CN110526399B - 一种污水处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种污水处理系统，特点是包括厌氧处理区、低溶氧曝气处理区、高溶氧曝气处理区、沉淀区、出水渠和污泥回流区，厌氧处理区上设置有污水进水口，厌氧处理区与低溶氧曝气处理区之间通过第一连接管道相连通，低溶氧曝气处理区与所述的高溶氧曝气处理区之间通过第二连接管道相连通，高溶氧曝气处理区与沉淀区之间通过污水通道相连通，沉淀区的底部与污泥回流区的底部相连通，污泥回流区的侧部通过第三连接管道与厌氧处理区相连通，污泥回流区的底部与低溶氧曝气处理区相连通，沉淀区与出水渠之间通过出水管相连通，出水渠上设置有出水口。优点是处理流程简单、运行成本较低、污水处理效果好且脱氮除磷效果理想。

Description

一种污水处理系统

技术领域

本发明涉及污水处理领域，尤其是涉及一种污水处理系统。

背景技术

生活污水是居民日常生活排除的废水，主要来源于居民建筑和公共建筑，生活污水所含的污染物主要是有机物（如蛋白质、碳水化合物、脂肪、尿素、氨氮等）和大量病原微生物（如寄生虫和肠道传染病等）。生活污水不经过处理直接排出会导致水体污染，引发黑臭；污水中的细菌和病原体会利用生活污水中的有机物繁殖，通过多种途径进入人体，引起人体疾病；另外，污水中带有的磷和氮直接排入到水体中会引起水体富营养化，严重影响人类居住的生态环境。因此，为了人类生存环境的洁净和健康，生活污水在排放前必须进行处理。

目前用于对生活污水进行处理的传统方法有SBR工艺、氧化沟工艺、A²/O（厌氧、缺氧、好氧）工艺等。由于污水处理对脱氮除磷的要求逐步提高，具备脱氮除磷的A²/O工艺得到了不断的改进和发展，例如改良倒置A²/O工艺、多级AO工艺等，但这些改进工艺仍然需要混合液回流（即好氧池污水回流至缺氧池）脱氮及污泥回流（即沉淀池污泥回流至厌氧池）除磷，为了提高脱氮除磷的效率就必须加大回流比，这就导致了处理流程复杂、运行成本高，占地面积大，而且污水处理的效果并不好，处理效率低，同时脱氮除磷的效果也不是很理想。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种处理流程简单、运行成本较低、污水处理效果好且脱氮除磷效果理想的污水处理系统。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：

一种污水处理系统，包括厌氧处理区、低溶氧曝气处理区、高溶氧曝气处理区、沉淀区、出水渠和污泥回流区，所述的厌氧处理区上设置有污水进水口，所述的厌氧处理区与所述的低溶氧曝气处理区之间通过第一连接管道相连通，所述的低溶氧曝气处理区与所述的高溶氧曝气处理区之间通过第二连接管道相连通，所述的高溶氧曝气处理区与所述的沉淀区之间通过污水通道相连通，所述的沉淀区的底部与所述的污泥回流区的底部相连通，所述的污泥回流区的侧部通过第三连接管道与所述的厌氧处理区相连通，所述的污泥回流区的底部与所述的低溶氧曝气处理区相连通，所述的沉淀区与所述的出水渠之间通过出水管相连通，所述的出水渠上设置有出水口。

所述的高溶氧曝气处理区与所述的污水通道之间连通设置有大流量汽提区，所述的大流量汽提区内设置有大流量汽提装置。在高溶氧曝气处理区的末端设置大流量汽提区，通过设置在大流量汽提区内的大流量汽提装置将高溶氧曝气处理区的泥水混合物以原水水量10—20倍以上提升至后续的污水通道中，污水沿污水通道自流进入到沉淀区，使系统内的泥水混合物在两个曝气处理区和沉淀区实现大比例内循环，可以有效提高系统的脱氮和降解COD的效率。

