CN110183052A - 一种粪污废水处理系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明一种粪污废水处理系统及方法涉及一种用于污水处理领域的处理系统。其目的是为了提供一种处理高效、出水水质高、自动化程度高、运行操作简单的粪污废水处理系统及方法。本发明一种粪污废水处理系统包括依次连接的分离单元、生化单元和膜处理单元，还包括除臭单元，分离单元包括进出口依次连接卸粪车、一级固液分离系统、粪液调节池和二级固液分离系统，所述二级固液分离系统的进料口还连接有絮凝剂投加装置，生化单元包括进出水口依次连接的生化调节池、厌氧区、缺氧区和好氧区，好氧区的进气口连接有曝气系统，膜处理单元包括进出水口依次连接的MBR区、MBR产水池、活性炭过滤器、保安过滤器、纳滤膜组件、中间水箱、反渗透膜组件和清水池。
Description
技术领域
本发明涉及污水处理领域，特别是涉及一种粪污废水处置系统及方法。
背景技术
目前厕所粪便水属于高氨氮浓度、高有机物浓度，高悬浮物浓度污水，是生活污水的来源之一。我国一直将其作为传统的农业肥料；但是近20年来，由于多种原因使城市粪便农用比例急剧下降，城市粪便失去传统的土地处理途径，而不得不向城市附近区域倾倒，给环境和人类健康带来严重影响。
目前现有技术大多数只针对原粪浆前期的预处理，处理效率低，如前端的固液分离，分离后的液体直接排入市政管网，没有对粪便污水进行综合处置，对市政污水处理造成较大负荷；另一些处置方法不包含膜处理工艺，自动化程度低，无密闭除臭，操作难度大，容易造成出水水质不达标，厂区有异味，人员劳动强度大的特点。
针对相关技术中生活粪便污水处理无法高效处理、出水水质低、有异味、自动化程度低的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种处理高效、出水水质高、自动化程度高、运行操作简单的生活粪便污水处置系统及方法。
本发明一种粪污废水处理系统，包括依次连接的分离单元、生化单元和膜处理单元，还包括除臭单元，
所述分离单元包括进出口依次连接卸粪车、一级固液分离系统、粪液调节池和二级固液分离系统，所述二级固液分离系统的进料口还连接有絮凝剂投加装置，所述一级固液分离系统分离出的固相为粗粪渣，二级固液分离系统分离出的固相为细粪渣，二级固液分离系统的出料口连接生化单元；
所述生化单元包括进出水口依次连接的生化调节池、厌氧区、缺氧区和好氧区，所述生化调节池的进料口与二级固液分离系统的出料口相连，好氧区的进气口连接有曝气系统，好氧区的出水口连接膜处理单元；
所述膜处理单元包括进出水口依次连接的MBR区、MBR产水池、活性炭过滤器、保安过滤器、纳滤膜组件、中间水箱、反渗透膜组件和清水池，所述MBR区的进水口与好氧区的出水口连通，MBR区的进气口与曝气系统的出气口连通，MBR区的回流口与缺氧区连通，所述消毒系统连通清水池；
所述除臭单元包括除臭系统，除臭系统分别与粗粪渣所在容器的排气口、粪液调节池的排气口、细粪渣所在容器的排气口、生化调节池的排气口连通。
本发明一种粪污废水处理系统，其中所述生化调节池的进料口还连接有PH自动调节装置。
本发明一种粪污废水处理系统，其中所述厌氧区、缺氧区和好氧区各具有一个污泥出口，污泥出口均与粪液调节池连通，所述纳滤膜组件和反渗透膜组件分离的浓液通过管路回流到粪液调节池。
本发明一种粪污废水处理系统，其中所述活性炭过滤器与保安过滤器设置有阻垢剂投加装置。
本发明一种粪污废水处理系统，其中所述厌氧区为UASB反应器，所述缺氧区为水解酸化区，好氧区为接触氧化区。
本发明一种粪污废水处理系统，其中还包括控制系统，所述控制系统为可视化工业控制计算机集中控制控制器，所述控制系统用于监控各单元的工作状态。
