CN107417032A - 一种污水处理系统及污水处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种污水处理系统，包括顺次以管道连接的粗格栅、细格栅、调节池、初沉池、厌氧池、缺氧池、好氧池、二沉池、混凝反应池、过滤段、消毒与高速离心池、活性炭池、储水池；所述二沉池向下连接第一控制阀，二沉池产生的污泥一部分连接第二控制阀、经过回流污泥段回流至厌氧池，另一部分连接第三控制阀、经过剩余污泥段并向后连接污泥浓缩间、脱水机房、泥饼输送段；所述混凝反应池的液体出口连接消毒与高速离心池、沉淀出口连接剩余污泥段，所述缺氧池的进口连接有硝化液罐；所述好氧池内还具有检测机构。本发明工艺灵活高效，对各种有机污染物尤其是氮具有极佳的去除，批量处理和连续处理相结合，且一定程度上实现了自动化。
Description
技术领域
本发明涉及污水处理领域，尤其涉及一种污水处理系统及污水处理方法。
背景技术
随着国家的产业升级和结构转型，工业废水的处理要求和深度越来越高。为保证污水处理工艺的高效稳定运行，污水处理对控制系统可提出了更高的要求，不仅要满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）的参数要求，还要满足生产集约化的需要。
目前乡镇生活污水的主体处理工艺多为A2O、A/O、氧化沟及SBR 工艺等，工艺比较成熟，这些工艺均来源于城市污水厂，但存在：施工建设周期长、收集管网不健全、能耗高、工艺流程长、管理操作维护复杂等缺点。
近20多年来，我国水行业在自动化技术和信息化技术应用方面得到了长足的发展，但与国际水平相比，我国的自动化和信息化技术还相对滞后，整体上还处在国外80-90年代的水平，主要体现在发展的不平衡和应用水平方面。此外，在污水处理过程中，往往能顾及到大多数指标，而对于某个指标的处理就不太尽如人意。最后，能量的利用和反应的彻底性不足也影响着生产效率的进一步提高。
鉴于上述国内污水处理的现状，亟需一种自动化程度较高、能量利用率高、反应彻底、能实现集约化生产的污水处理系统，故积极加以研究创新，以期能创设一种污水处理系统及污水处理方法，使其在产业上具备较高的利用价值。
发明内容
发明目的：为了提高现有污水处理工艺的处理深度，使之达到集约化的生产要求，并提高污水处理过程中物质和能量的利用率，本发明设计一套污水处理系统及污水处理方法，以克服现有技术中的不足。
发明内容：一种污水处理系统，包括顺次以管道连接的粗格栅、细格栅、调节池、初沉池、厌氧池、缺氧池、好氧池、二沉池、混凝反应池、过滤段、消毒与高速离心池、活性炭池、储水池；
所述二沉池向下连接第一控制阀，二沉池产生的污泥一部分连接第二控制阀、经过回流污泥段回流至厌氧池，二沉池产生的污泥另一部分连接第三控制阀、经过剩余污泥段并向后以管道连接污泥浓缩间，所述污泥浓缩间出口连接脱水机房，脱水机房向后连接泥饼输送段；所述缺氧池的进口连接有液体来自于好氧池的硝化液罐；所述混凝反应池的液体出口依次连接过滤段和消毒与高速离心池、沉淀出口连接剩余污泥段；
所述好氧池内还具有检测机构，所述第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀由外部控制系统控制并电连接外部执行器，外部执行器电连接检测机构。
作为优选，所述粗格栅分为第一段粗格栅和第二段粗格栅，所述第一段粗格栅的栅距为30-50mm，第二段粗格栅的栅距为12-20mm，所述细格栅的栅距为4-8mm。粗格栅滤去大颗粒杂质和头发丝等难缠污物，细格栅滤去细砂、沉淀等固形物，经过分步处理和尺寸限定能优化工艺到最优以利于后续处理工艺。
