CN110835207A - 一种生活污水小型一体化处理装置及污水处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种生活污水小型一体化处理装置,利用传统活性污泥法工艺的好氧阶段对于污染物的去除效率随着污染物的浓度降低而降低的特点以及利用好氧‑兼氧渗滤系统对污染物的吸附富集作用,采用以上两种工艺相结合的方式,即克服传统活性污泥法对低浓度废水处理效率低的问题,又解决了好氧‑兼氧渗滤系统占地面积大的缺点,提高系统抗负荷能力的同时,进一步缩小了一体化设备体积;厌氧区、好氧区的产生的活性污泥同时作为好氧‑兼氧渗滤系统中生物膜的营养来源之一,被好氧‑兼氧渗滤系统中生物膜所分解利用。减少了污泥处置成本和管理成本。

Description

一种生活污水小型一体化处理装置及污水处理方法
技术领域
本发明涉及生活污水处理技术领域,尤其涉及一种处理生活污水小型一体化处理装置及污水处理方法。
技术背景
小型设备化的污水原位处理技术因其综合投资省、建设周期短、就地产生效益等特点,在国内外得到有效的发展。目前国内市场主流的小型一体化设备主要工艺为传统活性污泥法。
传统活性污泥法中对于磷的去除主要是利用聚磷菌厌氧释磷好氧吸磷的特性将磷最终吸附在活性污泥中通过排泥的方式去除。这种方式一般除磷效率较低,其次由于小型一体化设备由于其处理规模一般较小、项目点一般较为分散,一般很难有专人管理做到定期排泥,一般也较少设置污泥浓缩池和压滤机,其污泥很难得到有效收集和处理。
传统活性污泥法工艺的好氧阶段对于污染物的去除效率随着污染物的浓度降低而降低,也就是在污染物浓度高时其容积利用率高、处理效率高,而当污染物浓度较低时其容积利用率低、处理效率较低。
发明内容
了解决上述问题,本发明提供一种生活污水小型一体化处理设备的污水处理方法,克服传统工艺除磷效率低、污泥处置困难的特点,增加设备处理效率的同时进一步缩小一体化设备的体积。
本发明的目的通过以下技术方案予以实现:
本发明提供一种生活污水小型一体化处理装置,其特征在于,该装置包括:格栅槽(1)、小型一体化设备(2)、进水管(3)、厌氧区(4)、第一好氧区(5)、第二好氧区(6)、好氧-兼氧渗滤系统(7)构成;所述厌氧区(4)污水先流经溢流堰板(8)与通过导流管(9)与第一好氧区(5)连接;所述第一好氧区(5)通过导流口(10)与好氧区(2)连接;所述的第二好氧区(6)由潜污泵(11)提供动力,通过回流管(14)和布水管(15)分别与厌氧区(4)、好氧-兼氧渗滤系统(7)连接,并通过液体流量调节阀(12)、转子流量计(13)调节回流至厌氧区(4)流量和进入好氧-兼氧渗滤系统(7)流量;离心风机(22)通过离心风机风管主管(23)、风管支管(25)、风管支管(26)的微孔曝气盘(27)分别对第一好氧区(5)、第二好氧区(6)进行曝气供氧;所述好氧-兼氧渗滤系统由一个可拆卸除磷滤料层(16)、两个好氧滤料层(17)、两个均化滤料层(18)和一个兼氧滤料层(19)构成;污水首先通过表层布水管(15)进行均化布水;中低压风机(29)对好氧滤层(17)进行通风供氧。
优选地,所述的兼氧滤料层(19)内设置有集水管(20)以及总排放口(21);所述的第一风管支管(25)以及所述的第二风管支管(26)上均设置有气体流量调节阀(24)。
优选地,所述的微孔曝气盘(27)设置在风管支管(25)和风管支管(26)的末端。
优选地,在厌氧区(4)、第一好氧区(5)、第二好氧区(6)上均设有检查口(28);中压风机(29)通过中压风管主管(31)、第一层布风管(32)以及第二层布风管(33)对好氧-兼氧渗滤系统(7)进行布风。
优选地,所述的中压风机(29)上设置有加热电阻丝(30);所述的好氧-兼氧渗滤系统(7)上部设置有排气管(34);
