CN111072218B - 一种农村生活污水的处理系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种农村生活污水处理系统和方法，其可以根据进水水质情况和出水需求，提供AO和A2O两种工艺选择，通过变频控制改变可调节好氧池底部曝气器的曝气量，使得可调节好氧池转变为缺氧池+好氧池的组合，实现工艺的转换。厌氧池和缺氧池内设有固定填料，好氧池设有悬浮填料。本申请的农村生活污水处理系统，占地面积小，土建施工工程量小，周期短，此外，投资低、运维简便、专业要求度低，可远程监控水质和操控设备运行，实现无人运维，适合农村地区污水处理的使用与推广。
Description
技术领域
本发明属于生活污水处理技术领域，尤其是涉及一种农村生活污水的处理系统和方法。
背景技术
根据《2017年中国城乡建设统计年鉴》数据显示，2017年全国乡市政公用设施的污水处理率仅为17.19%，全国对生活污水处理的乡有2592个，仅占25.13%。由此看来，目前全国农村地区生活污水处理率较低，处理设施落后。
由于农村和城市产业结构、生活习惯的不同，使得两者的生活污水间存在较大差异，农村生活污水具有水量波动大、水质不稳定、单个村镇污水处理厂（站）设计日处理规模小、分散性的特征，相较于城市生活污水，因农村改厕后，生活污水经化粪池处理后COD被削减，造成农村生活污水COD含量低、氨氮含量高的特征，导致农村生活污水在处理过程中碳源不足的问题，因此，农村生活污水处理不能照搬城市生活污水的处理方法。
目前农村生活污水治理常用的处理方法有活性污泥法、生物膜法和膜工艺，例如专利号为：CN201610044157.3，专利名称为一种竖向集装箱式间歇式活性污泥法污水处理装置，可实现进水、反应、沉淀、排水与闲置功能，并且具有便于运输、安装方便、占地面积少、可灵活迁拆、结构简单，便于装配和检修等优点，但活性污泥工艺产泥量较大。专利号为：CN201910158527.X，专利名称为一种MBR双膜工艺污水处理一体化设备，具有标准模块化设备，安装便捷等优点，但相对来说，膜工艺污水处理设施投入高，同时，小型化分散的农村污水处理装置缺氧段的溶解氧难以精确控制，往往造成出水氨氮浓度高的问题。此外，农村生活污水处理设备运维难度大，专业要求高，不利于农村地区生活污水处理的推广。
发明内容
本发明的目的在于提供一种农村生活污水处理系统，该系统占地面积小，土建施工工程量小，周期短，此外，投资低、运维简便、专业要求度低，可远程监控水质和操控设备运行，实现无人运维，适合农村地区污水处理的使用与推广。
为解决上述问题，本发明采用的方案如下：其特征在于，包括调节池和一体化污水处理系统；所述一体化污水处理系统包括依次联通的厌氧池、可调节好氧池、除磷沉淀池；所述调节池设有进水口，污水通过进水口进入调节池，进行水量调节；所述调节池内设有提升泵，污水经提升泵引入一体化污水处理系统，通过进水管进入厌氧池，之后依次流经可调节好氧池、除磷沉淀池，最后从出水口流出；所述可调节好氧池包括缺氧池和好氧池，跟据进水水质情况和出水需求，可调节好氧池提供AO和A2O两种工艺选择，通过变频控制改变可调节好氧池底部设置的曝气器的曝气量，实现工艺的转换。
进一步，根据上述设计方案所述，其特征在于，所述可调节好氧池采用AO工艺时，变频控制可调节好氧池底部的曝气器间歇曝气，使得可调节好氧池处于兼氧状态，当可调节好氧池的溶解氧读数高于设定数值时停止曝气，设定数值范围为0.5~1.5mg/L，当可调节好氧池的溶解氧读数低于设定数值时，变频控制曝气器每间隔60min曝气60min；在停止曝气后的10min开始，通过控制柜联动控制回流泵开启混合液回流，在曝气启动后的5min后，联动控制减少回流量，降低能耗；当进水氨氮浓度过高或出水提标时，采用A2O工艺实现短程硝化，通过变频分别控制缺氧池和好氧池底部曝气器，缺氧池不曝气，好氧池的曝气方式为间歇曝气，当溶解氧读数高于设定数值时停止曝气，设定数值范围为0.5~1.5mg/L，当溶解氧读数低于设定数值时，变频控制曝气器每间隔60min曝气60min。
