CN111333274A - 一种农村污水强化分质一体化及资源化处理装置及方法 - Google Patents

一种农村污水强化分质一体化及资源化处理装置及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111333274A
CN111333274A CN202010231795.2A CN202010231795A CN111333274A CN 111333274 A CN111333274 A CN 111333274A CN 202010231795 A CN202010231795 A CN 202010231795A CN 111333274 A CN111333274 A CN 111333274A
Authority
CN
China
Prior art keywords
water
black
pipe
grey
area
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202010231795.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111333274B (zh
Inventor
刘建伟
孙建斌
鲁晨
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing University of Civil Engineering and Architecture
Original Assignee
Beijing University of Civil Engineering and Architecture
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing University of Civil Engineering and Architecture filed Critical Beijing University of Civil Engineering and Architecture
Priority to CN202010231795.2A priority Critical patent/CN111333274B/zh
Publication of CN111333274A publication Critical patent/CN111333274A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111333274B publication Critical patent/CN111333274B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/28—Anaerobic digestion processes
    • C02F3/2806—Anaerobic processes using solid supports for microorganisms
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/02—Aerobic processes
    • C02F3/10—Packings; Fillings; Grids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F7/00—Aeration of stretches of water
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F2001/007—Processes including a sedimentation step
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00—Nature of the contaminant
    • C02F2101/30—Organic compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2103/00—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
    • C02F2103/002—Grey water, e.g. from clothes washers, showers or dishwashers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2103/00—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
    • C02F2103/005—Black water originating from toilets
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Biological Treatment Of Waste Water (AREA)

Abstract