作为优选，所述混凝反应池所用的絮凝剂为聚合氯化铁、聚合氯化铝、壳聚糖接枝聚丙烯酰胺的混合物。聚合氯化铁、聚合氯化铝属于无机絮凝剂，壳聚糖接枝聚丙烯酰胺属于有机絮凝剂，其均是絮凝效果非常好的絮凝物，联用则有协同效应，效果更佳。
进一步，所述混凝反应池所用的絮凝剂包含以下重量份的组分：
聚合氯化铁 30-35份
聚合氯化铝 45-50份
壳聚糖接枝聚丙烯酰胺 15-25份；
其中壳聚糖接枝聚丙烯酰胺的分子量大于600万，其原料壳聚糖脱乙酰度88-92%，壳聚糖与聚丙烯酰胺的质量比为1:3-5。作为一种工艺匹配，这种配比能更好地实现絮凝作用。
作为优选，所述过滤段由多层滤网叠加而成，所述滤网为聚酯纤维滤网、EVA纤维滤网或者其组合。聚酯纤维滤网网间隙可以做的很小，而EVA纤维滤网是新近研发的一种高效滤网结构，特别适用于污水处理的过滤工作。
作为优选，所述消毒与高速离心池具有高速离心装置和高级氧化装置，污水通过液相进口进入高速离心装置，高速离心装置转速800-1000rpm并由外部控制系统控制，污水在高速离心装置中的停留时间在5-20min，高级氧化装置为可释放臭氧和紫外线的装置，高级氧化装置释放的臭氧和紫外线与污水接触。消毒与高速离心池为的是在污水处理的最后阶段，一边氧化一边离心，为使工作效率达到最高，采用800-1000rpm的高速离心和批量处理留足停留时间，且消毒方式为臭氧和紫外线联用，消毒杀菌效果优异。
作为优选，性炭池中活性炭为椰壳活性炭，活性炭占活性炭池容积比例为1/8-1/4。活性炭是吸附离心不出的小颗粒和剩余的未氧化干净的色素等，在不影响处理能力的情况下，活性炭在活性炭池中填充比例越多越好，容积占比1/8-1/4是一种优化配置。
一种污水处理系统的污水处理方法，包括以下步骤：
（1）、待处理的污水通过连接于外部控制室变频供水设备调节流量，污水依次通过粗格栅、细格栅，进入调节池，调节pH等参数后，在初沉池加入沉淀剂进行初步的沉淀反应；
（2）、经初沉池处理过的污水依次经过厌氧池、缺氧池、好氧池，其中厌氧池和缺氧池中具有反硝化细菌，好氧池中含有硝化细菌，好氧池曝气；
（3）、污水进行批量处理，由检测机构判断反应终点，一批处理完毕后，一方面，好氧池后面二沉池底部的一部分污泥经回流污泥段至厌氧池，另一部分去剩余污泥段处理，另一方面，好氧池中经硝化细菌处理的污水作为硝化液进入硝化液罐备用，回流污泥段和剩余污泥段的污泥比例通过第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀的开度调节，污泥回流比在1-1.5；硝化液罐中的硝化液计量进入缺氧池，硝化液回流比大约在2-3:1；
（4）、经过三段生物处理的污水进入二沉池后，再进入混凝反应池，往混凝反应池中投絮凝剂，所得的沉淀通过沉淀出口排入剩余污泥段，污水继续通过液体出口排入消毒与高速离心池；
（5）、经过滤段过滤，消毒与高速离心池中高速离心装置和高级氧化装置同时发挥作用，采用间歇批量处理污水，每批处理时间15-30min，批之间间隔10-15min；
（6）、处理过的污水排入活性炭池经最后一步过滤和吸附后进入储水池备用，此时的水已可回用；剩余污泥段的污泥储存到一定量后，进入污泥浓缩间浓缩，再进入脱水机房脱水，最后成为泥饼进入泥饼输送段。
作为优选，步骤（3）中，硝化液罐和缺氧池的连接管还具由第四控制阀，所述第四控制阀与外部控制系统连接。第四控制阀使硝化液的加入也变得自动化。
