CN109607850A - 一种基于固体吸附剂的城市污水净化系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种基于固体吸附剂的城市污水净化系统和方法,基于固体吸附剂的城市污水净化系统包括沉淀池、吸附池、曝气池、脱盐蒸发器、渗透过滤器和污泥收集器;所述沉淀池、吸附池、曝气池和污泥收集池均为上端开口的水池状结构,吸附池内设置有搅拌设备,曝气池内设置有曝气设备。基于上述城市污水净化系统所进行的城市污水净化方法,步骤合理,净化效果好,经过处理的污水可以回收再利用。同时对污水处理过程中所产生的固体沉降物质也进行处理,处理后的固体物质可土壤化,不会污染环境。

Description

一种基于固体吸附剂的城市污水净化系统和方法
技术领域
本发明属于污水处理技术领域,具体是一种基于固体吸附剂的城市污水净化系统和方法。
背景技术
城市污水即城市地区范围内的生活污水、工业废水和径流污水。一般由城市管渠汇集并应经城市污水处理厂进行处理后排入水体。城市污水中除含有大量有机物及病菌、病毒外,由于工业的高度发展,工业废水的水量水质日趋复杂和径流污水的污染日趋严重,使城市污水含有各种类型、不同程度的各种有毒、有害污染物。
污泥是指用物理法、化学法、物理化学法和生物法等处理废水时产生的沉淀物、颗粒物和漂浮物。污泥一般指介于液体和固体之间的浓稠物,可以用泵输送,但它很难通过沉降进行固液分离。悬浮物浓度一般在1%~10%,低于此浓度常常称为泥浆。
现在城市污水产量巨大,据统计,全国废水排放量超过700亿吨。污水处理厂每年集中处理的污水体量巨大。现有的污水处理通常是将污水集中至污水处理厂进行集中处理,因此污水处理厂工作强度巨大,设备繁多,同时由于现有的污水处理技术步骤繁杂,而污水处理厂所需处理的污水体量庞大,导致污水处理成本较高,设备投入较大,难以实现污水的分散处理,而集中污水至污水处理厂的运输成本也较高。每年由于排污、运污管道维护检修产生的费用巨大。同时,现有的污水处理过程中会产生大量的污泥,而污泥的处理也十分困难。
发明内容
发明目的:本发明的目的是针对目前技术中的不足,提供一种基于固体吸附剂的城市污水净化系统和方法,设备投入低,简化污水处理步骤,降低成本,可用于社区或者化工厂进行小范围的污水处理,实现污水处理的分散化,大大减少污水运输成本。
技术方案:为实现上述目的,本发明提供一种基于固体吸附剂的城市污水净化系统,包括沉淀池、吸附池、曝气池、脱盐蒸发器、渗透过滤器和污泥收集器;所述沉淀池、吸附池、曝气池和污泥收集池均为上端开口的水池状结构,吸附池内设置有搅拌设备,曝气池内设置有曝气设备,所述搅拌设备为由电机驱动的旋转搅拌杆,搅拌杆在吸附池内搅动,所述曝气设备为伸入曝气池内的曝气管,曝气管由气泵供气;所述渗透过滤器包括罐体,所述罐体为封闭的中空圆柱体结构,罐体上端设置有进水口,下端设置有出水口,罐体内部设置有渗透膜将罐体内部空间分隔为上下两个部分,罐体外设置有高压泵,高压泵通过管道与罐体连接,对罐体内部试压,管道在罐体内部开口位于渗透膜上部。
作为本方案的一种改进,所述渗透膜设置在罐体下部1/3位置处。
一种基于固体吸附剂的城市污水净化方法,其特征在于,包括如下步骤:
a、将污水送入沉淀池进行初步沉淀,清理沉淀池底部的沉降物质;
b、将沉淀池上层污水回收送到吸附池,将吸附池的pH值调为7-8,进行搅拌 1-2小时,边搅拌边加入多孔吸附剂,进行沉淀,并将沉淀池底部的沉淀物质放入污泥收集池;