进一步，根据上述设计方案所述，其特征在于，所述除磷沉淀池为竖流式沉淀池，包括沉淀池，沉淀池正下方设有污泥斗，沉淀池中心设有中心筒，中心筒下部有角铁固定，好氧池内的导流筒与中心筒相连接，中心筒外壁与沉淀池内壁间填充除磷滤料层；所述的除磷滤料层自下而上是承托层和第一层滤料，承托层为砾石，第一层滤料为铁基、铁铝基除磷滤料。
进一步，根据上述设计方案所述，其特征在于，还包括操作间，操作间内设有控制柜，所述控制柜用于控制农村生活污水处理系统的运行，所述农村生活污水处理系统还包括远程监控平台，通过物联网接口与控制柜联通，远程监控和联控设备运行，可实现无人运维，从平台上远程得到水质实时数据和设备运行情况。
进一步，根据上述设计方案所述，其特征在于，所述厌氧池和缺氧池设固定填料，池内通过焊接填料被固定在池内距池底50~60cm，填料为弹性填料或者组合填料，间隔在100~150cm；所述好氧池内设有悬浮填料，悬浮填料在池内处于流化状态，促使微生物在悬浮填料表面生长形成生物膜，悬浮填料为聚氨酯填料、PVC悬浮塑料球、组合填料球等填料中的一种或多种，悬浮填料投加量占好氧池容积25%~45%。
进一步，根据上述设计方案所述，其特征在于，所述出水口处设有紫外消毒器。
进一步，根据上述设计方案所述，其特征在于，所述承托层砾石的粒径为4~8mm，滤层厚度10~20cm，第一层的铁基/铁铝基除磷滤料粒径为4~8mm，滤层厚度 45~60cm。
一种使用权利要求1所述农村生活污水处理系统的农村生活污水处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）调节阶段：污水进入调节池，进行水量调节，后通过提升泵进入一体化污水处理系统；
（2）厌氧阶段：经过调节池后，污水进入厌氧池进行水解酸化反应；
（3）可调节好氧阶段：厌氧池出水经过流孔进入可调节好氧池，可调节好氧池包括缺氧池和好氧池，通过可调节好氧池底部的曝气器可实现AO工艺或者A2O工艺，使得污水中有机物被好氧微生物降解；当采用AO工艺时，变频控制可调节好氧池底部的曝气器间歇曝气，使得可调节好氧池处于兼氧状态，当可调节好氧池的溶解氧读数高于设定数值时停止曝气，设定数值可取0.5~1.5mg/L，当可调节好氧池的溶解氧读数低于设定数值时，变频控制曝气器每间隔60min曝气60min；在停止曝气后的10min开始，通过控制柜联动控制回流泵开启混合液回流，在曝气启动后的5min后，联动控制减少回流量；当采用A2O工艺时，变频分别控制缺氧池和好氧池底部的曝气器，缺氧池不曝气，好氧池的曝气方式为间歇曝气，当溶解氧读数高于设定数值时停止曝气，设定数值可取0.5~1.5mg/L，当溶解氧读数低于设定数值时，变频控制曝气器每间隔60min曝气60min。；
（4）除磷沉淀段：除磷沉淀池为竖流式沉淀池，包括沉淀池，沉淀池正下方设有污泥斗，沉淀池中心设有中心筒，中心筒下部有角铁固定，好氧池内的导流筒与中心筒相连接，中心筒外壁与沉淀池内壁间填充除磷滤料层；所述的除磷滤料层自下而上是承托层和第一层滤料，承托层为砾石，第一层滤料为铁基、铁铝基除磷滤料，可调节好氧池出水经导流筒进入除磷沉淀池中的中心筒，出水通过中心筒周围的除磷滤料层完成除磷后从溢流口排出至出水口。