所述的污泥回流区内设置有一回流区隔板，所述的回流区隔板将所述的污泥回流区分隔为自前向后并列设置的污泥自流回流区和污泥汽提回流区，所述的污泥自流回流区和所述的污泥汽提回流区的底部相连通，所述的污泥汽提回流区内设置有汽提装置，所述的污泥汽提回流区的侧部通过所述的第三连接管道与所述的厌氧处理区相连通，所述的污泥自流回流区的底部与所述的低溶氧曝气处理区相连通。污泥回流区中间设置的回流区隔板将污泥回流区分为污泥汽提回流区和污泥自流回流区，通过设置在污泥汽提回流区的汽提装置将流到污泥回流区中的沉淀污泥提升回流至厌氧处理区与进水管的来水进行混合，再进行厌氧反应及磷的释放，实现回流的污水进行厌氧区——低溶氧区——高溶氧区——沉淀区——回流至厌氧区的持续循环；污泥自流回流区的污泥则通过底部的连接通道自流至低溶氧处理区进行有机物生物降解和脱氮处理,并实现泥水混合物在低溶氧区——高溶氧区——沉淀区——回流至低溶氧区的持续大倍数的循环，以维持系统较高的污泥浓度。

所述的污水进水口设置在所述的厌氧处理区的右侧部，所述的厌氧处理区的右侧与所述的低溶氧曝气处理区的左侧之间通过所述的第一连接管道相连通，所述的低溶氧曝气处理区的右侧与所述的高溶氧曝气处理区的左侧之间通过所述的第二连接管道相连通，所述的高溶氧曝气处理区的左侧与所述的沉淀区的左侧通过所述的污水通道相连通，所述的沉淀区设置在所述的高溶氧曝气处理区和所述的低溶氧曝气处理区的后方，所述的出水渠设置在所述的沉淀区的后方，所述的污泥回流区设置在所述的沉淀区与所述的厌氧处理区之间且所述的污泥汽提回流区的右侧与所述的厌氧处理区的左侧通过所述的第三连接管道相连通。上述各个区域的位置布置，使得整个系统结构紧凑，节省占地空间和占地面积。

所述的污泥自流回流区的底部设置有斜坡，所述的斜坡的高度随着水流向所述的低溶氧曝气处理区的方向渐小直至高度为0。污泥自流回流区的污泥可通过该斜坡较为快速地自流至低溶氧处理区进行有机物生物降解和脱氮处理。

所述的低溶氧曝气处理区与所述的高溶氧曝气处理区的容积比大于4。增加低溶氧曝气区的容积减少高溶氧曝气区的容积，通过合理控制两个区域的溶解氧浓度，可以很好地对原水碳氮比进行调节和适应，强化微生物的同步硝化反硝化脱氮，减少甚至避免全程硝化反硝化脱氮；根据工程实践，当低溶氧曝气处理区与高溶氧曝气处理区的容积比大于4时，系统内的同步硝化反硝化速率最高，而全程硝化反硝化速率也可以得到有效地抑制，可以很好地实现同步硝化与反硝化，提高污水中的氮去除效率并简化系统的处理流程。

所述的厌氧处理区内设置有一竖向的隔墙，所述的隔墙将所述的厌氧处理区分隔为左右两个并列而设的腔室，所述的隔墙的前端与所述的厌氧处理区的前侧内壁、所述的隔墙的后端与所述的厌氧处理区的后侧内壁之间分别设置有供污水流动的过流通道。厌氧处理区内设置隔墙，同时进水管与第三连接管道逆向设置，使进水与回流污泥充分混合，迅速消耗掉混合污水中的溶解氧，并在水流的作用下使厌氧处理区内的污水沿隔墙进行循环流动，厌氧处理区内的污泥浓度和溶解氧保持稳定，使有机物发生水解、酸化和甲烷化，去除废水中的有机物，并提高污水的可生化性，有利于后续的好氧处理。