c、将吸附池的上层污水送入曝气池,通过气泵向安装在曝气池内的曝气,曝气的同时,加入氧化剂、助凝剂和絮凝剂,然后静置8-10小时,最后将曝气池的底部沉淀物质放入污泥收集池;
d、将曝气池的上层污水送入脱盐蒸发器,进行脱盐处理;
e、将脱盐蒸发器中静置后的污水进行渗透过滤,将过滤后的固体物质进行送入污泥收集池,上层污水送入渗透过滤器,进行渗透过滤;
f、将渗透过滤器中过滤后的水体回收储存,过滤残渣送入污泥收集池;
g、在污泥收集池中投入燃烧后的煤渣并搅拌均匀;
h、在污泥收集池中添加30-50mg/L的消石灰并充分搅拌;
i、向污泥收集池中添加粉煤灰、粘土和碳酸钠并搅拌均匀,放置1天;
j、向污泥收集池中添加次氯酸钙粉和氧化锌,搅拌均匀后,放置1天;
k、将进行步骤k处理后的污泥收集池中的固体物质进行填埋处理。
作为本方案的一种改进,步骤c中,气泵向曝气池内曝入的气体为臭氧。
作为本方案的一种改进,步骤h中,消石灰与污泥收集池中固体物质体积比为1∶2。
作为本方案的一种改进,步骤g中所添加的燃烧后煤渣的质量与污泥收集池中固体物质总质量之比为3∶7。
作为本方案的一种改进,步骤i中,粉煤灰、粘土和碳酸钠质量比为15∶5∶1,污泥收集池中固体物质质量与所添加的粉煤灰、粘土和碳酸钠总质量之比为 5∶1。
作为本方案的一种改进,步骤j中,次氯酸钠与氧化锌质量比为30∶1,污泥收集池中固体物质质量与所添加的次氯酸钠和氧化锌总质量之比为20∶1。
有益效果:本发明所述的一种基于固体吸附剂的城市污水净化系统,设备简单,投入成本低,无需使用蒸馏塔、气浮机等设备,可以用于社区或者化工厂进行小范围内的城市污水处理。可以减少污水集中至污水处理厂所产生的运输成本。减少污水处理厂的工作强度,降低设备损耗。
所述基于固体吸附剂的城市污水净化系统所使用的污水净化方法,步骤合理,净化效果好,经过处理的污水可以回收再利用。同时对污水处理过程中所产生的固体沉降物质也进行处理,处理后的固体物质可土壤化,不会污染环境。
步骤b中,通过在吸附池中添加多孔吸附剂,以物理吸附的方式对污水进行初步净化处理,将污水中的部分悬浮物质去除。步骤c中,在曝气池中通过添加氧化剂和曝入臭氧,杀死水中微生物,并通过凝絮剂使水中微生物尸体等杂质凝絮结团,方便过滤清楚。步骤d中利用脱盐蒸发器对污水进行脱盐处理,脱盐处理后的污水经过渗透过滤后处理后可回收再利用为工业用水,用于工业生产或城市绿化。
在污水处理过程中收集得到的固体沉淀物统一收集至污泥收集池进行处理。消石灰作为凝絮剂,破坏固体沉淀物质胶体的稳定结构,扩大颗粒间隙,便于后续添加的处理剂能充分发挥作用,同时消石灰本身具有一定杀灭微生物的作用。步骤i中,添加粉煤灰、粘土和碳酸钠,能有效固化固体沉淀物中的重金属粒子。粉煤灰属于工业废物,利用粉煤灰对污泥进行处理也实现了资源的再利用。粘土属于自然产物,成本低廉。次氯酸钠与氧化锌是常用的除臭剂和消毒剂,可以有效去除物体沉淀物的臭味并抑制沉淀物中微生物的繁殖。最后对经过处理的污泥进行填埋,填埋后的污泥可与自然土壤同化,不会污染环境,还可回收用于城市绿化,实现资源的回收利用。
所述的一种基于固体吸附剂的城市污水净化系统及方法,设备投入成本低,占地面积小,可用于小范围内城市污水的处理,处理后的污水可以回收用于工业用水,将污水处理分散化,减少污水处理厂的污水总处理量,缓解污水处理厂的压力,降低城市污水处理的总成本,减少污水处理的时间。
附图说明
图1、所述基于固体吸附剂的城市污水净化系统结构示意图;
图2、所述吸附池结构示意图;
图3、所述曝气池结构示意图;
图4、所述渗透过滤器结构示意图;
图5、所述城市污水净化方法流程示意图;