本发明一种粪污废水处理系统，其中所述消毒系统采用NaClO溶液或紫外线进行消毒，所述除臭系统的工艺为喷淋洗涤和UV催化氧化处理工艺。
本发明一种粪污废水处理系统，其中所述二级固液分离系统为卧式螺旋卸料沉降离心机或叠螺机，且分离后固相的含水率小于或等于80％。
本发明一种粪污废水处理系统，其中所述絮凝剂投加装置为PAC自动投加装置和PAM自动投加装置。
本发明一种粪污废水处理系统，其中所述除臭系统的工艺为喷淋洗涤和UV催化氧化处理工艺。
本发明一种粪污废水处理方法，包括以下步骤：
S01，通过卸粪车将各个公共厕所中的粪便统一运送到粪便处理厂；
S02，原始粪便通入一级固液分离系统分离粪液中的直径3mm及以的上固相，即粗粪渣；
S03，在步骤S02中分离后得到的液相进入粪液调节池进行水质及水量的调节；
S04，粪液调节池中排出的混合物进入二级固液分离系统，同时由絮凝剂投加装置向二级固液分离系统加入絮凝剂，絮凝、分离粪液中直径3mm以下的悬浮物，即细粪渣；
S05，在步骤S04中分离得到的液相进入生化调节池，同时由PH自动调节装置向生化调节池内通入酸液或碱液，提高其可生化性；
S06，步骤S05处理后的液相进入厌氧区，并进行厌氧反应，再进入缺氧区和好氧区，进行硝化-反硝化反应；再进入MBR区，同时曝气系统同时向好氧区和MBR区通气，MBR区的污泥回流到缺氧区中；
S07，MBR区排出的液体进入MBR产水池，再进入活性炭过滤器，通过阻垢剂投加装置投加阻垢剂；
S08，从活性炭过滤器排出液体进入纳滤膜组件，纳滤膜组件的浓液回流到粪液调节池中，清液进入中间水箱，再进入反渗透膜组件；反渗透膜组件的浓液回流到粪液调节池，清液进入清水池；
S09，通过消毒系统对清水池中的清水进行消毒。
本发明一种粪污废水处理系统及方法与现有技术不同之处在于，本发明一种粪污废水处理系统设置由分离单元、生化单元、膜处理单元和除臭单元，通过四个单元化的子系统实现生活粪便污水的高效处理。分离单元可以实现固液分离，同时进行除臭处理；生化单元可以对分离后的液相的生化参数进行调节，提高其可生化性；膜处理单元可以进一步对水质进行处理，使其达到高于国家相关标准的水平；除臭单元可以对系统中几处易产生臭气的位置进行除臭，从而使整个处理过程无异味。
本发明将高浓度难处理的生活粪便污水进行高效处理，达标排放、出水水质高于国家相关标准。还可以通过可视化工业控制计算机集中控制连通全套设备，实时记录运行参数，直接调整设备运行参数，自动化程度大大提高，使现场人员无需手动操作。本发明处理高效、节能环保，与现有技术相比具有明显的优点。
下面结合附图对本发明的一种粪污废水处理系统及方法作进一步说明。
附图说明
图1为本发明一种粪污废水处理系统的工艺流程图；
图中标记示意为：1-卸粪车；2-一级固液分离系统；3-粪液调节池；4-二级固液分离系统；5-絮凝剂投加装置；6-生化调节池；7-PH自动调节装置；8-厌氧区；9-缺氧区；10-好氧区；11-MBR区；12-曝气系统；13-MBR产水池；14-活性炭过滤器；15-阻垢剂投加装置；16-保安过滤器；17-纳滤膜组件，18-中间水箱；19-反渗透膜组件；20-清水池；21-消毒系统；22-粗粪渣；23-细粪渣；24-除臭系统。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
如图1所示，本发明一种粪污废水处理系统包括依次连接的分离单元、生化单元和膜处理单元，还包括除臭单元。
分离单元包括卸粪车1、一级固液分离系统2、粪液调节池3、二级固液分离系统4和絮凝剂投加装置5。
