CN108046538A - 一种农村生活污水处理系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种农村生活污水处理系统及方法，包括：强化预处理单元、多段式核心生化模块和末端处理单元；其中，所述强化预处理单元设有引入污水的污水进口，该强化预处理单元的出水口依次与所述多段式核心生化模块和末端处理单元连接；所述末端处理单元设有出水口。该处理系统的处理效果可达到甚至可优于其处理效果，且运行效果稳定；但由于该方法的工艺仅为生物膜法，运行维护简单，无污泥流失和挂膜难等问题，因使用的是人造生物膜，生物膜的形成可人为控制，大大缩短了挂膜时间，且生物种类明确，适应性强、可重复使用，优势明显。

Description

一种农村生活污水处理系统及方法

技术领域

本发明涉及生活污水处理领域，尤其涉及一种农村生活污水处理系统及方法。

背景技术

近年来，随着我国经济发展和人民生活水平不断提高，农村水环境污染问题逐渐成为制约新型城镇化建设的重要因素。2015年4月，《水污染防治行动计划》即“水十条”发布，要求推进农业农村污染防治，加快农村环境整治，再一次使农村水环境治理成为众人关注的焦点。

目前，我国有6.74亿农村人口，分布在260多万个自然村，每天产生3000多万吨生活污水，但是污水处理设施严重不足，大部分未经处理排入到自然环境中。从“十五”到“十二五”期间，我国城市污水治理市场经历了迅速的发展。2000～2014年，城市污厂从481座增加到3802座；污水处理率由34.3％上升至90.2％。可以看到，市政污水处理领域已趋于饱和，环保企业开始纷纷寻找新的“蓝海”。与此同时，我国农村污水治理市场存在巨大的缺口。2016年，我国村庄污水处理率仅为22％，与城市污水处理率93.44％差距显著。2015年清华大学工程博士高峰论坛上，王凯军老师提出，未来中国污水处理的主战场一定在农村。据预测，2016年农村污水处理行业可形成400多亿的产值，2020年产值可增至840亿，2025年这一数字可达1300亿，而2035年我国农村生活污水市场规模将超2000亿元。但巨大的市场需求下，农村污水处理并没有想像中美好，仍存在着种种不甚明朗的细节问题。

专家指出，即便在水处理率达到全国平均水平的农村地区，设施运行率低也是逐渐暴露出来的重要问题之一。以北京市为例，截至2015年，北京市农村污水处理率已达到60％，远远高于全国平均水平，但却出现设施运行率低、技术适用性差，后期运维管理难等问题。

目前，国内外针对农村污水处理技术比较多，其中应用较好的为生物膜/活性污泥联合工艺，生物膜/活性污泥联合工艺是把活性污泥法与生物膜法相结合的一种污水生物处理技术。它一方面利用生物膜法的污染负荷高的特点减少构筑物体积，降低投资；另一方面利用活性污泥法的固液充分接触特点，大大提高有机污染物的去除效率，确保出水水质稳定良好。但目前该工艺在农村生活污水处理项目上也普遍存在污泥流失严重需定期投泥、填料上生物膜不足(基本没有生物膜或生物膜上覆盖了厚厚的无机污泥，起不到作用)、维护管理复杂、出水水质不稳定等问题。

发明内容

基于现有技术所存在的问题，本发明的目的是提供一种农村生活污水处理方法，能高效的处理农村生活污水，维护管理简单，且出水水质稳定。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明实施方式提供一种农村生活污水处理系统，包括：

强化预处理单元、多段式核心生化模块和末端处理单元；其中，

所述强化预处理单元设有引入污水的污水进口，该强化预处理单元的出水口依次与所述多段式核心生化模块和末端处理单元连接；

所述末端处理单元设有出水口。

本发明实施方式还提供一种农村生活污水处理方法，采用本发明所述的农村生活污水处理方法，包括以下步骤：

步骤1，强化预处理：将农村生活污水引入所述处理系统的预处理单元，通过格栅去除农村生活污水中的悬浮物后，进入调节池进行水量调节和预脱硝；

步骤2，多段式核心生化处理：强化预处理的调节池出水以多段进水方式布水进入多段式核心生化处理模块，按一定比例将污水分别配入该多段式核心生化处理模块的厌氧区和两级缺氧区，为聚磷菌和反硝化菌提供碳源，前端进水依次通过一级厌氧和好氧区加两级缺氧和好氧区，去除污水中的COD、NH4+-N、SS、TP和TN；每级好氧区的硝化液直接进入缺氧区进行反硝化，最后一级好氧区的硝化液回流一部分至强化预处理的调节池；

