CN111039497A - 污水处理系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种污水处理系统及方法，其中，系统包括：格栅井、调节池、第一生物处理池、第二生物处理池、沉淀池以及清水池；所述格栅井、所述调节池、所述第一生物处理池、所述第二生物处理池、所述沉淀池以及所述清水池依次排列设置且相邻两者之间相通；所述格栅井设于所述调节池前端；所述调节池内设置有潜污泵；所述第一生物处理池与所述第二生物处理池分别内置有生物弹性填料；所述第二生物处理池包括池体、布水装置以及曝气装置，所述曝气装置通过曝气管路分别与所述池体以及所述布水装置连接。这样，有利于减小对废水处理的难度，提高了污水处理效率。

Description

污水处理系统及方法

技术领域

本发明涉及废水处理领域，尤其涉及一种污水处理系统及方法。

背景技术

废水处理就是利用物理、化学和生物的方法对废水进行处理，使废水净化，减少污染，以至达到废水回收、复用，充分利用水资源。现如今综合生产废水及生活污水直接进行混合，而综合生产废水可生化性极差，降低了综合废水的可生化性。现有的综合生产废水及生活污水流经调节池2的污泥回流管道，由于进水有机物的含量较多，废水与污泥接触易产生沉淀，加大了对废水处理的难度，易使调节池2对废水水质水量的调节产生影响，降低了污水处理效率。

发明内容

本发明的目的是提供一种污水处理系统及方法。

本发明所提供的一种污水处理系统，包括：格栅井(1)、调节池(2)、第一生物处理池(3)、第二生物处理池(4)、沉淀池(5)以及清水池(6)；所述格栅井(1)、所述调节池(2)、所述第一生物处理池(3)、所述第二生物处理池(4)、所述沉淀池(5)以及所述清水池(6)依次排列设置且相邻两者之间相通；所述格栅井(1)设于所述调节池(2)前端；所述调节池(2)内设置有潜污泵；所述第一生物处理池(3)与所述第二生物处理池(4)分别内置有生物弹性填料；所述第二生物处理池(4)包括池体、布水装置以及曝气装置，所述曝气装置通过曝气管路分别与所述池体以及所述布水装置连接。

本发明所提供的一种污水处理方法，包括如下步骤：

S1用于对污水中的悬浮物及颗粒物进行去除处理的步骤；

S2用于对去除处理后的污水进行生化处理的步骤；

S3用于输出处理后污水的步骤。

本发明所提供的一种污水处理系统及方法，采用纳米悬浮生物载体，创造性地实现了既有物理吸附作用又有生物化学作用的吸附一降解一再吸附一再降解的动态循环过程；提高了曝气系统性能的优越性；全自动控制，降低了运行费用，提高了污水处理的效率。

附图说明

图1为本发明实施例一所提供的污水处理系统的结构示意图；

图2为本发明实施例二所提供的污水处理方法步骤示意图；

图3为本发明实施例二所提供的污水处理方法中所述S1用于对污水中的悬浮物及颗粒物进行去除处理的步骤示意图。

图中标记如下：

1-格栅井；2-调节池；3-第一生物处理池；4-第二生物处理池；5-沉淀池；6-清水池。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

如图1所示，本实施例所提供的污水处理系统，包括：格栅井1、调节池2、第一生物处理池3、第二生物处理池4、沉淀池5以及清水池6；所述格栅井1、所述调节池2、所述第一生物处理池3、所述第二生物处理池4、所述沉淀池5以及所述清水池6依次排列设置且相邻两者之间相通；所述格栅井1设于所述调节池2前端；所述调节池2内设置有潜污泵；所述第一生物处理池3与所述第二生物处理池4分别内置有生物弹性填料；所述第二生物处理池4包括池体、布水装置以及曝气装置，所述曝气装置通过曝气管路分别与所述池体以及所述布水装置连接。

