CN108249691B - 一体化低能耗分散式村镇生活污水处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种一体化低能耗分散式村镇生活污水处理系统，包括调节池、所述调节池通过调节池提升泵与生物接触氧化反应池进水管道相连通，生物接触氧化反应池进水管道设置在生物接触氧化反应池的上部，生物接触氧化反应池通过沉淀池进水管道与所述的沉淀池连通，沉淀池的出水口通过滤布滤池进水管道与滤布滤池连通，沉淀池通过沉淀池污泥排出装置分别与污泥池和所述生物接触氧化反应池连接，滤布滤池的出水口与装置排水管道连通，装置排水管道上设置所述紫外消毒装置。本发明的系统具有出水效果好、耐冲击负荷能力强、能耗低、便于安装等优点。

Description

一体化低能耗分散式村镇生活污水处理系统

技术领域

本发明涉及一种一体化低能耗分散式村镇生活污水处理系统，属于污水处 理设备领域。

背景技术

随着人类社会的不断发展，城市规模的不断扩大，城市的用水量和排水量 都在不断增加，加剧了用水的紧张和水质的污染，由此造成的水危机已经成为 社会经济发展的重要制约因素。而近年来随着乡村经济的发展，农村生活污水 的排放量不断增加,据相关统计，预计到2020年中国村镇污水排放量达到270亿 吨，占据全国水污染排放量的50％以上，且复合增速超过10％。而全国共有建 制镇20515个，乡11315个，自然村264.5万个，污水得到处理的仅占10％，近 九成的农村生活污水没有得到处理。

由于缺少相应的污水处理设施，污染物浓度较高，对环境影响较大。

村镇生活污水的处理目前存在多种问题，其集中体现在运行效果差，运行 成本高，操作困难、难以应对水质水量波动等问题。

发明内容

本发明提供了一体化低能耗分散式村镇生活污水处理系统，解决了村镇生 活污水运行效果差，运行成本高，操作困难、难以应对水质水量波动等问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种一体化低能耗分散式村镇生活污水处理系统，包括调节池、污泥池、 生物接触氧化反应池、沉淀池、滤布滤池、装置排水管道和紫外消毒装置及设 备房，所述调节池通过调节池提升泵与生物接触氧化反应池进水管道相连通， 所述的生物接触氧化反应池进水管道设置在所述的生物接触氧化反应池的上 部，所述生物接触氧化反应池通过沉淀池进水管道与所述的沉淀池连通，所述 沉淀池的出水口通过滤布滤池进水管道与所述滤布滤池连通，所述沉淀池通过 沉淀池污泥排出装置分别与所述污泥池和所述生物接触氧化反应池连接，所述 滤布滤池的出水口与装置排水管道连通，所述装置排水管道上设置所述紫外消 毒装置，所述滤布滤池通过过滤器排泥泵与污泥池连通，所述的污泥池上设置 有污泥池排泥管；

所述的生物接触氧化反应池包括反应器主体，所述的反应器主体内部通过 挡板分为第一缺氧反应区、好氧反应区和第二缺氧反应区，所述的好氧反应区 的上部通过设置在挡板上的设置有溢流口与第一缺氧反应区和第二缺氧反应区 连通，所述的第一缺氧反应区、好氧反应区和第二缺氧反应区的底部相连通， 所述的好氧反应区内部设置接触氧化填料层，所述好氧反应区的下方设置有曝 气装置，所述反应器主体的上部设置有生物接触氧化反应池进水管道和生物接 触氧化反应池出水管道，所述的曝气装置包括两组曝气器，两组曝气器通过三 通电磁阀与空气管道连通，空气管道与曝气风机连接。

进一步，本发明的一种优选方案为：所述的挡板包括垂直板和倾斜板，所 述的垂直板和倾斜板的夹角为120-150度。

进一步，本发明的一种优选方案为：所述的调节池上设置有细格栅和细格 栅排渣管道，所述的细格栅与装置进水管道连通。

进一步，本发明的一种优选方案为：所述的沉淀池污泥排出装置包括气提 污泥回流管和气提排泥管道，所述的气提污泥回流管和气提排泥管道伸入到沉 淀池的底部，所述的气提污泥回流管和气提排泥管道连接有污泥回流充气管道， 所述的污泥回流充气管道与曝气风机连接。

