CN105692903A - 一种污水处理系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种污水处理系统，包括厌氧载体池；间歇曝气池，包括预反应区和主反应区；配水井，用于给所述间歇曝气池配水；清水池，用于盛放处理后得到的清水；中控室，包括可编程逻辑控制器。本发明的污水处理系统处理效率高，处理效果好，大大节约了能量，土建费用较低，运行费用低，节约成本，实现了智能化污水处理的智能化，施工简单、方便安装，运行维护成本低。

Description

一种污水处理系统
技术领域
本发明涉及生活污水处理技术领域，特别涉及一种污水处理系统。
背景技术
生活污水有大型的生活污水和中小型的生活污水，中小型生活污水包括城镇、农村、工业园区、生活小区等生活污水。目前，生活污水常用的传统处理工艺有接触氧化法、SBR法、A/O法、氧化沟法等，还有更先进一点的工艺为MBR膜法、CASS工艺等。传统工艺对生活污水处理效果不好，出水氮磷超标，出现污泥膨胀，污泥剩余量大，且工艺及技术复杂，占地面积较大，操作较为繁琐，同时运行维护成本较高，不适用于中小型生活污水处理。污水中的脱氮除磷仍然是中小型生活污水处理高度关注的问题，同时占地面积小、操作简单、运行维护成本低等都是中小型生活污水处理追求的目标。为此，一种工艺简单、高效、智能控制运行、让脱氮除磷后顾无忧的一体式工艺的处理技术对于处理中小型生活污水非常必要。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种对生活污水处理效率高、运行维护成本低，操作简单、一体式智能控制的污水处理系统。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种污水处理系统，用于处理生活污水，包括：
厌氧载体池，设置有污水进水管，内部设置有陶瓷平台载体并投放有水解酸化酶菌，用于将难生物降解的大分子物质转化为易生物降解的小分子物质；
间歇曝气池，与所述厌氧载体池连通，包括预反应区和主反应区，所述预反应区用于调节水流，所述主反应区用于曝气，所述间歇曝气池上端设置有用于将所述预反应区的水泵入所述主反应区的水泵，底端设置有多个鼓风曝气装置；
配水井，设置于所述厌氧载体池与所述间歇曝气池之间并与所述厌氧载体池、间歇曝气池连通，位于所述厌氧载体池的出水端，用于给所述间歇曝气池配水；
清水池，与所述间歇曝气池连通，用于盛放处理后得到的清水，内部设置有第一水质检测仪，第一水质检测仪用于在线检测清水的水质；
中控室，包括可编程逻辑控制器，所述可编程逻辑控制器与所述水泵、鼓风曝气装置连接，用于控制所述水泵、鼓风曝气装置。
进一步地，所述陶瓷平台载体为孔状结构，孔状表面积为10-20m2/g。
进一步地，所述厌氧载体池底部设置有多个与所述可编程逻辑控制器连接的混合搅拌机，用于对进入所述厌氧载体池内的污水进行搅拌。
进一步地，所述厌氧载体池内设置有污泥回流系统。
进一步地，所述污水进水管上设置有与所述可编程逻辑控制器连接的增压泵和第二水质检测仪，所述增压泵用于将生活污水泵入所述间歇曝气池内，所述第二水质检测仪用于在线检测泵入的生活污水的水质。
进一步地，还包括排泥泵，设置于所述间歇曝气池的外面，与所述可编程逻辑控制器连接，并通过排泥管与所述间歇曝气池连接，用于将所述间歇曝气池内的污泥排出。
进一步地，所述间歇曝气池内安装有溶氧仪及超声波液位计。
进一步地，所述间歇曝气池内设置有滗水器。
进一步地，所述间歇曝气池内设置有搅拌器。
与现有技术相比，本发明的污水处理系统有益效果为：
1，由于在间歇曝气池前设置有厌氧载体池，并在厌氧载体池内设置陶瓷平台载体并投放有水解酸化酶菌，且陶瓷平台载体为孔状的，独特的孔状陶瓷平台不但可以容纳活性纳米材料，还可以大面积容纳有益菌群，有益菌群的微生物的群体将难生物降解的大分子物质转化为易生物降解的小分子物质，为后续处理奠定良好基础。间歇曝气池的进水端增加了一个预反应区，在底部设置多个鼓风曝气装置，运行方式为连续进水，间歇排水，无明显的反应阶段和闲置阶段，从而使得污水处理效率高，处理效果好。