本领域技术人员可以理解，本实施例所提供的污水处理系统采用Q235A钢板制作。系统内部涂环氧树脂防腐，地埋式外部涂防腐环氧煤沥青，漆膜厚500um，地上式采用环氧富锌漆。在污水进入调节池2前设置一道固定格栅，用以去除污水中的软性缠绕物、较大固颗粒杂物及飘浮物，从而保护后续工作水泵使用寿命并降低系统处理工作负荷。本实例中固定格栅采用一道。污水经格栅处理后进入调节池2进行水量、水质的调节均化，保证后续生化处理系统水量、水质的均衡、稳定，有效停留时间8-10小时以上。所述潜污泵设置二台，液位控制，水泵采用无堵塞撕裂杂物泵，有利于均量均质的污水提升至后级处理。

所述第一生物处理池3为A生物处理池，即缺氧池，在将污水进一步混合时，充分利用池内高效生物弹性填料作为细菌载体，靠兼氧微生物将进一步污水中难溶解有机物转化为可溶解性有机物，将大分子有机物水解成小分子有机物，提高污水生化性能，以利于后道生物拉触氧化处理池进一步氧化分解，同时通过O级池回流混合液的硝态氮在缺氧条件下反硝化菌的作用下，进行反硝化去除硝态氮，同时去除部分有机物，有效停留时间2.5-3.0小时，内置高效生物弹性填料，又具有水解酸化功能，同时可调节成为生物氧化池，以增加生化停留时间，提高处理效率。

所述第二生物处理池4为O级生物处理池，即复合接触氧化池，该池为本污水处理的核心部分，分二段，前一段在较高的有机负荷下，通过附着于填料上的大量不同种属的微生物群落共同参与下的生化降解和吸附作用，去除污水中的各种有机物质，使污水中的有机物含量大幅度降低。后段在有机负荷较低的情况下，通过硝化菌的作用，在氧量充足的条件下降解污水中的氨氮，同时也使污水中的COD(化学需氧量)值降低到更低的水平，使污水得以净化。该池以生物膜法为主，兼有活性污泥法的复合接触氧化法(同时回流部分污泥)特点。池中填料采用立体网装组合填料，该填料具有比表面积大，使用寿命长，易挂膜耐腐蚀不结团堵塞。填料在水中自由舒展扩散，对水中气泡作多层次切割，相对增加了曝气效果增加了氧利用率，填料成笼式安装，拆卸、检修方便。在复合生化反应池内同时存在活性污泥和生物膜，从而大大提高反应池中微生物浓度，提高对污染的去除能力，在曝气池中加入生物膜载体，为世代长的硝化菌提供了良好的附着场所和生存条件，因而能在较短的时间内实现硝化，同时生物膜由外到内依次形成了好氧—缺氧——厌氧的生物环境，为同时硝化与反硝化提供了条件，在去除有机物的同时能够脱氮除磷。微生物附着在纤微载体填料上并在曝气池内一定空间内摆动，曝气气泡的冲刷剪切作用促进生物膜的更新换代，并使其保持一定的活性，随着固着生物膜微生物的增加能够减少系统对二沉降池的依赖，进而提高生物反应器的运行稳定性。同时在填料下部密集布置曝气装置，运行曝气时能够形成横向旋流和纵向推流的复合水力流态，有效地提高了氧的利用效率，减少了短现象，强化了处理效果。该池分二级，使水质降解成梯度，达到良好的处理效果，同时设计采用相应导流紊流措施，使整体设计更趋合理化。池中曝气管路选用优质ABS塑料管，耐腐蚀。曝气头选用高效膜片式微孔曝气头，不堵塞，氧利用率高，有效停留时间HRT＝8.0小时。

