CN106045231A - 建筑垃圾骨料污水处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种建筑垃圾骨料污水处理系统，包括进水装置，进水装置连接依次串联设置的初级沉淀过滤池、至少一个好氧池、次级沉淀过滤池及净水过滤池，净水过滤池连接出水装置，好氧池内填充生物骨料，生物骨料包括建筑垃圾骨料及附着其外侧的由生物制剂形成的生物膜，所述好氧池内设有曝气管。本发明具有良好吸附效果的建筑骨料表面附着一层高效净水微生物，大大提高了生物膜与水中物质的接触，有机物、氮素、磷素等去除效果好，使出水的水质好，可以稳定达到地表水IV类标准，部分达到II类水标准。

Description

建筑垃圾骨料污水处理系统

技术领域

本发明涉及污水处理领域，具体涉及一种环保、低能耗的建筑垃圾骨料污水处理系统。

背景技术

目前，我国城市污水主要通过建设污水处理厂集中处理，其常规的工艺为活性污泥法和生物膜法。

活性污泥法的基本工艺流程由曝气池、二沉池、曝气系统、污泥回流及剩余污泥排放五部分组成，废水和回流的活性污泥一起进入曝气池形成混合液，曝气池是一个生物反应器，通过曝气设备充入空气，空气中的氧溶入混合液，产生好氧代谢状态，随后曝气池内的泥水混合液流入二沉池，进行泥水分离，活性污泥絮体沉入池底，泥水分离后的水作为处理水排出二沉池，二沉池沉降下来的污泥大部分作为回流污泥返回曝气池，称为回流污泥，其余的则从沉淀池中排除，这部分污泥称为剩余污泥，但是要使活性污泥法形成一个实用的处理方法，污泥除了要具有氧化和分解有机物的能力外，还要有良好的凝聚和沉降性能，以使活性污泥能从混合液中分离出来，得到澄清的出水，但是整个系统占地面积大，基础建设成本非常高。

生物膜法又称固定膜法，该种方法是土壤自净过程的人工化和强化。生物膜法主要去除废水中溶解性的和胶体状的有机污染物，生物膜自滤料向外可分为厌氧层、好氧层、附着水层、运动水层。生物膜法的原理是，生物膜首先吸附附着水层有机物，由好氧层的好氧菌将其分解，再进入厌气层进行厌氧分解，流动水层则将老化的生物膜冲掉以生长新的生物膜，如此往复以达到净化污水的目的，但是本方法需要高度密集的好氧菌、厌氧菌、兼性菌、真菌、原生动物以及藻类等对污水进行充分过滤，其运行成本很高。

但是以上两种方法均具有基础建设和运行成本高，处理工艺繁琐，出水水质不稳定等不足之处。

发明内容

本发明的目的是提供一种建筑垃圾骨料污水处理系统，通过装填的载有微生物的建筑垃圾骨料去除水中的氮、磷、有机物及金属元素，具有环保、低能耗等优点的建筑垃圾骨料污水处理系统。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现：

一种建筑垃圾骨料污水处理系统，包括进水装置，所述进水装置连接依次串联设置的初级沉淀过滤池、至少一个好氧池、次级沉淀过滤池及净水过滤池，所述净水过滤池连接出水装置，所述好氧池内填充生物骨料，所述生物骨料包括建筑垃圾骨料及附着其外侧的由生物制剂形成的生物膜，所述生物制剂为除有机物类生物制剂、除氮类生物制剂、除磷类生物制剂中的至少一种，所述除有机物类生物制剂、除氮类生物制剂、除磷类生物制剂分别在所述建筑垃圾骨料的外侧形成除有机物类生物膜、除氮类生物膜、除磷类生物膜，所述好氧池内设有曝气管。

在优选的实施方案中，所述至少一个好氧池包括除有机物好氧池、除氮素好氧池、除磷素好氧池，其中所述除有机物好氧池内填充有附着除有机物生物膜的生物骨料，所述除氮素好氧池内填充有附着除氮素生物膜的生物骨料，所述除磷素好氧池内填充有附着除磷素生物膜的生物骨料，可将不同功能的微生物分布在不同的好氧池内，使好氧池内的微生物环境具有针对性，从而提高微生物分解效率。