步骤3，末端处理：将经过多段式核心生化处理的污水引入末端处理单元，经过沉淀、过滤、消毒处理后，进行直接排放或回用。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的农村生活污水处理方法，其有益效果为：

污水处理效果好，多段式核心生化模块为微生物创造了更多样的生长环境，非常有利于形成更丰富的微生物群体，提高处理效果，另外，人造生物膜填料提高了聚磷菌、硝化菌和反硝化菌的比例和活性，可实现高效脱氮除磷；占地面积小，基建投资和运行费用低；采用模块设计，设计灵活，扩容增建简单；采用微曝气，省能耗，无噪音污染；该处理方法的处理效果和经济性能，均达到了国际领先水平。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，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附图。

图1为本发明实施例的农村生活污水处理系统构成示意图；

图2为本发明实施例的农村生活污水处理系统的多段式核心生化模块结构示意图；

图3为本发明实施例的农村生活污水处理方法流程图。

具体实施方式

下面结合本发明的具体内容，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。本发明实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

如图1所示，本发明实施例提供一种农村生活污水处理系统，是一种经济高效稳定的污水处理，能解决现有生物膜/活性污泥联合工艺方法污泥流失需定期投泥、生物膜难挂生物量不足、维护管理复杂、出水水质不稳定等问题，包括：

强化预处理单元1、多段式核心生化模块2和末端处理单元3；其中，

所述强化预处理单元设有引入污水的污水进口，该强化预处理单元的出水口依次与所述多段式核心生化模块和末端处理单元连接；

所述末端处理单元设有出水口。

上述污水处理系统中，强化预处理单元包括：

格栅、多功能调节池、弹性填料；其中，

所述多功能调节池的入水口处设置所述格栅；

所述多功能调节池内设有弹性填料，所述弹性填料部分填充在所述多功能调节池内。

如图2所示，上述污水处理系统中，多段式核心生化模块包括：

多段进水布水装置、曝气装置、厌氧区、第一好氧区、第一缺氧区、第二好氧区第二缺氧区和第三好氧区；其中，

所述反应池内设置依次连通的厌氧区、第一好氧区、第一缺氧区、第二好氧区、第二缺氧区和第三好氧区；

所述缺氧区设有污水入口，该污水入口处设置多段进水布水装置；

所述第一好氧区和第二好氧区、第三好氧区内均设置人造生物膜填料。

该多段式核心生化模块中，每级好氧区的硝化液直接进入缺氧区进行反硝化，最后一级好氧的硝化液回流一部分至调节池。

上述污水处理系统中，末端处理单元包括：

顺次连接的沉淀单元、过滤单元和消毒单元；其中，

所述沉淀单元采用其内填充蜂窝斜管填料的斜管沉淀装置；

所述过滤单元采用多介质砂滤罐；过滤单元为SS强化处理装置，填充填料为优质均粒砾石、石英砂、无烟煤等滤料。

所述消毒单元采用过流式紫外消毒装置。去除大肠杆菌群。

本发明实施例还提供一种农村生活污水处理方法，采用上述的农村生活污水处理方法，包括以下步骤：

步骤1，强化预处理：将农村生活污水引入所述处理系统的强化预处理单元，通过格栅去除农村生活污水中的悬浮物后，进入调节池进行水量调节和预脱硝；

步骤2，多段式核心生化处理：强化预处理的调节池出水以多段进水方式布水进入多段式核心生化处理模块，将污水分别配入该多段式核心生化处理模块的厌氧区和两级缺氧区，为聚磷菌和反硝化菌提供碳源，前端进水依次通过一级厌氧和好氧区加两级缺氧和好氧区，去除污水中的COD、NH4+-N、SS、TP和TN；每级好氧区的硝化液直接进入缺氧区进行反硝化，最后一级好氧区的硝化液回流一部分至强化预处理的调节池；