本发明公开了一种农村污水强化分质一体化及资源化处理装置及方法，该装置包括分隔且一体设置的黑水资源化处理系统和灰水资源化处理系统；黑水资源化处理系统包括依次设置的黑水进水单元、黑水沉淀池、厌氧滴滤转筒式滤池和黑水出水单元；灰水资源化处理系统包括依次设置的灰水进水单元、灰水沉淀池、上流式针孔曝气接触池和灰水出水单元；灰水出水单元与厌氧滴滤转筒式滤池之间设置回流系统。本发明将黑水与灰水分别处理，黑水和灰水分别进行厌氧和好氧处理，根据水质的不同选择了不同的处理方法，经过不同的处理后可根据水质回用于不同途径，与传统的混合处理相比，降低了处理难度和成本，提高了处理效率和出水水质，使出水得到有效的资源化利用。

Description

一种农村污水强化分质一体化及资源化处理装置及方法
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，更具体的说是涉及一种农村污水强化分质一体化及资源化处理装置及方法。
背景技术
我国是一个农业大国，农村人口和农村面积均具有庞大的基数，农村污水的治理形势相当严峻。大部分农村地区没有专门的污水收集管网和污水处理系统，这就意味着绝大多数的农村污水未经处理直接排放，对生态环境和安全造成了极大的威胁。少部分具有处理能力的农村其处理方法还存在极大的缺陷。
农村污水可以分为黑水和灰水。黑水收集自厕所，主要成分是粪便和尿液，氮、磷等污染物浓度较高，处理难度很大，灰水主要包括厨房用水、洗涤用水、淋浴用水以及其他用水，污染物浓度相对较低，处理难度相对较小。但现有的农村污水处理方法往往忽视了两类污水污染物性质和含量以及处理难度上的差异，将两类污水集中后进行混合处理，不仅造成处理难度的加大和处理成本的提高，而且对两类污水中所包含的资源化物质造成无形的浪费。
因此，如何提供一种将黑水与灰水分别处理且依据各自的水质特点进行处理，分别提升各自的处理效率且可将处理后的废水进行有效资源化利用的一体化处理装置是本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种农村污水强化分质一体化及资源化处理装置及方法，将黑水与灰水分别进行厌氧和好氧处理，且厌氧处理采用厌氧滴滤转筒式滤池(ATRF)，好氧处理采用上流式针孔曝气接触池(UPACT)，根据水质的不同选择了不同的处理方法，并分别提出了ATRF以及UPACT新型处理池的模型，黑水和灰水经过不同的处理后可根据水质回用于不同途径，与传统的混合处理相比，降低了处理难度和处理成本，提高了处理效率和出水水质，使出水得到更有效的资源化利用。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种农村污水强化分质一体化及资源化处理装置，包括分隔开且一体式设置的黑水资源化处理系统和灰水资源化处理系统；
所述黑水资源化处理系统包括依次设置的黑水进水单元、黑水沉淀池、厌氧滴滤转筒式滤池和黑水出水单元，其中所述厌氧滴滤转筒式滤池包括由上至下依次布置的黑水布水区、缓冲层、布水板、生物滤层，所述缓冲层由硅酸钙、生物沸石和砾石按质量比(3～4):(2～3):(3～5)均匀混合组成；所述生物滤层为转筒式滤层，包括电机、转轴和立体弹性填料，所述转轴连接所述电机的输出轴，所述立体弹性填料均布于所述转轴表面；
所述灰水资源化处理系统包括依次设置的灰水进水单元、灰水沉淀池、上流式针孔曝气接触池和灰水出水单元，其中所述上流式针孔曝气接触池内设置有曝气接触单元，所述曝气接触单元由下至上依次包括灰水布水区、曝气管、填料层、固液分离板和清水区，所述曝气管连接曝气风机，且所述曝气管上设置有微孔曝气针，所述微孔曝气针顶端部分伸入所述填料层；
所述灰水出水单元与所述厌氧滴滤转筒式滤池之间设置有灰水出水回流系统。
为了解决黑水中存在的氮磷比例不合理、污染物浓度过高的问题，ATRF在污水布水孔上方加缓冲层，该缓冲层由硅酸钙、生物沸石和砾石混合组成，对污水中的氮磷和污染物进行一定程度的吸收，对黑水进水中的氮磷含量和污染物浓度起到稀释、平衡和缓冲的作用，且强化了均匀布水；
针对传统厌氧生物滤池填料固定导致填料不同位置负荷差异大、污泥浓度不均衡、传质效率低，其中长期接触黑水的填料部分负荷较大，存在微生物老化迅速，活性较低的问题。ATRF设计了一种转筒式填料，立体弹性填料通过支架固定于转轴四周呈圆筒状，污水流过的同时转轴在驱动电机的驱动下转动，使填料四周均匀受水，使填料负荷更均匀，污泥浓度更均匀，强化了传质效果，同时也避免了短流情况的发生；缓冲层下的布水板上均匀分布布水小圆孔，污水经过缓冲层的缓冲在布水板上均匀滴下，水力停留时间控制在3～4h，使污水和下部填料有更充分的接触；
传统生物接触氧化池常采用在填料底部或在填料前单独一隔室向水中曝气，污水在经过曝气后再流经填料，氧气传导效率并不高，且常发生填料堵塞的问题，为了解决或改善这些问题，UPACT采用微孔曝气针进行曝气，曝气针长度100mm，将微孔曝气针安装在填料支撑板的底部，曝气针孔略微伸入填料。微孔曝气针的数量可以根据进水浓度进行调整，这种曝气方式以附着在填料上的微生物为曝气对象，可以使曝气更充分，使附着在填料表面的微生物接触到更大浓度的氧气，极大地提高了氧气的传质效率和利用效率，提高了微生物的活性，另外，微孔曝气针在填料中向上曝气还可以对填料起到气冲的作用，大大缓解了填料堵塞的问题。