在优选的实施方案中，所述除有机物生物制剂中包括以下至少一种微生物，所述微生物包括：

球衣菌属、贝氏硫菌属等丝状体结构细菌；

红假单胞菌属、红螺菌属等光合细菌；

酵母菌、青霉、毛霉、地霉等真菌；

轮虫、线虫等后生动物；

纤维素酶、蛋白酶、淀粉酶等生物酶；

芽孢杆菌属等能够去除水中有机物的微生物。

固定化微生物对有机物有较强的处理能力，其中不溶性有机物通过沉淀和生物过滤可以很快从废水中截流下来，被微生物加以利用；可溶性有机物则可通过骨料的吸附及微生物的代谢过程被去除，废水中大部分有机物的最终归宿是被异养型微生物转化为微生物细胞及CO2和H2O。

在优选的实施方案中，所述除氮素生物制剂中包括以下至少一种微生物，所述微生物包括硝化细菌、变形杆菌、假单胞菌等能够去除水中氮素的微生物，污水中氮素主要是通过固定化微生物的硝化作用与反硝化作用完成去除。

在优选的实施方案中，所述除磷素生物制剂中包括以下至少一种微生物，所述微生物包括不动杆菌、假单胞菌、气单胞菌等能够通过吸附方式去除水中磷素的微生物，磷素的去除是通过微生物去除结合物理化学作用，其中物理作用为生物骨料对磷素的吸附，化学作用为生物骨料对磷酸根离子的化学反应，微生物去除为对磷素的正常同化作用及吸附聚集作用。

在优选的实施方案中，所述至少一个好氧池还包括除金属元素好氧池，所述除金属元素好氧池内填充有附着除金属元素生物制剂的建筑垃圾骨料，所述除金属元素生物制剂中包括以下至少一种微生物，所述微生物包括丝芽孢杆菌、多种酵母菌、脱硫弧菌等能够通过吸附方式去除水中金属元素的微生物。

在优选的实施方案中，所述建筑垃圾骨料包括碎石、块石、角砾、圆砾、石英砂、活性炭、陶粒、火山岩、锰砂、海绵铁、无烟煤、鹅卵石、纤维球、硅藻土、多孔玻璃、沸石、新砖、新混凝土、中砂、粗砂及废弃建筑垃圾中的至少一种，所述建筑垃圾骨料经过分选、破碎、筛分后形成颗粒状结构，所述建筑垃圾骨料的粒径范围为1-80mm。

在优选的实施方案中，所述初级沉淀过滤池、至少一个好氧池、次级沉淀过滤池及净水过滤池之间均通过隔板分隔，所述隔板上设有至少一个过液孔，该过液孔用于流通液体。

在优选的实施方案中，相邻的所述隔板上的过液孔的设置高度不同，可使每个好氧池的进水端与出水端之间形成高度落差，使水流能够垂直流过好氧池，实现无动力穿过好氧池内填充的生物骨料。

本发明的有益效果为：

1、本发明具有良好吸附效果的建筑骨料表面附着一层高效净水微生物，大大提高了生物膜与水中物质的接触，有机物、氮素、磷素等去除效果好，使出水的水质好，可以稳定达到地表水IV类标准，部分达到II类水标准，整个污水处理工艺不产生废弃、废热，低碳环保。

2、本发明保护的系统中没有大型机械设备，仅有曝气装置和抽水泵(进水装置)消耗电能，能源消耗少，而且好氧池内的填料是建筑再生骨料，运行成本很低，前期只需要投入基础建设费用，后期维护费用低。

3、本发明的池体可大可小，占地面积少，可以节约大量用地，根据待处理水质的不同，可通过增加去除相应污染物质的好氧池与沉淀过滤池。

附图说明

下面根据附图对本发明作进一步详细说明。

图1是本发明实施例所述的建筑垃圾骨料污水处理系统的结构示意图。

图中：

1、进水装置；2、初级沉淀过滤池；3、油层；4、沉淀物；5、好氧池；6、次级沉淀过滤池；7、净水过滤池；8、出水装置；9、曝气管；10、过液孔；11、生物骨料。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面将参照附图和具体实施例对本发明作进一步的说明。

