CN109111058A - 一种生活污水处理系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种可强化生活污水处理效果、可降低运行成本的生活污水处理系统，本发明还提供一种生活污水处理的方法。一种生活污水处理系统，包括载体变速流化装置、硅藻土强化处理装置和硅藻土投加装置，载体变速流化装置包括载体变速流化装置本体、进水管、流化载体、曝气管、第一出水管、污泥斗、第一排泥管和在线溶解氧仪，硅藻土强化处理装置包括硅藻土强化处理装置本体、配水管、硅藻土悬浮过滤区、集泥筒、斜管、第二出水管、污泥浓缩区和第二排泥管，硅藻土投加装置包括硅藻土投加装置本体、加药管、计量泵和管道混合器。本发明在不外加碳源、不单独设置二沉池和滤池的条件下实现氨氮、总氮、有机物、总磷、悬浮物的高效去除。

Description

一种生活污水处理系统及方法

技术领域

本发明涉及一种污水处理系统及方法，特别涉及一种生活污水处理系统及方法。

背景技术

近年来，国内煤矿生活污水处理厂污水排放和再生利用要求越来越高。煤矿生活污水处理厂一般以氧化沟、A/O、A²/O、生物接触氧化等生物处理工艺为主体，受碳源及环境因素限制，生物处理工艺总氮、总磷去除效果有限，一般还需要通过混凝-过滤、吸附等方法加以优化。国内一些地区已要求煤矿生活污水处理厂出水COD达到地表水环境质量标准（GB3838-2002）Ⅲ类要求（CODCr≤20mg/L），所以，目前仍需要高级氧化或活性炭吸附等方式强化处理效果，运行成本较高。在不增加煤矿企业经济负担的前提下提高处理效果，寻找经济合理的深度处理工艺和药剂是需要解决的关键问题。

因此，如何提供一种生活污水处理系统及方法，以实现氨氮、总氮、有机物、总磷、悬浮物的高效去除，以降低运行成本，是本领域目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可强化生活污水处理效果、可降低运行成本的生活污水处理系统，在不外加碳源、不单独设置二沉池和滤池的条件下实现氨氮、总氮、有机物、总磷、悬浮物的高效去除，解决以上背景技术中提出的问题。

本发明的另一目的在于提供一种生活污水处理的方法，集成了同步脱氮除磷和硅藻土吸附过滤技术，强化生活污水处理效果。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种生活污水处理系统，包括载体变速流化装置、硅藻土强化处理装置和硅藻土投加装置，载体变速流化装置和硅藻土投加装置均与硅藻土强化处理装置连接；

所述的载体变速流化装置包括载体变速流化装置本体、进水管、流化载体、曝气管、第一出水管、污泥斗、第一排泥管和在线溶解氧仪，用以将生活污水流入载体变速流化装置本体的进水管与载体变速流化装置本体连接，流化载体、曝气管和污泥斗按照生活污水在载体变速流化装置本体内部的流向依次设于载体变速流化装置本体内部，若干流化载体形成载体流化区，第一出水管设于曝气管和污泥斗之间的载体变速流化装置本体上，第一排泥管设于污泥斗底部，在线溶解氧仪一端设有监测探头，监测探头设于载体流化区；

所述的硅藻土强化处理装置包括硅藻土强化处理装置本体、配水管、硅藻土悬浮过滤区、集泥筒、斜管、第二出水管、污泥浓缩区和第二排泥管，配水管设于硅藻土强化处理装置本体内部并连通第一出水管，硅藻土悬浮过滤区设于硅藻土强化处理装置本体内的中部，配水管设于硅藻土悬浮过滤区下方，集泥筒贯穿硅藻土悬浮过滤区，斜管设于硅藻土强化处理装置本体内的上部，第二出水管设于硅藻土强化处理装置本体上并位于斜管上方，污泥浓缩区设于硅藻土强化处理装置本体内的底部，第二排泥管设于污泥浓缩区底部；

所述的硅藻土投加装置包括硅藻土投加装置本体、加药管、计量泵和管道混合器，加药管一端连接硅藻土投加装置本体，加药管另一端通过管道混合器连接第一出水管，计量泵设于加药管上。