本发明的农村生活污水处理系统在可调节好氧池上做出了优化改进，可调节好氧池通过变频曝气器可实现AO工艺或A2O工艺，当可调节好氧池采用AO工艺时，变频控制可调节好氧池底部的曝气器间歇曝气，使得可调节好氧池处于兼氧状态，当可调节好氧池的溶解氧读数高于某数值时停止曝气，数值可取0.5~1.5mg/L，当可调节好氧池的溶解氧读数低于该数值时，变频控制曝气器每间隔60min曝气60min。在停止曝气后的10min开始，通过控制柜联动控制回流泵开启混合液回流，在曝气启动后的5min后，联动控制减少回流量，降低能耗，此外，混合液回流也解决了农村改厕后污水碳源不足的问题；当进水氨氮浓度过高或出水提标时，AO工艺已不能满足出水要求时，可采用A2O工艺实现短程硝化，将好氧池调整为缺氧池+好氧池，通过变频分别控制缺氧池和好氧池底部曝气器，缺氧池不曝气，好氧池的曝气方式为间歇曝气，当溶解氧读数高于某数值时停止曝气，数值可取0.5~1.5mg/L，当溶解氧读数低于该数值时，变频控制曝气器每间隔60min曝气60min。
厌氧池和缺氧池设固定填料，填料被固定在池内距池底50~60cm，填料可选择弹性填料、组合填料中的一种或两种，间隔在100~150cm。所述好氧池内设有悬浮填料，悬浮填料在池内处于流化状态，促使微生物在悬浮填料表面生长形成生物膜，悬浮填料可以选择聚氨酯填料、PVC悬浮塑料球、组合填料球等填料中的一种或多种，投加量占池容的25%~45%。
弹性填料与其它填料相比较，挂膜快、生物膜生长更新良好、有机负荷高。组合填料兼有软性填料和半软性填料两者的优点，阻力小，布水、布气性能好，比表面积大，生物膜生长迅速，氧利用率高，耐冲击性强。
除磷沉淀池为竖流式沉淀池，沉淀池正下方设有污泥斗，沉淀池中心设有中心筒，中心筒下部有角铁固定，好氧池内的导流筒与中心筒相连接，中心筒外壁与沉淀池内壁间填充除磷滤料层；所述的除磷滤料层自下而上是承托层和第一层滤料，承托层为砾石，第一层滤料为铁基、铁铝基除磷滤料，也可以是其他具有除磷性能的滤料。承托层砾石的粒径为4~8mm，滤层厚度10~20cm，第一层的铁基/铁铝基除磷滤料粒径为4~8mm，滤层厚度 45~60cm。
进水口位于操作间左壁；所述出水口同样位于操作间左壁，处于进水口的正下方；所述农村生活污水处理系统还包括远程监控平台，操作间的控制柜与风机、泵、流量计等设备联控，再通过物联网接口可实现远程监控和联控设备运行，可实现无人运维，从平台上远程得到水质实时数据和设备运行情况，当出水浓度升高时，在不改变工艺的情况下，可通过监控平台和控制柜控制回流泵，增加回流量，使得出水满足要求，利于农村地区污水处理设施的运维和管理。
本发明的技术效果如下：本申请的农村生活污水处理系统系统灵活多变，抗冲击能力强，可满足多种水质需求，能有效应对农村地区水质波动和突发情况；变频控制曝气量既能实现反应池功能转化的多样性，又能削减不必要能耗，节约能源，降低运行成本；好氧池采用间歇曝气的方式维持兼氧状态，同时联动回流泵，不仅减少了回流量，降低能耗，还解决了农村改厕后污水碳源不足的问题。
污水进入厌氧池后发生水解酸化反应；厌氧池出水经过流孔进入可调节好氧池，污水中有机物被好氧微生物降解，其COD、氨氮和总氮被去除；污水经沉淀池溢流堰溢出，TP可通过除磷沉淀池有效去除，除磷沉淀池在实现沉淀功能的同时能达到除磷的效果，且无需额外除磷药剂的投加，节省成本，同时，系统采用固定填料和悬浮填料的组合，产泥量少，降低污泥处理费用。