实施例1

如图1所示，本发明实施例的一种建筑垃圾骨料污水处理系统，包括进水装置1，该进水装置1为抽水机，进水装置1连接依次串联设置的初级沉淀过滤池2、至少一个好氧池5、次级沉淀过滤池6及净水过滤池7，净水过滤池7连接出水装置8，出水装置8为出水管，其中好氧池5的数量根据污水质量的轻重，可进行适当的增减。

好氧池5内填充生物骨料11，生物骨料11包括建筑垃圾骨料及附着其外侧的由生物制剂形成的生物膜，所述建筑垃圾骨料包括碎石、块石、角砾、圆砾、石英砂、活性炭、陶粒、火山岩、锰砂、海绵铁、无烟煤、鹅卵石、纤维球、硅藻土、多孔玻璃、沸石、新砖、新混凝土、中砂、粗砂及废弃建筑垃圾中的至少一种，所述建筑垃圾骨料经过分选、破碎、筛分后形成颗粒状结构，所述建筑垃圾骨料的粒径范围为1-80mm。

基于生物试剂中的微生物与建筑垃圾骨料之间通过物理吸附、离子结合、共价结合及生物特异性吸附等方式将微生物固定在建筑垃圾骨料上进行繁殖，生物试剂是通过若干株微生物复合培养而成，生物制剂为除有机物类生物制剂、除氮类生物制剂、除磷类生物制剂，不同的生物试剂在建筑垃圾骨料的外表形成不同的生物膜，除有机物类生物制剂、除氮类生物制剂、除磷类生物制剂分别在所述建筑垃圾骨料的外侧形成除有机物类生物膜、除氮类生物膜、除磷类生物膜。

好氧池5内设有曝气管9，好氧池5的数量可根据其内填充的生物骨料11的种类而定，包括以下3种情况：

1、若生物试剂为以上三种生物试剂相互叠加的混合生物试剂，则在建筑垃圾骨料的外表面形成相互叠加的三层生物膜，先加入的生物试剂形成的生物膜处于最内层，后加入的生物试剂形成的生物膜在外层，该三层生物膜包括除有机物类生物膜、除氮类生物膜、除磷类生物膜，具有除有机物、氮、磷，则好氧池5的数量最少为1个，即除有机物、氮、磷好氧池，根据污水的污染程度，可适当增加针对污染物的好氧池5。

2、若生物试剂为以上两种生物试剂相互叠加的的混合生物试剂，则在建筑垃圾骨料的外表面形成相互叠加的两层生物膜，先加入的生物试剂形成的生物膜处于最内层，后加入的生物试剂形成的生物膜在外层，该两生物膜包括除有机物类生物膜、除氮类生物膜、除磷类生物膜中的两种生物膜，具有除有机物与氮、除有机物与磷、除氮与磷的功能，好氧池5的数量最少为2个，即除有机物及氮素好氧池、除有机物及磷素好氧池、除氮素及磷素好氧池，根据污水的污染程度，可适当增加针对污染物的好氧池5。

3、若生物试剂为以上三种生物试剂中任意一种生物试剂，则在建筑垃圾骨料的外表面形成单层生物膜，该单层生物膜可为除有机物生物膜、除氮素生物膜、除磷素生物膜，好氧池5的数量最少为3个，使好氧池5分为除有机物好氧池、除氮素好氧池、除磷素好氧池，其中除有机物好氧池内填充有附着除有机物生物膜的建筑垃圾骨料，除氮素好氧池内填充有附着除氮素生物膜的建筑垃圾骨料，除磷素好氧池内附着有载有除磷素生物膜的建筑垃圾骨料，可将不同功能的微生物分布在不同的好氧池5内，使好氧池5内的微生物环境具有针对性，从而提高微生物分解效率，排列顺序可任意，根据污水的污染程度，可适当增加针对污染物的好氧池5。

除有机物生物制剂中包括以下至少一种微生物，可在建筑垃圾骨料的表面形成除有机物生物膜，从而形成除有机物生物骨料，填充该种生物骨料的好氧池为除有机物好氧池，该微生物包括：