进一步的，所述黑水进水单元包括依次设置的黑水进水管和起稳定水量作用的配水槽，所述黑水进水管上设置有黑水进水蠕动泵，所述配水槽与所述黑水沉淀池之间设置有穿孔墙，穿孔位于墙体下部，黑水经过配水槽调节后由穿孔墙的穿孔流入黑水沉淀池。
进一步的，所述黑水沉淀池包括由上至下依次设置的沉淀区、斜板和净水区，所述配水槽与所述沉淀区之间设置所述穿孔墙；
所述黑水沉淀池宽度与配水槽宽度之比为4:1；
所述沉淀区底端设置有集渣斗和排渣管，所述集渣斗挡板呈90°放置；
所述斜板倾角为45～60°，上缘向进水端后倾；
所述净水区顶端设置有出水孔，所述出水孔连通所述黑水布水区。
上述技术方案的有益效果是：沉淀池独特的底部构造有利于悬浮污染物的沉淀和去除，且由于黑水悬浮污染物浓度较高，因此，设置斜板可进一步进行沉淀，确保沉淀效果。
进一步的，所述黑水出水单元包括集水渠和与所述集水渠连通的黑水出水管；所述集水渠设置于所述生物滤层底端。
进一步的，所述厌氧滴滤转筒式滤池还包括温度和pH监测装置，所述温度和pH监测装置对所述布水板与所述生物滤层之间的区域进行监测。
上述技术方案的有益效果是：通过pH和温度监测判定装置运行的稳定性。
进一步的，所述灰水进水单元包括灰水进水管与设置于所述灰水进水管上的灰水进水蠕动泵；
所述灰水沉淀池包括一体式的由上向下布置的清水区和沉渣区，所述沉渣区底端设置有排渣管，所述清水区设置有集清水管，所述集清水管一端暴露于清水区，另一端连接所述灰水布水区，所述集清水管上设置有潜污泵。
上述技术方案的有益效果是：上宽下窄的沉淀池底部构造利于悬浮物沉淀。
进一步的，所述灰水出水单元包括集水堰和灰水出水管；
所述集水堰设置于所述清水区的一侧，所述清水区水经过所述集水堰由所述灰水出水管排出。
上述技术方案的有益效果是：集水堰可以稳定出水，使系统稳定运行。
进一步的，所述曝气接触单元设置有两层，且两层之间设置有隔板，所述隔板上设置有溢流堰。
上述进一步技术方案的有益效果是：UPACT装置设置上下两层曝气接触单元，进一步优化了出水水质，材质选择弹性填料，该种填料具有比表面积大、孔隙率高，价格低等优势，两层填料之间用溢流管连接，在两层填料上部分别设置固液分离器，避免微小的污泥絮体或颗粒随水流流出影响出水水质。
进一步的，所述灰水出水回流系统包括回流管和设置于所述回流管上的回流泵，所述回流管一端连接所述灰水出水管，另一端连接所述黑水布水区，且所述黑水布水区与所述回流管之间设置有水银封和灰水回流布水板，所述回流泵为常开状态，且回流量与所述黑水进水蠕动泵流量相同。
上述进一步技术方案的有益效果是：该装置将灰水出水通过回流泵部分回流至黑水ATRF进水端来减轻厌氧反应器的有机物负荷，有助于保持污泥厌氧微生物活性，灰水资源化处理单元和黑水资源化处理单元相互配合，对农村污水进行更高效的全量处理。
进一步的，所述黑水进水管、所述黑水出水管、所述灰水进水管、所述集清水管和所述灰水出水管上均设置有止回阀，与池壁连接处均设有柔性防水套管，均采用不锈钢材质，所述排渣管均采用不锈钢材质。
上述进一步技术方案的有益效果是：防止污水倒流且避免处理系统污水泄漏。
本发明还提供了一种基于上述装置的一种农村污水强化分质一体化及资源化处理装方法，包括下述步骤：
步骤一：被收集的黑水经过黑水进水管由黑水进水蠕动泵送入配水槽稳定水量，之后由配水槽通过穿孔墙上的穿孔流入沉淀区进行固液分离，悬浮物沉入集渣斗后由排渣管排出，剩余污水向上流经过斜板的强化沉淀后进入净水区，通过出水孔进入厌氧滴滤转筒式滤池，经过缓冲层、布水板落到转筒式生物滤层上，转筒式生物滤层在电机的驱动下转动，均匀对落下的黑水进行厌氧处理，处理后的黑水在下部集水渠内收集，通过黑水出水单元排出装置；
步骤二：被收集的灰水经过灰水进水管由灰水进水蠕动泵送入灰水沉淀池进行固液分离，悬浮物经沉降后沉入沉渣区由排渣管排出，清水区的上清液通过集清水管由潜污泵送入曝气接触单元下部的灰水布水区，再以向上流的方式流入填料层，填料层下设空气管，空气管上布置有微孔曝气针，底部与空气管相连，上部部分插入填料对填料进行曝气，经调料层处理后利用固液分离板去除混合污泥或杂质后进入清水区，经集水堰收集后由灰水出水单元排出装置；
步骤三：灰水出水的回流量与黑水进水蠕动泵流量保持相同，回流水通过回流管由回流泵回流至灰水回流布水板，通过回流灰水布水板向黑水布水区均匀布水。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供的一种农村污水强化分质一体化及资源化处理装置及方法，具有以下优点：
针对现有农村污水处理忽视黑水和灰水污染物含量与性质的差异而将两类污水混合处理，造成的处理难度加大，处理成本增加的问题，本发明将黑水与灰水分开收集分别处理，黑水和灰水分别进行厌氧和好氧处理，厌氧处理采用厌氧滴滤转筒式滤池(ATRF)，好氧处理采用上流式针孔曝气接触池(UPACT)，根据水质的不同选择了不同的处理方法，并分别提出了ATRF以及UPACT新型处理池的模型，黑水经过强化厌氧处理后，难分解的大分子有机物被水解酸化为小分子易分解物质，可生化性大大提高，提高资源化利用度，同时含有一定含量的氮磷，可以用作农田灌溉用水，兼有肥性，能够改善土壤，避免黑灰水混合处理的一系列弊端；