所述的沉淀区自上而下分为上部的泥水分离区和下部的沉淀污泥区，所述的泥水分离区内左右并列贴合设置有至少2个独立的上下贯通的泥水分离室，每个所述的泥水分离室内填充设置有沉淀填料，所述的泥水分离室的底部设置有水平的用于支撑所述的沉淀填料的支撑架，所述的沉淀填料搁置安装在所述的支撑架上，所述的支撑架包括矩形的外框体，所述的外框体内自左向右并列间隔设置有多根搁置管，每个所述的泥水分离室与所述的出水渠之间通过一根所述的出水管相连通。泥水混合物进入沉淀区后通过泥水分离室内设置的沉淀填料进行泥水分离，沉淀区内设置有多个独立的泥水分离室，泥水混合物首先进入到位于最左侧的第一个泥水分离室中，通过第一个泥水分离室中设置的沉淀填料进行泥水分离处理，分离下来的污泥沿着沉淀填料的内部通道回流至下部的沉淀污泥区，分离后的出水上升至出水液面通过出水管排入到出水渠中，再通过出水口从整个系统排出；另外在大流量汽提装置提推水流的作用下，一部分经过泥水分离的水可进入相邻的下一个泥水分离室进行进一步的泥水分离处理，同样的沉淀污泥沿着该泥水分离室内的沉淀填料的内部通道回流至下部的沉淀污泥区，分离后的出水上升至出水液面通过出水管排入到出水渠中，再通过出水口从整个系统排出；多个泥水分离室的设置不仅可有效提高泥水分离效率，同时污水经多级净化，更为洁净。

所述的沉淀填料为斜管或斜板或斜管和斜板的组合。结构简单，使用斜管和斜板的组合形成的沉淀填料沉淀效果更佳。

所述的外框体由一根穿孔曝气管弯折并首尾相接而成，所述的搁置管为穿孔曝气管，每根所述的搁置管的两端连通设置在所述的外框体上，每个所述的外框体上连通设置有一通气支管，多个所述的通气支管通过一通气总管相连，所述的通气总管的端头连接有一鼓风机，所述的支撑架、所述的通气支管、所述的通气总管和所述的鼓风机构成用于给所述的泥水分离室进行冲洗的冲洗机构。沉淀区设置的沉淀填料不断地进行泥水分离，时间久了必然淤积污泥造成沉淀填料内部通道堵塞，严重影响沉淀泥水分离的处理效率并导致出水悬浮物（SS）超标，因此需要对沉淀区进行曝气反冲洗，上述由支撑架、通气支管、通气总管和鼓风机构成的冲洗机构，结构简单，冲洗效果显著，支撑架不仅对沉淀填料起到支撑的作用，同时作为冲洗机构的一个组成结构，一物多用，节省成本。

每个所述的通气支管上设置有一用于实现通气支管通气的打开和关闭的第一阀门，每根所述的出水管上设置有用于实现出水的打开和关闭的第二阀门。上述冲洗机构配合第一阀门和第二阀门，使得整个冲洗效果更为显著，整体冲洗流程为：先关闭一组第二阀门，停止出水，再开启此组对应的第一阀门，通过鼓风机给通气总管供气，开启的第一阀门对应的通气支管给对应连通的支撑架供气，实现对该泥水分离室中的沉淀填料的曝气冲洗，通过空气与沉淀填料的内部通道的摩擦接触使沉积在沉淀填料内部通道的淤泥松动，然后关闭此组第一阀门使该泥水分离室保持静止状态，松动淤泥在重力的作用下沿着沉淀填料的内部通道沉降至底部的沉淀污泥区，并随污泥水流至下一个泥水分离室进行再次泥水分离，再开启此组泥水分离室的第二阀门开始正常的污泥水分离处理，依次循环对其他堵塞的泥水分离室进行曝气反冲洗，使整个沉淀区的沉淀处理、曝气反洗能够连续运行，且能够避免反洗后的泥水混合物流入出水渠并通过出水口排出，保证出水水质的稳定。

