CN110104900A - 一种环境友好型高效复合火电厂生活污水处理系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种环境友好型高效复合火电厂生活污水处理系统及方法，厌氧区上设置有进水口，好氧区的底部设置有曝气装置，沉淀过滤区自上到下设置有过滤区及斜管沉淀区，其中，过滤区内设置有水力导旋管，过滤区内填充有泡沫滤珠，斜管沉淀区内设置有斜管填料，斜管沉淀区的底部开口处连接有污泥斗，沉淀过滤区与清水区的连通位置位于过滤区的上方，清水区的侧面设置有清水出口；好氧区内设置有填料区，其中，填料区位于曝气装置的上方，填料区内填充有生长填料，水生植物生长于填料区内，且水生植物的根系延伸至填料区的下方，该系统及方法的出水水质较好，成本较低，系统稳定性好，且处理效率高。

Description

一种环境友好型高效复合火电厂生活污水处理系统及方法
技术领域
本发明属于火电厂生活污水处理技术领域，涉及一种环境友好型高效复合火电厂生活污水处理系统及方法。
背景技术
我国火力发电厂的水资源供求矛盾十分突出，减少火力发电厂污水排放，提高污水处理水平，增大水资源重复利用率是保证环境、提高生产率的重要举措。生活污水的处理与回用是有效缓解北方电厂水资源紧缺的重要途径之一。
目前，电厂生活污水处理技术主要有物理处理技术(格栅、沉淀池等)、化学处理技术(混凝等)、生物处理技术(生物滤池、接触氧化等)以及上述工艺技术的组合等。其中生物处理技术具有净化能力强、费用低廉、运行可靠性好等优点，是生活污水处理的主要方法。目前主流的处理工艺有：地埋式接触氧化工艺、曝气生物流化池工艺(ABFT)、厌氧-缺氧-好氧(A2/O)工艺等。但从实际调研情况来看，大部分电厂生活污水处理设施均存在微生物浓度低、生物膜挂膜困难、出水水质波动大等缺点，并且运行环境较差。
火电厂生活污水与城市生活污水中的污染物种类大致相同，主要为COD、BOD5、SS和氨氮的有机污染，但与城市生活污水相比，电厂生活污水水质及水量不稳定，波动较大，因此选择的工艺必须能耐受一定的冲击负荷。此外，电厂生活污水的有机物、氨氮等营养物质相对于城市污水较低，且可生化性低，不宜采用常规的生物处理方法。
人工湿地是由人工建造和控制运行的与沼泽地类似的地面。将污水、污泥有控制的投配到经人工建造的湿地上，污水与污泥在沿一定方向流动的过程中，主要利用土壤、人工介质、植物、微生物的物理、化学、生物三重协同作用，对污水、污泥进行处理的一种技术。其作用机理包括吸附、滞留、过滤、氧化还原、沉淀、微生物分解、转化、植物遮蔽、残留物积累、蒸腾水分和养分吸收及各类动物的作用。但常规的人工湿地存在占地面积大，受季节影响较大，处理效率低等问题。
AAO是一种常用的污水处理工艺，可用于二级污水处理或三级污水处理，以及中水回用，具有良好的脱氮除磷效果。通过厌氧过程使废水中的部分难降解有机物得以去除，进而改善废水的可生化性，并为后续的缺氧段提供适合于反硝化过程的碳源，最终达到高效去除污染物的目的。
污水或废水处理过滤现在常规有石英砂过滤器，活性炭过滤器，多介质过滤器，除铁锰过滤器以及精密过滤器，这些过滤器统称为机械过滤器，主要是通过过滤拦截，吸附水中的颗粒物及金属离子，通过反洗及正洗恢复再生也即重复使用。传统滤料有石英砂、无烟煤、活性炭、磁铁矿、拓榴石、多孔陶瓷、塑料球等，但传统滤料比重较大，容易发生滤料孔隙率不一致的情况，从而造成布水不均，清洗滤料时会产生大量的反洗废水，传统过滤器反洗频率高、能耗高，并且需配备水洗和气洗两套反洗系统，成本较高。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种环境友好型高效复合火电厂生活污水处理系统及方法，该系统及方法的出水水质较好，成本较低，系统稳定性好，且处理效率高。