灰水本身污染物含量较低，经过好氧处理后，出水水质较好，可用作冲厕、洗车；黑水沉渣主要成分是粪便残渣，灰水排渣主要成分是厨房做饭洗碗造成的厨余残渣，均具有较强的可生化性，可收集后与餐厨垃圾进行联合堆肥处理；且本发明中黑水资源化处理过程中水流动的淘洗作用使产甲烷菌难以繁殖，以此将反应器厌氧过程控制在水解酸化的第一阶段，不产生沼气；
本发明的分质处理装置与传统的混合处理相比，降低了处理难度和处理成本，提高了出水水质，使出水得到更有效的资源化利用；且该装置将黑水与灰水资源化处理单元一体化，结构紧凑，占地面积小，投资和运行成本低，能够对农村污水进行有效的资源化处理及利用，适合在农村地区推广。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1附图为本发明一种农村污水强化分质一体化及资源化处理装置的平面分布图；
图2附图为本发明一种农村污水强化分质一体化及资源化处理装置的黑水资源化处理系统结构图；
图3附图为本发明一种农村污水强化分质一体化及资源化处理装置的转筒式滤层结构图；
图4附图为本发明一种农村污水强化分质一体化及资源化处理装置的灰水资源化处理系统结构图；
图5附图为本发明一种农村污水强化分质一体化及资源化处理装置的曝气管路结构图。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅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1
如附图1-3所示，一种农村污水强化分质一体化及资源化处理装置，采用一体化集装箱式设计，长、宽、高分别为1500mm、1000mm、1500mm，该装置整体包括由隔板分隔开且一体式设置的黑水资源化处理系统1和灰水资源化处理系统2；
黑水资源化处理系统1的壳体内包括依次设置的黑水进水单元A、黑水沉淀池B、厌氧滴滤转筒式滤池C和黑水出水单元D，其中黑水沉淀池B与厌氧滴滤转筒式滤池C的长度比为1:2；
黑水进水单元A包括依次设置的黑水进水管A1和配水槽A5，黑水进水管A1为管径DN100的不锈钢管，且黑水进水管A1上设置有黑水进水蠕动泵A2和第一止回阀A3，其中黑水进水管A1安装于黑水资源化处理系统1的壳体进水侧高度的1/3处，黑水进水蠕动泵A2的功率为2W、流量为3m3/h，第一止回阀采用波纹管，2～6层重叠不锈钢材质；配水槽A5与黑水沉淀池B之间设置有穿孔墙A6，且穿孔位于墙体下1/2部分，尺寸为8cm*8cm，均匀布置，共12个。
黑水沉淀池B包括沉淀区B3、净水区B6以及设置于沉淀区B3和净水区B6之间的斜板B5和阻流板B4，阻流板B4采用不锈钢材质，厚度为10mm，放置在斜板下缘，配水槽A5与沉淀区B3之间设置穿孔墙A6；
沉淀区B3宽度与配水槽A5宽度之比为4:1；
沉淀区B3底端设置有集渣斗B2和管径为DN50的不锈钢排渣管B1，排渣管B1设置三根，集渣斗B2挡板呈90°放置，沉积到集渣斗B2内的沉淀物通过排渣管B1排出；
斜板B5倾角为60°，上缘向进水端后倾，黑水进水在黑水沉淀池B内由下往上流动；
净水区B6顶端横向设置有三个12cm*12cm的出水孔B7，出水孔B7与厌氧滴滤转筒式滤池连通；
厌氧滴滤转筒式滤池包括由上至下依次布置的黑水布水区C4、缓冲层C5、布水板一C6、生物滤层，出水孔B7连通布水区C4；
其中，缓冲层C5由硅酸钙、生物沸石和砾石按质量比3:2:5均匀混合组成，平均密度约500kg/m3，平均粒径5mm，孔隙率可达80％，缓冲层C5高度占装置总高度的1/6；
生物滤层为转筒式滤层，包括功率为5W转速为2r/min的电机C9、转轴C8和立体弹性填料C10，电机C9设置于黑水资源化处理系统1的壳体的外壁，转轴C8穿过黑水资源化处理系统1的壳体的外壁连接电机C9输出轴且转轴C8与黑水资源化处理系统1的壳体的外壁转动密封，立体弹性填料C10均布于转轴C8表面呈圆筒状，接种污泥来自生活污水厌氧处理装置，污泥接种量约为有效容积的1/3，立体弹性填料C10丝直径为0.4mm，比表面积为300m2/m3，单位长度为40m/m3，均匀固定在转轴四周使整个立体填料呈圆筒状，相邻填料支架间隔角度为15°，保持填料密度为350kg/m3，水力停留时间(HRT)为3～4h，使厌氧反应停留在水解酸化阶段；填料高度占装置总高度的2/5；
黑水布水区C4、缓冲层C5、生物滤层的高度比为2:3:6；
黑水出水单元D包括集水渠D1和黑水出水管D4，黑水出水管D4为管径DN100的不锈钢管，上设有柔性的防水套管D2和止回阀D3；集水渠D1设置在生物滤池底部，截面为倒立梯形形状，侧边倾斜角度为60°。
为了进一步优化上述技术方案，厌氧滴滤转筒式滤池还包括温度和pH监测装置C7，温度和pH监测装置C7对布水板一C6与生物滤层之间进行监测，通过监测系统温度与pH来判定系统的运行稳定性。
上述优化技术方案的原理是：黑水进水悬浮物浓度很高，沉淀池采用表面负荷承受能力较强的斜板沉淀池，沉淀效果好，占地面积小；
黑水资源化处理过程可能会存在的氮磷比例不合理、污染物浓度过高的问题，本技术方案在污水布水孔上方加缓冲层，该缓冲层由硅酸钙、生物沸石和砾石混合组成，组分分别占30％、20％和50％，对污水中的氮磷和污染物进行一定程度的吸收，对黑水进水中的氮磷含量和污染物浓度起到稀释、平衡和缓冲的作用，且强化了均匀布水；
且考虑到农村黑水水量并不是很大，该设计采用滴滤布水，缓冲层下的布水板上均匀分布布水小圆孔，每平方米约200个，圆孔直径约8mm，污水经过缓冲层的缓冲在布水板上均匀滴下，水力停留时间控制在3～4h，使污水和下部填料有更充分的接触；