所述的低溶氧曝气处理区内设置有低溶氧曝气装置，所述的高溶氧曝气处理区内设置有高溶氧曝气装置，所述的通气总管上分支连接出两根分支管，两根所述的分支管分别与所述的低溶氧曝气装置和所述的高溶氧曝气装置相连通用于给所述的低溶氧曝气装置和所述的高溶氧曝气装置供气，每根所述的分支管上分别设置有用于实现所述的分支管通气的打开个关闭的第三阀门。所有的曝气装置都通过同一个鼓风机供气，节约成本。上述两种曝气装置均可采用穿孔管、微孔曝气器及曝气软管，其中曝气软管的效果更佳。

与现有技术相比，本发明的优点在于：需要处理的污水由进水口首先进入到厌氧处理区，通过厌氧处理区对进入其内的污水进行水质调节并迅速消耗掉混合污水中的溶解氧，达到生化厌氧环境，污水中的有机物质被厌氧菌在厌氧条件下分解产生甲烷和二氧化碳，同时通过污泥回流区回流到厌氧区的污泥中含有的聚磷菌在厌氧环境下通过β-羟基丁酸（PHB）的生物合成，聚磷菌在厌氧的不利环境下（压抑条件），可将贮积在体内的聚磷分解，迅速进行磷的过量释放；经过厌氧处理的污水通过自流进入后续的低溶氧曝气处理区进行低溶氧曝气处理，通过低溶氧曝气装置实现低溶氧曝气处理区的溶解氧（DO）不高于0.5mg/L，实现同步硝化与反硝化，对污水中的氮进行很好的处理；经过低溶氧曝气处理后的污水自流进入后续的高溶氧曝气处理区进行高溶氧曝气处理，通过高溶氧曝气装置实现高溶氧曝气处理区的溶解氧（DO）不低于2.0mg/L，在高溶氧曝气处理区高DO的环境下，好氧微生物的代谢作用可以得到迅速增加，能够避免滋生生丝状菌产生污泥膨胀而影响出水水质，同时在充分好氧的环境下，聚磷菌迅速地生长、繁殖，并主动地吸收磷酸盐，并以磷酸的形式贮积在体内，在系统运行中通过排放沉淀污泥区的剩余污泥将系统中的的磷排除，已达到生物除磷的目的；处理流程简单、运行成本较低、污水处理效果好且脱氮除磷效果较为理想。

附图说明

图1为本发明的整体俯视结构示意图；

图2为图1中A-A处的剖视结构示意图；

图3为图1中B-B处的剖视结构示意图；

图4为图1中C-C处的剖视结构示意图；

图5为图1中D-D处的剖视结构示意图；

图6为图1中E-E处的剖视结构示意图；

图7为本发明中支撑架的结构示意图；

图8为本发明中曝气系统的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

如图1至图8所示，一种污水处理系统，包括厌氧处理区1、低溶氧曝气处理区2、高溶氧曝气处理区3、沉淀区4、出水渠5和污泥回流区6，厌氧处理区1上设置有污水进水口11，厌氧处理区1与低溶氧曝气处理区2之间通过第一连接管道12相连通，低溶氧曝气处理区2与高溶氧曝气处理区3之间通过第二连接管道13相连通，高溶氧曝气处理区3与沉淀区4之间通过污水通道14相连通，沉淀区4的底部与污泥回流区6的底部相连通，污泥回流区6的侧部通过第三连接管道15与厌氧处理区1相连通，污泥回流区6的底部与低溶氧曝气处理区2相连通，沉淀区4与出水渠5之间通过出水管16相连通，出水渠5上设置有出水口17。

在此具体实施例中，高溶氧曝气处理区3与污水通道14之间连通设置有大流量汽提区7，大流量汽提区7内设置有大流量汽提装置71。

在此具体实施例中，污泥回流区6内设置有一回流区隔板61，回流区隔板61将污泥回流区6分隔为自前向后并列设置的污泥自流回流区601和污泥汽提回流区602，污泥自流回流区601和污泥汽提回流区602的底部相连通，污泥汽提回流区602内设置有汽提装置62，污泥汽提回流区602的侧部通过第三连接管道15与厌氧处理区1相连通，污泥自流回流区601的底部与低溶氧曝气处理区2相连通。