和现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明的一种污水处理系统，结构紧凑、处理效果优异、关键工序智能化。厌氧池、缺氧池、好氧池的联合处理，经过氮的硝态化和硝态氮和反硝化，能够将污水中的氮最终以游离态排除的很干净；在生化处理集中区的前端和后端分别安置初沉池和二沉池方便生化处理的操作；四个控制阀控制关键工艺条件--回流比，并由控制系统控制，实现了智能调控；检测机构便于判断生化反应的反应节点；消毒与高速离心池、活性炭池的最终处理能得到比常规污水处理更高度净化的水。本发明工艺灵活，处理能力可达到1000-4500t/d，对各种有机污染物尤其是氮具有极佳的去除作用，并且批量处理和连续处理相结合，工作效率高，生化处理步骤实现一定的自动化，是一种高效的污水处理工艺。
附图说明
图1是本发明实施例的工艺流程示意图。
1-粗格栅，2-细格栅，3-调节池，4-初沉池，5-厌氧池，6-缺氧池，7-好氧池，71-硝化液罐，72-检测机构，8-二沉池，81-第一控制阀，82-第二控制阀，83-第三控制阀，84-第四控制阀，9-混凝反应池，10-过滤段，11-消毒与高速离心池，12-活性炭池，13-储水池，14-回流污泥段，15-剩余污泥段，16-污泥浓缩间，17-脱水机房，18-泥饼输送段。
具体实施方式
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
实施例1
如图1，一种污水处理系统，包括顺次以管道连接的粗格栅1、细格栅2、调节池3、初沉池4、厌氧池5、缺氧池6、好氧池7、二沉池8、混凝反应池9、过滤段10、消毒与高速离心池11、活性炭池12、储水池13；
所述粗格栅1分为第一段粗格栅和第二段粗格栅，所述第一段粗格栅的栅距为30-50mm，第二段粗格栅的栅距为12-20mm，所述细格栅2的栅距为4-8mm；
所述二沉池8向下连接第一控制阀81，二沉池8产生的污泥一部分连接第二控制阀82、经过回流污泥段14回流至厌氧池5，二沉池8产生的污泥另一部分连接第三控制阀83、经过剩余污泥段15并向后以管道连接污泥浓缩间16，所述污泥浓缩间16出口连接脱水机房17，脱水机房17向后连接泥饼输送段18；所述缺氧池6的进口连接有液体来自于好氧池7的硝化液罐71；所述混凝反应池9的液体出口91依次连接过滤段10和消毒与高速离心池11、沉淀出口92连接剩余污泥段15，混凝反应池9所用的絮凝剂，包含以下重量份的组分：
聚合氯化铁 30-35份
聚合氯化铝 45-50份
壳聚糖接枝聚丙烯酰胺 15-25份；
其中壳聚糖接枝聚丙烯酰胺的分子量大于600万，其原料壳聚糖脱乙酰度88-92%，壳聚糖与聚丙烯酰胺的质量比为1:3-5；
所述消毒与高速离心池11具有高速离心装置和高级氧化装置，污水通过液相进口进入高速离心装置，高速离心装置转速900rpm并由外部控制系统控制，污水在高速离心装置中的停留时间在5-20min，高级氧化装置为可释放臭氧和紫外线的装置，高级氧化装置释放的臭氧和紫外线与污水接触；所述过滤段10由多层滤网叠加而成，所述滤网为聚酯纤维滤网、EVA纤维滤网或者其组合；活性炭池12中活性炭为椰壳活性炭，活性炭占活性炭池12容积比例为1/6；
所述好氧池7内还具有检测机构72，检测机构包括在线pH计、在线粘度计、在线盐度计，所述第一控制阀81、第二控制阀82、第三控制阀83由外部控制系统控制并电连接外部执行器，外部执行器电连接检测机构。
一种污水处理系统的污水处理方法，包括以下步骤：
（1）、待处理的污水通过连接于外部控制室变频供水设备调节流量，污水依次通过粗格栅1、细格栅2，进入调节池3，调节pH等参数后，在初沉池4加入沉淀剂进行初步的沉淀反应；