包括调节池和一体化污水处理系统；所述一体化污水处理系统包括厌氧池、可调节好氧池、除磷沉淀池和操作间；所述调节池设有进水口，污水首先进入调节池，进行水量调节，经提升泵引入一体化污水处理系统，通过进水管进入厌氧池，之后依次流经可调节好氧池、除磷沉淀池和紫外消毒器，最后从出水口流出。根据进水水质情况和出水需求，提供AO和A2O两种工艺选择，通过变频控制改变可调节好氧池底部曝气器的曝气量，使得可调节好氧池转变为缺氧池+好氧池的组合，实现工艺的转换。厌氧池和缺氧池内设有固定填料，好氧池设有悬浮填料。本申请的农村生活污水处理系统，占地面积小，土建施工工程量小，周期短，此外，投资低、运维简便、专业要求度低，可远程监控水质和操控设备运行，实现无人运维，适合农村地区污水处理的使用与推广。
附图说明
图1为本发明的农村生活污水处理系统的流程图。
图2为本发明的一体化污水处理系统的示意图。
图3为本发明的一体化污水处理系统的俯视图。
其中，1为进水口、2为进水管、3为曝气器、4为导流筒、5为沉淀池中心筒、6为溢流堰、7为除磷滤料层、8为出水管、9为回流泵、10为出水口、11为承托层、12为第一层滤料、13为风机、14为紫外消毒器、15为回流管、16为沉淀池、17为操作间、18为厌氧池、19为可调节好氧池、20为缺氧池、21为好氧池。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细说明。
实施例1：一种农村生活污水处理系统，包括调节池和一体化污水处理系统；所述一体化污水处理系统包括厌氧池、可调节好氧池、除磷沉淀池和操作间；所述调节池设有进水口，污水首先进入调节池，进行水量调节，经提升泵引入一体化污水处理系统，通过进水管进入厌氧池，之后依次流经可调节好氧池、除磷沉淀池和紫外消毒器，最后从出水口流出；厌氧池和缺氧池内设有固定填料，好氧池设有悬浮填料。根据进水水质情况和出水需求，提供AO和A2O两种工艺选择，通过变频控制改变可调节好氧池底部曝气器的曝气量，使得可调节好氧池转变为缺氧池+好氧池的组合，实现工艺的转换。
实施例2：一种使用农村生活污水处理系统的农村生活污水处理方法，包括如下步骤：
（1）调节阶段：污水进入调节池，进行水量调节，后通过提升泵进入一体化污水处理系统；
（2）厌氧阶段：经过调节池后，污水进入厌氧池进行水解酸化反应；
（3）可调节好氧阶段：厌氧池出水经过流孔进入可调节好氧池，可调节好氧池包括缺氧池和好氧池，通过可调节好氧池底部的曝气器可实现AO工艺或者A2O工艺，使得污水中有机物被好氧微生物降解；当采用AO工艺时，变频控制可调节好氧池底部的曝气器间歇曝气，使得可调节好氧池处于兼氧状态，当可调节好氧池的溶解氧读数高于某数值时停止曝气，数值可取0.5~1.5mg/L，当可调节好氧池的溶解氧读数低于该数值时，变频控制曝气器每间隔60min曝气60min，在停止曝气后的10min开始，通过控制柜联动控制回流泵开启混合液回流，在曝气启动后的5min后，联动控制减少回流量；当采用A2O工艺时，变频分别控制缺氧池和好氧池底部的曝气器，缺氧池不曝气，好氧池的曝气方式为间歇曝气，当溶解氧读数高于某数值时停止曝气，数值可取0.5~1.5mg/L，当溶解氧读数低于该数值时，变频控制曝气器每间隔60min曝气60min。
（4）除磷沉淀段：除磷沉淀池为竖流式沉淀池，包括沉淀池，沉淀池正下方设有污泥斗，沉淀池中心设有中心筒，中心筒下部有角铁固定，好氧池内的导流筒与中心筒相连接，中心筒外壁与沉淀池内壁间填充除磷滤料层；所述的除磷滤料层自下而上是承托层和第一层滤料，承托层为砾石，第一层滤料为铁基、铁铝基除磷滤料，可调节好氧池出水经导流筒进入除磷沉淀池中的中心筒，出水通过中心筒周围的除磷滤料层完成除磷后从溢流口排出至出水口。
实施例3：一种农村生活污水处理系统，包括调节池和一体化污水处理系统；所述农村生活污水处理系统还包括远程监控平台，操作间的控制柜与风机、泵、流量计等设备联控，再通过物联网接口可实现远程监控和联控设备运行，可实现无人运维，从平台上远程得到水质实时数据和设备运行情况，当出水浓度升高时，在不改变工艺的情况下，可通过监控平台和控制柜控制回流泵，增加回流量，使得出水满足要求，利于农村地区污水处理设施的运维和管理。
