CN111732267A - 一种KtLM高效能污水处理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种KtLM高效能污水处理系统，包括粗格栅、细格栅、提升泵、高效能生物反应器、KtCQ水体净化器、污泥储罐、压滤机；KtCQ水体净化器包括KtCQ‑A型水体净化器、KtCQ‑B型水体净化器。本发明系统集成了KtCQ‑A型水体净化器(物化段)、生化段、KtCQ‑B型水体净化器(物化段)，其中生化段集成了生化功能与澄清功能，生化功能利用MBBR生物流化床原理，澄清功能主要利用了斜管沉淀、三相分离；该系统能够被用作黑臭水体处理、初雨及溢流污染治理、城乡分散治理、河湖水质提升等。本发明利用模块化成套设备对雨水、污水、河水进行处理，出水可达到《地表水环境质量标准》(GB3838‑2002)Ⅳ类水及以上标准。
Description
技术领域
本发明具体涉及一种KtLM高效能污水处理系统。
背景技术
目前，污水处理系统及工艺有很多种，比如(1)BAF工艺，曝气生物滤池(BAF)主要工作原理是反应器内滤料上所吸附的生物膜中微生物氧化分解作用，滤料及微生物膜的吸附阻留作用和沿着水流方向形成的食物链分级捕食作用，具有处理负荷高，占地面积小等优点。BAF的主要缺点有：反冲洗水量多，容易堵塞，管理水平高，曝气管发生故障不容易检修，利用穿孔管曝气，氧气利用率比较低。反冲滤料层的膨胀高度不容易控制，很容易造成陶粒流失。(2)MBR工艺，膜—生物反应器(MBR)是膜分离与生物处理技术组合而成的污水生物处理工艺，利用膜分离设备将生化反应池中的活性污泥和大分子物质截留住，省掉二沉池，截留的活性污泥混合液中微生物絮体和较大分子有机物，停留在生物反应器内，使生物反应器内获得高生物浓度，并延长有机固体停留时间，因此，膜—生物反应器工艺通过膜分离技术大大强化了生物反应器的功能。MBR主要缺点有：①投资大，膜组件的造价高，导致工程的投资比常规处理方法增加约30％－50％；且膜组件一般使用寿命在5年左右，到期需更换，导致运行成本高。②高强度曝气，及为减轻膜污染需增大流速泥水分离的膜驱动压力大导致能耗高，运行电费大幅度增加；同时，高强度曝气导致回流泥水混合物溶解氧浓度远远过高，难以满足缺氧反硝化和厌氧除磷对溶解氧严格的要求，从而导致脱氮除磷效果不佳，无法保障出水总氮和总磷的指标要求。③处理设备较多较复杂，对操作系统自动化要求高，对运维人员要求高。
发明内容
针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明提供一种KtLM高效能污水处理系统。
为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案：
一种KtLM高效能污水处理系统，包括粗格栅、细格栅、提升泵、高效能生物反应器、KtCQ水体净化器、污泥储罐、压滤机；其中，KtCQ水体净化器包括KtCQ-A型水体净化器、KtCQ-B型水体净化器；
粗格栅、细格栅通过管道连接，细格栅与KtCQ-A型水体净化器连接，KtCQ-A型水体净化器与高效能生物反应器连接，高效能生物反应器与KtCQ-B型水体净化器连接，KtCQ-A型水体净化器、KtCQ-B型水体净化器分别与污泥储罐连接，污泥储罐与压滤机连接；
粗格栅、细格栅能够被用于去除大的悬浮物，KtCQ-A型水体净化器能够被用于去除部分悬浮物和有机物，高效能生物反应器能够被用于脱氮、去除有机物，KtCQ-B型水体净化器能够被用于去除磷及悬浮物。
