CN107055962B - 一种一体化农村污水处理装置及方法 - Google Patents

一种一体化农村污水处理装置及方法 Download PDF

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Abstract

一种一体化农村污水处理装置，包括：与污水进水管道连通的缺氧池、内部设置有MBR膜组件的MBR膜生物反应池、内部设置有絮凝反应装置的絮凝池、内部设置有斜管沉淀装置的斜管沉淀池、内部设置纤维转盘的纤维转盘滤池，所述缺氧池、所述MBR膜生物反应池、所述絮凝池、所述斜管沉淀池、所述纤维转盘滤池顺次连接；其优点是：采用缺氧池和MBR膜生物反应池循环处理工艺，提高脱氮效率，克服农村水质水量变化较大的影响，有效去除磷；依次通过絮凝池、斜管沉淀池、纤维转盘滤池的污水处理工艺，适合农村水量水质的处理，使出水达到一级A排放标准，利于推广；装置大小可自由调节，占地面积小，设备组合灵活；可就近处理，邻村建设，提升污水收集率和处理率。

Description

一种一体化农村污水处理装置及方法
技术领域
本发明设计农村污水处理技术领域，具体地说是一种一体化农村污水处理装置及方法。
背景技术
当前，农村污水污染已对农村地区的水体、土地等自然环境产生严重影响，为确保农村水源安全和农民身体健康，农村污水治理刻不容缓。
农村污水的主要特点包括:(1)农村污水主要为生活污水和以农产品为原料的加工污水的混合体，基本上不含重金属和有毒有害物质，含有一定量的氮和磷，可生化性好，但水质水量变化较大；
(2)农村地区人口居住分散，大部分没有排水管网，污水集中收集处理难度较大，如果集中收集处理，管网投资部分往往较大，且容易造成重复建设。
中国当前农村污水处理工程应用最广泛的工艺是：传统二级处理工艺A2/O(或厌氧)+人工湿地法，新技术的应用比例还比较低，传统技术虽然运行成熟，但缺点也很明显。A2/O+人工湿地法，出水达到一级B标准，但达到一级A标准较难，且水质水量变化较大时，工艺运行管理技术较复杂，如果管理不善或者运行复杂都会导致农村污水处理陷入困境；厌氧+人工湿地法虽然也能达到一级B标准，但占地大，脱氮除磷效果差，滤料宜堵塞。
发明内容
为了解决上述技术缺陷，本发明提供一种一体化农村污水处理装置及方法，使得在农村进行污水处理占地面积小，并且可就地收集，规模化建设，设备组合灵活度高，避免了管网的大规模重复建设，利于推广。
本发明第一方面保护一种一体化农村污水处理装置，包括：与污水进水管道连通的缺氧池、内部设置有MBR膜组件的MBR膜生物反应池、内部设置有絮凝反应装置的絮凝池、内部设置有斜管沉淀装置的斜管沉淀池、内部设置纤维转盘的纤维转盘滤池，所述缺氧池、所述MBR膜生物反应池、所述絮凝池、所述斜管沉淀池、所述纤维转盘滤池顺次连接；
其中，所述缺氧池与所述MBR膜生物反应池之间设置有一第一出水堰，且所述缺氧池底部进水口通过第一管道与所述MBR膜生物反应池底部连通，使得经所述缺氧池处理的污水通过所述第一出水堰进入所述MBR膜生物反应池之后，通过所述第一管道再次进入所述缺氧池，进行次循环处理；
所述MBR膜组件与所述絮凝池之间设置有第二管道，用于水流从所述MBR膜组件运输至所述絮凝池。
本发明第二方面保护一种农村污水处理方法，包括如下步骤：
S1、将污水通入所述缺氧池进行缺氧处理，然后通过所述第一出水堰流入所述MBR膜生物反应池，再通过所述第一管道将MBR膜生物反应池内的水导入所述缺氧池内进行循环处理，用于脱氮与生物除磷；
S2、经所述MBR膜生物反应池处理的污水进入通过所述第二管道导入所述絮凝池，使得污水从下由上进入，向所述絮凝池的四周流动，用于提高脱稳颗粒的碰撞，加强大颗粒絮凝体；
S3、经所述絮凝池处理后的污水进入所述斜管沉淀池进行斜管沉淀，污水经过所述斜管沉淀装置处理后，颗粒物沉淀于所述斜管沉淀池内，而经所述斜管沉淀装置处理后的液体进入所述纤维转盘滤池，最后方可达标排出。
