CN106977059A - 一种新型高效污水处理系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新型高效污水处理系统，包括沉砂池、调节池、生化池、污泥池和清水箱，经沉砂池沉砂后的污水通过格栅流入到调节池内，生化池包括缺氧池和接触氧化池，调节池中的污水经污水提升泵输送到缺氧池中，缺氧池中的污水自流到接触氧化池内，接触氧化池内设置有立体弹性填料并通过与外部风机连通的膜片式微孔曝气器进行曝气供氧，接触氧化池内设置有浸没式MBR膜生物反应器，经浸没式MBR膜生物反应器过滤后的清水由出水泵输送到清水箱中或直接排放，接触氧化池中的污泥排入到污泥池中，污泥池内的上清液回流至调节池中，污泥池内的污泥通过污泥泵抽取排出，本发明同时还公开了一种污水处理方法，非常适合用于高速公路服务区的建设和使用。

Description

一种新型高效污水处理系统和方法
技术领域
本发明涉及一种用于高速公路服务区的污水处理系统和方法，尤其涉及一种新型高效污水处理系统和方法，属于污水处理技术领域。
背景技术
随着社会经济的飞速发展，我国高速公路的建设规模不断扩大，人们在注重高速公路社会经济效益的同时，也开始注重公路的景观设计和环境保护，高速公路服务区一般设有公厕、商场、餐厅、停车场、洗车场、维修站和加油站，在为司乘人员提供方便的同时，也成为了一个污水排放源，引起人们的关注，高速公路服务区一般远离城市，且大多数高速公路服务区的原有配套污水处理系统效率低，污水处理能力差，随着使用时间的增长，污水处理系统的故障发生率也随着增长，造成污水常常不经处理就地排放，对高速公路服务区周围环境产生不利影响，甚至造成纠纷，影响高速公路服务区正常的运行，因此，有必要针对高速公路服务区的污水处理系统所存在的问题进行针对性的改进，并提出适宜的解决方法。
发明内容
为解决现有技术的不足，本发明提供一种新型高效污水处理系统，同时公开了基于该污水处理系统的污水处理方法工艺，采用针对性的污水处理系统和处理方法工艺，保证污水被处理后达到国家要求的排放标准，具有投资少、占地少、能耗低、运行管理方便、出水水质好等优点，使污水处理系统实现自动化操作，减少操作运行人员，降低劳动强度，妥善处理了污水处理过程中产生的栅渣、污泥、气味等问题，不对环境产生二次污染，使污水处理系统整体环境与周围环境相协调，非常适合用于高速公路服务区的建设和使用，有效保护高速公路服务区附近的环境。
本发明所采用的技术方案为：
一种新型高效污水处理系统，包括按污水处理顺序依次设置的沉砂池、调节池、生化池、污泥池和清水箱，经沉砂池沉砂后的污水通过格栅流入到调节池内，所述调节池的底部设置有与外部风机连通的曝气管，所述生化池包括缺氧池和接触氧化池，调节池中的污水经污水提升泵输送到缺氧池中，所述缺氧池内设置有潜水搅拌机，缺氧池中的污水自流到接触氧化池内，所述接触氧化池内设置有立体弹性填料并通过与外部风机连通的膜片式微孔曝气器进行曝气供氧，所述接触氧化池内还设置有浸没式MBR膜生物反应器，经浸没式MBR膜生物反应器过滤后的清水由出水泵输送到清水箱中或直接排放，接触氧化池中的污泥由自身重力排入到污泥池中，污泥池内的上清液回流至调节池中，污泥池内的污泥通过污泥泵抽取排出。
作为本发明的进一步优选，所述的接触氧化池与缺氧池之间设置有用于将接触氧化池中的污水输送到缺氧池中进行循环的回流水泵。
作为本发明的进一步优选，还包括对所述的出水泵输送的清水进行消毒处理的二氧化氯发生器，二氧化氯发生器产生的二氧化氯对清水进行消毒处理，使已被消毒处理的清水可以再次被利用。
作为本发明的进一步优选，所述的清水箱中设置有用于供水的变频供水泵，通过变频供水泵向用水源供水，实现重复利用水资源，提高水资源的利用率。