所述沉淀池5设计为竖流式沉淀池5，其污泥降解效果好。采用三角堰出水，使出水效果稳定。污泥采用气提排泥至污泥硝化池，同时部分污泥回流至处理池进行反硝化，系统污泥的回流保证了缺氧池和好氧池中有足够的微生物浓度,并使缺氧池得到好氧池中硝化产生的硝酸盐,而原水和混合液的直接混合又为缺氧池反硝化提供了足够的碳源,使反硝化能够高效顺利进行。设计有效停留时间2小时以上，有利于分离混合液泥、气、水相中生物活性污泥与脱落生物膜同时负担混合液浓缩收集与回流以及剩余污泥排放功能。

本实施例所提供的污水处理系统有益效果如下：

纳米悬浮生物载体性能优越。内部孔隙度高，比重略大于1，比表面积巨大，吸附能力极强，微生物易于附着，创造性地实现了既有物理吸附作用又有生物化学作用的吸附一降解一再吸附一再降解的动态循环过程。可以直接投加到曝气池，很容易与活性污泥的互混互溶，不用担心堵塞系统，可以不停水检修。

曝气系统性能优越。MBBR的曝气系统由高压旋涡风机和可提升式曝气管组成。曝气机能耗小，噪声低，使用寿命长，几乎不需维护，安装在地面伸手可及之处。检修非常便利。曝气管可以提升到顶部检查口处检修，系统不用停水。人员永远不用下到设备底部维护曝气系统。

玻璃钢材质，永不腐蚀。不会像碳钢材质防腐处理的地埋式污水设备那样两三年就出现锈蚀漏水现象，玻璃钢罐体使用寿命大于30年，在保证及时更换部件的情况下属于可较久使用的产品。

运行费用低。设备的能耗主要来自调节池2内的潜污泵、曝气机，处理过程无须添加任何絮凝药剂，更由于间歇曝气运行，耗电超低，显著节省用户的运行费用。

施工时间短，基建费用低。工厂模块化生产，工地现场直接安装入地坑内基础上即可，施工工期短。无需制作风机房，节省土建费用。地坑底部只需制作混凝土基础平台。

外型美观。装于小区草坪或灌木丛内，与周围自然景观融为一体。

全自动控制。无人值守，自动运行，既便于日常管理又便于维修保养，电控柜设有曝气机和潜污泵故障声光报警系统，故障点一目了然。

工艺，性能稳定可靠，出水水质优良。出水主要指标达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GBl8918—2002)一级B标准。若经过深度处理。可以作为景观水、绿化灌溉水而实现中水回用：总之，移动床生物膜反应器(MBBR)污水处理设备集去除CODcr、BOD5、NH3一N、P等污染物质及水体营养物质于一身，具有技术性能稳定可靠，处理效果好，投资及运行费用低，占地面积少，维护管理方便等优点，具有卓越的经济效益和社会效益。

进一步，所述第一生物处理池3以及所述第二生物处理池4均为埋地式钢制结构箱体；所述第一生物处理池3的填料采用生物弹性填料；所述第二生物处理池4的填料采用立体网装组合填料，所述立体网装组合填料附有生物膜；所述沉淀池5设为竖流式沉淀池5。

本领域技术人员可以理解，设计竖流式沉淀池5水力负荷为0.8-1.0M/H。

进一步，所述污水处理系统还包括：风机、污泥消化池以及内置有二氧化氯的消毒池；所述风机分别与所述调节池2、所述第一生物处理池3以及所述第二生物处理池4连接；所述污泥消化池内置有污泥好氧消化系统；所述内置有二氧化氯的消毒池包括消毒装置与导流板，二者依次连接至排水口。

本领域技术人员可以理解，所述风机用于供第一、第二生物处理池4、调节池2中充氧曝气，搅拌、和污泥好氧消化。所述风机设计选取用三叶罗茨鼓风机，具有体积小，噪声低，风量足，性能稳定可靠等特点。所述污泥消化池的设置目的为二沉池排泥定时排入污泥池，进行污泥浓缩和好氧消化，污泥上清液回流排入调节池2再处理，剩余污泥定期抽吸外运(每年二至三次)。所述消毒池设置目的为二沉池出水流入消毒池进行消毒，使出水水质符合卫生指标要求，合格外排。所采用的二氧化氯消毒液，简单安全等特点，经消毒后的水可再排入附近水域。