作为优选，所述的流化载体在载体流化区的填充率为35%~60%。

作为优选，所述的流化载体为圆筒体，圆筒体的孔径为2~5mm，圆筒体的高度为50~150mm，圆筒体的外径为40~80mm，圆筒体的内径为10~30mm。

作为优选，所述的硅藻土悬浮过滤区中部设有若干转刷，所述的转刷包括转刷骨架、刷毛和转轴。

作为优选，所述的转刷以多层均布的方式设于硅藻土悬浮过滤区中部。

作为优选，所述的转刷骨架为圆柱体，圆柱体的直径为80~120mm，圆柱体的高度为150~200mm，所述的刷毛长度为30~50mm。

作为优选，所述的斜管与硅藻土强化处理装置本体径向平面的夹角为50°~65°。

作为优选，所述的集泥筒顶端设有喇叭口，集泥筒底端设有导流罩。

一种采用所述生活污水处理系统进行生活污水处理的方法，该方法包括以下步骤：

（1）开启系统，使经过物化预处理后的生活污水通过进水管流入载体变速流化装置本体，操作曝气管进行分级曝气，当在线溶解氧仪显示溶解氧浓度高至2mg/L时逐级降低曝气量，当在线溶解氧仪显示溶解氧浓度低至0.8mg/L时逐级提高曝气量，当在线溶解氧仪显示溶解氧浓度高至2mg/L进入下一分级曝气周期；

生活污水流经流化载体，流化载体形成由表层到内部的溶解氧浓度分区，流化载体上附着的生物群落可进行同步脱氮除磷，去除氨氮、总氮、COD和总磷，生活污水由第一出水管流出载体变速流化装置本体；

（2）通过硅藻土投加装置本体投加硅藻土，硅藻土与生活污水在管道混合器混合后进入硅藻土强化处理装置本体，通过配水管使混合后的生活污水在硅藻土悬浮过滤区均匀向上流动，带动转刷转动，促进硅藻土与生活污水接触絮凝，通过絮凝沉淀去除总磷、悬浮物和非可溶性COD，通过硅藻土滤层吸附作用去除氨氮、总氮和可溶性COD，生活污水继续向上流动经斜管沉淀实现泥水分离，清水由第二出水管流出硅藻土强化处理装置本体，泥渣通过集泥筒沉淀至污泥浓缩区，由第二排泥管定期排出。

本发明的有益效果是：

（1）本发明的载体变速流化装置可有效促进生物膜更新，防止流化载体内部微孔堵塞和流化载体之间结块，载体变速流化装置中的溶解氧浓度变化可加强同步硝化反硝化效果。

（2）本发明在硅藻土强化处理装置中充分发挥硅藻土的絮凝沉淀和滤层吸附作用，可有效减少构筑物占地面积和硅藻土投加量。

（3）本发明在不外加碳源、不单独设置二沉池和滤池的条件下实现氨氮、总氮、有机物、总磷、悬浮物的高效去除，水力停留时间短，容积负荷高。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明流化载体的结构示意图；

图3是本发明转刷的结构示意图。

图中：1、载体变速流化装置本体，11、进水管，12、载体流化区，121、流化载体，13、曝气管，14、第一出水管，15、污泥斗，16、第一排泥管，17、在线溶解氧仪，2、硅藻土强化处理装置本体，21、配水管，22、硅藻土悬浮过滤区，221、转刷，2211、转刷骨架，2212、刷毛，2213、转轴，23、集泥筒，231、喇叭口，232、导流罩，24、斜管，25、第二出水管，26、污泥浓缩区，27、第二排泥管，3、硅藻土投加装置本体，31、加药管，32、计量泵，33、管道混合器。

具体实施方式

下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。应当理解，本发明的实施并不局限于下面的实施例，对本发明所做的任何形式上的变通和/或改变都将落入本发明保护范围。

实施例：

如图1所示的一种包括载体变速流化装置、硅藻土强化处理装置和硅藻土投加装置，载体变速流化装置和硅藻土投加装置均与硅藻土强化处理装置连接。

载体变速流化装置包括载体变速流化装置本体1、进水管11、流化载体121、曝气管13、第一出水管14、污泥斗15、第一排泥管16和在线溶解氧仪17，用以将生活污水流入载体变速流化装置本体的进水管与载体变速流化装置本体连接，流化载体、曝气管和污泥斗按照生活污水在载体变速流化装置本体内部的流向依次设于载体变速流化装置本体内部，流化载体位于曝气管上方，污泥斗位于曝气管下方。