球衣菌属、贝氏硫菌属等丝状体结构细菌，可形成球衣菌属生物膜、贝氏硫菌属生物膜等丝状体结构细菌生物膜；

红假单胞菌属、红螺菌属等光合细菌，可形成红假单胞菌属生物膜、红螺菌属生物膜等光合细菌生物膜；

酵母菌、青霉、毛霉、地霉等真菌，可形成酵母菌生物膜、青霉生物膜、毛霉生物膜、地霉生物膜等真菌生物膜；

轮虫、线虫等后生动物，可形成轮虫生物膜、线虫生物膜等后生动物生物膜；

纤维素酶、蛋白酶、淀粉酶等生物酶，可形成纤维素酶生物膜、蛋白酶生物膜、淀粉酶生物膜等生物酶生物膜；

芽孢杆菌属等能够去除水中有机物的微生物，可形成芽孢杆菌属生物膜等能够去除水中有机物的微生物生物膜。

固定化微生物对有机物有较强的处理能力，其中不溶性有机物通过沉淀和生物过滤可以很快从废水中截流下来，被微生物加以利用；可溶性有机物则可通过骨料的吸附及微生物的代谢过程被去除，废水中大部分有机物的最终归宿是被异养型微生物转化为微生物细胞及CO2和H2O。

除氮素生物试剂中包括以下至少一种微生物，微生物包括硝化细菌、变形杆菌、假单胞菌等能够去除水中氮素的微生物，可在建筑垃圾骨料的表面形成硝化细菌生物膜、变形杆菌生物膜、假单胞菌生物膜等能够去除水中氮素的除氮素生物膜，从而形成除氮素生物骨料，填充该种除氮素生物骨料的好氧池为除氮素好氧池，污水中氮素主要是通过固定化微生物的硝化作用与反硝化作用完成去除。

除磷素生物试剂中包括以下至少一种微生物，微生物包括不动杆菌、假单胞菌、气单胞菌等能够通过吸附方式去除水中磷素的微生物，可在建筑垃圾骨料的表面形成不动杆菌生物膜、假单胞菌生物膜、气单胞菌生物膜等能够通过吸附方式去除水中磷素的除磷素生物膜，从而形成除磷素生物骨料，填充该种除磷素生物骨料的好氧池为除磷素好氧池，磷素的去除是通过微生物去除结合物理化学作用，其中物理作用为生物骨料11对磷素的吸附，化学作用为生物骨料11对磷酸根离子的化学反应，微生物去除为对磷素的正常同化作用及吸附聚集作用。

初级沉淀过滤池2、好氧池5、次级沉淀过滤池6及净水过滤池7之间均通过隔板分隔，隔板上设有三个同高的过液孔10，该过液孔10用于流通液体，包括以下两种情况：

1、相邻隔板上的过液孔10的高度相同，即好氧池5的进水端与出水端高度相同，水流是横向穿过好氧池5内的生物骨料11，因此对好氧池5的长度要求高，深度要求低，这种结构占地面积大，单位面积容水量小。

2、相邻隔板上的过液孔10的高度相同，即好氧池5的进水端与出水端高度不相同，使每个好氧池5的进水端与出水端之间形成高度落差，使水流低进高出或者高进低出穿过好氧池5，使水流能够垂直穿过好氧池5内的生物骨料11，这种结构占地面积小，单位面积容水量大。

实施例2

若出现污水中含金属元素超标的情况，则在实施例1的基础之上添加以下结构：

好氧池5还包括除金属元素好氧池，除金属元素好氧池内填充有除金属元素生物骨料，除金属元素生物骨料为附着由除金属元素生物试剂形成的除金属元素生物膜的建筑垃圾骨料，除金属元素生物试剂中包括以下至少一种微生物，微生物包括丝芽孢杆菌、多种酵母菌、脱硫弧菌等能够通过吸附方式去除水中金属元素的微生物，从而在建筑垃圾骨料上形成丝芽孢杆菌生物膜、多种酵母菌生物膜、脱硫弧菌生物膜等能够通过吸附方式去除水中金属元素的微生物生物膜。

使用原理：

污水通过抽水泵进入到初级沉淀过滤池2内静置，水中的不溶物由于浮力会浮于水面上(例如树枝、柴、草、塑料等)或者沉淀到水底，形成沉淀物4(例如石块、金属等)，而且不溶于水的有机物在水面形成油层3，位于中部的污水层通过过液孔10流入到好氧池5内，污水经过好氧池5内除有机物、氮素、磷素及金属元素后进入次级沉淀过滤池6，次级沉淀过滤池6内设有滤料(该滤料为上述的建筑垃圾骨料)，通过滤料颗粒的物理过滤可过滤掉粒径为5-15mm以上的杂质，最终污水进入净水过滤池7内通过对污水静置沉淀或者滤料颗粒的物理过滤来实现过滤掉5mm以下的杂质，得到水质达到地表水IV类标准以上的净水。