进一步地，高效能生物反应器集成了MBBR工艺、沉淀工艺，其中沉淀工艺采用了斜管、三相分离器。
进一步地，在KtCQ-B型水体净化器中加入聚合氯化铝与聚丙烯酰胺。
进一步地，KtCQ-A型水体净化器分离出的絮体形成的浮渣经浓缩脱水后形成泥饼，能够作为高效能生物反应器中反硝化阶段的固体碳源。
进一步地，高效能生物反应器包括反硝化段、碳化段与硝化段，反硝化段：反硝化菌将亚硝酸盐、硝酸盐中的氮还原成气态氮，碳化段：去除污水中的各种有机物质，硝化段：通过硝化菌的作用，在氧量充足的条件下将污水中的氨氮转换为亚硝酸盐和硝酸盐，使污水得以净化。
本发明的有益效果是：
(1)本发明的KtLM高效能污水处理系统，集成了KtCQ-A型水体净化器(物化段)、生化段、KtCQ-B型水体净化器(物化段)，其中生化段集成了生化功能与澄清功能，生化功能利用MBBR生物流化床原理，澄清功能主要利用了斜管沉淀与三相分离；生化段能够被用于反硝化脱氮、去除COD和氨氮。该系统能够被建于城市、乡镇等地区，可用作黑臭水体处理、初雨及溢流污染治理、城乡分散治理、河湖水质提升等。本发明利用模块化成套设备对雨水、污水、河水进行处理，出水可达到《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)Ⅳ类水及以上标准。
(2)本发明的污水处理系统能够解决现有污水处理系统站点占地面积过大的问题，采用模块化成套设备，减少占地。
(3)本发明采用MBBR生化池与澄清池合建的生化系统，通过系统合建减少占地面积，减少后续处理系统处理压力。
(4)本发明系统能够应对不同水质和水量较大幅度的波动，可灵活启动晴雨天模式，分别解决旱季高污染浓度生活污水及雨季合流制大流量较低浓度溢流污水的情形。具有较好的抗冲击负荷和适应性，极大的提高了设备的利用率。
(5)本发明系统中的设备可实现安装实施快捷化，可根据复杂现场地质地形布局灵活，根据需求，设备整体为撬装式，可灵活拆除，进行异地重建或规模化扩容改造。
附图说明
图1是本发明KtLM高效能污水处理系统的流程示意图。
图2是本发明中高效能生物反应器碳化段与硝化段的结构示意图(显示出了生化池、斜管、三相分离器的结构)。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的技术方案做进一步详细说明，应当指出的是，具体实施方式只是对本发明的详细说明，不应视为对本发明的限定。
一种KtLM高效能污水处理系统，如图1所示，包括粗格栅、细格栅、提升泵、高效能生物反应器、KtCQ水体净化器、污泥储罐、压滤机；其中，KtCQ水体净化器包括KtCQ-A型水体净化器、KtCQ-B型水体净化器；两种类型水体净化器的溶气释放器不同，KtCQ-A型水体净化器释放气泡更大，用于对污水进行预处理，去除进水SS和部分有机物，保证后续处理效果；KtCQ-B型水体净化器释放气泡较小，主要去除生化系统出水附带的污泥，同时去除部分进水SS及有机物，确保最终出水达标。
KtCQ水体净化器包括溶气罐、溶气水泵、空压机、溶气释放器、刮渣机等，各部件采用管道连接。KtCQ-A型水体净化器与KtCQ-B型水体净化器均为现有设备，可以在市场上买到。高效能生物反应器包含设备箱体、悬浮填料、搅拌系统、填料隔网、曝气系统、内回流系统、沉淀系统等。高效能生物反应器也可以采用现有的设备。
粗格栅、细格栅连接，细格栅与KtCQ-A型水体净化器连接，KtCQ-A型水体净化器与高效能生物反应器连接，高效能生物反应器与KtCQ-B型水体净化器连接，KtCQ-A型水体净化器、KtCQ-B型水体净化器分别与污泥储罐连接，污泥储罐与压滤机连接；他们均能够通过管道连通。