此外,本发明还提供一种处理生活污水的处理方法,包括以下处理步骤:
第一步、污水经过格栅槽去除大颗粒漂浮物后进入厌氧区,在厌氧区停留6-8小时,在厌氧区设置有溢流堰槽,经过厌氧之后的出水流经溢流堰槽进入好氧池。
第二步、好氧区分为第一好氧区和第二好氧区,停留时间均为2-3小时;第一好氧区主要功能为去除有机物,第二好氧区主要功能为将氨氮转化为硝态氮;整个好氧区去除70-80%的有机物和氨氮。
第三步、第二好氧区的污水一部分回流至厌氧区,利用厌氧区的有机碳源进行反硝化脱氮,回流比为100%-150%。
第四步、第二好氧区的污水另一部分进入好氧-兼氧渗滤系统,进行进一步深度处理。
第五步、可拆卸除磷滤料层厚度为5-10cm主要由5-10mm铁碳石、5-10mm的钢渣构成、5-10mm碳酸钙中的一种或者多种混合而成,整个层滤料通过模块化固定,当吸附饱和后整个除磷滤料层可从好氧-兼氧反硝化系统拆卸更换。
第六步、采用80%-90%中粗砂、5%-15%沸石和5-10%活性炭混合而成的好氧滤层进行好氧反应和硝化反应去除经过厌氧区和好氧区处理之后低浓度废水中的有机物和氨氮。
第七步、采用10cm-30cm的碎石组成均化滤料层,进行均化布水和布气。
第八步、采用80-90%5mm-10mm的碎石、10-20%谷壳而成的兼氧滤料层进行反硝化脱氮反应。
第九步、好氧-兼氧渗滤系统由二可拆卸除磷滤料层、两级好氧层和兼氧层组成,兼氧层出水为最终总出水。
第一步厌氧区主要有以下几点功能:1.作为初沉池将悬浮颗粒沉淀2.作为厌氧池将大分子有机物分解成小分子有机物3.作为厌氧池利用原水中的有机碳源将好氧区2回流液中的硝态氮反硝化转化为氮气。
第二步好氧区分为第一好氧区和第二好氧区,停留时间均为2-3小时。利用传统活性污泥法工艺的好氧阶段对于污染物的去除效率随着污染物的浓度降低而降低,也就是在污染物浓度高时其容积利用率高、处理效率高,而当污染物浓度较低时其容积利用率低、处理效率较低的特点,设置好氧区较短的停留时间,维持其高处理效率的同时,去除70-80%左右的有机物和氨氮。利用分解有机物的好氧菌种对氧竞争强于硝化菌的特点将好氧区分为第一好氧区和第二好氧区,第一好氧区主要功能为分解有机物,第二好氧区主要功能为将氨氮转化为硝态氮,方便回流至厌氧区进行反硝化脱氮。
第四步好氧-兼氧系统采用先吸附再转化的间歇式处理模式,这种模式对由于其吸附富集能力使得处理低浓度废水时更具高效性。系统分为8个进水周期和16个通风周期,首先经过厌氧区、好氧区处理之后的低浓度污水通过滤料表层的布水管由表层均匀的进入系统,污水在好氧滤料之间下渗的过程中带铵根离子和有机物被好氧层滤料和生长在滤料之间的生物膜所吸附富集,待污水在好氧滤料落干进入兼氧滤料之后通过介于好氧硝化滤料与氧反硝化滤料的通风管对硝化段进行低压通风供氧为硝化反应提供氧气。布水2-3小时一周期,时间一般控制在20-40分钟以内,进水表面负荷控制在1m3/m2*d-2.5m3/m2*d;通风1.5小时一周期,通风时间一布水时间为界,布水前1小时通一次风,布水后通一次风,周期控制在20-40分钟以内,水汽比为1:3-1:6。
第五步可拆卸除磷滤料层厚度为5-10cm主要由5-10mm铁碳石、5-10mm的钢渣构成、5-10mm碳酸钙中的一种或者多种混合而成,利用污水中磷酸根离子与三价铁离子反应形成磷酸铁沉淀的特性,将磷吸附在滤料中,通过对吸附饱和的除磷滤料层进行更换的方式将磷从系统中去除。这种化学处理方式相比生物除磷更加稳定和高效。
第六步好氧滤层采用80%-90%中粗砂、5%-15%沸石和5-10%活性炭混合而成,中砂作为吸附滤料的同时作为生物膜的主要载体;沸石则作为提高混合滤料去除铵根离子的辅助材料,进一步提高混合滤料对铵根离子的吸附富集能力;活性炭则作为提高混合滤料去除有机物的辅助材料,进一步提高混合滤料对有机物的吸附富集能力。