作为本发明的进一步优选，为节约占地面积、节省投资、便于运行管理，所述的缺氧池和接触氧化池为钢材料结构，所述的调节池为钢砼结构，在所述的调节池上部设置设备间，所述的二氧化氯发生器、出水泵、风机设置在所述的设备间内，所述设备间内还设置有配电控制柜，配电控制柜用于控制整个污水处理系统的运行。
作为本发明的进一步优选，所述的立体弹性填料的填充率为70%，比表面积达240m2/m3，容积负荷为0.8Kg BOD5/m3·d，所述的膜片式微孔曝气器进行曝气供氧的气水比为12：1。
一种基于上述新型高效污水处理系统的污水处理方法，包括以下步骤：
（1）沉砂：污水通过管道或沟渠进入沉砂池，污水通过沉砂池沉降分离去除污水中的砂；
（2）调节：经沉砂池沉砂后的污水通过格栅流入到调节池内，调节池底部设置的与外部风机连通的曝气管对流入到调节池内的污水进行间歇式曝气调节；
（3）缺氧处理：调节池中曝气调节后的污水经污水提升泵输送到缺氧池中进行生化处理，利用潜水搅拌机对缺氧池中的污水进行搅拌；
（4）接触氧化：缺氧池中的污水自流到接触氧化池内，接触氧化池内设置有立体弹性填料并通过与外部风机连通的膜片式微孔曝气器进行曝气供氧，所述接触氧化池内溶解氧在3mg/L以上，膜片式微孔曝气器进行曝气供氧的气水比为12：1；
（5）过滤：在接触氧化池内设置浸没式MBR膜生物反应器，经浸没式MBR膜生物反应器过滤后的清水由出水泵输送到清水箱中或直接排放；
（6）排除污泥：接触氧化池中的污泥由自身重力排入到污泥池中，污泥池内的上清液回流至调节池中，污泥池内的污泥通过污泥泵抽取排出，通过粪车将排出的污泥向外运输用作农肥处理。
进一步，所述的污水在调节池内的停留时间为2-4小时，所述的污水在接触氧化池内的停留时间为4-8小时。
进一步，在接触氧化池与缺氧池之间还通过回流水泵将接触氧化池中的污水输送到缺氧池中进行循环的步骤。
更进一步，在步骤（5）中还包括对所述的出水泵输送的清水进行消毒处理的步骤，所述的消毒处理是通过二氧化氯发生器产生的二氧化氯对清水进行消毒处理，已被消毒处理的清水进入清水箱后通过变频供水泵向用水源供水。
本发明的有益效果在于：采用针对性的污水处理系统和处理方法工艺，保证污水被处理后达到国家要求的排放标准，具有投资少、占地少、能耗低、运行管理方便、出水水质好等优点，使污水处理系统实现自动化操作，减少操作运行人员，降低劳动强度，妥善处理了污水处理过程中产生的栅渣、污泥、气味等问题，不对环境产生二次污染，使污水处理系统整体环境与周围环境相协调，非常适合用于高速公路服务区的建设和使用，有效保护高速公路服务区附近的环境。
附图说明：
图1为本发明的结构与方法步骤示意图。
具体实施方式：
下面结合附图和实施例对本发明做具体的介绍。
如图1所示：本实施例是一种新型高效污水处理系统，包括按污水处理顺序依次设置的沉砂池、调节池、生化池、污泥池和清水箱，经沉砂池沉砂后的污水通过格栅流入到调节池内，调节池的底部设置有与外部风机连通的曝气管，生化池包括缺氧池和接触氧化池，调节池中的污水经污水提升泵输送到缺氧池中，缺氧池内设置有潜水搅拌机，缺氧池中的污水自流到接触氧化池内，接触氧化池内设置有立体弹性填料并通过与外部风机连通的膜片式微孔曝气器进行曝气供氧，立体弹性填料的填充率为70%，比表面积达240m2/m3，容积负荷为0.8Kg BOD5/m3·d，膜片式微孔曝气器进行曝气供氧的气水比为12：1，接触氧化池内还设置有浸没式MBR膜生物反应器，经浸没式MBR膜生物反应器过滤后的清水由出水泵输送到清水箱中，在实际应用时，经浸没式MBR膜生物反应器过滤后的清水也可以由出水泵直接输送排放到周围绿化环境中，接触氧化池中的污泥由自身重力排入到污泥池中，污泥池内的上清液回流至调节池中，污泥池内的污泥通过污泥泵抽取排出。
