CN106565054A - 一种村镇污水深度处理一体化装置和方法 - Google Patents
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Abstract
一种村镇污水深度处理一体化装置和方法，本发明为农村废水一体化处理工艺，工艺灵活稳定可靠，在SBBR中将活性污泥法与生物膜法相结合，提高处理负荷；BAF无需长柄滤头，即可实现布气布水均匀稳定；SBBR与BAF组合可实现深度脱氮除磷的目的，后接消毒装置进一步将污水中有害的病原微生物进去除，提高出水水质；当遇突发情况使水量骤增时(如大暴雨)，污水可超越SBBR直接进入BAF中进行生化反应，提高处理效率。该装置还具有占地面积小，运行周期短，运行操作简单，可实现无人值守、管理维护费用低的优势。
Description
技术领域
本发明涉及村镇污水的深度脱氮除磷处理，适用于分散型村镇污水处理以及城市内未接入管网的点源小流量污水处理。
背景技术
据统计，全国村镇每年产生生活污水约80多亿吨，其中96％的村庄没有排水渠道和污水处理系统。生活污水肆意排放，严重污染了农村的生态环境，直接威胁广大农民群众的身体健康以及农村的经济发展。目前全国农村的自来水普及率只有34％左右，还有3亿多农民存在饮水安全问题。水源地水质低的状况与农村生活污水未经处理直接排放有直接因果关系。
村镇污水处理模式主要有三种：(1)村镇集中处理模式，即将所有住户产生的污水集中收集，统一建设污水处理设施，通常采用生物与生态组合处理等工艺形式；(2)分散处理模式，即将污水分区收集，单独处理，通常采用中小型污水处理设备或自然处理等形式；(3)纳入城镇排水管网，主要是城镇近郊区的农村。中国农村的经济发展、生活水平和方式、气候条件、地形条件等差异非常大，难于统一建设污水处理设施或并入城镇管网，适宜采用中小型污水处理设备实现村镇污水分散处理。
发明内容
本发明的设计者经过长期的探索研究，通过改变传统序批式活性污泥反应器(SBR)的运行方式，在序批式生物膜反应器(SBBR)中充分利用原污水中的有机物作为反硝化碳源进行反硝化和厌氧释磷，在后接曝气生物滤池(BAF)中进一步去除污水中的有机物和氨氮，出水经消毒处理后达标排放。考察了村镇污水的特点及其存在问题，能够在操作简便、节省运行费用、管理费用等的条件下达到深度处理的目的。在此基础上，开发出一种高效率低能耗的深度处理装置和方法，即村镇污水深度处理一体化装置和方法。从而解决了村镇污水传统生物脱氮除磷不能同时达到较好的效果、运行操作复杂、运行费用高等缺点。SBBR中固定填料富集大量微生物，能够快速、有效的处理原污水中污染物。
所述的农村废水一体化处理工艺，工艺灵活稳定可靠，在SBBR中将活性污泥法与生物膜法相结合，提高处理负荷；BAF无需长柄滤头，即可实现布气布水均匀稳定；SBBR与BAF组合可实现深度脱氮除磷的目的，后接消毒装置进一步将污水中有害的病原微生物进去除，提高出水水质；当遇突发情况使水量骤增时(如大暴雨)，污水可超越SBBR直接进入BAF中进行生化反应，提高处理效率。该装置还具有占地面积小，运行周期短，运行操作简单，可实现无人值守、管理维护费用低的优势。
一种村镇污水深度处理一体化装置，该装置包括SBBR1、BAF2、中间水箱3、设备间4、进水泵5、超越进水管6。