附图标记列表:1、沉淀池;2、吸附池;3、曝气池;4、脱盐蒸发器;5、渗透过滤器;6、污泥收集池;7、搅拌设备;8、上层污水;9、沉淀物质;10、曝气设备;50、罐体;51、进水口;52、出水口;53、渗透膜;54、高压泵;55、管道。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式,进一步阐明本发明,应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。需要说明的是,下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向,词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
如图1所示的一种基于固体吸附剂的城市污水净化系统,包括沉淀池1、吸附池2、曝气池3、脱盐蒸发器4、渗透过滤器5和污泥收集器。沉淀池1、吸附池2、曝气池3和污泥收集池6均为上端开口的水池状结构。如图2所示,吸附池2内设置有搅拌设备7;如图3所示,曝气池3内设置有曝气设备10。搅拌设备7为由电机驱动的旋转搅拌杆,搅拌杆在吸附池2内搅动;曝气设备10 为伸入曝气池3内的曝气管,曝气管由气泵供气。如图4所示,渗透过滤器5包括罐体50,罐体50为封闭的中空圆柱体结构,罐体50上端设置有进水口51,下端设置有出水口52,罐体50内部设置有渗透膜53将罐体50内部空间分隔为上下两个部分,罐体50外设置有高压泵54,高压泵54通过管道55与罐体50 连接,对罐体50内部试压,管道55在罐体50内部开口位于渗透膜53上部。渗透膜53设置在罐体50下部1/3位置处。
在污水处理过程中,污水在沉淀池1、吸附池2和曝气池3内会由于重力出现分层,上层污水8在上部,底部为沉淀物质9。
如图5所示为利用上述基于固体吸附剂的城市污水净化系统的污水净化方法的流程示意图,具体有如下实施例:
实施例1
一种基于固体吸附剂的城市污水净化方法,包括如下步骤:
a、将污水送入沉淀池1进行初步沉淀,清理沉淀池1底部的沉降物质;
b、将沉淀池1上层污水8回收送到吸附池2,将吸附池2的pH值调为8,进行搅拌2小时,边搅拌边加入多孔吸附剂,进行沉淀,并将沉淀池1底部的沉淀物质9放入污泥收集池6;
c、将吸附池2的上层污水8送入曝气池3,通过气泵向曝气池3内曝入臭氧,曝气的同时,加入氧化剂、助凝剂和絮凝剂,然后静置10小时,最后将曝气池 3的底部沉淀物质9放入污泥收集池6;
d、将曝气池3的上层污水8送入脱盐蒸发器4,进行脱盐处理;
e、将脱盐蒸发器4中静置后的污水进行渗透过滤,将过滤后的固体物质进行送入污泥收集池6,上层污水8送入渗透过滤器5,进行渗透过滤;
f、将渗透过滤器5中过滤后的水体回收储存,过滤残渣送入污泥收集池6;
g、在污泥收集池6中投入燃烧后的煤渣并搅拌均匀,所添加的燃烧后煤渣的质量与污泥收集池6中固体物质总质量之比为3∶7;
h、在污泥收集池6中添加50mg/L的消石灰并充分搅拌,消石灰与污泥收集池6 中固体物质体积比为1∶2;
i、向污泥收集池6中添加粉煤灰、粘土和碳酸钠并搅拌均匀,放置1天,粉煤灰、粘土和碳酸钠质量比为15∶5∶1,污泥收集池6中固体物质质量与所添加的粉煤灰、粘土和碳酸钠总质量之比为5∶1;
j、向污泥收集池6中添加次氯酸钙粉和氧化锌,搅拌均匀后,放置1天,次氯酸钠与氧化锌质量比为30∶1,污泥收集池6中固体物质质量与所添加的次氯酸钠和氧化锌总质量之比为20∶1;
k、将进行步骤k处理后的污泥收集池6中的固体物质进行填埋处理。