系统的运行时，站场污水处理设施一般采用自动操作，将电控箱箱面转换开关旋至“自动”位置，污水处理设施即可自动运行。(1)污水泵：调节池2污水泵(进水泵)由调节池2内液位控制器自动控制。液面上升至中液位时，1﹟污水泵开始运行；液面继续上升至上液位时，2﹟污水泵开始运行，液面下降至中液位时，2#污水泵停止，液面继续下降至下液位时，1#污水泵停止。1﹟、2﹟污水泵为连续运行3小时自动切换。(2)风机：自动运行程序启动后，风机进入靠前工作方式，风机连续运行。1﹟、2﹟风机连续运行3小时自动切换。当调节池2液位连续处于下液位1小时后，风机自动切换成第二工作方式，工作状态为风机停止2小时，运行0.5小时，如此循环，此状态直至调节池2液面升至上液位时，再切换为靠前工作方式。(3)污泥气提装置。污泥气提装置工作状态：1m3/h污水处理设施为间隔6小时运行5分钟。0.5m3/h污水处理设施和好氧池曝气一起运行。

实施例二

如图2所示，本实施例所提供的污水处理方法，包括如下步骤：

S1用于对污水中的悬浮物及颗粒物进行去除处理的步骤；

S2用于对去除处理后的污水进行生化处理的步骤；

S3用于输出处理后污水的步骤。

本领技术人员可以理解，生活污水处理设备工艺中采用水解酸化两级接触氧化的生化处理工艺，在住宅区、宾馆、疗养院、医院等生活有机污水处理有成功经验，是成熟的水处理工艺，主要是去除污水中的有机物和悬浮物。

如图3所示，所述S1用于对污水中的悬浮物及颗粒物进行去除处理的步骤包括：

S11将生活污水经化粪池发酵分解后输出；

S12出水后通过格栅拦截去除悬浮物后进入调节池，

S13通过泵提升到水解酸化池进行有机物分解。

本领域技术人员可以理解，整个处理装置为成套钢制设备,具有处理效果好，运行成本低，占地面积小的特点，主体设备保用20年以上，根据业主要求可安装于地上或地下：生活污水经化粪池发酵分解后，出水通过格栅拦截去除大粒径悬浮物后进入调节池，进行水质水量的调节，然后通过泵提升到水解酸化池。在水解酸化池内将大分子以及大部分有机物分解，降低部分COD(化学需氧量)，便于后续好氧生化处理。

进一步，所述S2用于对去除处理后的污水进行生化处理的步骤包括：

S21污水自流进入第一生物处理池，进行一次生化处理；

S22出水后再进入第二生物处理池进行二次生化处理。

本领域技术人员可以理解，污水自流进入一级接触氧化池，进行初步生化处理，出水再进入二级接触氧化池进行深度生化处理，在二级接触氧化池中，设置有生物填料，在生物填料上附着有一层生物膜，生物膜对于水中的有机物进行吸附、吸收、降解，从而使废水中的有机物得以充分净化。

进一步，所述S3用于输出处理后污水的步骤包括：

S31经过第一、第二生物处理池后进入沉淀处理，去除悬浮物和有机物；

S32将经过步骤S31的污水进入消毒池，投加消毒液消毒，达标后排放。

本领域技术人员可以理解，接触氧化池出水再进入二沉池，经沉淀处理后，污水中的大部分悬浮物和部分有机物给去除下来。二沉池出水进入消毒池，投加消毒液消毒，达标排放。

进一步，所述S3用于输出处理后污水的步骤还包括：

S33将一部分污泥回流到水解酸化池，另一部分污泥进入污泥浓缩池，污泥浓缩池污泥由污泥泵自动控制打入化粪池进行厌氧处理。

本领域技术人员可以理解，二沉池污泥气提回流到水解酸化池，剩余污泥进入污泥浓缩池，污泥浓缩池污泥由污泥泵自动控制打入化粪池进行厌氧处理。

污水中有机物(大多数能被微生物所利用部份称为BOD₅)的去除是靠微生物的吸附作用和微生物的代谢作用，然后对污泥与水进行分离完成的。生化反应又分为厌氧阶段、兼氧阶段和好氧阶段。