第七步兼氧滤层采用80-90%5mm-10mm的碎石、10-20%谷壳混合而成其中5mm-10mm的碎石作为好氧硝化短承托层,同时作为反硝化生物膜的主要载体;谷壳具有较大的比表面积同时还具备缓释碳源的特性,提高混合滤料比表面积的同时,还将作为缓释有机碳源为生物膜提供部分碳源与微量元素。
本发明有以下效益:
1.利用传统活性污泥法工艺的好氧阶段对于污染物的去除效率随着污染物的浓度降低而降低的特点,控制好氧区较短的停留时间保持其高效率的同时将污染物去除70-80%。利用好氧-兼氧渗滤系统对污染物的吸附富集作用,将经过厌氧区和好氧区处理之后的低浓度污水中剩余的20-30%的污染物去除。系统采用以上两种工艺相结合的方式,即克服传统活性污泥法对低浓度废水处理效率低的问题,又解决了好氧-兼氧渗滤系统占地面积大的缺点,提高系统抗负荷能力的同时,进一步缩小了一体化设备体积。
2.可拆卸除磷滤料层厚度为5-10cm主要由5-10mm铁碳石、5-10mm的钢渣构成、5-10mm碳酸钙中的一种或者多种混合而成,利用污水中磷酸根离子与三价铁离子反应形成磷酸铁沉淀的特性,将磷吸附在滤料中,通过对吸附饱和的除磷滤料层进行更换的方式将磷从系统中去除。这种化学处理方式相比生物除磷更加稳定和高效。
3.厌氧区、好氧区的产生的活性污泥同时作为好氧-兼氧渗滤系统中生物膜的营养来源之一,被好氧-兼氧渗滤系统中生物膜所分解利用。减少了污泥处置成本和管理成本。
4.在传统工艺中供氧模式为深水曝气模式,空气的氧先溶解在水体中再被活性污泥中的菌胶团吸收利用。而本发明好氧-兼氧渗滤系统中的好氧滤层采用能耗更低的通风供氧模式,待污水流经好氧滤层落干之后,由于滤料的吸附、拦截作用有机物、氨氮被富集在滤料和生物膜中,然后再通过风管直接对附着在好氧硝化层滤料中的生物膜进行低压通风供氧。这种供氧模式相比传统深水曝气模式在氧的传导效率上更具优势的同时降低了80%左右能耗。此外在冬季时温度较低时,本工艺通过通风的空气进行加热使得进风温度不低于20℃,以维持微生物的活性。
附图说明
图1为本发明的生活污水小型一体化处理装置的污水处理流程图。
图2为发明的生活污水小型一体化处理装置的一个具体实施方式的横截面示意图。
图3为发明的生活污水小型一体化处理装置的整体结构示意图。
图中:1、格栅槽;2、小型一体化设备;3、进水管;4、厌氧区;5、第一好氧区;6、第二好氧区;7、好氧-兼氧渗滤系统;8、溢流堰槽;9、导流管;10、导流口;11、潜污泵;12、液体流量调节阀;13、转子流量计;14、回流管;15、布水管;16、可拆卸是除磷滤料层;17、好氧滤料层;18、均化滤料层;19,、兼氧滤料层;20、集水管;21、总排放口;22、离心风机;23、离心风机风管主管;24、气体流量调节阀;25、第一风管支管;26、第二风管支管;27、微孔曝气盘;28、检查口;29、中压风机;30、加热电阻丝;31、中压风管主管;32、第一层布风管;33、第二层布风管;34、排气管;
具体实施例
下面结合实施案例及附图对本发明作进一步详细的描述,但本发明的实施方法不限于此。
如图1所示,污水首先经过进行格栅槽(1),然后进入小型一体化设备(2)依次经过厌氧区、好氧区和好氧-兼氧渗滤系统后,最终出水通过总排放口排出。
如图3所示,小型一体化设备(2)由厌氧区(4)、第一好氧区(5)、第二好氧区(6)、好氧-兼氧渗滤系统(7)组成。经过格栅槽(1)的污水首先经过进水管(3)进入厌氧区(4),在厌氧区污水中的悬浮物进行沉淀,同时大分子有机物水解小分子有机物,然后通过溢流堰槽(8)之后通过导流管(9)进入第一好氧区(5)。第一好氧区(5)通过好氧微生物将污水中的大部分有机物分解成二氧化碳后通过导流口(10)进入第二好氧区(6)。第二好氧区(6)主要通过硝化菌的硝化作用将污水中的氨氮转换为硝态氮。期间通过离心风机(22)和微孔曝气盘(27)对好氧区进行曝气供氧使其溶解氧维持在2.0mg/l以上。经过第二好氧区(6)的处理之后的污水通过潜污泵(11)将一部分污水回流至厌氧区(4)利用厌氧区(4)的有机物进行反硝化;另一部分污水则进入好氧-兼氧渗滤系统(7)进行深度处理。
