污染物外排，从而实现连续过滤；由于石英砂滤料在砂滤池体内部中呈自上而下的运动状态，对原水起搅拌作用，因此搅拌絮凝作用可在砂滤池体内完成。砂滤池体内滤料清洁及时，可承受较高的进水污染物浓度。该活性砂滤装置使得混凝、澄清、过滤在同一个池体内全部完成。过滤连续运行，无需停机反冲洗，效率高；无需反冲洗水泵风机冲洗水箱及阀门等；集混凝沉淀及过滤于一体，大大简化了工艺流程及占地空间；运行及维护费用低；对于高SS含量的废水不需预处理（进水SS可达150mg/L）；与常规砂过滤工艺相比，可节省30%－40%的化学药剂；可节省70%的设备空间；深层过滤，滤床深度2000mm；滤床压头损失小，只有0.5m；采用单一均质滤料，无须级配层；滤料被连续清洗，过滤效果好，无初滤液问题；出水水质稳定；易于改扩建。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施例作进一步详细的说明。

图1为本发明工艺流程图；

图2为活性砂滤装置的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示的新型一体化污水处理工艺，包括预处理、水解酸化、生物接触氧化、二次沉淀、活性砂滤和外置超滤工艺，其中，

预处理：生活污水经管网集中收集后进入格栅渠，格栅渠内设置机械格栅，对水中的树枝、杂物等大颗粒杂物进行拦截，预处理后的水进入调节池，对水质水量进行调节；

水解酸化：调节池出水经提升泵提升进入水解酸化池进行酸化处理，水通过提升泵进入水解酸化区底部，由布水系统，将水均匀排出，水由下向上累积，通过管道自流进入接触氧化池底部；

生物接触氧化：接触氧化池内设有填料，部分微生物以生物膜的形式固着生长于填料表面，部分则是以絮状悬浮生长于水中，外置风机将空气通过布气系统，由接触氧化池底部往上曝气，利用好氧微生物的活性降解废水中的有机物；

二次沉淀：生物接触氧化净化后的污水通过堰板和管道，进去二次沉淀池的中心筒，水通过中心筒的挡水板使水缓慢沉降，使水中的固体和液体进行分离，通过重力沉降作用去除接触氧化池出水中所含有的固体悬浮物质；

活性砂滤：二次沉淀池中澄清的水进入活性砂滤装置进一步去除水中的COD、BO、SS及色度，活性砂滤反冲洗出水回流进入调节池，清水进入外置式超滤工艺，达标的污水可直接排入河体。

如图2所示，该活性砂滤专用的活性砂滤装置，具有砂滤池体11，所述砂滤池体底部为对滤砂具有导向的锥型空间1，所述砂滤池内设有内部过滤单元，内部过滤单元包括进水管4、与进水管4连通的水流分配器2、石英砂滤料3和出水管8，所述石英砂滤料为稀土磁砂改性滤料，所述石英砂滤料覆盖所述水流分配器，所述水流分配器为两个或多个相互连通的锥形腔体，锥形腔体的下面设有出水孔。所述内部过滤单元上部设有洗砂装置，所述洗砂装置包括伸入至砂滤池体底部的中心管12，所述中心管的上部套装有出砂管10，中心管12和出砂管10的上端连通砂水分离室6，空气提升泵7连通砂水分离室，砂水分离室连通有冲洗水出水管9，所述出砂管的出砂口位于石英砂滤料的上层；所述进水管4和出水管8位于砂滤池体的上部。

该活性砂滤专用的活性砂滤装置在使用时，原水通过进水管进入内部过滤单元内部，并经水流分配器均匀分配后上向逆流通过滤料层并外排。在此过程中，原水被过滤，水中的污染物含量降低。位于洗砂装置的空气提升泵在空压机的作用下将底层的石英砂滤料通过中心管提升至砂水分离室中清洗，砂粒清洗后返回滤床，同时将清洗所产生的污染物外排，从而实现连续过滤。

Claims (4)

1.一种新型一体化污水处理工艺，其特征在于：包括预处理、水解酸化、生物接触氧化、二次沉淀、活性砂滤和外置超滤工艺，其中，预处理：生活污水经管网集中收集后进入格栅渠，格栅渠内设置机械格栅，对水中的树枝、杂物等大颗粒杂物进行拦截，预处理后的水进入调节池，对水质水量进行调节；水解酸化：调节池出水经提升泵提升进入水解酸化池进行酸化处理，水通过提升泵进入水解酸化区底部，由布水系统，将水均匀排出，水由下向上累积，通过管道自流进入接触氧化池底部；生物接触氧化：接触氧化池内设有填料，部分微生物以生物膜的形式固着生长于填料表面，部分则是以絮状悬浮生长于水中，外置风机将空气通过布气系统，由接触氧化池底部往上曝气，利用好氧微生物的活性降解废水中的有机物；二次沉淀：生物接触氧化净化后的污水通过堰板和管道，进去二次沉淀池的中心筒，水通过中心筒的挡水板使水缓慢沉降，使水中的固体和液体进行分离，通过重力沉降作用去除接触氧化池出水中所含有的固体悬浮物质；活性砂滤：二次沉淀池中澄清的水进入活性砂滤装置进一步去除水中的COD、BO、SS及色度，活性砂滤反冲洗出水回流进入调节池，清水进入外置式超滤工艺，达标的污水可直接排入河体。

2.如权利要求1所述的一体化污水处理工艺专用的活性砂滤装置，具有砂滤池体，其特征在于：所述砂滤池体底部为对滤砂具有导向的锥型空间，所述砂滤池内设有内部过滤单元，内部过滤单元包括进水管、与进水管连通的水流分配器、石英砂滤料和出水管，所述石英砂滤料覆盖所述水流分配器；所述内部过滤单元上部设有洗砂装置，所述洗砂装置包括伸入至砂滤池体底部的中心管，所述中心管的上部套装有出砂管，中心管和出砂管的上端连通砂水分离室，空气提升泵连通砂水分离室，砂水分离室连通有冲洗水出水管，所述出砂管的出砂口位于石英砂滤料的上层；所述进水管和出水管位于砂滤池体的上部。

3.如权利要求2所述的活性砂滤装置，其特征在于：所述水流分配器为两个或多个相互连通的锥形腔体，锥形腔体的下面设有出水孔。

4.如权利要求2所述的活性砂滤装置，其特征在于：所述石英砂滤料为稀土磁砂改性滤料。