（2）、经初沉池处理过的污水依次经过厌氧池5、缺氧池6、好氧池7，其中厌氧池5和缺氧池6中具有反硝化细菌，好氧池7中含有硝化细菌，好氧池7曝气；
（3）、污水进行批量处理，由检测机构72判断反应终点，一批处理完毕后，一方面，好氧池7后面二沉池8底部的一部分污泥经回流污泥段14至厌氧池5，另一部分去剩余污泥段15处理，另一方面，好氧池7中经硝化细菌处理的污水作为硝化液进入硝化液罐71备用，回流污泥段14和剩余污泥段15的污泥比例通过第一控制阀81、第二控制阀82、第三控制阀83的开度调节，污泥回流比在1.5；硝化液罐71和缺氧池6的连接管还具由第四控制阀84，所述第四控制阀84与外部控制系统连接，硝化液罐71中的硝化液经第四控制阀84控制进入缺氧池6，硝化液回流比大约在2:1；
（4）、经过三段生物处理的污水进入二沉池8后，再进入混凝反应池9，往混凝反应池9中投絮凝剂，所得的沉淀通过沉淀出口排入剩余污泥段15，污水继续通过液体出口排入消毒与高速离心池；
（5）、经过滤段10过滤，消毒与高速离心池11中高速离心装置和高级氧化装置同时发挥作用，采用间歇批量处理污水，每批处理时间15min，批之间间隔12min；
（6）、处理过的污水排入活性炭池12经最后一步过滤和吸附后进入储水池13备用，此时的水已可回用；剩余污泥段15的污泥储存到一定量后，进入污泥浓缩间16浓缩，再进入脱水机房17脱水，最后成为泥饼进入泥饼输送段18。
处理效果见表1，COD、BOD、SS、氨氮、TN 、TP单位均为mg/L。
表1
实施例2
如图1，一种污水处理系统，包括顺次以管道连接的粗格栅1、细格栅2、调节池3、初沉池4、厌氧池5、缺氧池6、好氧池7、二沉池8、混凝反应池9、过滤段10、消毒与高速离心池11、活性炭池12、储水池13；
所述粗格栅1分为第一段粗格栅和第二段粗格栅，所述第一段粗格栅的栅距为30-50mm，第二段粗格栅的栅距为12-20mm，所述细格栅2的栅距为4-8mm；
所述二沉池8向下连接第一控制阀81，二沉池8产生的污泥一部分连接第二控制阀82、经过回流污泥段14回流至厌氧池5，二沉池8产生的污泥另一部分连接第三控制阀83、经过剩余污泥段15并向后以管道连接污泥浓缩间16，所述污泥浓缩间16出口连接脱水机房17，脱水机房17向后连接泥饼输送段18；所述缺氧池6的进口连接有液体来自于好氧池7的硝化液罐71；所述混凝反应池9的液体出口91依次连接过滤段10和消毒与高速离心池11、沉淀出口92连接剩余污泥段15，混凝反应池9所用的絮凝剂为聚合氯化铁、聚合氯化铝、壳聚糖接枝聚丙烯酰胺的混合物；
所述消毒与高速离心池11具有高速离心装置和高级氧化装置，污水通过液相进口进入高速离心装置，高速离心装置转速800rpm并由外部控制系统控制，污水在高速离心装置中的停留时间在5-20min，高级氧化装置为可释放臭氧和紫外线的装置，高级氧化装置释放的臭氧和紫外线与污水接触；所述过滤段10由多层滤网叠加而成，所述滤网为聚酯纤维滤网、EVA纤维滤网或者其组合；活性炭池12中活性炭为椰壳活性炭，活性炭占活性炭池12容积比例为1/8；
所述好氧池7内还具有检测机构72，检测机构包括在线pH计、在线粘度计、在线盐度计，所述第一控制阀81、第二控制阀82、第三控制阀83由外部控制系统控制并电连接外部执行器，外部执行器电连接检测机构。
污水处理方法步骤同实施例1，参数变化：污泥回流比1.2，硝化液回流比3，消毒与高速离心池中每批处理时间30min，批之间间隔10min。
处理效果，见表2，COD、BOD、SS、氨氮、TN 、TP单位均为mg/L。
表2
| 指标/项目 | COD | BOD | SS | 氨氮 | TN | TP | pH |