进入好氧-兼氧渗滤系统(7)的污水首先通过表层的布水管(15)在滤料表面进行均化布水,污水在下渗过程中首先进入可拆卸除磷滤料层(16),污水中的磷酸根与除磷滤料中的铁离子进行反应生成磷酸铁沉淀吸附在滤料表面。然后进入两级好氧滤料层(17),污水在下渗过程中水体的有机物、氨氮、污泥首先被滤料和滤料表面的生物膜所拦截吸附,待污水落干之后再通过中压风机(29)对好氧滤层进行通风供氧维持其好氧环境。最后经过兼氧滤料层(19)利用滤料中的缓释碳源进行进一步反硝化脱氮,通过积水管(20)收集之后最终通过总排放口(21)排出。
上述为本发明较佳的实施方式,但本发明的实施方式并不受上述内容的限制,其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化,均应为等效的置换方式,都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种生活污水小型一体化处理装置,其特征在于:该装置包括:格栅槽(1)、小型一体化设备(2)、进水管(3)、厌氧区(4)、第一好氧区(5)、第二好氧区(6)、好氧-兼氧渗滤系统(7)构成;所述厌氧区(4)污水先流经溢流堰板(8)与通过导流管(9)与第一好氧区(5)连接;所述第一好氧区(5)通过导流口(10)与第二好氧区(6)连接;所述的第二好氧区(6)由潜污泵(11)提供动力,通过回流管(14)和布水管(15)分别与厌氧区(4)、好氧-兼氧渗滤系统(7)连接,并通过液体流量调节阀(12)、转子流量计(13)调节回流至厌氧区(4)流量和进入好氧-兼氧渗滤系统(7)流量;中低压风机(22)通过离心风机风管主管(23)、风管支管(25)、风管支管(26)的微孔曝气盘(27)分别对第一好氧区(5)、第二好氧区(6)进行曝气供氧;所述好氧-兼氧渗滤系统由一个可拆卸除磷滤料层(16)、两个好氧滤料层(17)、两个均化滤料层(18)和一个兼氧滤料层(19)构成;污水首先通过表层布水管(15)进行均化布水;中低压风机(22)对好氧滤料层(17)进行通风供氧。
2.根据权利要求1所述的一种生活污水小型一体化处理装置,其特征在于:所述的兼氧滤料层(19)内设置有集水管(20)以及总排放口(21);所述的第一风管支管(25)以及所述的第二风管支管(26)上均设置有气体流量调节阀(24)。
3.根据权利要求1所述的一种生活污水小型一体化处理装置,其特征在于:在所述的厌氧区(4)、第一好氧区(5)、第二好氧区(6)上均设有检查口(28);中压风机(29)通过中压风管主管(31)、第一层布风管(32)以及第二层布风管(33)对好氧-兼氧渗滤系统(7)进行布风。
4.根据权利要求1所述的一种生活污水小型一体化处理装置,其特征在于:所述的中压风机(29)上设置有加热电阻丝(30)。
5.根据权利要求1所述的一种生活污水小型一体化处理装置,其特征在于:所述的好氧-兼氧渗滤系统(7)上部设置有排气管(34)。
6.一种生活污水的处理方法,其特征在于:采用权利要求1-5任意一项所述的种生活污水小型一体化处理装置,该方法包括以下步骤:第一步、污水经过格栅槽去除大颗粒漂浮物后进入厌氧区,在厌氧区停留6-8小时,在厌氧区设置有溢流堰槽,经过厌氧之后的出水流经溢流堰槽进入好氧池;