实施例2
一种基于固体吸附剂的城市污水净化方法,包括如下步骤:
a、将污水送入沉淀池1进行初步沉淀,清理沉淀池1底部的沉降物质;
b、将沉淀池1上层污水8回收送到吸附池2,将吸附池2的pH值调为7,进行搅拌1小时,边搅拌边加入多孔吸附剂,进行沉淀,并将沉淀池1底部的沉淀物质9放入污泥收集池6;
c、将吸附池2的上层污水8送入曝气池3,通过气泵向曝气池3内曝入臭氧,曝气的同时,加入氧化剂、助凝剂和絮凝剂,然后静置8小时,最后将曝气池3 的底部沉淀物质9放入污泥收集池6;
d、将曝气池3的上层污水8送入脱盐蒸发器4,进行脱盐处理;
e、将脱盐蒸发器4中静置后的污水进行渗透过滤,将过滤后的固体物质进行送入污泥收集池6,上层污水8送入渗透过滤器5,进行渗透过滤;
f、将渗透过滤器5中过滤后的水体回收储存,过滤残渣送入污泥收集池6;
g、在污泥收集池6中投入燃烧后的煤渣并搅拌均匀,所添加的燃烧后煤渣的质量与污泥收集池6中固体物质总质量之比为3∶7;
h、在污泥收集池6中添加30mg/L的消石灰并充分搅拌,消石灰与污泥收集池6 中固体物质体积比为1∶2;
i、向污泥收集池6中添加粉煤灰、粘土和碳酸钠并搅拌均匀,放置1天,粉煤灰、粘土和碳酸钠质量比为15∶5∶1,污泥收集池6中固体物质质量与所添加的粉煤灰、粘土和碳酸钠总质量之比为5∶1;
j、向污泥收集池6中添加次氯酸钙粉和氧化锌,搅拌均匀后,放置1天,次氯酸钠与氧化锌质量比为30∶1,污泥收集池6中固体物质质量与所添加的次氯酸钠和氧化锌总质量之比为20∶1;
k、将进行步骤k处理后的污泥收集池6中的固体物质进行填埋处理。
实施例3
一种基于固体吸附剂的城市污水净化方法,包括如下步骤:
a、将污水送入沉淀池1进行初步沉淀,清理沉淀池1底部的沉降物质;
b、将沉淀池1上层污水8回收送到吸附池2,将吸附池2的pH值调为7.5,进行搅拌1.5小时,边搅拌边加入多孔吸附剂,进行沉淀,并将沉淀池1底部的沉淀物质9放入污泥收集池6;
c、将吸附池2的上层污水8送入曝气池3,通过气泵向曝气池3内曝入臭氧,曝气的同时,加入氧化剂、助凝剂和絮凝剂,然后静置9小时,最后将曝气池3 的底部沉淀物质9放入污泥收集池6;
d、将曝气池3的上层污水8送入脱盐蒸发器4,进行脱盐处理;
e、将脱盐蒸发器4中静置后的污水进行渗透过滤,将过滤后的固体物质进行送入污泥收集池6,上层污水8送入渗透过滤器5,进行渗透过滤;
f、将渗透过滤器5中过滤后的水体回收储存,过滤残渣送入污泥收集池6;
g、在污泥收集池6中投入燃烧后的煤渣并搅拌均匀,所添加的燃烧后煤渣的质量与污泥收集池6中固体物质总质量之比为3∶7;
h、在污泥收集池6中添加40mg/L的消石灰并充分搅拌,消石灰与污泥收集池6 中固体物质体积比为1∶2;
i、向污泥收集池6中添加粉煤灰、粘土和碳酸钠并搅拌均匀,放置1天,粉煤灰、粘土和碳酸钠质量比为15∶5∶1,污泥收集池6中固体物质质量与所添加的粉煤灰、粘土和碳酸钠总质量之比为5∶1;
j、向污泥收集池6中添加次氯酸钙粉和氧化锌,搅拌均匀后,放置1天,次氯酸钠与氧化锌质量比为30∶1,污泥收集池6中固体物质质量与所添加的次氯酸钠和氧化锌总质量之比为20∶1;
k、将进行步骤k处理后的污泥收集池6中的固体物质进行填埋处理。
本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段,还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。

Claims (8)