卸粪车1的卸料口与一级固液分离系统2的进料口相连，一级固液分离系统2用于分离粪液中直径在3mm及以上的固相如：石块、木屑、漂浮物等，分离出的固相为粗粪渣22，处理粗粪渣22采取填埋或采用其他工序循环利用。一级固液分离系统2的出料口与粪液调节池3的进料口相连。经过一级固液分离系统2处理后的液相物质进入粪液调节池3内，进行水质及水量的调节，调节水质和水量所用的原料来自外部供应或系统内部循环利用。粪液调节池3的出料口和絮凝剂投加装置5均与二级固液分离系统4的进料口相连，絮凝剂投加装置5投入的絮凝剂可以絮凝粪液中的悬浮物，而二级固液分离系统4可以分离粪液中直径在3mm以下的悬浮物，这部分分离的固相为细粪渣23，处理细粪渣23采取填埋或采用其他工序循环利用。二级固液分离系统4的出料口连接生化单元。
生化单元包括生化调节池6、PH自动调节装置7、厌氧区8、缺氧区9、好氧区10和曝气系统12。
生化调节池6的进料口与二级固液分离系统4的出料口相连，同时生化调节池6的进料口还连接有PH自动调节装置7。二级固液分离系统4处理后的液相进入生化调节池6，需要对生化调节池6的粪液成分进行分析，通过PH自动调节装置7向生化调节池6内投加相对应的酸液或碱液，提高其可生化性。生化调节池6的出水口与厌氧区8的进水口连通，通过厌氧反应将污水中的大分子有机污染物降解为小分子有机污染物，来提高后续的可生化性。厌氧区8的出水口与缺氧区9的进水口连通，缺氧区9的出水口与好氧区10的进水口连通，通过硝化-反硝化来降解污水中的高氨氮、高磷物质。曝气系统12的出气口与好氧区10的进气口连通，有机物通过好氧池内的好氧菌、自养菌等微生物的降解，使有机物最终生成CO2和H2O。厌氧区8、缺氧区9和好氧区各具有一个污泥出口，污泥出口均与粪液调节池3连通。好氧区的出水口连接膜处理单元。
膜处理单元包括MBR(膜生物反应器)区、MBR产水池13、活性炭过滤器14、阻垢剂投加装置15、保安过滤器16、纳滤膜组件17、中间水箱18、反渗透膜组件19、清水池20和消毒系统21。
MBR区11的进水口与好氧区10的出水口连通，MBR区11的进气口与曝气系统12的出气口连通，MBR区11的回流口与缺氧区9连通。MBR区11中的污泥回流到缺氧区9中可以提高缺氧区9脱氮除磷的效率。MBR区11的出水口与MBR产水池13的进水口连通，MBR产水池13的出水口与活性炭过滤器14的进水口连通，活性炭过滤器14的出水口与保安过滤器16的进水口连通。阻垢剂投加装置15连接在活性炭过滤器14与保安过滤器16之间，通过阻垢剂投加装置15向管路中投加阻垢剂，防止水垢在管路中形成。保安过滤器16的出水口与纳滤膜组件17的进水口连通，纳滤膜组件17的出水口连通中间水箱18的进水口，中间水箱18的出水口与反渗透膜组件19的进水口连通，反渗透膜组件19的出水口连接清水池20。纳滤膜组件17和反渗透膜组件19分离的浓液通过管路回流到粪液调节池3重新处理。消毒系统21连通清水池20，对清水池20中的清水进行消毒，可使处理后的水稳定达标排放。
除臭单元包括除臭系统24，除臭系统24分别与粗粪渣22所在容器的排气口、粪液调节池3的排气口、细粪渣23所在容器的排气口、生化调节池6的排气口连通，用于对上述环节进行除臭处理。
本发明一种粪污废水处理系统的还包括控制系统，控制系统为可视化工业控制计算机集中控制控制器，控制系统用于监控各单元的工作状态。
本实施例中，二级固液分离系统4为卧式螺旋卸料沉降离心机或叠螺机，且分离后固相的含水率小于或等于80％。
本实施例中，絮凝剂投加装置5为PAC自动投加装置和PAM自动投加装置。
本实施例中，除臭系统24的工艺为喷淋洗涤和UV催化氧化处理工艺。
本实施例中，厌氧区8为UASB反应器。
本实施例中，缺氧区9为水解酸化区，好氧区10为接触氧化区。
本实施例中，消毒系统21采用NaClO溶液或紫外线进行消毒。
本发明一种粪污废水处理方法，包括以下步骤：
S01，通过卸粪车1将各个公共厕所中的粪便统一运送到粪便处理厂；