传统厌氧生物滤池填料固定容易导致填料不同位置负荷差异大、污泥浓度不均衡、传质效率低等问题，本技术中设计了一种转筒式填料，立体弹性填料通过支架固定于转轴四周呈圆筒状，污水流过的同时转轴在驱动电机的驱动下转动，使填料四周均匀受水，使填料负荷更均匀，污泥浓度更均匀，强化了传质效果，同时也避免了短流情况的发生，有利于后续安全地进行资源化利用。
如附图1、4-5所示，灰水资源化处理系统2的壳体内包括依次设置的灰水进水单元E、灰水沉淀池F、上流式针孔曝气接触池G和灰水出水单元H，其中灰水沉淀池F与上流式针孔曝气接触池G的高度比为1:2；
灰水出水单元H与厌氧滴滤转筒式滤池C之间设置有灰水出水回流系统3；
灰水进水单元E包括灰水进水管E1与设置于灰水进水管E1上的灰水进水蠕动泵E2、止回阀E3以及防水套管E4，灰水进水管E1为管径DN100的不锈钢管，灰水进水管E1距灰水沉淀池F底部距离为灰水沉淀池F高度的1/4；灰水沉淀池F由上到下宽度逐渐缩小，底部由光滑斜板连接而成；
灰水沉淀池F包括一体式的由上向下布置的清水区F1和沉渣区F2，沉渣区F2底端设置有管径为DN50的不锈钢排渣管F3，清水区F1设置有管径为DN50且高度约为0.75m的不锈钢集清水管F4，集清水管F4一端暴露于清水区F1，另一端连接上流式针孔曝气接触池G，集清水管F4上设置有功率为1.5W、流量为3m3/h的潜污泵F6；
上流式针孔曝气接触池G内设置有曝气接触单元，曝气接触单元由下至上依次包括高度占上流式针孔曝气接触池G1/10的灰水布水区G1、规格为DN10的PVC曝气管G2、填料层G4、固液分离板G5和清水区G6；
曝气管G2连接功率为5W的曝气风机G9，且曝气管G2呈支状分布，且曝气管G2上设置有微孔曝气针G3，微孔曝气针G3均匀安装在填料下方，底端连通曝气管G2，顶端部分伸入填料层G4，长度为100mm，插入填料约30mm，密度约为100个/m2，由空气压缩机提供氧气朝上向填料充氧并起到气冲的作用，曝气速率可由进水污染物浓度调整，填料层G4填料密度为300kg/m3，水力停留时间为2h。
灰水出水单元H包括高度为250mm的集水堰H1和管径DN100的不锈钢管灰水出水管H4，集水堰H1的顶端不封顶，清水水位达到一定高度后流入集水堰，起到稳定出水的作用，灰水出水管H4上设置有柔性防水套管H2与止回阀H3；
集清水管F4连接灰水布水区G1；
集水堰H1设置于清水区G6的一侧，清水区G6水经过集水堰H1由灰水出水管H4排出。
其中，曝气接触单元设置有两层，且两层之间设置有10mm厚的不锈钢隔板G7，隔板G7上设置有300mm*100mm*100mm的溢流堰G8，溢流堰G8为长方体形状，连接下层清水区和上层布水区，在上下两端的四周分别开四个50mm*50mm的溢流口，下层经处理后的上清液由溢流口涌入上层布水区；
下层曝气接触单元由下至上依次包括第一灰水布水区G101、第一曝气管G201、第一微孔曝气针G301、第一填料层G401、第一固液分离板G501和第一清水区G601；
上层曝气接触单元由下至上依次包括第二灰水布水区G102、第二曝气管G202、第二微孔曝气针G302、第二填料层G402、第二固液分离板G502和第二清水区G602；
集水堰H1设置于第二清水区G602的一侧；
隔板G7设置于第一清水区G601与第二灰水布水区G102之间，溢流堰G8一端连接第一清水区G601，另一端连接第二灰水布水区G102。
上述技术方案的原理是：传统生物接触氧化池常采用在填料底部或在填料前单独一隔室向水中曝气，污水在经过曝气后再流经填料，氧气传导效率并不高，且常发生填料堵塞的问题，为了解决或改善这些问题，本发明采用微孔曝气针进行曝气，曝气针长度100mm，将微孔曝气针安装在填料支撑板的底部，曝气针孔略微伸入填料，微孔曝气针的数量可以根据进水浓度进行调整，这种曝气方式以附着在填料上的微生物为曝气对象，可以使曝气更充分，使附着在填料表面的微生物接触到更大浓度的氧气，极大地提高了氧气的传质效率和利用效率，提高了微生物的活性。另外，微孔曝气针在填料中向上曝气还可以对填料起到气冲的作用，大大缓解了填料堵塞的问题；
设置了上下两层曝气接触单元，可进一步优化了出水水质，填料层材质选择弹性填料，该种填料具有比表面积大、孔隙率高，价格低等优势，两层填料之间用溢流管连接，在两层填料上部分别设置固液分离器，避免微小的污泥絮体或颗粒随水流流出影响出水水质。
如附图1所示，灰水出水回流系统3包括DN50的不锈钢回流管C1和设置于回流管C1上的功率为1W、流量为3m3/h的回流泵I1，回流管C1一端连接灰水出水管H4，另一端连接黑水布水区C4，黑水布水区C4与回流管C1之间设置有回流灰水布水板C3，回流灰水布水板C3长宽与滤池相同，内高30mm的中空结构以存储回流灰水出水，底部均匀分布布水孔，孔径5mm，上部与回流管C1连接，且回流管C1与黑水布水区C4之间具有水银封C2；
将灰水出水通过回流泵部分回流至黑水布水区来减轻厌氧反应器的有机物负荷，有助于保持厌氧微生物活性。
为了进一步优化上述技术方案，黑、灰水进出水管上各自安装有一个止回阀，其作用是防止各个阶段的水倒流；黑、灰水进出水管与装置壁连接处各自安装有防水套管，其作用是防止污水泄露，避免管道损坏。