2，在厌氧载体池内设置混合搅拌机及污泥回流系统，使得生物载体细菌与污水快速混合，种类繁多的微生物迅速分解降解水中污染物质，水解酸化污水的时间短，池内停留时间少，使得污泥水解率高，减少脱水机运行时间，大大节约了能量。同时土建费用较低，运行费用低，节约成本。
3，中控室设置可编程逻辑控制器对相关器件进行控制，从而实现了智能化污水处理的智能化。
4，将厌氧载体池与间歇曝气池设计成一体化设备，使得施工简单、方便安装，运行维护成本低。
附图说明
图1为本发明实施例的污水处理系统的结构示意图。
图中，1-厌氧载体池，2-间歇曝气池，3-第二水质检测仪，4-陶瓷平台载体，5-混合搅拌机，6-配水井，7-鼓风曝气装置，8-溶氧仪，9-滗水器，10-清水池，11-排泥泵，12-搅拌器，13-增压泵，14-污水进水管，15-水解酸化酶菌，16-超声波液位计，17-第一水质检测仪，18-中控室，19-可编程逻辑控制器，20-预反应区，21-主反应区，22-水泵，23-排泥管，24-连接口。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
图1为本发明实施例的污水处理系统的结构示意图，请参照图1，本发明用于处理生活污水的污水处理系统包括厌氧载体池1以及与厌氧载体池1连通的间歇曝气池2，以及设置于厌氧载体池1和间歇曝气池2之间的配水井6，以及与间歇曝气池2连通的清水池10，还包括中控室18，中控室18上设置有可编程逻辑控制器19，可编程逻辑控制器19用于对该污水处理系统进行总体控制。
厌氧载体池1的进水端设置有污水进水管14，污水进水管14上设置有增压泵13和第二水质检测仪3，增压泵13和第二水质检测仪3均与可编程逻辑控制器19连接。增压泵13用于将生活污水泵入间歇曝气池1内，第二水质检测仪3为流量计、COD在线监测仪，(COD-能被强氧化剂氧化的物质的量，以下相同)。第二水质检测仪3用于在线检测泵入的生活污水的水质，包括污水流量，能被强氧化剂氧化的物质的量等。厌氧载体池1内部设置有陶瓷平台载体4并投放有水解酸化酶菌15，用于将难生物降解的大分子物质转化为易生物降解的小分子物质。陶瓷平台载体4为孔状结构，孔状表面积范围为10-20m2/g，也就是陶瓷平台载体4每克重量的表面积范围为10-20m2，如此之大面积，为微生物提供广阔的生活环境。
厌氧载体池1底部设置有多个与可编程逻辑控制器19连接的混合搅拌机5和污泥回流系统，混合搅拌机5使得生物载体细菌与原生活污水快速混合，种类繁多的微生物迅速分解降解水中污染物质。由于厌氧载体池1中特有的兼氧-厌氧和高底物浓度环境，在工艺上有助于提高脱氮和除磷效果。
间歇曝气池2为双排或双排以上并联运行，包括预反应区20和主反应区21，预反应区20可起调节水流的作用，主反应区21是曝气、沉淀的主体。间歇曝气池2上端设置有用于将预反应区20的水泵入主反应区21的水泵22，水泵22与可编程逻辑控制器19连接，间歇曝气池2底端设置有多个与可编程逻辑控制器19连接的鼓风曝气装置7。间歇曝气池内安装有溶氧仪8及超声波液位计16，还安装有滗水器9，底部安装有搅拌器12。间歇曝气池2是连续进水工艺，不但在反应阶段进水，在沉淀和滗水阶段也进水。
配水井6设置于厌氧载体池1与间歇曝气池2之间并与厌氧载体池1、间歇曝气池2连通，位于厌氧载体池1的出水端，用于给间歇曝气池配水。配水井6作为间歇曝气池2的配水池及选择池，污水与回流污泥在此快速混合。
清水池10与间歇曝气池2连通，用于盛放处理后得到的清水，内部设置有第一水质检测仪17，第一水质检测仪17为流量计、COD在线监测仪，用于在线检测清水流量及水中污染物含量，通过第一水质检测仪17的检测来判断处理得到的清水是否合标准。
在间歇曝气池2的外面靠近间歇曝气池2底部处设置有排泥泵11，排泥泵11与可编程逻辑控制器19连接，并通过排泥管23与间歇曝气池2连接，用于将间歇曝气池2内的污泥排出。