S02，原始粪便通入一级固液分离系统2分离粪液中的直径3mm及以的上固相，即粗粪渣22；
S03，在步骤S02中分离后得到的液相进入粪液调节池3进行水质及水量的调节；
S04，粪液调节池3中排出的混合物进入二级固液分离系统4，同时由絮凝剂投加装置5向二级固液分离系统4加入絮凝剂，絮凝、分离粪液中直径3mm以下的悬浮物，即细粪渣23；
S05，在步骤S04中分离得到的液相进入生化调节池6，同时由PH自动调节装置7向生化调节池6内通入酸液或碱液，提高其可生化性；
S06，步骤S05处理后的液相进入厌氧区8，并进行厌氧反应，再进入缺氧区9和好氧区10，进行硝化-反硝化反应；再进入MBR区11，同时曝气系统12同时向好氧区10和MBR区11通气，MBR区11的污泥回流到缺氧区9中；
S07，MBR区11排出的液体进入MBR产水池13，再进入活性炭过滤器14，通过阻垢剂投加装置15投加阻垢剂；
S08，从活性炭过滤器14排出液体进入纳滤膜组件17，纳滤膜组件17的浓液回流到粪液调节池3中，清液进入中间水箱18，再进入反渗透膜组件19；反渗透膜组件19的浓液回流到粪液调节池3，清液进入清水池20；
S09，通过消毒系统21对清水池20中的清水进行消毒。
本发明一种粪污废水处理系统的具体实施例如下：
在河北省某县的公共厕所中的粪便需要处理，该粪便经取样检测CODCr≥3000mg/L，BOD5≥1500mg/L，NH3-N≥200mg/L，TP≥10mg/L。在该县的填埋场按照该工艺建设粪便处理厂，粪便通过卸粪车1将各个公共厕所中的粪便统一运送到粪便处理厂，首先通过一级固液分离系统2分离粪液中的直径3mm及以的上固相，即粗粪渣22；分离后的液相进入粪液调节池3进行水质及水量的调节；调节后进入二级固液分离系统4，同时由絮凝剂投加装置5向二级固液分离系统4加入絮凝剂，絮凝、分离粪液中直径3mm以下的悬浮物，即细粪渣23；粗粪渣22和细粪渣23可以进行填埋或循环利用；二级固液分离系统4的液相进入生化调节池6，同时由PH自动调节装置7向生化调节池6内通入酸液或碱液，提高其可生化性；处理后的液相进入厌氧区8，并进行厌氧反应，再进入缺氧区9和好氧区10，进行硝化-反硝化反应；再进入MBR区11，同时曝气系统12同时向好氧区10和MBR区11通气，MBR区11的污泥回流到缺氧区9中；MBR区11排出的液体进入MBR产水池13，再进入活性炭过滤器14，通过阻垢剂投加装置15投加阻垢剂；从活性炭过滤器14排出液体进入纳滤膜组件17，纳滤膜组件17的浓液回流到粪液调节池3中，清液进入中间水箱18，再进入反渗透膜组件19；反渗透膜组件19的浓液回流到粪液调节池3，清液进入清水池20；通过消毒系统21对清水池20中的清水进行消毒，可使处理后的水稳定达标排放。其中厌氧区8、缺氧区9和好氧区10产生的污泥回流到粪液调节池3中；粗粪渣22、粪液调节池3、细粪渣23和生化调节池6中产生的臭气采用除臭系统24处理。最终对清水池20中的清水进行检测，得到CODCr≤15mg/L，BOD5≤3mg/L，NH3-N≤0.1mg/L，TP≤0.1mg/L，可使处理后的水稳定达标排放。
本发明一种粪污废水处理系统通过分离单元、生化单元、膜处理单元、除臭单元，将高浓度难处理的生活粪便污水进行高效处理，达标排放、出水水质高于国家相关标准。本发明采用全封闭运行，运行过程无异味，还可以通过可视化工业控制计算机集中控制实现全自动化运行，实时记录和调整运行参数，自动化程度大大提高，使现场人员无需手动操作。本发明处理高效、节能环保，与现有技术相比具有明显的优点。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (10)