Claims (5)
1.一种使用农村生活污水处理系统的农村生活污水处理方法，其特征在于，所述农村生活污水处理系统包括调节池和一体化污水处理系统；所述一体化污水处理系统包括依次连通的厌氧池、可调节好氧池、除磷沉淀池；所述调节池设有进水口，污水通过进水口进入调节池，进行水量调节；所述调节池内设有提升泵，污水经提升泵引入一体化污水处理系统，通过进水管进入厌氧池，之后依次流经可调节好氧池、除磷沉淀池，最后从出水口流出；
所述农村生活污水处理方法，包括如下步骤：
(1)调节阶段：污水进入调节池，进行水量调节，后通过提升泵进入一体化污水处理系统；
(2)厌氧阶段：经过调节池后，污水进入厌氧池进行水解酸化反应；
(3)可调节好氧阶段：厌氧池出水经过流孔进入可调节好氧池，可调节好氧池包括缺氧池和好氧池，通过可调节好氧池底部的曝气器可实现AO工艺或者A2O工艺，使得污水中有机物被好氧微生物降解；当采用AO工艺时，变频控制可调节好氧池底部的曝气器间歇曝气，使得可调节好氧池处于兼氧状态，当可调节好氧池的溶解氧读数高于设定数值时停止曝气，设定数值取0.5～1.5mg/L，当可调节好氧池的溶解氧读数低于设定数值时，变频控制曝气器每间隔60min曝气60min；在停止曝气后的10min开始，通过控制柜联动控制回流泵开启混合液回流，在曝气启动后的5min后，联动控制减少回流量；当采用A2O工艺时，变频分别控制缺氧池和好氧池底部的曝气器，缺氧池不曝气，好氧池的曝气方式为间歇曝气，当溶解氧读数高于设定数值时停止曝气，设定数值取0.5～1.5mg/L，当溶解氧读数低于设定数值时，变频控制曝气器每间隔60min曝气60min；
(4)除磷沉淀段：除磷沉淀池为竖流式沉淀池，包括沉淀池，沉淀池正下方设有污泥斗，沉淀池中心设有中心筒，中心筒下部有角铁固定，好氧池内的导流筒与中心筒相连接，中心筒外壁与沉淀池内壁间填充除磷滤料层；所述的除磷滤料层自下而上是承托层和第一层滤料，承托层为砾石，第一层滤料为铁基、铁铝基除磷滤料，可调节好氧池出水经导流筒进入除磷沉淀池中的中心筒，出水通过中心筒周围的除磷滤料层完成除磷后从溢流口排出至出水口。
2.根据权利要求1所述使用农村生活污水处理系统的农村生活污水处理方法，其特征在于，还包括操作间，操作间内设有控制柜，所述控制柜用于控制农村生活污水处理系统的运行，所述农村生活污水处理系统还包括远程监控平台，通过物联网接口与控制柜联通，远程监控和联控设备运行，可实现无人运维，从平台上远程得到水质实时数据和设备运行情况。
3.根据权利要求1所述使用农村生活污水处理系统的农村生活污水处理方法，其特征在于，所述厌氧池和缺氧池设固定填料，池内通过焊接填料被固定在池内距池底50～60cm，填料为弹性填料、组合填料中的一种或两种，间隔在100～150cm；所述好氧池内设有悬浮填料，悬浮填料在池内处于流化状态，促使微生物在悬浮填料表面生长形成生物膜，悬浮填料为聚氨酯填料、PVC悬浮塑料球、组合填料球填料中的一种或多种，悬浮填料投加量占好氧池容积25％～45％。
4.根据权利要求1所述使用农村生活污水处理系统的农村生活污水处理方法，其特征在于，所述出水口处设有紫外消毒器。
5.根据权利要求1所述使用农村生活污水处理系统的农村生活污水处理方法，其特征在于，所述承托层砾石的粒径为4～8mm，滤层厚度10～20cm，第一层的铁基、铁铝基除磷滤料粒径为4～8mm，滤层厚度45～60cm。
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