工艺原理：厌氧载体池1内置孔状的陶瓷平台载体4，同时在厌氧载体池1内投加水解酸化酶菌15，水解酸化酶菌15在陶瓷平台载体4上繁殖生长，污水中污染物通过陶瓷平台载体4表面后而被吸附降解，将难生物降解的大分子物质转化为易生物降解的小分子物质的过程，从而改善污水的可生化性，为后续处理奠定良好基础。同时，厌氧载体池1上的配水井6又作为间隔曝气池2的配水池及选择池，污水与回流污泥在此快速混合，由于厌氧载体池1中特有的兼氧-厌氧和高底物浓度环境，因而在工艺上有助于提高脱氮和除磷效果。
生活污水经增压泵13打过来，在厌氧载体池1入水口处的流量计、COD在线监测仪的监控下再进入厌氧载体池1内。为了保证孔状的陶瓷平台载体4在厌氧载体池1内呈混合悬浮状态，通过混合搅拌机5搅拌，防止污泥沉淀，污水与回流污泥快速搅拌均匀，随后污水进入配水井6，而孔状的陶瓷平台载体4被截留下来。配水井6是对间歇曝气池2的配水，间歇曝气池2为双排或双排以上并联运行。间歇曝气池2是集曝气、沉淀、排水为一体的处理池，间歇曝气池2的预反应区20可起调节水流的作用，主反应区21是曝气、沉淀的主体。间歇曝气池2是连续进水工艺，不但在反应阶段进水，在沉淀和滗水阶段也进水。污水进入预反应区20后，通过隔墙底部的连接口24以平流流态进入主反应区21，在主反应区21进行间歇曝气和沉淀滗水，成为连续进水、间歇出水的反应池。使配水大大简化，无初沉池也无二沉池，运行也更加灵活，所有污染物在此被去除。本发明的污水处理系统采用厌氧载体池1与间歇曝气池2合建的方式处理，节省占地、施工简单、缩短连接管道，方便安装。
间歇曝气池2内的污水进入前先利用搅拌器12对其进行搅拌，搅拌时间由可编程逻辑控制器19(PLC控制器)控制，初设1h，时间可现场设定。间歇曝气池2安装有溶解氧仪8及超声波液位计16，再根据进水流量、COD溶解氧变频控制鼓风曝气装置7运行时间长短及运行风量大小，初设曝气4h。当曝气时间停止后，进入沉淀工序沉淀时间初设为2h，再进入排水阶段，利用滗水器9进行上层排水，时间初设1h，排水进入清水渠10，清水渠10安装的流量计、COD在线监测仪，实时监控出水流量及COD。监测数据反馈并记录于中控室18内。污水经处理系统处理后产生的污泥由排泥泵11排出，排泥工序也由可编程逻辑控制器19控制，在沉淀阶段末期排泥。污水处理系统相关部件均由中控室18控制，无需人为操作运行，实时监控及采集数据，工艺简单，布局紧凑，投资省，耐冲击负荷，运行稳定，无污泥膨胀现象、脱氮除磷效果好、剩余污泥量少。
运行实例：污水处理系统，处理量500t/d，污水来源为城镇生活污水。生活污水经过污水管网收集后，进入系统最前部的格栅及集水井再用增压泵打入节能厌氧载体池内进行处理，经处理后出水BOD(BOD-生化需氧量)、COD、总氮、总磷等均达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002的一级A标标准。工艺占地小，工艺处理池占地仅为120m2，污水停留时间为10h，间歇曝气池曝气时溶解氧为2.5-3mg/L。总装机功率为30KW，鼓风机、混合搅拌机及搅拌器每天运行时间为12h，比普通工艺运行需要运行24h，节省一半的能耗。同时鼓风机采用PLC变频控制，能耗功率因素仅为0.7，每天用电180KW，折算每吨污水能耗运行成本仅为0.21元。本系统运行稳定，全自动运行，管理操作简单，能耗低，出水水质好。
综上所述，厌氧载体池1内设置孔状的陶瓷平台载体4，这个独特的孔状陶瓷平台(PCP)不但可以容纳活性纳米材料，还可以容纳有益菌群，可应用于生物修复或去除有机物。其孔状结构的高表面积可以容纳更大的菌群：比如孔状表面积为10-20m2/g介质可提供超过700,000ft2/ft3(2,500,000m2/m3)，以供有益菌的繁殖。投加的水解酸化酶菌15，富含适用于水解酸化处理的高效微生物菌剂，能将污水中不溶性有机物水解为溶解性有机物，将难生物降解的大分子有机物转化为易生物降解的小分子物质，从而改善污水的可生化性，为后续生化处理奠定基础。此外，水解酸化酶15也复配了高活性的生物酶，如淀粉酶、蛋白酶及脂肪酶等，能协助菌种快速分解转化有机物，提高水解酸化速率。各种微生物在其生长过程中产生的有用物质及其分泌物质，成为微生物的群体相互生长的基和原料，通过相互间的这种共生增殖关系，形成了一个复杂而稳定的微生物系统，对于脱氮除磷，发挥多种功能作用，处理效果提高5倍以上。