在此具体实施例中，污水进水口11设置在厌氧处理区1的右侧部，厌氧处理区1的右侧与低溶氧曝气处理区2的左侧之间通过第一连接管道12相连通，低溶氧曝气处理区2的右侧与高溶氧曝气处理区3的左侧之间通过第二连接管道13相连通，高溶氧曝气处理区3的左侧与沉淀区4的左侧通过污水通道14相连通，沉淀区4设置在高溶氧曝气处理区3和低溶氧曝气处理区2的后方，出水渠5设置在沉淀区4的后方，污泥回流区6设置在沉淀区4与厌氧处理区1之间且污泥汽提回流区602的右侧与厌氧处理区1的左侧通过第三连接管道15相连通。

在此具体实施例中，污泥自流回流区601的底部设置有斜坡63，斜坡63的高度随着水流向低溶氧曝气处理区2的方向渐小直至高度为0。

在此具体实施例中，低溶氧曝气处理区2与高溶氧曝气处理区3的容积比大于4。

在此具体实施例中，厌氧处理区1内设置有一竖向的隔墙101，隔墙101将厌氧处理区1分隔为左右两个并列而设的腔室，隔墙101的前端与厌氧处理区1的前侧内壁、隔墙101的后端与厌氧处理区1的后侧内壁之间分别设置有供污水流动的过流通道102。

在此具体实施例中，沉淀区4自上而下分为上部的泥水分离区和下部的沉淀污泥区43，泥水分离区内左右并列贴合设置有至少2个独立的上下贯通的泥水分离室401，每个泥水分离室401内填充设置有沉淀填料41，泥水分离室401的底部设置有水平的用于支撑沉淀填料41的支撑架42，沉淀填料41搁置安装在支撑架42上，支撑架42包括矩形的外框体421，外框体421内自左向右并列间隔设置有多根搁置管422，每个泥水分离室401与出水渠5之间通过一根出水管16相连通。

在此具体实施例中，泥水分离室401为4个。

在此具体实施例中，沉淀填料41为斜管或斜板或斜管和斜板的组合。

在此具体实施例中，外框体421由一根穿孔曝气管弯折并首尾相接而成，搁置管422为穿孔曝气管，每根搁置管422的两端连通设置在外框体421上，每个外框体421上连通设置有一通气支管8，多个通气支管8通过一通气总管9相连，通气总管9的端头连接有一鼓风机10，支撑架42、通气支管8、通气总管9和鼓风机10构成用于给泥水分离室401进行冲洗的冲洗机构。

在此具体实施例中，每个通气支管8上设置有一用于实现通气支管8通气的打开和关闭的第一阀门81，每根出水管16上设置有用于实现出水的打开和关闭的第二阀门161。

在此具体实施例中，低溶氧曝气处理区2内设置有低溶氧曝气装置21，高溶氧曝气处理区3内设置有高溶氧曝气装置31，通气总管9上分支连接出两根分支管91，两根分支管91分别与低溶氧曝气装置21和高溶氧曝气装置31相连通用于给低溶氧曝气装置21和高溶氧曝气装置31供气，每根分支管91上分别设置有用于实现分支管91通气的打开个关闭的第三阀门911。

Claims (8)

1.一种污水处理系统，其特征在于包括厌氧处理区、低溶氧曝气处理区、高溶氧曝气处理区、沉淀区、出水渠和污泥回流区，所述的厌氧处理区上设置有污水进水口，所述的厌氧处理区与所述的低溶氧曝气处理区之间通过第一连接管道相连通，所述的低溶氧曝气处理区与所述的高溶氧曝气处理区之间通过第二连接管道相连通，所述的高溶氧曝气处理区与所述的沉淀区之间通过污水通道相连通，所述的沉淀区的底部与所述的污泥回流区的底部相连通，所述的污泥回流区的侧部通过第三连接管道与所述的厌氧处理区相连通，所述的污泥回流区的底部与所述的低溶氧曝气处理区相连通，所述的沉淀区与所述的出水渠之间通过出水管相连通，所述的出水渠上设置有出水口；