多个流化载体形成载体流化区12，流化载体在载体流化区的填充率为57%。如图2所示，流化载体为圆筒体，圆筒体的孔径为5mm，圆筒体的高度为100mm，圆筒体的外径为60mm，圆筒体的内径为20mm。流化载体上附着的生物群落可进行同步脱氮除磷，去除氨氮、总氮、COD和总磷。

第一出水管设于曝气管和污泥斗之间的载体变速流化装置本体上，第一排泥管设于污泥斗底部，在线溶解氧仪一端设有监测探头，监测探头设于载体流化区，监测探头即时将载体流化区的溶解氧浓度数据传输给在线溶解氧仪。

硅藻土强化处理装置包括硅藻土强化处理装置本体2、配水管21、硅藻土悬浮过滤区22、集泥筒23、斜管24、第二出水管25、污泥浓缩区26和第二排泥管27，配水管设于硅藻土强化处理装置本体内部并连通第一出水管。硅藻土悬浮过滤区设于硅藻土强化处理装置本体内的中部，硅藻土悬浮过滤区中部设有多个转刷221，转刷以多层均布的方式设置，如图3所示，每个转刷包括转刷骨架2211、刷毛2212和转轴2213。转刷骨架为圆柱体，圆柱体的直径为80mm，圆柱体的高度为200mm，刷毛为聚酰胺材质，刷毛长度为30mm。转刷的竖向间距为250mm，转刷的横向间距为150mm。

配水管设于硅藻土悬浮过滤区下方，集泥筒贯穿硅藻土悬浮过滤区，集泥筒顶端设有喇叭口231，集泥筒底端设有导流罩232。斜管设于硅藻土强化处理装置本体内的上部，斜管与硅藻土强化处理装置本体径向平面的夹角为60°。第二出水管设于硅藻土强化处理装置本体上并位于斜管上方，污泥浓缩区设于硅藻土强化处理装置本体内的底部，第二排泥管设于污泥浓缩区底部。

硅藻土投加装置包括硅藻土投加装置本体3、加药管31、计量泵32和管道混合器33，加药管一端连接硅藻土投加装置本体，加药管另一端通过管道混合器连接第一出水管，计量泵设于加药管上。

一种采用上述生活污水处理系统进行生活污水处理的方法，该方法包括以下步骤：

（1）开启系统，使经过物化预处理后的生活污水通过进水管流入载体变速流化装置本体，操作曝气管进行分级曝气，当在线溶解氧仪显示溶解氧浓度高至2mg/L时逐级降低曝气量，当在线溶解氧仪显示溶解氧浓度低至0.8mg/L时逐级提高曝气量，当在线溶解氧仪显示溶解氧浓度高至2mg/L进入下一分级曝气周期；

生活污水流经流化载体，流化载体形成由表层到内部的溶解氧浓度分区，流化载体上附着的生物群落可进行同步脱氮除磷，去除氨氮、总氮、COD和总磷，生活污水由第一出水管流出载体变速流化装置本体；

（2）通过硅藻土投加装置本体投加硅藻土，硅藻土与生活污水在管道混合器混合后进入硅藻土强化处理装置本体，通过配水管使混合后的生活污水在硅藻土悬浮过滤区均匀向上流动，带动转刷转动，促进硅藻土与生活污水接触絮凝，通过絮凝沉淀去除总磷、悬浮物和非可溶性COD，通过硅藻土滤层吸附作用去除氨氮、总氮和可溶性COD，生活污水继续向上流动经斜管沉淀实现泥水分离，清水由第二出水管流出硅藻土强化处理装置本体，泥渣通过集泥筒沉淀至污泥浓缩区，由第二排泥管定期排出。

在总水力停留时间为3.4小时的情况下，中试用水为某煤矿生活污水，硅藻土平均投加量为38.2mg/L，本实施例连续运行37天的水质监测数据如表1所示。

表1 中试运行期间的水质监测数据（单位：mg/L）

水质指标	系统进水	系统出水
			氨氮	22.1-28.6	0.13-1.36
总氮	24.2-31.8	7.17-11.5
			COD<sub>Cr</sub>	193-265	8.63-17.2
总磷	3.25-4.67	0.29-0.36
			悬浮物	21.3-28.5	5.25-7.31

从表1可以看出，系统出水水质稳定，各项指标均优于《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A要求。

以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims (9)

1.一种生活污水处理系统，其特征在于：该生活污水处理系统包括载体变速流化装置、硅藻土强化处理装置和硅藻土投加装置，载体变速流化装置和硅藻土投加装置均与硅藻土强化处理装置连接；