本实施例在接触氧化池与缺氧池之间设置有用于将接触氧化池中的污水输送到缺氧池中进行循环的回流水泵；而且，本实施例中还包括对出水泵输送的清水进行消毒处理的二氧化氯发生器，二氧化氯发生器产生的二氧化氯对清水进行消毒处理，使已被消毒处理的清水可以再次被利用；同时，本实施例在清水箱中设置有用于供水的变频供水泵，通过变频供水泵向用水源供水，实现重复利用水资源，提高水资源的利用率。
本实施例中的缺氧池和接触氧化池为钢材料结构，调节池为钢砼结构，在调节池上部还设置有设备间，二氧化氯发生器、出水泵、风机设置在设备间内，在设备间内还设置有配电控制柜，配电控制柜用于控制整个污水处理系统的运行。
一种基于上述新型高效污水处理系统的污水处理方法，包括以下步骤：
（1）沉砂：污水通过管道或沟渠进入沉砂池，污水通过沉砂池沉降分离去除污水中的砂。
（2）调节：经沉砂池沉砂后的污水通过格栅流入到调节池内，调节池底部设置的与外部风机连通的曝气管对流入到调节池内的污水进行间歇式曝气调节；本实施例中污水在调节池内的停留时间为2小时，当然，在实际应用时，污水在调节池内的停留时间也可以是3小时或4小时。
（3）缺氧处理：调节池中曝气调节后的污水经污水提升泵输送到缺氧池中进行生化处理，利用潜水搅拌机对缺氧池中的污水进行搅拌。
（4）接触氧化：缺氧池中的污水自流到接触氧化池内，接触氧化池内设置有立体弹性填料并通过与外部风机连通的膜片式微孔曝气器进行曝气供氧，接触氧化池内溶解氧在3mg/L以上，膜片式微孔曝气器进行曝气供氧的气水比为12：1；本实施例中污水在接触氧化池内的停留时间为5小时，当然，在实际应用时，污水在接触氧化池内的停留时间也可以是4小时、6小时、7小时或8小时。
（5）过滤：在接触氧化池内设置浸没式MBR膜生物反应器，经浸没式MBR膜生物反应器过滤后的清水由出水泵输送到清水箱中，实际应用时也可以直接向外排放。
（6）排除污泥：接触氧化池中的污泥由自身重力排入到污泥池中，污泥池内的上清液回流至调节池中，污泥池内的污泥通过污泥泵抽取排出，通过粪车将排出的污泥向外运输用作农肥处理。
本实施例在接触氧化池与缺氧池之间还通过回流水泵将接触氧化池中的污水输送到缺氧池中进行循环的步骤；同时，本实施例在步骤（5）中还包括对出水泵输送的清水进行消毒处理的步骤，消毒处理是通过二氧化氯发生器产生的二氧化氯对清水进行消毒处理，已被消毒处理的清水进入清水箱后通过变频供水泵向用水源供水。
本发明中调节池的目的是用来调节污水的水量和水质，为防止悬浮物在调节池内沉淀，在调节池底部设置与外部风机连通的曝气管对流入到调节池内的污水进行间歇式曝气调节；调节池使污水能比较均匀进入后续处理单元，提高整个系统的抗冲击性能，减小后续处理单元的设计规模，有利于降低整个系统的运行成本和水质波动带来的影响，在缺氧池内，潜水搅拌机对缺氧池中的污水进行搅拌，促使污水中的污泥不宜沉淀下来，使污泥呈悬浮状态，这样，吸附在污泥上的发酵细菌更好地能接触到污水中的有机物，由于污水中有机物浓度较高，微生物处于缺氧状态，此时微生物为兼性微生物，它们将污水中有机氮转化为氨氮，同时利用有机碳源作为电子供体，将NO2 --N、NO3 --N转化为N2，所以缺氧池不仅具有一定的有机物去除功能，减轻后续接触氧化池的有机负荷，以利于硝化作用进行，而且依靠污水中的高浓度有机物，完成反硝化作用，最终消除氮的富营养化污染，经过缺氧池的生化作用，污水中仍有一定量的有机物和较高的氮氨存在，为使有机物进一步氧化分解，同时在碳化作用趋于完全的情况下，硝化作用能顺利进行，特设置接触氧化池，缺氧池出水自流进入接触氧化池，接触氧化池的处理依靠自养型细菌（硝化菌）完成，它们利用有机物分解产生的无机碳源或空气中的二氧化碳作为营养源，将污水中的氨氮转化为NO2 --N、NO3 —N，接触氧化池中的出水一部分经回流水泵输送回流至缺氧池进行内循环，以达到反硝化的目的，在接触氧化池中安装立体弹性填料并通过与外部风机连通的膜片式微孔曝气器进行曝气供氧，膜片式微孔曝气器在运行过程中不会堵塞，曝气均匀，氧利用率高，整个生化处理过程依赖于附着在立体弹性填料上的多种微生物来完成，在接触氧化池内溶解氧控制在3mg/l以上，气水比12:1，接触氧化池是一种以生物膜为主，兼有活性污泥的生化处理装置，通过供氧源，污水中的有机物被微生物所吸附、降解，使水质得到净化，接触氧化池中的出水另一部分通过浸没式MBR膜生物反应器进行生物降解及固液分离，经浸没式MBR膜生物反应器过滤后的清水由出水泵输送到清水箱中配套变频供水泵向用水源供水或直接向外排放，浸没式平板膜组件作为高分子聚合技术和膜的制作技术长期积累的成果，是适合用于 MBR膜生物反应器的微滤膜组件，而且膜分离有效避免像沉降分离那样发生悬浮物泄漏的问题，而且一些微生物如大肠杆菌、隐孢子虫等均可被微滤膜除去。
膜生物反应器（Membrane Bioreactor，简称MBR）是一种将膜分离技术与传统污水生物处理工艺有机结合的新型高效污水处理与回用工艺，近年来在国际水处理技术领域得到广泛关注，MBR工艺利用膜分离技术取代传统活性污泥法中的二沉池，将活性污泥和大分子有机物质截留，不仅能够有效实现固液分离，而且大大地提高了反应器中活性污泥的浓度，从而极大地提高出水水质，并节省了整体占地面积，和传统工艺相比，MBR工艺具有占地面积小、抗冲击负荷能力强、出水水质好、污泥产量小等优点，随着水资源的短缺和水污染的严重，MBR工艺已成为世界上最先进，最具前途的废水处理新技术之一。
接触氧化池中的反应是生物接触氧化法，属于生物膜法，具有以下优点和特点：
1、生物接触氧化池内设置立体弹性填料，由于立体弹性填料的比表面积大，池内充氧条件好，生物接触氧化池内单位容积的生物体量都高于活性污泥法曝气池及生物滤池，因此生物接触氧化池具有较高的容积负荷；由于相当一部分微生物固着生长在立体弹性填料表面，生物接触氧化法可不设污泥回流系统，也不存在污泥膨胀问题，运行管理方便；
2、由于生物接触氧化池内生物固体量多，水流属于完全混合型，因此生物接触氧化池对水质水量的骤变有较强的适应能力；
3、由于生物接触氧化池内生物固体量多，当有机物容积负荷较高时，其F/M（F为有机基质量，M为微生物量）比可以保持在一定水平，因此污泥产量可相当于或低于活性污泥法；
4、因装载立体弹性填料，生物接触氧化池单位制造成本略高，一般适用于中小型（Qd≤2500m3/d）污水处理站。
本发明采用针对性的污水处理系统和处理方法工艺，保证污水被处理后达到国家要求的排放标准，具有投资少、占地少、能耗低、运行管理方便、出水水质好等优点，使污水处理系统实现自动化操作，减少操作运行人员，降低劳动强度，妥善处理了污水处理过程中产生的栅渣、污泥、气味等问题，不对环境产生二次污染，使污水处理系统整体环境与周围环境相协调，非常适合用于高速公路服务区的建设和使用，有效保护高速公路服务区附近的环境。
以上所述仅是本发明专利的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明专利原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明专利的保护范围。

Claims (10)