本发明的技术方案的运行过程为：
S11.被收集的黑水经过黑水进水管A1由黑水进水蠕动泵A2送入黑水沉淀池B，黑水进水管A1上安装有第一止回阀A3和第一防水套管A4，防止黑水回流，保护管道不被损坏；
S12.经S11处理后的黑水流入黑水沉淀池B，首先流入配水槽A5稳定水量，然后通过穿孔墙A6流入沉淀区B3，悬浮物沉入集渣斗B2后由排渣管B1排出装置，其余污水向上流经过斜板B5的强化沉淀后进入净水区B6，然后通过出水孔B7进入厌氧滴滤转筒式滤池C，斜板B5下安装有阻流板B4防止污水短流；
S13.经S12处理后的黑水流入厌氧滴滤转筒式滤池C，黑水流入回流灰水布水板C3和黑水布水区C4，流经下方铺装的缓冲层C5，通过布水板一C6上的布水孔均匀布水后落到生物滤层，布水板一C6下方安装有温度和pH监测装置C7检测系统温度与pH来判定系统的稳定性；
S14.经S13处理后的黑水落到转筒式滤层上，经过立体弹性填料C10上接种的污泥处理后流入集水渠D1，再由黑水出水管D4排出系统，立体弹性填料C10通过支架固定在转轴C8上，四周呈圆筒状，污水流过时，转轴C8在电机C9的驱动下转动，带动填料层转动，使填料均匀受水，黑水出水管D4上安装有第二止回阀D3和第二防水套管D2；
S21.被收集的灰水经过灰水进水管E1由灰水进水蠕动泵E2送入灰水沉淀池F，灰水进水管E1上安装有第三止回阀E3和第三防水套管E4，防止灰水回流，保护管道不被损坏；
S22.经S21处理后的灰水流入灰水沉淀池F，悬浮物经沉降后沉入沉渣区F2由排渣管F3排出系统，清水区F1的上清液通过集清水管F4由潜污泵F5送入上流式针孔曝气接触池G，集清水管F4上安装有第五止回阀F7和第五防水套管F6；
S23.经S22处理后的灰水流入上流式针孔曝气接触池G第一层的第一灰水布水区G101，灰水向上流动经过第一填料层G401后，经过第一固液分离器G501去除混合污泥或杂质后流入第一清水区G601，溢流堰G8上下溢流口分别处于下层第一清水区G601和上层第二灰水布水区G102，灰水通过溢流堰G8由下层第一清水区G601流到上层第二灰水布水区G102，而后分别经过第二填料层G402、第二固液分离器G502和第二清水区G602，流入集水堰H1后，再由灰水出水管H4排出，在该处理过程中，分别位于第一填料层G401和第二填料层G402底端的第一曝气管G201和第二曝气管G202上安装的第一曝气针G301和第二曝气针G302针分别插入第一填料层G401和第二填料层G402，由曝气管G2和曝气风机G9供氧对填料进行曝气，灰水出水管H4上安装有第四止回阀H3和第四防水套管H2；
S3.经S14处理后的灰水出水通过回流管C1由回流泵I1回流至黑水布水区C4，通过回流灰水布水板C3向黑水布水区C4均匀布水。
试验例：
对相同规格的农村污水中的灰水进行处理，以实施例1中的系统及方法作为实验组，在实施例1的基础上，将UPACT中双层微孔曝气式生物滤池更改为高度相同的单层普通曝气生物滤池，底部以开孔空气管向上供氧作为对照组；处理结束后对出水水质进行检测，结果如下表所示；
项目 原水 实验组 对照组
COD(mg/L) 158.7 17.9 28.3
SS(mg/L) 52.9 2.5 3.0
TN(mg/L) 41.1 10.2 15.5
TP(mg/L) 2.4 1.0 1.4
上述对比结果可见，在本发明技术方案下，出水水质可达到北京市《农村生活污水处理设施水污染物排放标准》二级A标准；并且比对照组对灰水的处理效果更好。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种农村污水强化分质一体化及资源化处理装置，其特征在于，包括分隔开且一体式设置的黑水资源化处理系统和灰水资源化处理系统；
所述黑水资源化处理系统包括依次设置的黑水进水单元、黑水沉淀池、厌氧滴滤转筒式滤池和黑水出水单元；
其中所述厌氧滴滤转筒式滤池包括由上至下依次布置的黑水布水区、缓冲层、布水板、生物滤层；
所述缓冲层由硅酸钙、生物沸石和砾石按质量比(3～4):(2～3):(3～5)均匀混合组成；
所述生物滤层为转筒式滤层，包括电机、转轴和立体弹性填料，所述转轴连接所述电机输出轴，所述立体弹性填料均布于所述转轴表面；
所述灰水资源化处理系统包括依次设置的灰水进水单元、灰水沉淀池、上流式针孔曝气接触池和灰水出水单元，其中所述上流式针孔曝气接触池内设置有曝气接触单元，所述曝气接触单元由下至上依次包括灰水布水区、曝气管、填料层、固液分离板和清水区，所述曝气管连接曝气风机，且所述曝气管上设置有微孔曝气针，所述微孔曝气针顶端部分伸入所述填料层；
所述灰水出水单元与所述厌氧滴滤转筒式滤池之间设置有灰水出水回流系统。
2.根据权利要求1所述的一种农村污水强化分质一体化及资源化处理装置，其特征在于，所述黑水进水单元包括依次设置的黑水进水管和起稳定水量作用的配水槽，所述黑水进水管上设置有黑水进水蠕动泵，所述配水槽与所述黑水沉淀池之间设置有穿孔墙，穿孔位于墙体下部。
3.根据权利要求2所述的一种农村污水强化分质一体化及资源化处理装置，其特征在于，所述黑水沉淀池包括由上至下依次设置的沉淀区、斜板和净水区，所述配水槽与所述沉淀区之间设置所述穿孔墙；
所述黑水沉淀池宽度与配水槽宽度之比为4:1；
所述沉淀区底端设置有集渣斗和排渣管，所述集渣斗挡板呈90°放置；