第二步、好氧区分为第一好氧区和第二好氧区,停留时间均为2-3小时;第一好氧区主要功能为去除有机物,第二好氧区主要功能为将氨氮转化为硝态氮;整个好氧区去除70-80%的有机物和氨氮;
第三步、第二好氧区的污水一部分回流至厌氧区,利用厌氧区的有机碳源进行反硝化脱氮,回流比为100%-150%;
第四步、第二好氧区的污水另一部分进入好氧-兼氧渗滤系统,进行进一步深度处理;
第五步、可拆卸除磷滤料层厚度为5-10cm主要由5-10mm铁碳石、5-10mm的钢渣构成、5-10mm碳酸钙中的一种或者多种混合而成,整个层滤料通过模块化固定,当吸附饱和后整个除磷滤料层可从好氧-兼氧反硝化系统拆卸更换;
第六步、采用80%-90%中粗砂、5%-15%沸石和5-10%活性炭混合而成的好氧滤层进行好氧反应和硝化反应去除经过厌氧区和好氧区处理之后低浓度废水中的有机物和氨氮;
第七步、采用10cm-30cm的碎石组成均化滤料层,进行均化布水和布气;
第八步、采用80-90%规格为5mm-10mm的碎石、10-20%谷壳而成的兼氧滤料层进行反硝化脱氮反应;
第九步、好氧-兼氧渗滤系统由二可拆卸除磷滤料层、两级好氧层和兼氧层组成,兼氧层出水为最终总出水。
7.根据权利要求6所述的一种生活污水的处理方法,其特征在于:在所述的第二步中,好氧区分为第一好氧区和第二好氧区,停留时间均为2-3小时;利用传统活性污泥法工艺的好氧阶段对于污染物的去除效率随着污染物的浓度降低而降低,在污染物浓度高时其容积利用率高、处理效率高,而当污染物浓度较低时其容积利用率低、处理效率较低的特点,设置好氧区较短的停留时间,维持其高处理效率的同时,去除70-80%的有机物和氨氮;利用分解有机物的好氧菌种对氧竞争强于硝化菌的特点将好氧区分为第一好氧区和第二好氧区,第一好氧区主要功能为分解有机物,第二好氧区主要功能为将氨氮转化为硝态氮,方便回流至厌氧区进行反硝化脱氮。
8.根据权利要求6所述的一种生活污水的处理方法,其特征在于:在所述的第四步中,好氧-兼氧系统采用先吸附再转化的间歇式处理模式,这种模式对由于其吸附富集能力使得处理低浓度废水时更具高效性;系统分为8个进水周期和16个通风周期,首先经过厌氧区、好氧区处理之后的低浓度污水通过滤料表层的布水管由表层均匀的进入系统,污水在好氧滤料之间下渗的过程中带铵根离子和有机物被好氧层滤料和生长在滤料之间的生物膜所吸附富集,待污水在好氧滤料落干进入兼氧滤料之后通过介于好氧硝化滤料与氧反硝化滤料的通风管对硝化段进行低压通风供氧为硝化反应提供氧气;布水2-3小时一周期,时间控制在20-40分钟以内,进水表面负荷控制在1m3/m2*d-2.5m3/m2*d;通风1.5小时一周期,通风时间一布水时间为界,布水前1小时通一次风,布水后通一次风,周期控制在20-40分钟以内,水汽比为1:3-1:6。
9.根据权利要求7所述的一种生活污水的处理方法,其特征在于:在所述的第五步中,可拆卸除磷滤料层厚度为5-10cm主要由5-10mm铁碳石、5-10mm的钢渣构成、5-10mm碳酸钙中的一种或者多种混合而成,利用污水中磷酸根离子与三价铁离子反应形成磷酸铁沉淀的特性,将磷吸附在滤料中,通过对吸附饱和的除磷滤料层进行更换的方式将磷从系统中去除。
10.根据权利要求8所述的一种生活污水的处理方法,其特征在于:在所述的第六步中,好氧滤层采用80%-90%中粗砂、5%-15%沸石和5-10%活性炭混合而成,中砂作为吸附滤料的同时作为生物膜的主要载体;在所述的第七步中,兼氧滤层采用80-90%5mm-10mm的碎石、10-20%谷壳混合而成其中5mm-10mm的碎石作为好氧硝化短承托层,同时作为反硝化生物膜的主要载体;谷壳用于提高混合滤料比表面积,以及作为缓释有机碳源为生物膜提供部分碳源与微量元素。
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