厌氧阶段(化粪池)：废水在通过挂着产气菌(甲烷菌)的填料层时，在产气菌(甲烷菌)的作用下，将水中小分子的物质如有机酸和醇通过新陈代谢作用转变为较基本的化合物CH₄和H₂O，从而达到去除COD的目的。

水解酸化阶段：废水通过挂上生物菌膜的填料层，大量微生物将进入水中的颗粒物质和胶体物质迅速截留和吸附，截留下来的物质吸附在水解生物菌表面，在大量水解细菌的作用下将不溶性有机物分解为可溶性物质，在产酸菌的协同作用下将大分子物质、难以降解的物质转化为易降解的小分子物质。

好氧设计阶段：本工程中好氧段采用接触氧化法进行净化。活性污泥中的微生物在有氧的条件下将污水中的一部分有机物用于合成新的细胞，将另一部分有机物进行分解代谢以便获得细胞合成所需的能量，其较终产物是CO₂和H₂O等稳定物质。在这种合成代谢与分解代谢过程中，溶解性有机物(例如低分子有机酸等易降解有机物)直接进入细胞内部被利用。而非溶解性有机物则首先被吸附在微生物表面，然后被酶水解后进入细胞内部被利用。微生物的好氧代谢作用对污水中的溶解性有机物和非溶解性有机物都起作用，并且代谢产物是无害的稳定物质，因此可以进一步降低污水中的残余有机物。

斜管沉淀去除好氧池污泥：污水中通过好氧池后，污泥(好氧菌种)随池出水较多，必须通过高效率沉淀作用使好氧菌种沉淀下来，采用斜管沉淀工艺，是浅层沉淀理论，强化沉淀的能力，从而污水得以澄清，沉淀下来的污泥(好氧菌种)通过泵回流到厌氧池重复使用。大肠杆菌及病毒的去除：根据《污水综合排放标准》(GB8978-1996)，生活废水必须经消毒处理，采用消毒能力较强的二氧化氯进行消毒处理，二氧化氯能在较短的时间内杀灭废水中的大肠杆菌和病毒。