步骤3，末端处理：将经过多段式核心生化处理的污水引入末端处理单元，经过沉淀、过滤、消毒处理后，进行直接排放或回用。

下面对本发明实施例具体作进一步地详细描述。

本发明实施例提供的农村生活污水处理系统，可用于农村及小型污水处理，特别是低污染负荷的生活污水处理，该系统的污水处理方法具体步骤如下：

步骤1，强化预处理：在强化预处理单元的格栅处去除生活污水中的毛发、纤维等悬浮物，之后进入调节池，在调节池一方面主要进行水量调节，以克服较大的污水流量时变化系数，一方面进行水质的均衡，另外，调节池内布置部分弹性填料，可做缺氧池使用，起到预脱硝池作用。

步骤2，多段式核心生化处理：1)该多段式核心生化模块依次设置成一级厌氧/好氧区+两级缺氧/好氧区，污水依次经历厌氧/好氧、缺氧/好氧、缺氧/好氧的环境，好氧区的硝化液直接进入缺氧区进行反硝化，无需内回流；2)采用多段进水方式，按一定比例将污水分别配入厌氧区和两级缺氧区，为聚磷菌和反硝化菌及时提供碳源，同时降低了好氧区的有机负荷，提高了好氧区内硝化菌对异养菌的竞争力；3)每个好氧区装有特殊人造生物膜填料，通过人造生物膜的方式增加生物量；无需投泥。多段式核心生化模块创造了聚磷菌、硝化菌和反硝化菌各自适宜生长的环境，且人造生物膜填料提高了聚磷菌、硝化菌和反硝化菌的比例和活性，实现高效脱氮除磷。

步骤3，末端处理单元：将步骤2中经过多段式核心生化模块的污水经过沉淀、过滤、消毒处理后，进行直接排放或回用。

本发明与现有生物膜/活性污泥联合工艺相比较，处理效果可达到甚至可优于其处理效果，且运行效果稳定；但由于该方法的工艺仅为生物膜法，运行维护简单，无污泥流失和挂膜难等问题，因使用的是人造生物膜，生物膜的形成可人为控制，大大缩短了挂膜时间，且生物种类明确，适应性强、可重复使用，优势明显。本发明具有以下效果：

1)污水处理效果好，多段式核心生化模块为微生物创造了更多样的生长环境，非常有利于形成更丰富的微生物群体，提高处理效果，另外，人造生物膜填料提高了聚磷菌、硝化菌和反硝化菌的比例和活性，可实现高效脱氮除磷。

2)占地面积小，基建投资和运行费用低。

3)采用模块设计，设计灵活，扩容增建简单。

4)采用微曝气，省能耗，无噪音污染。

综上所述，该方法的处理效果和经济性能，均达到了国际领先水平。

实施例

本实施例所处理的生活污水水质如下：水温＝12～25℃，COD＝100～400mg/L，BOD5＝50～200mg/L，SS≤250mg/L，NH4+-N≤40mg/L，TN≤55mg/L，TP＝1.5～6.5mg/L，pH＝6.5～8.5。

采用的是本发明提供的农村生活污水处理系统，该处理系统的处理方法具体处理如下：

步骤1，强化预处理：在强化预处理单元的格栅处去除生活污水中的毛发、纤维等悬浮物，之后进入调节池，在调节池一方面主要进行水量调节，以克服较大的污水流量时变化系数，一方面进行水质的均衡，另外，调节池内布置部分弹性填料，可做缺氧池使用，起到预脱硝池作用。一方面可以进行反硝化，另一方面可先消耗掉硝化液回流中的溶解氧和硝酸盐，为随后进行的厌氧释磷提供更为有利的条件。