最后应说明的是：以上的各实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (9)

1.一种建筑垃圾骨料污水处理系统，包括进水装置，其特征在于：所述进水装置连接依次串联设置的初级沉淀过滤池、至少一个好氧池、次级沉淀过滤池及净水过滤池，所述净水过滤池连接出水装置，所述好氧池内填充生物骨料，所述生物骨料包括建筑垃圾骨料及附着其外侧的由生物制剂形成的生物膜，所述生物制剂为除有机物类生物制剂、除氮类生物制剂、除磷类生物制剂中的至少一种，所述除有机物类生物制剂、除氮类生物制剂、除磷类生物制剂分别在所述建筑垃圾骨料的外侧形成除有机物类生物膜、除氮类生物膜、除磷类生物膜，所述好氧池内设有曝气管。

2.根据权利要求1所述的建筑垃圾骨料污水处理系统，其特征在于：所述至少一个好氧池包括除有机物好氧池、除氮素好氧池、除磷素好氧池，其中所述除有机物好氧池内填充有附着除有机物生物膜的生物骨料，所述除氮素好氧池内填充有附着除氮素生物膜的生物骨料，所述除磷素好氧池内填充有附着除磷素生物膜的生物骨料。

3.根据权利要求1或2所述的建筑垃圾骨料污水处理系统，其特征在于，所述除有机物生物制剂中包括以下至少一种微生物，所述微生物包括：

球衣菌属、贝氏硫菌属等丝状体结构细菌；

红假单胞菌属、红螺菌属等光合细菌；

酵母菌、青霉、毛霉、地霉等真菌；

轮虫、线虫等后生动物；

纤维素酶、蛋白酶、淀粉酶等生物酶；

芽孢杆菌属等能够去除水中有机物的微生物。

4.根据权利要求1或2所述的建筑垃圾骨料污水处理系统，其特征在于：所述除氮素生物制剂中包括以下至少一种微生物，所述微生物包括硝化细菌、变形杆菌、假单胞菌等能够去除水中氮素的微生物。

5.根据权利要求1或2所述的建筑垃圾骨料污水处理系统，其特征在于：所述除磷素生物制剂中包括以下至少一种微生物，所述微生物包括不动杆菌、假单胞菌、气单胞菌等能够通过吸附方式去除水中磷素的微生物。

6.根据权利要求1或2所述的建筑垃圾骨料污水处理系统，其特征在于：所述至少一个好氧池还包括除金属元素好氧池，所述除金属元素好氧池内填充有附着除金属元素生物膜的生物骨料，所述除金属元素生物膜的生物骨料为在所述建筑垃圾骨料上附着由除金属元素生物制剂形成的除金属元素生物膜，所述除金属元素生物试剂中包括以下至少一种微生物，所述微生物包括丝芽孢杆菌、多种酵母菌、脱硫弧菌等能够通过吸附方式去除水中金属元素的微生物。

7.根据权利要求1或2所述的建筑垃圾骨料污水处理系统，其特征在于：所述建筑垃圾骨料包括碎石、块石、角砾、圆砾、石英砂、活性炭、陶粒、火山岩、锰砂、海绵铁、无烟煤、鹅卵石、纤维球、硅藻土、多孔玻璃、沸石、新砖、新混凝土、中砂、粗砂及废弃建筑垃圾中的至少一种，所述建筑垃圾骨料经过分选、破碎、筛分后形成颗粒状结构，所述建筑垃圾骨料的粒径范围为1-80mm。

8.根据权利要求1所述的建筑垃圾骨料污水处理系统，其特征在于：所述初级沉淀过滤池、至少一个好氧池、次级沉淀过滤池及净水过滤池之间均通过隔板分隔，所述隔板上设有至少一个过液孔。

9.根据权利要求8所述的建筑垃圾骨料污水处理系统，其特征在于：相邻的所述隔板上的过液孔的设置高度不同。