所述的污泥回流区内设置有一回流区隔板，所述的回流区隔板将所述的污泥回流区分隔为自前向后并列设置的污泥自流回流区和污泥汽提回流区，所述的污泥自流回流区和所述的污泥汽提回流区的底部相连通，所述的污泥汽提回流区内设置有汽提装置，所述的污泥汽提回流区的侧部通过所述的第三连接管道与所述的厌氧处理区相连通，所述的污泥自流回流区的底部与所述的低溶氧曝气处理区相连通；

所述的沉淀区自上而下分为上部的泥水分离区和下部的沉淀污泥区，所述的泥水分离区内左右并列贴合设置有至少2个独立的上下贯通的泥水分离室，每个所述的泥水分离室内填充设置有沉淀填料，所述的泥水分离室的底部设置有水平的用于支撑所述的沉淀填料的支撑架，所述的沉淀填料搁置安装在所述的支撑架上，所述的支撑架包括矩形的外框体，所述的外框体内自左向右并列间隔设置有多根搁置管，每个所述的泥水分离室与所述的出水渠之间通过一根所述的出水管相连通。

2.如权利要求1所述的一种污水处理系统，其特征在于所述的高溶氧曝气处理区与所述的污水通道之间连通设置有大流量汽提区，所述的大流量汽提区内设置有大流量汽提装置。

3.如权利要求1所述的一种污水处理系统，其特征在于所述的污水进水口设置在所述的厌氧处理区的右侧部，所述的厌氧处理区的右侧与所述的低溶氧曝气处理区的左侧之间通过所述的第一连接管道相连通，所述的低溶氧曝气处理区的右侧与所述的高溶氧曝气处理区的左侧之间通过所述的第二连接管道相连通，所述的高溶氧曝气处理区的左侧与所述的沉淀区的左侧通过所述的污水通道相连通，所述的沉淀区设置在所述的高溶氧曝气处理区和所述的低溶氧曝气处理区的后方，所述的出水渠设置在所述的沉淀区的后方，所述的污泥回流区设置在所述的沉淀区与所述的厌氧处理区之间且所述的污泥汽提回流区的右侧与所述的厌氧处理区的左侧通过所述的第三连接管道相连通。

4.如权利要求1所述的一种污水处理系统，其特征在于所述的低溶氧曝气处理区与所述的高溶氧曝气处理区的容积比大于4。

5.如权利要求1所述的一种污水处理系统，其特征在于所述的沉淀填料为斜管或斜板或斜管和斜板的组合。

6.如权利要求1所述的一种污水处理系统，其特征在于所述的外框体由一根穿孔曝气管弯折并首尾相接而成，所述的搁置管为穿孔曝气管，每根所述的搁置管的两端连通设置在所述的外框体上，每个所述的外框体上连通设置有一通气支管，多个所述的通气支管通过一通气总管相连，所述的通气总管的端头连接有一鼓风机，所述的支撑架、所述的通气支管、所述的通气总管和所述的鼓风机构成用于给所述的泥水分离室进行冲洗的冲洗机构。

7.如权利要求6所述的一种污水处理系统，其特征在于每个所述的通气支管上设置有一用于实现通气支管通气的打开和关闭的第一阀门，每根所述的出水管上设置有用于实现出水的打开和关闭的第二阀门。

8.如权利要求6所述的一种污水处理系统，其特征在于所述的低溶氧曝气处理区内设置有低溶氧曝气装置，所述的高溶氧曝气处理区内设置有高溶氧曝气装置，所述的通气总管上分支连接出两根分支管，两根所述的分支管分别与所述的低溶氧曝气装置和所述的高溶氧曝气装置相连通用于给所述的低溶氧曝气装置和所述的高溶氧曝气装置供气，每根所述的分支管上分别设置有用于实现所述的分支管通气的打开个关闭的第三阀门。