所述的载体变速流化装置包括载体变速流化装置本体、进水管、流化载体、曝气管、第一出水管、污泥斗、第一排泥管和在线溶解氧仪，用以将生活污水流入载体变速流化装置本体的进水管与载体变速流化装置本体连接，流化载体、曝气管和污泥斗按照生活污水在载体变速流化装置本体内部的流向依次设于载体变速流化装置本体内部，若干流化载体形成载体流化区，第一出水管设于曝气管和污泥斗之间的载体变速流化装置本体上，第一排泥管设于污泥斗底部，在线溶解氧仪一端设有监测探头，监测探头设于载体流化区；

所述的硅藻土强化处理装置包括硅藻土强化处理装置本体、配水管、硅藻土悬浮过滤区、集泥筒、斜管、第二出水管、污泥浓缩区和第二排泥管，配水管设于硅藻土强化处理装置本体内部并连通第一出水管，硅藻土悬浮过滤区设于硅藻土强化处理装置本体内的中部，配水管设于硅藻土悬浮过滤区下方，集泥筒贯穿硅藻土悬浮过滤区，斜管设于硅藻土强化处理装置本体内的上部，第二出水管设于硅藻土强化处理装置本体上并位于斜管上方，污泥浓缩区设于硅藻土强化处理装置本体内的底部，第二排泥管设于污泥浓缩区底部；

所述的硅藻土投加装置包括硅藻土投加装置本体、加药管、计量泵和管道混合器，加药管一端连接硅藻土投加装置本体，加药管另一端通过管道混合器连接第一出水管，计量泵设于加药管上。

2.根据权利要求1所述的一种生活污水处理系统，其特征在于：所述的流化载体在载体流化区的填充率为35%~60%。

3.根据权利要求1所述的一种生活污水处理系统，其特征在于：所述的流化载体为圆筒体，圆筒体的孔径为2~5mm，圆筒体的高度为50~150mm，圆筒体的外径为40~80mm，圆筒体的内径为10~30mm。

4.根据权利要求1所述的一种生活污水处理系统，其特征在于：所述的硅藻土悬浮过滤区中部设有若干转刷，所述的转刷包括转刷骨架、刷毛和转轴。

5.根据权利要求4所述的一种生活污水处理系统，其特征在于：所述的转刷以多层均布的方式设于硅藻土悬浮过滤区中部。

6.根据权利要求4所述的一种生活污水处理系统，其特征在于：所述的转刷骨架为圆柱体，圆柱体的直径为80~120mm，圆柱体的高度为150~200mm，所述的刷毛长度为30~50mm。

7.根据权利要求1所述的一种生活污水处理系统，其特征在于：所述的斜管与硅藻土强化处理装置本体径向平面的夹角为50°~65°。

8.根据权利要求1所述的一种生活污水处理系统，其特征在于：所述的集泥筒顶端设有喇叭口，集泥筒底端设有导流罩。

9.一种采用权利要求1-8所述的一种生活污水处理系统进行生活污水处理的方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

（1）开启系统，使经过物化预处理后的生活污水通过进水管流入载体变速流化装置本体，操作曝气管进行分级曝气，当在线溶解氧仪显示溶解氧浓度高至2mg/L时逐级降低曝气量，当在线溶解氧仪显示溶解氧浓度低至0.8mg/L时逐级提高曝气量，当在线溶解氧仪显示溶解氧浓度高至2mg/L进入下一分级曝气周期；

生活污水流经流化载体，流化载体形成由表层到内部的溶解氧浓度分区，流化载体上附着的生物群落可进行同步脱氮除磷，去除氨氮、总氮、COD和总磷，生活污水由第一出水管流出载体变速流化装置本体；

（2）通过硅藻土投加装置本体投加硅藻土，硅藻土与生活污水在管道混合器混合后进入硅藻土强化处理装置本体，通过配水管使混合后的生活污水在硅藻土悬浮过滤区均匀向上流动，带动转刷转动，促进硅藻土与生活污水接触絮凝，通过絮凝沉淀去除总磷、悬浮物和非可溶性COD，通过硅藻土滤层吸附作用去除氨氮、总氮和可溶性COD，生活污水继续向上流动经斜管沉淀实现泥水分离，清水由第二出水管流出硅藻土强化处理装置本体，泥渣通过集泥筒沉淀至污泥浓缩区，由第二排泥管定期排出。