水源与进水泵5连接，进水泵5通过超越进水管6与BAF2连接，SBBR1、BAF2、中间水箱3、设备间4依次连接组成该装置的主体结构，布水装置1.1设置在SBBR1的中间，固定填料1.2设置在SBBR1的四周，排泥泵1.3设置在布水装置1.1的底部，布水装置1.1的顶部与进水泵5连接，SBBR1的底部外侧设有排泥管路1.4，排泥管路1.4与排泥泵1.3的位置相对应；曝气头1.5设置在SBBR1、BAF2的底层位置，滤料层2.1设置在BAF2的中间位置；设备间4的控制柜4.1与进水泵5连接，控制柜4.1与排泥泵1.3连接，控制柜4.1分别与消毒装置4.4、反冲洗水泵4.3、鼓风机4.2连接；SBBR1的水位高于BAF2，BAF2的水位高于中间水箱3，消毒装置4.4设置在中间水箱3的输出管路上；反冲洗水泵4.3的进水口与中间水箱3连接，反冲洗水泵4.3的出水口通过反冲洗进水管路3.1与BAF2的底部连接；鼓风机4.2通过曝气管路3.2与SBBR1的底部相连。
一种村镇污水深度处理一体化方法，该方法的实施流程如下。
S1污水经过调节池预处理后，通过布水装置从底部进入，启动鼓风机进行曝气，好氧去除污水中有机物，然后将污水中氨氮氧化为硝态氮，即进行硝化反应。同时，聚磷菌进行好氧吸磷反应。曝气过程中产生的气泡使得污水和活性污泥充分接触，起到了搅拌混合的作用。
S2沉淀一定时间后，再次从SBBR底部进入污水，这时SBBR顶部溢流出水进入BAF中。在这过程中，SBBR中新进入的污水作为有机碳源，进行反硝化作用，将硝化阶段产生的硝酸盐还原为氮气，同时，聚磷菌进行厌氧释磷作用。对BAF曝气，进一步将SBBR出水处理，深度脱氮除磷。
S3进水时间到后，SBBR停止进污水，对其进行曝气，BAF延时曝气30min，延时曝气时间到后，停止曝气，进行闲置。SBBR中好氧去除有机物，然后将污水中氨氮氧化为硝态氮，同时，聚磷菌进行好氧吸磷反应，将上一阶段释放的磷，在细胞内合成多聚磷酸盐，通过排放富磷剩余污泥达到除磷效果。
S4曝气时间到后，SBBR停止曝气，进行沉淀；BAF进行闲置。
S5按周期重复S2-S4的步骤。
S6当BAF运行达到设定时间或水头达到设定值时，停止SBBR运行，进行反冲洗。反冲洗结束后，继续重复S2-S4的步骤。
S7当遇突发情况致使水量骤增时，进水超越SBBR，直接进入到BAF中进行处理。
与现有技术相比，本发明具有下列优点：深度处理；出水水质好；高效率，低能耗；自动控制，远程监控，运行管理简单，无人值守。
(1)本工艺能实现深度同步脱氮除磷，厌氧、缺氧、好氧交替状态为实现同步脱氮除磷提供了有利条件，而SBBR与BAF的结合更能够深度脱氮除磷后续消毒处理进一步去除污水中有害病原微生物，提高出水水质。
(2)本工艺与传统生物处理相比，由于SBBR同步进水/排水，曝气、沉淀间歇进行，运行过程中充分的利用了原污水中的有机碳源，从而节省了外投碳源的费用，同时由于污水中的有机物被作为反硝化碳源，这就节约了氧化这些有机物所需要的氧气，既节约了鼓风机的能耗，也减轻了有机物对硝化过程的影响，从而提高处理效率，降低能耗。
(3)采用全/半地下一体化钢结构或钢混结构模块化设计，无噪音、臭味等影响周围环境的问题，减少了整个工艺的占地面积和基建投资，采用手动控制与自动控制相结合的控制方法，通过远程监控，无人值守，使得运行操作更为简单，管理更为方便，从而降低运行管理成本。
附图说明
图1为村镇污水深度处理一体化装置的结构图。
具体实施方式
下面结合附图1详细说明本技术方案。
具体操作步骤：