| 处理前 | 254 | 32 | 13 | 32 | 51 | 5 | 6.5~7.5 |
| 处理后 | 41 | 9.3 | 5.7 | 0.85 | 3.5 | 1.2 | 7.0 |
实施例3
如图1，一种污水处理系统，包括顺次以管道连接的粗格栅1、细格栅2、调节池3、初沉池4、厌氧池5、缺氧池6、好氧池7、二沉池8、混凝反应池9、过滤段10、消毒与高速离心池11、活性炭池12、储水池13；
所述粗格栅1分为第一段粗格栅和第二段粗格栅，所述第一段粗格栅的栅距为30-50mm，第二段粗格栅的栅距为12-20mm，所述细格栅2的栅距为4-8mm；
所述二沉池8向下连接第一控制阀81，二沉池8产生的污泥一部分连接第二控制阀82、经过回流污泥段14回流至厌氧池5，二沉池8产生的污泥另一部分连接第三控制阀83、经过剩余污泥段15并向后以管道连接污泥浓缩间16，所述污泥浓缩间16出口连接脱水机房17，脱水机房17向后连接泥饼输送段18；所述缺氧池6的进口连接有液体来自于好氧池7的硝化液罐71；所述混凝反应池9的液体出口91依次连接过滤段10和消毒与高速离心池11、沉淀出口92连接剩余污泥段15，混凝反应池9所用的絮凝剂为聚合氯化铁、聚合氯化铝、壳聚糖接枝聚丙烯酰胺的混合物；
所述消毒与高速离心池11具有高速离心装置和高级氧化装置，污水通过液相进口进入高速离心装置，高速离心装置转速1000rpm并由外部控制系统控制，污水在高速离心装置中的停留时间在5-20min，高级氧化装置为可释放臭氧和紫外线的装置，高级氧化装置释放的臭氧和紫外线与污水接触；所述过滤段10由多层滤网叠加而成，所述滤网为聚酯纤维滤网、EVA纤维滤网或者其组合；活性炭池12中活性炭为椰壳活性炭，活性炭占活性炭池12容积比例为1/4；
所述好氧池7内还具有检测机构72，检测机构包括在线pH计、在线粘度计、在线盐度计，所述第一控制阀81、第二控制阀82、第三控制阀83由外部控制系统控制并电连接外部执行器，外部执行器电连接检测机构。
污水处理方法步骤同实施例1，参数变化：污泥回流比1，硝化液回流比2.5，消毒与高速离心池中每批处理时间20min，批之间间隔15min。
处理效果，见表3，COD、BOD、SS、氨氮、TN 、TP单位均为mg/L。
表3
| 指标/项目 | COD | BOD | SS | 氨氮 | TN | TP | pH |
| 处理前 | 235 | 27 | 19 | 34 | 57 | 5 | 6.5~7.5 |
| 处理后 | 37 | 8.1 | 7.5 | 1.01 | 3.9 | 1.1 | 7.2 |
以上实施例仅用以说明本发明的优选技术方案，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员而言，在不脱离本发明原理的前提下，所做出的若干改进或等同替换，均视为本发明的保护范围，仍应涵盖在本发明的权利要求范围中。
Claims (9)
1.一种污水处理系统，其特征在于，包括顺次以管道连接的粗格栅、细格栅、调节池、初沉池、厌氧池、缺氧池、好氧池、二沉池、混凝反应池、过滤段、消毒与高速离心池、活性炭池、储水池；
所述二沉池向下连接第一控制阀，二沉池产生的污泥一部分连接第二控制阀、经过回流污泥段回流至厌氧池，二沉池产生的污泥另一部分连接第三控制阀、经过剩余污泥段并向后以管道连接污泥浓缩间，所述污泥浓缩间出口连接脱水机房，脱水机房向后连接泥饼输送段；所述缺氧池的进口连接有液体来自于好氧池的硝化液罐；所述混凝反应池的液体出口依次连接过滤段和消毒与高速离心池、沉淀出口连接剩余污泥段；