1.一种新型高效污水处理系统，其特征在于：包括按污水处理顺序依次设置的沉砂池、调节池、生化池、污泥池和清水箱，经沉砂池沉砂后的污水通过格栅流入到调节池内，所述调节池的底部设置有与外部风机连通的曝气管，所述生化池包括缺氧池和接触氧化池，调节池中的污水经污水提升泵输送到缺氧池中，所述缺氧池内设置有潜水搅拌机，缺氧池中的污水自流到接触氧化池内，所述接触氧化池内设置有立体弹性填料并通过与外部风机连通的膜片式微孔曝气器进行曝气供氧，所述接触氧化池内还设置有浸没式MBR膜生物反应器，经浸没式MBR膜生物反应器过滤后的清水由出水泵输送到清水箱中或直接排放，接触氧化池中的污泥由自身重力排入到污泥池中，污泥池内的上清液回流至调节池中，污泥池内的污泥通过污泥泵抽取排出。
2.根据权利要求1所述的一种新型高效污水处理系统，其特征在于，所述的接触氧化池与缺氧池之间设置有用于将接触氧化池中的污水输送到缺氧池中进行循环的回流水泵。
3.根据权利要求1所述的一种新型高效污水处理系统，其特征在于，还包括对所述的出水泵输送的清水进行消毒处理的二氧化氯发生器。
4.根据权利要求1所述的一种新型高效污水处理系统，其特征在于，所述的清水箱中设置有用于供水的变频供水泵。
5.根据权利要求3所述的一种新型高效污水处理系统，其特征在于，所述的缺氧池和接触氧化池为钢材料结构，所述的调节池为钢砼结构，在所述的调节池上部设置设备间，所述的二氧化氯发生器、出水泵、风机设置在所述的设备间内，所述设备间内还设置有配电控制柜。
6.根据权利要求1所述的一种新型高效污水处理系统，其特征在于，所述的立体弹性填料的填充率为70%，比表面积达240m2/m3，容积负荷为0.8Kg BOD5/m3·d，所述的膜片式微孔曝气器进行曝气供氧的气水比为12：1。
7.基于权利要求1所述的一种新型高效污水处理系统的污水处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）沉砂：污水通过管道或沟渠进入沉砂池，污水通过沉砂池沉降分离去除污水中的砂；
（2）调节：经沉砂池沉砂后的污水通过格栅流入到调节池内，调节池底部设置的与外部风机连通的曝气管对流入到调节池内的污水进行间歇式曝气调节；
（3）缺氧处理：调节池中曝气调节后的污水经污水提升泵输送到缺氧池中进行生化处理，利用潜水搅拌机对缺氧池中的污水进行搅拌；
（4）接触氧化：缺氧池中的污水自流到接触氧化池内，接触氧化池内设置有立体弹性填料并通过与外部风机连通的膜片式微孔曝气器进行曝气供氧，所述接触氧化池内溶解氧在3mg/L以上，膜片式微孔曝气器进行曝气供氧的气水比为12：1；
（5）过滤：在接触氧化池内设置浸没式MBR膜生物反应器，经浸没式MBR膜生物反应器过滤后的清水由出水泵输送到清水箱中或直接排放；
（6）排除污泥：接触氧化池中的污泥由自身重力排入到污泥池中，污泥池内的上清液回流至调节池中，污泥池内的污泥通过污泥泵抽取排出，通过粪车将排出的污泥向外运输用作农肥处理。
8.根据权利要求7所述的一种污水处理方法，其特征在于，所述的污水在调节池内的停留时间为2-4小时，所述的污水在接触氧化池内的停留时间为4-8小时。
9.根据权利要求7所述的一种污水处理方法，其特征在于，在接触氧化池与缺氧池之间还通过回流水泵将接触氧化池中的污水输送到缺氧池中进行循环的步骤。
10.根据权利要求7所述的一种污水处理方法，其特征在于，步骤（5）中还包括对所述的出水泵输送的清水进行消毒处理的步骤，所述的消毒处理是通过二氧化氯发生器产生的二氧化氯对清水进行消毒处理，已被消毒处理的清水进入清水箱后通过变频供水泵向用水源供水。
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