一种一体化农村污水处理装置及方法，其优点是：
(1)采用缺氧池和MBR膜生物反应池循环处理工艺，利用缺氧、好氧条件提高了脱氮效率，再者，利用好氧+膜的有效分离作用，克服了农村水质水量变化较大的影响，并实现了对磷的有效去除；
(2)依次通过絮凝池、斜管沉淀池、臭氧消毒、纤维转盘滤池的污水处理工艺，适合不同农村水量水质的处理，使得出水达到一级A的排放标准，利于新工艺的推广；
(3)本发明装置大小可进行自由调节，占地面积小，设备组合灵活；
(4)该一体化装置可就近处理，邻村建设，避免了管网的大量重复建设，且提升了污水收集率和处理率。
附图说明
图1为本发明装置结构示意图；且图中箭头表示液体或气体流动方向；
其中：
1、缺氧池，11、污水进水管道，12、污水出水管道13、出水抽吸泵；
2、MBR膜生物反应池，21、MBR膜组件，22、气体抽吸泵，23、气体反冲洗装置；
3、絮凝池，31、絮凝反应装置，32、第一隔板，33、第二隔板，34、导流板，
4、斜管沉淀池，41、斜管沉淀装置，42、第二出水堰，43、固定柱；
5、纤维转盘滤池，51、纤维转盘；
6、第一出水堰，7、第一管道，71、混合液循环泵，
8、第二管道，81、膜出水抽吸泵，82、管式混合器，
9、臭氧发生器。
具体实施方式
根据图1所示：一种一体化农村污水处理装置，包括：与污水进水管道11连通的缺氧池1、内部设置有MBR膜组件21的MBR膜生物反应池2、内部设置有絮凝反应装置31的絮凝池3、内部设置有斜管沉淀装置41的斜管沉淀池4、内部设置纤维转盘51的纤维转盘滤池5，所述缺氧池1、所述MBR膜生物反应池2、所述絮凝池3、所述斜管沉淀池4、所述纤维转盘滤池5顺次连接；
其中，所述缺氧池1与所述MBR膜生物反应池2之间设置有一第一出水堰6，且所述缺氧池1底部进水口通过第一管道7与所述MBR膜生物反应池2底部连通，使得经所述缺氧池1处理的污水通过所述第一出水堰6进入所述MBR膜生物反应池2之后，通过所述第一管道7再次进入所述缺氧池1，进行次循环处理；
所述MBR膜组件21与所述絮凝池3之间设置有第二管道8，用于水流从所述MBR膜组件21运输至所述絮凝池3。
进一步地，所述絮凝池3外接一臭氧发生器9，用于向所述絮凝反应装置提供臭氧；
进一步地，所述第二管道8两端分别与所述MBR膜组件21、所述絮凝反应装置31连通；所述MBR膜组件21优选RF型微滤膜，且膜的孔径为0.4～1.0μm，设计膜通量：25L/m2·h；
进一步地，所述第一管道7、所述第二管道8上分别设置有混合液循环泵71、膜出水抽吸泵81，作为抽水的动力；
所述第二管道8上还设置有一管式混合器82，用于向经过所述第二管道8的污水中投放混凝剂，使得污水与混凝剂快速混合，为后一步絮凝反应做准备；
所述混凝剂为PAC混凝剂；
进一步地，所述膜出水抽吸泵81设置于所述MBR膜组件21与所述管式混合器82之间。
所述MBR膜组件21底部设置有一与气体抽吸泵22电连接的气体反冲洗装置23；
所述MBR膜组件21与所述气体反冲洗装置23均通过设置与所述MBR膜生物反应池2底部的钢架支撑固定。
优选地，所述絮凝池3与所述斜管沉淀池4之间设置有平行设置的第一隔板32、第二隔板33，且所述第一隔板32顶端与所述絮凝池3的顶部固定，下端与所述絮凝池3的底部具有间隙；所述第二隔板33的顶端与所述斜管沉淀池4的顶部具有间隙，底端与所述斜管沉淀池4的底部固定，且所述第一隔板32与所述第二隔板33之间具有间隙，使得经所述絮凝池3处理后的污水依次流经所述第一隔板32、所述第二隔板33后进入所述斜管沉淀池4；
进一步地，所述第一隔板32与所述第二隔板33之间设置有一导流板34，所述导流板34一端与所述第二隔板33连接，另一端固定于所述絮凝池3底部，且所述导流板34底部与所述第一隔板32之间具有间隙；所述第一隔板32、所述第二隔板33、所述导流板34之间围合为一导流区，使得经所述絮凝池3处理后的污水经过所述导流区进入所述斜管沉淀池4；