所述好氧池内还具有检测机构，所述第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀由外部控制系统控制并电连接外部执行器，外部执行器电连接检测机构。
2.根据权利要求1所述的一种污水处理系统，其特征在于，所述粗格栅分为第一段粗格栅和第二段粗格栅，所述第一段粗格栅的栅距为30-50mm，第二段粗格栅的栅距为12-20mm，所述细格栅的栅距为4-8mm。
3.根据权利要求1所述的一种污水处理系统，其特征在于，所述混凝反应池所用的絮凝剂为聚合氯化铁、聚合氯化铝、壳聚糖接枝聚丙烯酰胺的混合物。
4.根据权利要求1所述的一种污水处理系统，其特征在于，所述过滤段由多层滤网叠加而成，所述滤网为聚酯纤维滤网、EVA纤维滤网或者其组合。
5.根据权利要求1所述的一种污水处理系统，其特征在于，所述消毒与高速离心池具有高速离心装置和高级氧化装置，污水通过液相进口进入高速离心装置，高速离心装置转速800-1000rpm并由外部控制系统控制，污水在高速离心装置中的停留时间在5-20min，高级氧化装置为可释放臭氧和紫外线的装置，高级氧化装置释放的臭氧和紫外线与污水接触。
6.根据权利要求1所述的一种污水处理系统，其特征在于，所述活性炭池中活性炭为椰壳活性炭，活性炭占活性炭池容积比例为1/8-1/4。
7.根据权利要求1~6任一项所述的一种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）、待处理的污水通过连接于外部控制室变频供水设备调节流量，污水依次通过粗格栅、细格栅，进入调节池，调节pH等参数后，在初沉池加入沉淀剂进行初步的沉淀反应；
（2）、经初沉池处理过的污水依次经过厌氧池、缺氧池、好氧池，其中厌氧池和缺氧池中具有反硝化细菌，好氧池中含有硝化细菌，好氧池曝气；
（3）、污水进行批量处理，由检测机构判断反应终点，一批处理完毕后，一方面，好氧池后面二沉池底部的一部分污泥经回流污泥段至厌氧池，另一部分去剩余污泥段处理，另一方面，好氧池中经硝化细菌处理的污水作为硝化液进入硝化液罐备用，回流污泥段和剩余污泥段的污泥比例通过第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀的开度调节，污泥回流比在1-1.5；硝化液罐中的硝化液计量进入缺氧池，硝化液回流比大约在2-3:1；
（4）、经过三段生物处理的污水进入二沉池后，再进入混凝反应池，往混凝反应池中投絮凝剂，所得的沉淀通过沉淀出口排入剩余污泥段，污水继续通过液体出口排入消毒与高速离心池；
（5）、经过滤段过滤，消毒与高速离心池中高速离心装置和高级氧化装置同时发挥作用，采用间歇批量处理污水，每批处理时间15-30min，批之间间隔10-15min；
（6）、处理过的污水排入活性炭池经最后一步过滤和吸附后进入储水池备用，此时的水已可回用；剩余污泥段的污泥储存到一定量后，进入污泥浓缩间浓缩，再进入脱水机房脱水，最后成为泥饼进入泥饼输送段。
8.根据权利要求7所述的一种污水处理系统的污水处理方法，其特征在于，
步骤（3）中，硝化液罐和缺氧池的连接管还具由第四控制阀，所述第四控制阀与外部控制系统连接。
9. 根据权利要求3所述的一种污水处理系统，其特征在于，所述混凝反应池所用的絮凝剂包含以下重量份的组分：
聚合氯化铁 30-35份
聚合氯化铝 45-50份
壳聚糖接枝聚丙烯酰胺 15-25份；
其中壳聚糖接枝聚丙烯酰胺的分子量大于600万，其原料壳聚糖脱乙酰度88-92%，壳聚糖与聚丙烯酰胺的质量比为1:3-5。
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