步骤2，多段式核心生化处理：步骤1的强化预处理单元的调节池出水采用多段进水方式布水进入多段式核心生化模块，将污水分别配入厌氧区和两级缺氧区，为聚磷菌和反硝化菌及时提供碳源，前端进水则会依次通过一级厌氧/好氧区+两级缺氧/好氧区，实现污水中COD、NH4+-N、SS、TP和TN的去除。每级好氧区的硝化液直接进入缺氧区进行反硝化，最后一级好氧的硝化液回流一部分至调节池；且由于独立功能分区创造了聚磷菌、硝化菌和反硝化菌各自适宜生长的环境，可大大提高处理效果；另外每个好氧区装有特殊人造生物膜填料，通过人造生物膜的方式增加生物量；提高了聚磷菌、硝化菌和反硝化菌的比例和活性，因此可强化脱氮除磷效果。

步骤3，末端处理：将步骤2中经过多段式核心生化模块处理的污水进入末端处理单元，经过沉淀、过滤、消毒处理后，进行直接排放或回用。

上述方法中，将污水分别配入厌氧区和两级缺氧区为：根据进水C/N将污水分别配入厌氧区和两级缺氧区。

经过上述处理后的出水水质水质结果如下：水温＝12～25℃；COD<30mg/L,BOD5<10mg/L，SS<8mg/L，NH4+-N<5mg/L，TN<15mg/L，TP<0.5mg/L，pH＝6.5～8.5。由上述结果可见该工艺出水可达GB18919-2002一级A水平，甚至有些水质出水好于GB18919-2002一级A水平。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种农村生活污水处理系统，其特征在于，包括：

强化预处理单元、多段式核心生化模块和末端处理单元；其中，

所述强化预处理单元设有引入污水的污水进口，该强化预处理单元的出水口依次与所述多段式核心生化模块和末端处理单元连接；

所述末端处理单元设有出水口。

2.根据权利要求1所述的一种农村生活污水处理系统，其特征在于，所述强化预处理单元包括：

格栅、多功能调节池、弹性填料；其中，

所述调节池的入水口处设置所述格栅；

所述多功能调节池内设有弹性填料，所述弹性填料部分填充在所述多功能调节池内。

3.根据权利要求1或2所述的一种农村生活污水处理系统，其特征在于，所述多段式核心生化模块包括：

多段进水布水装置、曝气装置、厌氧区、第一好氧区、第一缺氧区、第二好氧区第二缺氧区和第三好氧区；其中，

所述反应池内设置依次连通的厌氧区、第一好氧区、第一缺氧区、第二好氧区和第二缺氧区、第三好氧区；

所述缺氧区设有污水入口，该污水入口处设置多段进水布水装置；

所述第一好氧区和第二好氧区、第三好氧区内均设置人造生物膜填料。

4.根据权利要求1或2所述的一种农村生活污水处理系统，其特征在于，所述末端处理单元包括：

顺次连接的沉淀单元、过滤单元和消毒单元；其中，

所述沉淀单元采用其内填充蜂窝斜管填料的斜管沉淀装置；

所述过滤单元采用多介质砂滤罐；

所述消毒单元采用过流式紫外消毒装置。

5.根据权利要求4所述的一种农村生活污水处理系统，其特征在于，所述多介质砂滤罐内设置的多介质滤料采用均粒砾石、石英砂和无烟煤。

6.一种农村生活污水处理方法，其特征在于，采用权利要求1至5任一项所述的农村生活污水处理方法，包括以下步骤：

步骤1，强化预处理：将农村生活污水引入所述处理系统的强化预处理单元，通过格栅去除农村生活污水中的悬浮物后，进入调节池进行水量调节和预脱硝；

步骤2，多段式核心生化处理：强化预处理的调节池出水以多段进水方式布水进入多段式核心生化处理模块，将污水分别配入该多段式核心生化处理模块的厌氧区和两级缺氧区，为聚磷菌和反硝化菌提供碳源，前端进水依次通过一级厌氧和好氧区加两级缺氧和好氧区，去除污水中的COD、NH4+-N、SS、TP和TN；每级好氧区的硝化液直接进入缺氧区进行反硝化，最后一级好氧区的硝化液回流一部分至强化预处理的调节池；

步骤3，末端处理：将经过多段式核心生化处理的污水引入末端处理单元，经过沉淀、过滤、消毒处理后，进行直接排放或回用。