所述导流板34与所述第二隔板33所形成的夹角为50°～60°；
所述导流板34的顶部与所述第一隔板32底部平齐或者低于所述第一隔板32底部；
所述斜管沉淀装置41设置于所述斜管沉淀池4的上部，且位于水位以下；
优选地，所述斜管沉淀装置41上设置的斜管长度为1～1.2cm，且倾斜角度为60°，斜管上部水深为0.5～1.0m；
所述斜管沉淀池4与所述纤维转盘滤池5之间设置有第二出水堰42；
所述斜管沉淀池4内设置有一固定柱43，使得所述斜管沉淀装置41两端分别固定于所述固定柱43、所述第二出水堰42，污水经所述斜管沉淀装置41进行固液分离，液体经所述第二出水堰42流入所述纤维转盘滤池5；
所述纤维转盘滤池5的出水口与污水出水管道12连通，通过所述污水出水管道12上的出水抽吸泵13提供动力。
利用上述装置处理污水的方法，包括如下步骤：
S1、将污水通入所述缺氧池1进行缺氧处理，然后通过所述第一出水堰6流入所述MBR膜生物反应池2，再通过所述第一管道7将MBR膜生物反应池2内的水导入所述缺氧池1内进行循环处理，用于脱氮与生物除磷；
S2、经所述MBR膜生物反应池2处理的污水进入通过所述第二管道8导入所述絮凝池3，使得污水从下由上进入，向所述絮凝池3的四周流动，用于提高脱稳颗粒的碰撞，加强大颗粒絮凝体；
进一步地，所述MBR膜组件21工作的同时，所述气体反冲洗装置23通过管线上的曝气孔对所述MBR膜组件21的膜面进行气体冲洗，且每运行6min，停止2min，间歇运行，减缓膜污染。
进一步地，步骤S2中，在污水进行絮凝反应的同时，通过臭氧发生器9产生的臭氧进行消毒处理；
S3、经所述絮凝池3处理后的污水进入所述斜管沉淀池4进行斜管沉淀，污水经过所述斜管沉淀装置41处理后，颗粒物沉淀于所述斜管沉淀池4内，而经所述斜管沉淀装置41处理后的液体进入所述纤维转盘滤池5，最后方可达标排出。
步骤S3中，所述纤维转盘51上的纤维滤布采用纳米纤维材料制备，且过滤孔径为5-10μm，所述纤维转盘51的转速为2.2rpm/min。
以下就具体实施例对本发明作进一步说明：
S1、取湖北农村COD浓度为320mg/L的生活污水，(其总氮浓度为45mg/L，氨氮浓度为30mg/L，总磷浓度为5mg/L，且进水温度为18℃)，将其通入所述缺氧池1进行缺氧处理，然后通过所述第一出水堰6流入所述MBR膜生物反应池2，再通过所述第一管道7将MBR膜生物反应池2内的水导入所述缺氧池1内进行循环处理，用于脱氮与生物除磷；
S2、所述MBR膜组件21工作的同时，所述气体反冲洗装置23通过管线上的曝气孔对所述MBR膜组件21的膜面进行气体冲洗，且每运行6min，停止2min，间歇运行，使得初始膜通量为21L/m2h；
经所述MBR膜生物反应池2处理的污水进入通过所述第二管道8导入所述絮凝池3(且在污水通过所述第二管道8的过程当中，所述管式混合器向经过的污水中投加PAC混凝剂)，使得污水从下由上进入，向所述絮凝池3的四周流动，同时，向所述絮凝池3通入浓度为14mg/L的臭氧进行消毒处理，
S3、经所述絮凝池3处理后的污水进入所述斜管沉淀池4进行斜管沉淀，污水经过所述斜管沉淀装置41处理后，颗粒物沉淀于所述斜管沉淀池4内，而经所述斜管沉淀装置41处理后的液体进入所述纤维转盘滤池5(其中，纤维转盘滤布过滤孔径为5.0μm，转速2.2rpm/min)，最后方可达标排出。