所述斜板倾角为45～60°，上缘向进水端后倾；
所述净水区顶端设置有出水孔，所述出水孔连通所述黑水布水区。
4.根据权利要求1所述的一种农村污水强化分质一体化及资源化处理装置，其特征在于，所述黑水出水单元包括集水渠，以及与所述集水渠连通的黑水出水管；所述集水渠设置于所述生物滤层底端。
5.根据权利要求1所述的一种农村污水强化分质一体化及资源化处理装置，其特征在于，还包括温度和pH监测装置，所述温度和pH监测装置对所述布水板与所述生物滤层之间的区域进行温度及pH监测。
6.根据权利要求1所述的一种农村污水强化分质一体化及资源化处理装置，其特征在于，所述灰水进水单元包括灰水进水管，以及设置于所述灰水进水管上的灰水进水蠕动泵；
所述灰水沉淀池包括一体式的由上向下布置的清水区和沉渣区；所述沉渣区底端设置有排渣管，所述清水区设置有集清水管，所述集清水管一端暴露于清水区，另一端连接所述灰水布水区，所述集清水管上设置有潜污泵。
7.根据权利要求6所述的一种农村污水强化分质一体化及资源化处理装置，其特征在于，所述灰水出水单元包括集水堰和灰水出水管；
所述集水堰设置于所述清水区的一侧，所述清水区水经过所述集水堰由所述灰水出水管排出。
8.根据权利要求1所述的一种农村污水强化分质一体化及资源化处理装置，其特征在于，所述曝气接触单元设置有两层，且两层之间设置有隔板，所述隔板上设置有溢流堰。
9.根据权利要求8所述的一种农村污水强化分质一体化及资源化处理装置，其特征在于，所述灰水出水回流系统包括回流管和设置于所述回流管上的回流泵，所述回流管一端连接所述灰水出水管，另一端连接所述黑水布水区，且所述黑水布水区与所述回流管之间设置有水银封和灰水回流布水板，所述回流泵为常开状态，且回流量与所述黑水进水蠕动泵流量相同。
10.一种农村污水强化分质一体化及资源化处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：黑水由黑水进水蠕动泵通过黑水进水管输送至具有稳定水量功能的配水槽，之后经穿孔墙上的穿孔流入沉淀区进行固液分离，悬浮物沉入集渣斗后由排渣管排出，剩余污水向上流经过斜板的强化沉淀后进入净水区，通过出水孔进入厌氧滴滤转筒式滤池，经过缓冲层、布水板落到转筒式生物滤层上，转筒式生物滤层均匀对落下的黑水进行厌氧处理，处理后的黑水在下部集水渠内收集，通过黑水出水单元排出装置；
步骤二：灰水由灰水进水蠕动泵通过灰水进水管输送至灰水沉淀池进行固液分离，悬浮物经沉降后沉入沉渣区由排渣管排出，清水区的上清液通过集清水管由潜污泵送入曝气接触单元下部的灰水布水区，再以向上流的方式流入填料层，填料层下设空气管，空气管上布置有微孔曝气针，底部与空气管相连，上部部分插入填料对填料进行曝气，经调料层处理后利用固液分离板去除混合污泥或杂质后进入清水区，经集水堰收集后由灰水出水单元排出装置；
步骤三：灰水出水的回流量与黑水进水蠕动泵流量保持相同，回流水通过回流管由回流泵回流至灰水回流布水板，通过回流灰水布水板向黑水布水区均匀布水。
CN202010231795.2A 2020-03-27 2020-03-27 一种农村污水强化分质一体化及资源化处理装置及方法 Active CN111333274B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010231795.2A CN111333274B (zh) 2020-03-27 2020-03-27 一种农村污水强化分质一体化及资源化处理装置及方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010231795.2A CN111333274B (zh) 2020-03-27 2020-03-27 一种农村污水强化分质一体化及资源化处理装置及方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111333274A true CN111333274A (zh) 2020-06-26
CN111333274B CN111333274B (zh) 2022-07-26

Family

ID=71178620

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010231795.2A Active CN111333274B (zh) 2020-03-27 2020-03-27 一种农村污水强化分质一体化及资源化处理装置及方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111333274B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113562929A (zh) * 2021-06-21 2021-10-29 江苏启德水务有限公司 一种集成高效脱氮污水处理设备

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101244865A (zh) * 2008-03-20 2008-08-20 同济大学 一种脱氮除磷的复合式生物滴滤池