进一步，本发明的一种优选方案为：所述的生物接触氧化反应池进水管道 上设置有调节池进水流量计。

进一步，本发明的一种优选方案为：所述的滤布滤池内设置有纤维转盘过 滤器。

进一步，本发明的一种优选方案为：所述的紫外消毒装置、曝气风机和过 滤器排泥泵均放置于设备房内。

进一步，本发明的一种优选方案为：所述的调节池、污泥池、生物接触氧 化反应池、沉淀池和滤布滤池均设置有人孔和观察孔。

进一步，本发明的一种优选方案为：所述的调节池、生物接触氧化反应池、 沉淀池和装置排水管道均设置有取样口。

本发明也提供了一种一体化低能耗分散式村镇生活污水处理方法，采用本 发明的一体化低能耗分散式村镇生活污水处理系统，包括以下步骤：

(1)村镇生活污水通过装置进水管道进入到系统内，首先通过细格栅去除 污水中大粒径的悬浮物、杂物等，细格栅拦截掉的杂物、栅渣等通过细格栅排 渣管道排出到系统之外；

(2)经细格栅处理后的污水进入调节池，调节水质水量，调节后的污水通 过调节池提升泵和生物接触氧化池进水管道进入生物接触氧化反应器主体；

(3)进入生物接触氧化反应池的水通过重力作用从生物接触氧化反应器主 体的内壁滑落至反应器底部，曝气风机通过空气管道对两组曝气器进行供气， 两个曝气器的运行通过三通电磁阀控制，间歇运行，三通电磁阀每隔10-20s进 行切换运行，在气泡连续的高速剪切作用下，接触氧化填料层上厚重的生物膜 外层被冲刷掉，有效实现生物的循环，切换间歇运行也可使曝气区域上方水位 间歇抬高或降低，加大水流的传质，促进反应效果的提升；

(4)污水通过曝气作用被抬升至生物接触氧化池溢流口或以上高度，之后 通过溢流口流至反应器内缺氧区，缺氧区的污水在底部与好氧区联通，再次进 入好氧区反应，通过连续的循环，实现总氮的去除；

(5)污水在生物接触氧化池主体反应区内，被生物膜和悬浮污泥中的微生 物氧化、吸收和降解，多次循环反应后的出水通过沉淀池进水管道自流至沉淀 池，经过沉淀后的上清液流入滤布滤池，沉淀池中污泥可通过污泥回流管道回 流至生物接触氧化反应器主体，补充污泥浓度；剩余污泥通过污泥排泥管道排 入污泥池；

(6)进入滤布滤池的污水在纤维转盘过滤器过滤后排出，排出系统前经过 紫外消毒装置杀灭大肠杆菌，最终出水通过装置排水管道排出；

(7)纤维转盘过滤器滤除的悬浮物通过过滤器排泥泵排放中污泥池，污泥 池中污泥通过污泥池排泥管道排出系统外。

本发明的有益效果：

1、出水效果好，此装置针对分散式村镇生活污水处理装置设计，出水效果 可稳定达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)一级A标准 的要求。目前国内多数生活污水都存在总氮含量高，COD含量高等特点，多数 已经投入运行的村镇分散式生活污水站点均存在出水CODcr、总氮、悬浮物、 总大肠杆菌等不达标等问题。本发明的系统采用强化脱氮功能的生物处理方法 和过滤杀毒三级处理结合的方法，保证了出水的稳定达标。

2、耐冲击负荷能力强。生物处理单元采取生物接触氧化工艺，利用填料附 着的生物膜可大大提高污泥浓度，以大大提高污泥浓度。当污水成分发生变化 或负荷大幅提高时，装置依然运行高效稳定。

3、能耗低。与现有多数生活污水处理装置相比，其耗能极低。整个系统中 动力设备仅包括调节池提升泵、曝气风机、纤维转盘过滤器排泥泵以及紫外消 毒装置消耗电量。污泥回流采用气提回流，不需污泥回流泵；硝化液回流采用 自发回流，不需硝化液回流泵；曝气采用变量曝气方式，曝气能耗可节约20％。

4、便于安装操作。整个装置采用一体化模块化成套装置，可根据不同水量 选取不同型号的装置，运送至各分散污水处理站点后仅需1周即可完成全部安 装。正常运行过程中几乎不需维护，只在定期巡检过程中保养即可。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，将对实施例中所需要使用的附图作 简单地介绍。