检测采用本方法获得的排水，COD浓度为35mg/L，总氮(TN)浓度为8mg/L；氨氮浓度(NH3-N)浓度为2.0mg/L；总磷浓度为0.3mg/L，结果显示，污水中COD的去除率达到了89.1％左右，总氮(TN)去除率达到82.2％，实现了氨氮(NH3-N)93.3％去除与回收，磷(P)的94.0％去除与回收。因此，其氮磷出水效果可达到国家一级A排放标准。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种一体化农村污水处理装置，其特征在于：包括与污水进水管道(11)连通的缺氧池(1)、内部设置有MBR膜组件(21)的MBR膜生物反应池(2)、内部设置有絮凝反应装置(31)的絮凝池(3)、内部设置有斜管沉淀装置(41)的斜管沉淀池(4)、内部设置纤维转盘(51)的纤维转盘滤池(5)，所述缺氧池(1)、所述MBR膜生物反应池(2)、所述絮凝池(3)、所述斜管沉淀池(4)、所述纤维转盘滤池(5)顺次连接,所述絮凝池(3)外接一臭氧发生器(9)，用于向所述絮凝反应装置(31)提供臭氧,所述絮凝池(3)与所述斜管沉淀池(4)之间设置有平行设置的第一隔板(32)、第二隔板(33)，且所述第一隔板(32)顶端与所述絮凝池(3)的顶部固定，下端与所述絮凝池(3)的底部具有间隙；所述第二隔板(33)的顶端与所述斜管沉淀池(4)的顶部具有间隙，底端与所述斜管沉淀池(4)的底部固定，且所述第一隔板(32)与所述第二隔板(33)之间具有间隙，使得经所述絮凝池(3)处理后的污水依次流经所述第一隔板(32)、所述第二隔板(33)后进入所述斜管沉淀池(4),所述第一隔板(32)与所述第二隔板(33)之间设置有一导流板(34)，所述导流板(34)一端与所述第二隔板(33)连接，另一端固定于所述絮凝池(3)底部，且所述导流板(34)底部与所述第一隔板(32)之间具有间隙；所述第一隔板(32)、所述第二隔板(33)、所述导流板(34)之间围合为一导流区，使得经所述絮凝池(3)处理后的污水经过所述导流区进入所述斜管沉淀池(4)；
其中，所述缺氧池(1)与所述MBR膜生物反应池(2)之间设置有第一出水堰(6)，且所述缺氧池(1)底部进水口通过第一管道(7)与所述MBR膜生物反应池(2)底部连通，使得经所述缺氧池(1)处理的污水通过所述第一出水堰(6)进入所述MBR膜生物反应池(2)之后，通过所述第一管道(7)再次进入所述缺氧池(1)，进行循环处理；
所述MBR膜组件(21)与所述絮凝池(3)之间设置有第二管道(8)，用于水流从所述MBR膜组件(21)运输至所述絮凝池(3),所述MBR膜组件(21)底部设置有一与气体抽吸泵(22)电连接的气体反冲洗装置(23),所述第一管道(7)、所述第二管道(8)上分别设置有混合液循环泵(71)、膜出水抽吸泵(81),所述第二管道(8)上还设置有一管式混合器(82)，用于向经过所述第二管道(8)的污水中投放混凝剂。
2.根据权利要求1所述一种一体化农村污水处理装置，其特征在于：所述导流板(34)与所述第二隔板(33)所形成的夹角为50°～60°。
3.根据权利要求2所述一种一体化农村污水处理装置，其特征在于：所述导流板(34)的顶部与所述第一隔板(32)底部平齐或者低于所述第一隔板(32)底部。
4.一种如权利要求1所述的一体化农村污水处理装置的污水处理方法，其特征在于、包括如下步骤：
S1、将污水通入缺氧池(1)进行缺氧处理，然后通过第一出水堰(6)流入MBR膜生物反应池(2)，再通过第一管道(7)将MBR膜生物反应池(2)内的水导入缺氧池(1)内进行循环处理；
S2、经MBR膜生物反应池(2)处理的污水进入通过所述第二管道(8)导入絮凝池(3)，使得污水从下由上进入，向絮凝池(3)的四周流动，在污水进行絮凝反应的同时，通过臭氧发生器(9)产生的臭氧进行消毒处理；
S3、经絮凝池(3)处理后的污水进入斜管沉淀池(4)进行斜管沉淀，污水经过斜管沉淀装置(41)处理后，颗粒物沉淀于斜管沉淀池(4)内，而经斜管沉淀装置(41)处理后的液体进入纤维转盘滤池(5)，最后达标排出。
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