CN101704621A (zh) * 2009-12-04 2010-05-12 同济大学 一种集成的灰水处理方法及系统
US20120193305A1 (en) * 2009-07-22 2012-08-02 Thyssenkrupp Uhde Gmbh Continuous treatment of water containing carbon black
CN104291436A (zh) * 2014-09-23 2015-01-21 河北科技大学 一种生物转鼓废水处理装置及工艺
CN104829057A (zh) * 2015-05-05 2015-08-12 南京大学 一种用于农村分散式生活污水处理的立式生物滤池系统
CN110683715A (zh) * 2019-10-30 2020-01-14 徐州工程学院 一种农村生活污水资源化分类高效处理系统

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101244865A (zh) * 2008-03-20 2008-08-20 同济大学 一种脱氮除磷的复合式生物滴滤池
US20120193305A1 (en) * 2009-07-22 2012-08-02 Thyssenkrupp Uhde Gmbh Continuous treatment of water containing carbon black
CN101704621A (zh) * 2009-12-04 2010-05-12 同济大学 一种集成的灰水处理方法及系统
CN104291436A (zh) * 2014-09-23 2015-01-21 河北科技大学 一种生物转鼓废水处理装置及工艺
CN104829057A (zh) * 2015-05-05 2015-08-12 南京大学 一种用于农村分散式生活污水处理的立式生物滤池系统
CN110683715A (zh) * 2019-10-30 2020-01-14 徐州工程学院 一种农村生活污水资源化分类高效处理系统

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
温娟等编著: "《农业面源污染治理技术与政策研究：以天津市规模化畜禽养殖为例》", 30 June 2018, 天津大学出版社 *
王小文主编: "《水污染控制工程》", 31 August 2002, 煤炭工业出版社 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113562929A (zh) * 2021-06-21 2021-10-29 江苏启德水务有限公司 一种集成高效脱氮污水处理设备

Also Published As

Publication number Publication date
CN111333274B (zh) 2022-07-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109626749A (zh) 多功能一体化污水处理器及其处理工艺
CN103204587A (zh) 厌氧-好氧交替式颗粒污泥处理污水装置及处理方法
CN102976548A (zh) 一种零排放的小区污水资源化处理装置
CN203613071U (zh) 一种污水处理装置
CN201400630Y (zh) 化纤废水处理系统
CN1792871A (zh) 单级内循环曝气生物滤池
CN103819051B (zh) 一种白酒酿造废水节能处理方法
CN216639208U (zh) 集成式一体化生活污水处理设备
CN102432098B (zh) 脉冲厌氧流化床反应器及有机废水处理方法
CN111333274B (zh) 一种农村污水强化分质一体化及资源化处理装置及方法
CN113845271B (zh) 一种用于处理农村生活污水的资源化净水装置及其应用方法
CN103723892B (zh) 一种畜禽废水处理系统及其处理方法
CN221955912U (zh) 一体式气水生物净化器
CN210796140U (zh) 一种生活污水处理装置
CN117566900B (zh) 一种废水处理用微氧曝气生化滤池
CN211445407U (zh) 一种净化黑臭河道的生态坝装置
CN201386041Y (zh) 一种好氧颗粒污泥膜生物反应器系统
CN219689523U (zh) 一种生活垃圾填埋场老龄渗滤液的处理装置
CN1935698A (zh) 一种用于处理高浓度有机废水的高效复合式厌氧反应器
CN106745708A (zh) 一种复合型污泥床反应器及其应用
CN207210064U (zh) 内循环式生物滤池厌氧反应器
CN207713585U (zh) 一种北方农村生活污水小型一体化处理设备
CN205575883U (zh) 一种生活污水处理装置
CN204356134U (zh) 一种上向流式曝气生物滤池
CN114804510A (zh) 一种猪场养殖废水厌氧膜生物处理工艺及系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
OL01 Intention to license declared
OL01 Intention to license declared