1.一种粪污废水处理系统，其特征在于：包括依次连接的分离单元、生化单元和膜处理单元，还包括除臭单元，
所述分离单元包括进出口依次连接卸粪车、一级固液分离系统、粪液调节池和二级固液分离系统，所述二级固液分离系统的进料口还连接有絮凝剂投加装置，所述一级固液分离系统分离出的固相为粗粪渣，二级固液分离系统分离出的固相为细粪渣，二级固液分离系统的出料口连接生化单元；
所述生化单元包括进出水口依次连接的生化调节池、厌氧区、缺氧区和好氧区，所述生化调节池的进料口与二级固液分离系统的出料口相连，好氧区的进气口连接有曝气系统，好氧区的出水口连接膜处理单元；
所述膜处理单元包括进出水口依次连接的MBR区、MBR产水池、活性炭过滤器、保安过滤器、纳滤膜组件、中间水箱、反渗透膜组件和清水池，所述MBR区的进水口与好氧区的出水口连通，MBR区的进气口与曝气系统的出气口连通，MBR区的回流口与缺氧区连通，所述消毒系统连通清水池；
所述除臭单元包括除臭系统，除臭系统分别与粗粪渣所在容器的排气口、粪液调节池的排气口、细粪渣所在容器的排气口、生化调节池的排气口连通。
2.根据权利要求1所述的一种粪污废水处理系统，其特征在于：所述生化调节池的进料口还连接有PH自动调节装置。
3.根据权利要求1所述的一种粪污废水处理系统，其特征在于：所述厌氧区、缺氧区和好氧区各具有一个污泥出口，污泥出口均与粪液调节池连通，所述纳滤膜组件和反渗透膜组件分离的浓液通过管路回流到粪液调节池。
4.根据权利要求1所述的一种粪污废水处理系统，其特征在于：所述活性炭过滤器与保安过滤器设置有阻垢剂投加装置。
5.根据权利要求1所述的一种粪污废水处理系统，其特征在于：所述厌氧区为UASB反应器，所述缺氧区为水解酸化区，好氧区为接触氧化区。
6.根据权利要求1所述的一种粪污废水处理系统，其特征在于：还包括控制系统，所述控制系统为可视化工业控制计算机集中控制控制器，所述控制系统用于监控各单元的工作状态。
7.根据权利要求1所述的一种粪污废水处理系统，其特征在于：所述消毒系统采用NaClO溶液或紫外线进行消毒，所述除臭系统的工艺为喷淋洗涤和UV催化氧化处理工艺。
8.根据权利要求1所述的一种粪污废水处理系统，其特征在于：所述二级固液分离系统为卧式螺旋卸料沉降离心机或叠螺机，且分离后固相的含水率小于或等于80％。
9.根据权利要求1所述的一种粪污废水处理系统，其特征在于：所述絮凝剂投加装置为PAC自动投加装置和PAM自动投加装置。
10.本发明一种粪污废水处理方法，包括以下步骤：
S01，通过卸粪车将各个公共厕所中的粪便统一运送到粪便处理厂；
S02，原始粪便通入一级固液分离系统分离粪液中的直径3mm及以的上固相，即粗粪渣；
S03，在步骤S02中分离后得到的液相进入粪液调节池进行水质及水量的调节；
S04，粪液调节池中排出的混合物进入二级固液分离系统，同时由絮凝剂投加装置向二级固液分离系统加入絮凝剂，絮凝、分离粪液中直径3mm以下的悬浮物，即细粪渣；
S05，在步骤S04中分离得到的液相进入生化调节池，同时由PH自动调节装置向生化调节池内通入酸液或碱液，提高其可生化性；
S06，步骤S05处理后的液相进入厌氧区，并进行厌氧反应，再进入缺氧区和好氧区，进行硝化-反硝化反应；再进入MBR区，同时曝气系统同时向好氧区和MBR区通气，MBR区的污泥回流到缺氧区中；
S07，MBR区排出的液体进入MBR产水池，再进入活性炭过滤器，通过阻垢剂投加装置投加阻垢剂；
S08，从活性炭过滤器排出液体进入纳滤膜组件，纳滤膜组件的浓液回流到粪液调节池中，清液进入中间水箱，再进入反渗透膜组件；反渗透膜组件的浓液回流到粪液调节池，清液进入清水池；
S09，通过消毒系统对清水池中的清水进行消毒。
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