污水处理设备维护保养和注意事项：1)保证给污水设备供给稳定的电源；2)保证设备配电柜及支架表面干燥；3)保证一体化设备上方不承受重物；4)停止进水时的注意事项：当停水时间超过一星期时，其中按以上程序间歇进气充氧的情况下，池内的生物膜会不断消廋，所以必须在池内投加氮、磷、钾配比的营养源，每投加一次可继续维持一星期，但不能停止供养。日常维护与保养应当注意：1、风机润滑系统的检查：日常检查油箱内的贮油量是否低于较低刻线，如机油不足请加机油。日常检查机油是否混入水分等污物而变质，如变质请及时更换机油；日常检查油过滤器。日常检查滴油嘴的滴油情况是否正常，如滴油嘴脏了可卸下调整螺钉清洗。2、风机空气滤清器的检查：日常检查空气滤清器是否脏了，如脏了可卸下空气滤清器，旋开堞型螺母，拿开盖子，清洗过滤海绵。(卸滤清器是注意不要把脏物掉进风机主机内)3、三角带的检查：风机运行一段时间后，三角带会伸长，这时要将风机的固定螺栓松开，移动电机，拉紧三角带到合适位置后再将电机固定螺栓紧住，并注意电机皮带轮和风机皮带轮的断面要在同一平面上。同时检查一下两皮带轮的顶紧螺栓是否松掉，如松了请紧住。4、日常检查有无漏油、漏气的部位并修理之，如不能修理请立即通知生产厂家。5、日常清理风机房，保持清洁，通风良好。6、经常检查风机及电机的运行情况，如发现噪音、温度不正常时要及时停机检修。7、投入正常运行后必须保证进水的水量、水质平稳，不可有较大的变化冲击。如果遇到突然停水，即无污水进设备或水出不去，将运行程序设在自动运行上，这时设备能根据水位自行控制运行程序，按照规定充氧量进行自动间歇充氧，保证生物膜不受任何影响。如超过12小时，生物膜就会逐渐缺少营养而消瘦。处理的办法是从断水的第二天开始就要向池内适当投加些营养物，如复合肥、人粪等，每隔二天投一次，投加量一般为一立方污水投加复肥1-1.5公斤左右或人粪8公斤左右。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种污水处理系统，其特征在于，包括：格栅井(1)、调节池(2)、第一生物处理池(3)、第二生物处理池(4)、沉淀池(5)以及清水池(6)；所述格栅井(1)、所述调节池(2)、所述第一生物处理池(3)、所述第二生物处理池(4)、所述沉淀池(5)以及所述清水池(6)依次排列设置且相邻两者之间相通；所述格栅井(1)设于所述调节池(2)前端；所述调节池(2)内设置有潜污泵；所述第一生物处理池(3)与所述第二生物处理池(4)分别内置有生物弹性填料；所述第二生物处理池(4)包括池体、布水装置以及曝气装置，所述曝气装置通过曝气管路分别与所述池体以及所述布水装置连接。

2.如权利要求1所述的污水处理系统，其特征在于，所述第一生物处理池(3)以及所述第二生物处理池(4)均为埋地式钢制结构箱体；所述第一生物处理池(3)的填料采用生物弹性填料。

3.如权利要求1所述的污水处理系统，其特征在于，所述第二生物处理池(4)的填料采用立体网装组合填料，所述立体网装组合填料附有生物膜；所述沉淀池(5)设为竖流式沉淀池(5)。

4.如权利要求1所述的污水处理系统，其特征在于，所述污水处理系统还包括：风机、污泥消化池以及内置有二氧化氯的消毒池；所述风机分别与所述调节池(2)、所述第一生物处理池(3)以及所述第二生物处理池(4)连接；所述污泥消化池内置有污泥好氧消化系统；所述内置有二氧化氯的消毒池包括消毒装置与导流板，二者依次连接至排水口。

5.一种污水处理方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1用于对污水中的悬浮物及颗粒物进行去除处理的步骤；

S2用于对去除处理后的污水进行生化处理的步骤；

S3用于输出处理后污水的步骤。

6.如权利要求5所述的污水处理方法，其特征在于，所述S1用于对污水中的悬浮物及颗粒物进行去除处理的步骤包括：

S11将生活污水经化粪池发酵分解后输出；

S12出水后通过格栅拦截去除悬浮物后进入调节池，

S13通过泵提升到水解酸化池进行有机物分解。

7.如权利要求5所述的污水处理方法，其特征在于，，所述S2用于对去除处理后的污水进行生化处理的步骤包括：

S21污水自流进入第一生物处理池，进行一次生化处理；

S22出水后再进入第二生物处理池进行二次生化处理。

8.如权利要求5所述的污水处理方法，其特征在于，所述S3用于输出处理后污水的步骤包括：

S31经过第一、第二生物处理池后进入沉淀处理，去除悬浮物和有机物；

S32将经过步骤S31的污水进入消毒池，投加消毒液消毒，达标后排放。

9.如权利要求5所述的污水处理方法，其特征在于，所述S3用于输出处理后污水的步骤还包括：

S33将一部分污泥回流到水解酸化池，另一部分污泥进入污泥浓缩池，污泥浓缩池污泥由污泥泵自动控制打入化粪池进行厌氧处理。

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