图1为本发明一个实施例的结构简图；

图2为本发明的生物接触氧化反应池的结构简图；

图中，1为装置进水管道，2为细格栅排渣管道，3为细格栅，4为调节池， 5为调节池提升泵，6为污泥池，7为生物接触氧化反应池，7-1为曝气器，7-2 为第一缺氧反应区，7-3为生物接触氧化反应器主体，7-4为生物接触氧化反应 池进水管道，7-5为好氧反应区，7-6为三通电磁阀，7-7为空气管道，7-8为接 触氧化填料层，7-9为溢流口，7-10为垂直板，7-11为第二缺氧反应区，7-12 为倾斜板，8为沉淀池，9为滤布滤池，10为纤维转盘过滤器，11为过滤器排 泥泵，12为紫外消毒装置，13为设备房，14为装置排水管道，15为污泥回流 充气管道，16为气提排泥管道，17为滤布滤池进水管道，18为气提污泥回流管，19为曝气风机，20为污泥池排泥管，21为调节池进水流量计，22为沉淀池进 水管道。

具体实施方式

下面将结合本发明附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显 然，所描述的内容仅仅是本发明一个实施例，而不是全部的实施例。基于本发 明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所 有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

如图1和2所示，一种一体化低能耗分散式村镇生活污水处理系统，包括 调节池4、污泥池6、生物接触氧化反应池7、沉淀池8、滤布滤池9、装置排水 管道14和紫外消毒装置12，所述调节池4通过调节池提升泵5与生物接触氧化 反应池进水管道7-4相连通，所述的生物接触氧化反应池进水管道7-4设置在所 述的生物接触氧化反应池7的上部，所述生物接触氧化反应池7通过沉淀池进 水管道22与所述的沉淀池8连通，沉淀池8的出水口通过滤布滤池进水管道17 与所述的滤布滤池9连通，沉淀池8通过沉淀池污泥排出装置分别与污泥池6 和生物接触氧化反应池7连接，滤布滤池9的出水口与装置排水管道14连通， 所述的装置排水管道14上设置有紫外消毒装置12，滤布滤池9通过过滤器排泥 泵11与污泥池6连通，所述的污泥池6上设置有污泥池排泥管20；

所述的生物接触氧化反应池7包括生物接触氧化反应器主体7-3，所述的生 物接触氧化反应器主体7-3内部通过挡板分为第一缺氧反应区7-2、好氧反应区 7-5和第二缺氧反应区7-11，所述的好氧反应区7-5的上部通过设置在挡板上的 设置有溢流口7-9与第一缺氧反应区7-2和第二缺氧反应区7-11连通，所述的 第一缺氧反应区7-2、好氧反应区7-5和第二缺氧反应区7-11的底部相连通，所 述的好氧反应区7-5内部设置接触氧化填料层7-8，所述好氧反应区7-5的下方 设置有曝气装置，所述反应器主体7-3的上部设置有生物接触氧化反应池进水管 道7-4和生物接触氧化反应池出水管道，生物接触氧化反应池出水管道与沉淀池 进水管道22连通，所述的曝气装置包括两组曝气器7-1，两组曝气器7-1通过三通电磁阀7-6与空气管道7-7连通，空气管道7-7与曝气风机19连接。

此系统为一体化结构，可根据水质水量的不同设计不同的容积，可采用长 方体罐体结构或卧式圆形罐体结构，罐体两头采用圆形封头。此系统制作可采 用不锈钢、碳钢、PE、PP、或玻璃钢材质。若采用碳钢结构，需要涂刷防腐漆。

各功能区可根据需要调整大小和位置。

生物接触氧化池主体7-3结构需采用圆形卧式罐体结构，其中缺氧区和厌氧 区在同一个罐体内。

沉淀池8可采用竖流式沉淀池、平流多斗式沉淀池结构。

挡板包括垂直板7-10和倾斜板7-12，所述的垂直板和倾斜板的夹角a为 120-150度，本实施例为130度。

调节池4上设置有细格栅3和细格栅排渣管道2，所述的细格栅3与装置进 水管道1连通。

沉淀池污泥排出装置包括气提污泥回流管18和气提排泥管道16，所述的气 提污泥回流管18和气提排泥管道16伸入到沉淀池8的底部，所述的气提污泥 回流管18和气提排泥管道16连接有污泥回流充气管道15，所述的污泥回流充 气管道15与曝气风机19连接。