厌氧载体池1内的混合搅拌机5及污泥回流系统，使得生物载体细菌与原水快速混合，种类繁多的微生物迅速分解降解水中污染物质，水解酸化池水力停留时间短，土建费用较低，而且运行费用低，污泥水解率高，减少脱水机运行时间，降低能耗，池内停留时间短，容积小，稳定性高，成本较低。
在间歇曝气池2的进水端增加了一个预反应区20，运行方式为连续进水(沉淀期、排水期仍连续进水)，间歇排水，无明显的反应阶段和闲置阶段。污水从预反应区20以很低的流速进入主反应区21，对主反应区21的泥水分离不会产生明显影响。使配水大大简化，运行也更加灵活
配水井6作为间歇曝气池2的配水池及选择池，配水均匀，同时无需设前部的初沉池及后续的二沉池，综合利用，节省占地及布置管线，基建投资低。污泥回流至厌氧载体池1使得原水与回流污泥快速混合，对高底物(底物，既指易降解有机物，也指氮、磷等营养元素和溶解氧)浓度原污水进行均匀生物接种后，根据微生物选择理论，处以饥饿状态的微生物菌胶团在高底物浓度下，因具有较高的增殖速率而迅速达到较高的代谢活动，成为优势微生物，并且在兼氧-厌氧状态下迅速将易降解的溶解性有机质转化为储存于细胞中的有机物(如糖原、聚合羟基丁酸脂等)，并随后将其转化成，负责形成粘聚性活性污泥絮体的细胞外物质(glycocalyx)，这样在选择池中迅速形成沉降性能良好的活性污泥絮体。由于厌氧载体池中特有的兼氧-厌氧和高底物浓度环境，因而在工艺上有助于提高脱氮和除磷效果。
以上结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种污水处理系统，用于处理生活污水，其特征在于，包括：
厌氧载体池，设置有污水进水管，内部设置有陶瓷平台载体并投放有水解酸化酶菌，用于将难生物降解的大分子物质转化为易生物降解的小分子物质；
间歇曝气池，与所述厌氧载体池连通，包括预反应区和主反应区，所述预反应区用于调节水流，所述主反应区用于曝气，所述间歇曝气池上端设置有用于将所述预反应区的水泵入所述主反应区的水泵，底端设置有多个鼓风曝气装置；
配水井，设置于所述厌氧载体池与所述间歇曝气池之间并与所述厌氧载体池、间歇曝气池连通，位于所述厌氧载体池的出水端，用于给所述间歇曝气池配水；
清水池，与所述间歇曝气池连通，用于盛放处理后得到的清水，内部设置有第一水质检测仪，第一水质检测仪用于在线检测清水的水质；
中控室，包括可编程逻辑控制器，所述可编程逻辑控制器与所述水泵、鼓风曝气装置连接，用于控制所述水泵、鼓风曝气装置。
2.根据权利要求1所述的污水处理系统，其特征在于：所述陶瓷平台载体为孔状结构，孔状表面积为10-20m2/g。
3.根据权利要求1所述的污水处理系统，其特征在于：所述厌氧载体池底部设置有多个与所述可编程逻辑控制器连接的混合搅拌机，用于对进入所述厌氧载体池内的污水进行搅拌。
4.根据权利要求3所述的污水处理系统，其特征在于：所述厌氧载体池内设置有污泥回流系统。
5.根据权利要求1所述的污水处理系统，其特征在于：所述污水进水管上设置有与所述可编程逻辑控制器连接的增压泵和第二水质检测仪，所述增压泵用于将生活污水泵入所述间歇曝气池内，所述第二水质检测仪用于在线检测泵入的生活污水的水质。
6.根据权利要求1所述的污水处理系统，其特征在于：还包括排泥泵，设置于所述间歇曝气池的外面，与所述可编程逻辑控制器连接，并通过排泥管与所述间歇曝气池连接，用于将所述间歇曝气池内的污泥排出。
7.根据权利要求1所述的污水处理系统，其特征在于：所述间歇曝气池内安装有溶氧仪及超声波液位计。
8.根据权利要求1所述的污水处理系统，其特征在于：所述间歇曝气池内设置有滗水器。
9.根据权利要求1所述的污水处理系统，其特征在于：所述间歇曝气池内设置有搅拌器。
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