为达到上述目的，本发明所述的环境友好型高效复合火电厂生活污水处理系统包括设备本体及水生植物，设备本体内分为依次相连通的厌氧区、缺氧区、好氧区、沉淀过滤区及清水区，其中，厌氧区上设置有进水口，好氧区的底部设置有曝气装置，沉淀过滤区自上到下设置有过滤区及斜管沉淀区，其中，过滤区内设置有水力导旋管，过滤区内填充有泡沫滤珠，斜管沉淀区内设置有斜管填料，斜管沉淀区的底部开口处连接有污泥斗，沉淀过滤区与清水区的连通位置位于过滤区的上方，清水区的侧面设置有清水出口；
好氧区内设置有填料区，其中，填料区位于曝气装置的上方，填料区内填充有生长填料，水生植物生长于填料区内，且水生植物的根系延伸至填料区的下方。
缺氧区的底部设置有第一混合液回流泵，其中，第一混合液回流泵的出口与厌氧区相连通。
好氧区的底部设置有第二混合液回流泵，其中，第二混合液回流泵的出口与缺氧区相连通。
清水区内设置有清洗泵，其中，清洗泵与沉淀过滤区顶部侧面的清洗水入口相连通，清洗水入口位于过滤区的上方。
厌氧区、缺氧区、好氧区、沉淀过滤区及清水区的顶部均设置有检修孔。
沉淀过滤区与清水区的连通位置处设置有溢流堰。
所述水生植物为抗寒水生植物。
本发明所述的环境友好型高效复合火电厂生活污水处理方法包括以下步骤：
待处理污水进入到厌氧区内，其中，厌氧区溶解氧小于0.2mg/L，以释放待处理污水中的磷菌，同时对待处理污水中的部分有机物进行氨化，使得待处理污水中部分难降解的有机物进行降解去除；厌氧区输出的污水进入到缺氧区中，其中，缺氧区的溶解氧为0.2-0.5mg/L，使得在缺氧条件下将污水中的硝酸盐氮及亚硝酸盐氮转化为氮气并溢出，缺氧区排出的污水进入到好氧区内，其中，通过曝气装置为好氧区提供溶解氧，以保证好氧区中微生物及水生植物的生长，同时使得好氧区的溶解氧控制在1-3mg/L，通过好氧区内的硝化细菌将污水中的氨氮及有机氮转化为硝酸盐，同时吸收污水中的磷，好氧区排出的污水经沉淀过滤区的底部进入到沉淀过滤区中，再经斜管沉淀区沉淀及过滤区过滤后溢流进入到清水区中，其中，斜管沉淀区中沉淀的污泥进入到污泥斗中，清水区中的清水经清水出口排出。
本发明具有以下有益效果：
本发明所述的环境友好型高效复合火电厂生活污水处理系统及方法在具体操作时，将生化处理和人工湿地处理相结合，使得污水达到双重处理效果，COD、BOD、总氮、总磷、氨氮以及悬浮物均优于国家《城镇污水处理厂排放标准》中的一级A指标，以提高出水的水质，具体的，好氧区中的曝气装置提供一定的溶解氧，确保微生物及水生植物生长所需的氧量，水生植物根系提供了微生物的附着场所，有利于微生物的生长繁殖，保证了微生物的浓度，使得系统更加稳定的运行，好氧区中的硝化细菌将流入的氨氮通过生物硝化作用转化成硝酸盐及亚硝酸盐，同时去除BOD，并吸收磷，最终达到高效去除COD、BOD、N、P的目的，系统的稳定性较好，且处理成本较低，同时本发明将沉淀与过滤集成于沉淀过滤区中，以降低占地面积。经试验，在相同去除率的情况下，好氧区中水生植物的种植面积仅为常规人工湿地水处理工艺占地面积的20％-40％，便于管理。
进一步，采用抗寒水生植物，受季节影响较小，运行效果稳定，并且能够作为景观绿化，增加观赏性。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
其中，1为设备本体、2为进水口、3为厌氧区、4为缺氧区、5为好氧区、6为沉淀过滤区、7为清水区、8为检修孔、91为第一混合液回流泵、92为第二混合液回流泵、10为曝气装置、11为生长填料、12为水生植物、13为泡沫滤珠、14为水力导旋管、15为斜管沉淀区、16为污泥斗、17为排泥斗、18为溢流堰、19为清洗泵、20为清水出口。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