(1)进水：污水调节池收集农村污水，当污水调节池中污水达到由液位计控制的开机水位时，开启进水泵(当调节池液位低于指定高度(液位计控制)时，进水泵不会启动)，进水泵将污水从污水调节池送入污水预处理池，在污水预处理池中污水经过污物过滤装置进行预处理，然后通过布水装置从底部进入SBBR，待SBBR中水位满了以后，停止进水，进入下一步骤；
(2)SBBR曝气：打开BAF曝气阀，启动鼓风机，调节曝气量10Q－12Qm3/h对生物滤池进行曝气，设定曝气时间为4.0小时，由鼓风机提供的压缩空气由进气管进入曝气器，以微小气泡的形式向池中污水高效供氧，SBBR中好氧去除有机物，然后将污水中氨氮氧化为硝态氮；当池中溶解氧浓度达到后，停止曝气，进入下一步骤；
(3)SBBR沉淀：停止曝气，进行沉淀闲置；此时进水阀门、曝气阀门、反冲洗阀门和排泥阀门均关闭。沉淀闲置时间为1－1.5小时；然后进入下一步骤；
(4)进水/BAF曝气：开启进水泵，将待处理的污水经过污水预处理池后注入SBBR中，进水时间为V/2Q(其中V为SBBR有效容积，Q为进水流量)小时，SBBR中的水溢流进入到BAF中，打开BAF中的曝气阀和鼓风机，曝气量恒定在10Q－12Q m3/h，设定曝气时间(V/2Q+0.5)小时，时间到后，关闭进水泵和BAF曝气阀，然后系统进入下一步骤：
(5)SBBR曝气：开启SBBR曝气阀，曝气量恒定在12Q－15Q m3/h，设定曝气时间为3-4小时，当SBBR内溶解氧浓度达到后，关闭SBBR曝气阀和鼓风机。然后系统进入下一步骤：
(6)SBBR沉淀：SBBR进行沉淀，沉淀时间1小时。然后系统进入下一步骤：
(7)SBBR排泥：打开排泥泵(WQD6-12-0.55)，设定排泥时间2分钟。排泥时间到达后，关闭排泥泵，然后进入下一个步骤：
(8)BAF反冲洗：当BAF液位到达指定高度(液位计控制)时，进行反冲洗，气冲5分钟，气水冲5分钟，水冲10分钟，反冲洗完成后，进行下一步骤。
(9)正常情况下，返回步骤(4)。
(10)遇突发情况时，致使水量骤增时，进水超越SBBR，直接进入到BAF中进行处理。
Claims (3)
1.一种村镇污水深度处理一体化装置，其特征在于：该装置包括SBBR(1)、BAF(2)、中间水箱(3)、设备间(4)、进水泵(5)、超越进水管(6)；
水源与进水泵(5)连接，进水泵(5)通过超越进水管(6)与BAF(2)连接，SBBR(1)、BAF(2)、中间水箱(3)、设备间(4)依次连接组成该装置的主体结构，布水装置(1.1)设置在SBBR(1)的中间，固定填料(1.2)设置在SBBR(1)的四周，排泥泵1.3设置在布水装置(1.1)的底部，布水装置(1.1)的顶部与进水泵(5)连接，SBBR(1)的底部外侧设有排泥管路(1.4)，排泥管路(1.4)与排泥泵(1.3)的位置相对应；曝气头(1.5)设置在SBBR(1)、BAF(2)的底层位置，滤料层(2.1)设置在BAF(2)的中间位置；设备间(4)的控制柜(4.1)与进水泵(5)连接，控制柜(4.1)与排泥泵(1.3)连接，控制柜(4.1)分别与消毒装置(4.4)、反冲洗水泵(4.3)、鼓风机(4.2)连接；SBBR(1)的水位高于BAF(2)，BAF(2)的水位高于中间水箱(3)，消毒装置4.4设置在中间水箱(3)的输出管路上；反冲洗水泵(4.3)的进水口与中间水箱(3)连接，反冲洗水泵(4.3)的出水口通过反冲洗进水管路(3.1)与BAF(2)的底部连接；鼓风机(4.2)通过曝气管路(3.2)与SBBR(1)的底部相连。