生物接触氧化反应池进水管道7-4上设置有调节池进水流量计21，用以计 量系统进水流量。

滤布滤池9内设置有纤维转盘过滤器10。

本发明的系统还包括设备房13，所述的紫外消毒装置12、曝气风机19以 及过滤器排泥泵11均放置于设备房13内。

调节池4、污泥池6、生物接触氧化反应池7、沉淀池8和滤布滤池9均设 置有人孔和观察孔，以方便检修和维护。

调节池4、生物接触氧化反应池7、沉淀池8和装置排水管道均设置有取样 口，以方便对水质进行监测。

一种一体化低能耗分散式村镇生活污水处理方法，采用本发明的一体化低 能耗分散式村镇生活污水处理系统，包括以下步骤：

(1)村镇生活污水通过装置进水管道1进入到系统内，首先通过细格栅3 去除污水中大粒径的悬浮物、杂物等，细格栅3拦截掉的杂物、栅渣等通过细 格栅排渣管道2排出到系统之外；

(2)经细格栅3处理后的污水进入调节池4，村镇生活污水站点污水水质 水量不均匀，故需要调节池4来调节水质水量，调节后的污水通过调节池提升 泵5和生物接触氧化反应池进水管道7-4进入生物接触氧化反应器主体7-3；

(3)进入生物接触氧化反应池7的水通过重力作用从生物接触氧化反应器 主体7-3的内壁滑落至反应器底部，曝气风机19通过空气管道7-7对两组曝气 器7-1进行供气，两个曝气器7-1的运行通过三通电磁阀7-6控制，间歇运行， 三通电磁阀7-6每隔10-20s进行切换运行，在气泡连续的高速剪切作用下，接 触氧化填料层上厚重的生物膜外层被冲刷掉，有效实现生物的循环，切换间歇 运行也可使曝气区域上方水位间歇抬高或降低，加大水流的传质，促进反应效 果的提升；

(4)污水通过曝气作用被抬升至生物接触氧化池溢流口7-9或以上高度， 之后通过溢流口7-9流至反应器内缺氧区，缺氧区的污水在底部与好氧区联通， 再次进入好氧区反应，通过连续的循环，实现总氮的去除，溢流口7-9出水流量 可达进水流量的3-10倍，此过程相当于硝化液回流，硝化液回流比大于300％；

(5)污水在生物接触氧化池主体反应区内，被生物膜和悬浮污泥中的微生 物氧化、吸收和降解，经微生物处理后，污水中的CODcr、总氮、总磷等污染 物质被消解后去除，多次循环反应后的出水通过沉淀池进水管道22自流至沉淀 池8，经过沉淀后的上清液流入滤布滤池9，沉淀池8中污泥可通过污泥回流管 道回流至生物接触氧化反应器主体，以补充污泥浓度；剩余污泥可通过污泥排 泥管道排入污泥池6；污泥回流和排泥均采用气提方式，利用污泥回流充气管道 15通入空气，在气提的作用下实现污泥回流和排泥；

(6)进入滤布滤池9的污水在纤维转盘过滤器10过滤后排出，排出系统 前经过紫外消毒装置12杀灭大肠杆菌，最终出水通过装置排水管道14排出；

(7)纤维转盘过滤器10滤除的悬浮物通过过滤器排泥泵11排放中污泥池 6，污泥池6中污泥通过污泥池排泥管20道排出系统外。纤维转盘过滤器10主 要作用为去除废水中的少量悬浮物及悬浮物携带的部分污染物，处理后的悬浮 物浓度可降低至10mg/L以下。

采用上述装置和方法对于生活污水进行处理，具体数据如下：

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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 (9)

1.一种一体化低能耗分散式村镇生活污水处理系统，其特征在于：包括调节池、污泥池、生物接触氧化反应池、沉淀池、滤布滤池、装置排水管道和紫外消毒装置和设备房，所述调节池通过调节池提升泵与生物接触氧化反应池进水管道相连通，所述的生物接触氧化反应池进水管道设置在所述的生物接触氧化反应池的上部，所述生物接触氧化反应池通过沉淀池进水管道与所述的沉淀池连通，所述沉淀池的出水口通过滤布滤池进水管道与所述滤布滤池连通，所述沉淀池通过沉淀池污泥排出装置分别与所述污泥池和所述生物接触氧化反应池连接，所述滤布滤池的出水口与装置排水管道连通，所述装置排水管道上设置所述紫外消毒装置，所述滤布滤池通过过滤器排泥泵与污泥池连通，所述的污泥池上设置有污泥池排泥管；