1.一种基于固体吸附剂的城市污水净化系统,其特征在于,包括沉淀池(1)、吸附池(2)、曝气池(3)、脱盐蒸发器(4)、渗透过滤器(5)和污泥收集器;所述沉淀池(1)、吸附池(2)、曝气池(3)和污泥收集池(6)均为上端开口的水池状结构,吸附池(2)内设置有搅拌设备(7),曝气池(3)内设置有曝气设备(10),所述搅拌设备(7)为由电机驱动的旋转搅拌杆,搅拌杆在吸附池(2)内搅动,所述曝气设备(10)为伸入曝气池(3)内的曝气管,曝气管由气泵供气;所述渗透过滤器(5)包括罐体(50),所述罐体(50)为封闭的中空圆柱体结构,罐体(50)上端设置有进水口(51),下端设置有出水口(52),罐体(50)内部设置有渗透膜(53)将罐体(50)内部空间分隔为上下两个部分,罐体(50)外设置有高压泵(54),高压泵(54)通过管道(55)与罐体(50)连接,对罐体(50)内部试压,管道(55)在罐体(50)内部开口位于渗透膜(53)上部。
2.如权利要求1所述的基于固体吸附剂的城市污水净化系统,其特征在于,所述渗透膜(53)设置在罐体(50)下部1/3位置处。
3.一种基于固体吸附剂的城市污水净化方法,其特征在于,包括如下步骤:
a、将污水送入沉淀池(1)进行初步沉淀,清理沉淀池(1)底部的沉降物质;
b、将沉淀池(1)上层污水(8)回收送到吸附池(2),将吸附池(2)的pH值调为7-8,进行搅拌1-2小时,边搅拌边加入多孔吸附剂,进行沉淀,并将沉淀池(1)底部的沉淀物质(9)放入污泥收集池(6);
c、将吸附池(2)的上层污水(8)送入曝气池(3),通过气泵向安装在曝气池(3)内的曝气,曝气的同时,加入氧化剂、助凝剂和絮凝剂,然后静置8-10小时,最后将曝气池(3)的底部沉淀物质(9)放入污泥收集池(6);
d、将曝气池(3)的上层污水(8)送入脱盐蒸发器(4),进行脱盐处理;
e、将脱盐蒸发器(4)中静置后的污水进行渗透过滤,将过滤后的固体物质进行送入污泥收集池(6),上层污水(8)送入渗透过滤器(5),进行渗透过滤;
f、将渗透过滤器(5)中过滤后的水体回收储存,过滤残渣送入污泥收集池(6);
g、在污泥收集池(6)中投入燃烧后的煤渣并搅拌均匀;
h、在污泥收集池(6)中添加30-50mg/L的消石灰并充分搅拌;
i、向污泥收集池(6)中添加粉煤灰、粘土和碳酸钠并搅拌均匀,放置1天;
j、向污泥收集池(6)中添加次氯酸钙粉和氧化锌,搅拌均匀后,放置1天;
k、将进行步骤k处理后的污泥收集池(6)中的固体物质进行填埋处理。
4.如权利要求3所述的一种基于固体吸附剂的城市污水净化系统,其特征在于,步骤c中,气泵向曝气池(3)内曝入的气体为臭氧。
5.如权利要求4所述的一种基于固体吸附剂的城市污水净化系统,其特征在于,步骤h中,消石灰与污泥收集池(6)中固体物质体积比为1∶2。
6.如权利要求3所述的一种基于固体吸附剂的城市污水净化系统,其特征在于,步骤g中所添加的燃烧后煤渣的质量与污泥收集池(6)中固体物质总质量之比为3∶7。
7.如权利要求4所述的一种基于固体吸附剂的城市污水净化系统,其特征在于,步骤i中,粉煤灰、粘土和碳酸钠质量比为15∶5∶1,污泥收集池(6)中固体物质质量与所添加的粉煤灰、粘土和碳酸钠总质量之比为5∶1。
8.如权利要求5所述的一种基于固体吸附剂的城市污水净化系统,其特征在于,步骤j中,次氯酸钠与氧化锌质量比为30∶1,污泥收集池(6)中固体物质质量与所添加的次氯酸钠和氧化锌总质量之比为20∶1。
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