2.利用权利要求1所述装置进行的一种村镇污水深度处理一体化方法，其特征在于：该方法的实施流程如下；
S1污水经过调节池预处理后，通过布水装置从底部进入，启动鼓风机进行曝气，好氧去除污水中有机物，然后将污水中氨氮氧化为硝态氮，即进行硝化反应；同时，聚磷菌进行好氧吸磷反应；曝气过程中产生的气泡使得污水和活性污泥充分接触，起到了搅拌混合的作用；
S2沉淀一定时间后，再次从SBBR底部进入污水，这时SBBR顶部溢流出水进入BAF中；在这过程中，SBBR中新进入的污水作为有机碳源，进行反硝化作用，将硝化阶段产生的硝酸盐还原为氮气，同时，聚磷菌进行厌氧释磷作用；对BAF曝气，进一步将SBBR出水处理，深度脱氮除磷；
S3进水时间到后，SBBR停止进污水，对其进行曝气，BAF延时曝气30min，延时曝气时间到后，停止曝气，进行闲置；SBBR中好氧去除有机物，然后将污水中氨氮氧化为硝态氮，同时，聚磷菌进行好氧吸磷反应，将上一阶段释放的磷，在细胞内合成多聚磷酸盐，通过排放富磷剩余污泥达到除磷效果；
S4曝气时间到后，SBBR停止曝气，进行沉淀；BAF进行闲置；
S5按周期重复S2-S4的步骤；
S6当BAF运行达到设定时间或水头达到设定值时，停止SBBR运行，进行反冲洗；反冲洗结束后，继续重复S2-S4的步骤；
S7当遇突发情况致使水量骤增时，进水超越SBBR，直接进入到BAF中进行处理。
3.根据权利要求2所述的一种村镇污水深度处理一体化方法，其特征在于：具体操作步骤，
(1)进水：污水调节池收集农村污水，当污水调节池中污水达到由液位计控制的开机水位时，开启进水泵，进水泵将污水从污水调节池送入污水预处理池，在污水预处理池中污水经过污物过滤装置进行预处理，然后通过布水装置从底部进入SBBR，待SBBR中水位满了以后，停止进水，进入下一步骤；
(2)SBBR曝气：打开BAF曝气阀，启动鼓风机，调节曝气量10Q－12Qm3/h对生物滤池进行曝气，设定曝气时间为4.0小时，由鼓风机提供的压缩空气由进气管进入曝气器，以微小气泡的形式向池中污水高效供氧，SBBR中好氧去除有机物，然后将污水中氨氮氧化为硝态氮；当池中溶解氧浓度达到后，停止曝气，进入下一步骤；
(3)SBBR沉淀：停止曝气，进行沉淀闲置；此时进水阀门、曝气阀门、反冲洗阀门和排泥阀门均关闭；沉淀闲置时间为1－1.5小时；然后进入下一步骤；
(4)进水/BAF曝气：开启进水泵，将待处理的污水经过污水预处理池后注入SBBR中，进水时间为V/2Q(其中V为SBBR有效容积，Q为进水流量)小时，SBBR中的水溢流进入到BAF中，打开BAF中的曝气阀和鼓风机，曝气量恒定在10Q－12Q m3/h，设定曝气时间小时，时间到后，关闭进水泵和BAF曝气阀，然后系统进入下一步骤：
(5)SBBR曝气：开启SBBR曝气阀，曝气量恒定在12Q－15Qm3/h，设定曝气时间为3-4小时，当SBBR内溶解氧浓度达到后，关闭SBBR曝气阀和鼓风机；然后系统进入下一步骤：
(6)SBBR沉淀：SBBR进行沉淀，沉淀时间1小时；然后系统进入下一步骤：
(7)SBBR排泥：打开排泥泵，设定排泥时间2分钟；排泥时间到达后，关闭排泥泵，然后进入下一个步骤：
(8)BAF反冲洗：当BAF液位到达指定高度时，进行反冲洗，气冲5分钟，气水冲5分钟，水冲10分钟，反冲洗完成后，进行下一步骤；
(9)返回步骤(4)。
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