所述的生物接触氧化反应池主体结构采用圆形卧式罐体结构，罐体两头采用圆形封头，包括反应器主体，所述的反应器主体内部通过挡板分为第一缺氧反应区、好氧反应区和第二缺氧反应区，挡板包括垂直板和倾斜板，垂直板和倾斜板朝向圆形封头的夹角为120-150度，所述的好氧反应区的上部通过设置在挡板上的溢流口与第一缺氧反应区和第二缺氧反应区连通，所述的第一缺氧反应区、好氧反应区和第二缺氧反应区的底部相连通，所述的好氧反应区内部设置接触氧化填料层，所述好氧反应区的下方设置有曝气装置，所述反应器主体的上部设置有生物接触氧化反应池进水管道和生物接触氧化反应池出水管道，所述的曝气装置包括两组曝气器，两组曝气器通过切换运行的三通电磁阀与空气管道连通，实现间歇运行，空气管道与曝气风机连接；所述的沉淀池污泥排出装置包括气提污泥回流管和气提排泥管道，所述的气提污泥回流管和气提排泥管道伸入到沉淀池的底部，所述的气提污泥回流管和气提排泥管道连接有污泥回流充气管道，所述的污泥回流充气管道与曝气风机连接。

2.根据权利要求1所述的一种一体化低能耗分散式村镇生活污水处理系统，其特征在于：所述垂直板和倾斜板朝向圆形封头的夹角为130度。

3.根据权利要求1所述的一种一体化低能耗分散式村镇生活污水处理系统，其特征在于：所述的调节池上设置有细格栅和细格栅排渣管道，所述的细格栅与装置进水管道连通。

4.根据权利要求1所述的一种一体化低能耗分散式村镇生活污水处理系统，其特征在于：所述的生物接触氧化反应池进水管道上设置有调节池进水流量计。

5.根据权利要求1所述的一种一体化低能耗分散式村镇生活污水处理系统，其特征在于：所述的滤布滤池内设置有纤维转盘过滤器。

6.根据权利要求1所述的一种一体化低能耗分散式村镇生活污水处理系统，其特征在于：所述的紫外消毒装置、曝气风机和过滤器排泥泵均放置于设备房内。

7.根据权利要求1所述的一种一体化低能耗分散式村镇生活污水处理系统，其特征在于：所述的调节池、污泥池、生物接触氧化反应池、沉淀池和滤布滤池均设置有人孔和观察孔。

8.根据权利要求1所述的一种一体化低能耗分散式村镇生活污水处理系统，其特征在于：所述的调节池、生物接触氧化反应池、沉淀池和装置排水管道均设置有取样口。

9.一种一体化低能耗分散式村镇生活污水处理方法，其特征在于，采用权利要求3所述的一体化低能耗分散式村镇生活污水处理系统，包括以下步骤：

(1)村镇生活污水通过装置进水管道进入到系统内，首先通过细格栅去除污水中大粒径的悬浮物、杂物，细格栅拦截掉的杂物、栅渣通过细格栅排渣管道排出到系统之外；

(2)经细格栅处理后的污水进入调节池，调节水质水量，调节后的污水通过调节池提升泵和生物接触氧化池进水管道进入生物接触氧化反应器主体；

(3)进入生物接触氧化反应池的水通过重力作用从生物接触氧化反应器主体的内壁滑落至反应器底部，曝气风机通过空气管道对两组曝气器进行供气，两个曝气器的运行通过三通电磁阀控制，间歇运行，三通电磁阀每隔10-20s进行切换运行，在气泡连续的高速剪切作用下，接触氧化填料层上厚重的生物膜外层被冲刷掉，有效实现生物的循环，切换间歇运行也可使曝气区域上方水位间歇抬高或降低，加大水流的传质，促进反应效果的提升；

(4)污水通过曝气作用被抬升至生物接触氧化池溢流口或以上高度，之后通过溢流口流至反应器内缺氧区，缺氧区的污水在底部与好氧区联通，再次进入好氧区反应，通过连续的循环，实现总氮的去除；

(5)污水在生物接触氧化反应池主体反应区内，被生物膜和悬浮污泥中的微生物氧化、吸收和降解，多次循环反应后的出水通过沉淀池进水管道自流至沉淀池，经过沉淀后的上清液流入滤布滤池，沉淀池中污泥可通过污泥回流管道回流至生物接触氧化反应器主体，补充污泥浓度；剩余污泥通过污泥排泥管道排入污泥池；

(6)进入滤布滤池的污水在纤维转盘过滤器过滤后排出，排出系统前经过紫外消毒装置杀灭大肠杆菌，最终出水通过装置排水管道排出；

(7)纤维转盘过滤器滤除的悬浮物通过过滤器排泥泵排放至 污泥池，污泥池中污泥通过污泥池排泥管道排出系统外。

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