参考图1，本发明所述的环境友好型高效复合火电厂生活污水处理系统包括设备本体1及水生植物12，设备本体1内分为依次相连通的厌氧区3、缺氧区4、好氧区5、沉淀过滤区6及清水区7，其中，厌氧区3上设置有进水口2，好氧区5的底部设置有曝气装置10，沉淀过滤区6自上到下设置有过滤区及斜管沉淀区15，其中，过滤区内设置有水力导旋管14，过滤区内填充有泡沫滤珠13，斜管沉淀区15内设置有斜管填料，斜管沉淀区15的底部开口处连接有污泥斗16，沉淀过滤区6与清水区7的连通位置位于过滤区的上方，清水区7的侧面设置有清水出口20；好氧区5内设置有填料区，其中，填料区位于曝气装置10的上方，填料区内填充有生长填料11，水生植物12生长于填料区内，且水生植物12的根系延伸至填料区的下方，污泥斗16上设置有排泥口17。
缺氧区4的底部设置有第一混合液回流泵91，其中，第一混合液回流泵91的出口与厌氧区3相连通；好氧区5的底部设置有第二混合液回流泵92，其中，第二混合液回流泵92的出口与缺氧区4相连通；清水区7内设置有清洗泵19，其中，清洗泵19与沉淀过滤区6顶部侧面的清洗水入口相连通，清洗水入口位于过滤区的上方。
厌氧区3、缺氧区4、好氧区5、沉淀过滤区6及清水区7的顶部均设置有检修孔8；沉淀过滤区6与清水区7的连通位置处设置有溢流堰18；所述水生植物12为抗寒水生植物。
本发明所述的环境友好型高效复合火电厂生活污水处理方法包括以下步骤：
待处理污水进入到厌氧区3内，其中，厌氧区3溶解氧小于0.2mg/L，以释放待处理污水中的磷菌，同时对待处理污水中的部分有机物进行氨化，使得待处理污水中部分难降解的有机物进行降解去除；厌氧区3输出的污水进入到缺氧区4中，其中，缺氧区4的溶解氧为0.2-0.5mg/L，使得在缺氧条件下将污水中的硝酸盐氮及亚硝酸盐氮转化为氮气并溢出，缺氧区4排出的污水进入到好氧区5内，其中，通过曝气装置10为好氧区5提供溶解氧，以保证好氧区5中微生物及水生植物12的生长，同时使得好氧区5的溶解氧控制在1-3mg/L，通过好氧区5内的硝化细菌将污水中的氨氮及有机氮转化为硝酸盐，同时吸收污水中的磷，好氧区5排出的污水经沉淀过滤区6的底部进入到沉淀过滤区6中，再经斜管沉淀区15沉淀及过滤区过滤后溢流进入到清水区7中，其中，斜管沉淀区15中沉淀的污泥进入到污泥斗16中，清水区7中的清水经清水出口20排出。
缺氧区4和好氧区5分别设置有第一混合液回流泵91及第二混合液回流泵92，使污泥中的硝态氮回流到之前分区中以发生硝化反应，将回流带回的硝酸盐及亚硝酸盐通过生物反硝化作用转化成氮气，以达到更好的脱氮的目的。
好氧区5设有曝气装置10及水生植物12，该水生植物12可以为鸢尾，本发明中生长填料11用于承载和固定多年根系发达的水生植物12，为处理污水的菌群提供足够大的生长附着场所，确保在冬季室外环境下水中的微生物浓度保持在较高水平，并顺利越冬。
水力导旋管14在旋转过程中可以起到搅拌作用，防止滤料的堵塞及板结，无需设置气洗装置，节省清洗能耗。
泡沫滤料比重较轻，在水中处于悬浮状态，滤料区的泡沫滤料分布均匀，与水的接触面积较大，过滤效果较好，过滤阻力小，水头损失低，清洗泵19的扬程较小，以降低能耗。
需要说明的是，本发明通过传统AAO工艺与人工湿地水处理技术相结合，好氧区5中的曝气装置10提供一定的溶解氧，确保微生物及水生植物12的生长需氧量，水生植物12的根系提供了微生物的附着场所，有利于微生物的生长繁殖，保证了微生物的浓度，使得系统更加稳定的运行；好氧区5中的硝化细菌将流入的氨氮通过生物硝化作用转化成硝酸盐及亚硝酸盐，同时去除BOD和吸收磷，最终达到高效去除COD、BOD、N、P的目的，水生植物12的根部可吸收一部分氮及磷作为营养物质，进一步提高出水水质。
沉淀过滤区6将沉淀和过滤融为一体，节省占地面积，泡沫滤珠13自身比重小及比表面积大，减少了反洗频率和反洗泵的扬程，反洗频率为传统过滤器反洗频率的50％以下，从而降低能耗。

Claims (8)

1.一种环境友好型高效复合火电厂生活污水处理系统，其特征在于，包括设备本体(1)及水生植物(12)，设备本体(1)内分为依次相连通的厌氧区(3)、缺氧区(4)、好氧区(5)、沉淀过滤区(6)及清水区(7)，其中，厌氧区(3)上设置有进水口(2)，好氧区(5)的底部设置有曝气装置(10)，沉淀过滤区(6)自上到下设置有过滤区及斜管沉淀区(15)，其中，过滤区内设置有水力导旋管(14)，过滤区内填充有泡沫滤珠(13)，斜管沉淀区(15)内设置有斜管填料，斜管沉淀区(15)的底部开口处连接有污泥斗(16)，沉淀过滤区(6)与清水区(7)的连通位置位于过滤区的上方，清水区(7)的侧面设置有清水出口(20)；
好氧区(5)内设置有填料区，其中，填料区位于曝气装置(10)的上方，填料区内填充有生长填料(11)，水生植物(12)生长于填料区内，且水生植物(12)的根系延伸至填料区的下方。
2.根据权利要求1所述的环境友好型高效复合火电厂生活污水处理系统，其特征在于，缺氧区(4)的底部设置有第一混合液回流泵(91)，其中，第一混合液回流泵(91)的出口与厌氧区(3)相连通。
3.根据权利要求2所述的环境友好型高效复合火电厂生活污水处理系统，其特征在于，好氧区(5)的底部设置有第二混合液回流泵(92)，其中，第二混合液回流泵(92)的出口与缺氧区(4)相连通。
4.根据权利要求1所述的环境友好型高效复合火电厂生活污水处理系统，其特征在于，清水区(7)内设置有清洗泵(19)，其中，清洗泵(19)与沉淀过滤区(6)顶部侧面的清洗水入口相连通，清洗水入口位于过滤区的上方。
5.根据权利要求1所述的环境友好型高效复合火电厂生活污水处理系统，其特征在于，厌氧区(3)、缺氧区(4)、好氧区(5)、沉淀过滤区(6)及清水区(7)的顶部均设置有检修孔(8)。
6.根据权利要求1所述的环境友好型高效复合火电厂生活污水处理系统，其特征在于，沉淀过滤区(6)与清水区(7)的连通位置处设置有溢流堰(18)。
7.根据权利要求1所述的环境友好型高效复合火电厂生活污水处理系统，其特征在于，所述水生植物(12)为抗寒水生植物。
8.一种环境友好型高效复合火电厂生活污水处理方法，其特征在于，基于权利要求1所述的环境友好型高效复合火电厂生活污水处理系统，包括以下步骤：
待处理污水进入到厌氧区(3)内，其中，厌氧区(3)溶解氧小于0.2mg/L，以释放待处理污水中的磷菌，同时对待处理污水中的部分有机物进行氨化，使得待处理污水中部分难降解的有机物进行降解去除；厌氧区(3)输出的污水进入到缺氧区(4)中，其中，缺氧区(4)的溶解氧为0.2-0.5mg/L，使得在缺氧条件下将污水中的硝酸盐氮及亚硝酸盐氮转化为氮气并溢出，缺氧区(4)排出的污水进入到好氧区(5)内，其中，通过曝气装置(10)为好氧区(5)提供溶解氧，以保证好氧区(5)中微生物及水生植物(12)的生长，同时使得好氧区(5)的溶解氧控制在1-3mg/L，通过好氧区(5)内的硝化细菌将污水中的氨氮及有机氮转化为硝酸盐，同时吸收污水中的磷，好氧区(5)排出的污水经沉淀过滤区(6)的底部进入到沉淀过滤区(6)中，再经斜管沉淀区(15)沉淀及过滤区过滤后溢流进入到清水区(7)中，其中，斜管沉淀区(15)中沉淀的污泥进入到污泥斗(16)中，清水区(7)中的清水经清水出口(20)排出。
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