粗格栅、细格栅能够被用于去除大的悬浮物，提升泵能够被用于将污水提升至KtCQ-A型水体净化器，KtCQ-A型水体净化器能够被用于去除部分悬浮物和有机物，高效能生物反应器能够被用于脱氮、去除COD和氨氮，KtCQ-B型水体净化器能够被用于去除磷及悬浮物；污泥储罐能够被用于对污泥进行储存，压滤机能够对污泥进行固液分离，实现污泥的干化处理。
在一些优选的方式中，污水首先通过提升泵提升进入KtCQ-A型水体净化器，利用了浮沉池原理，主要作用是用来去除悬浮物(SS)和部分有机物，降低SS含量、COD(化学需氧量)。
在一些优选的方式中，KtCQ-A型水体净化器的出水进入生化段(即高效能生物反应器)，生化段主要进行脱氮反硝化、去除COD和氨氮，生化段集成了MBBR工艺(采用MBBR生化池)及斜管沉淀、三相分离器，MBBR工艺出水SS在以下范围：20mg/L≤SS≤50mg/L。在一些优选的方式中，生化段(即高效能生物反应器)依次包括反硝化段、碳化段、硝化段。反硝化段与碳化段被隔开，两者通过管道连接，碳化段与硝化段没有明确的分隔。图2是碳化段与硝化段的结构示意图，显示出了生化池、斜管、三相分离器的结构。
在一些优选的方式中，如图2所示，生化池内部分布有MBBR填料1，生化池下部设有曝气系统2；在一些优选的方式中，三相分离器6位于生化池3内部，斜管7位于三相分离器6内部，在一些优选的方式中，三相分离器6的上方设有出水堰8，用于排出处理过的污水。
具体地，如图2所示，生化池3内好氧反应后的水夹带部分空气及污泥，首先通过填料隔网9溢流至三相分离器6内，此处填料隔网9拦截生化池内MBBR填料1，防止填料流失，在三相分离器气液分离区10内空气分离上升排出，夹带污泥的水向下进入斜管7，完成固液分离，分离后的水向上进入出水堰8，污泥向下进入污泥浓缩区5完成初步浓缩后经排泥管4排出。在三相分离器内完成水、空气、污泥三相分离。三相分离器6与MBBR生化池3结合后拥有澄清池的效果，生化段最终出水满足SS≤20mg/L。
在一些优选的方式中，生化段出水进入KtCQ-B型水体净化器(物化段)，该段用来去除磷及SS，满足出水SS≤10mg/L，同时出水满足地表Ⅳ类水及以上标准。
在一些优选的方式中，在KtCQ-B型水体净化器中加入聚合氯化铝(PAC)与聚丙烯酰胺(PAM)，他们都是絮凝剂，起着吸附，絮凝，沉降的作用。在一些优选的方式中，PAC的投加量为1-3ppm，PAM的投加量为10-30ppm，这样使得絮凝效果较好。
具体地，采用以上污水处理系统进行污水处理的流程，如图1所示，包括以下步骤：
(1)污水通过管道进入粗格栅、细格栅，去除大的悬浮物，防止后续管道堵塞，保证后续处理设施的正常运行；然后流入提升泵站，混匀后，提升进入KtCQ-A型水体净化器。
(2)考虑到污水进水水质波动大，未经合理的预处理会增大后续污水生化处理部分的去除负荷，严重影响污水生化处理效果，故在提升泵站后设置KtCQ-A型水体净化器，可稳定水质，去除部分SS和有机物等，确保后续工艺正常运行，减轻硝化段有机物对硝化菌的影响，强化生化对氨氮的去除。同时，由于溢流污水进水水质的波动，有时有机物含量较低，针对这样的低碳源污水，在生物脱氮除磷处理工艺中需要补充碳源，否则较难达到排放水体的标准。投加液体碳源如甲醇、乙醇、葡萄糖等，存在运输不便、不安全、成本高等一系列问题，而且进水水质常常不稳定，导致碳源投加量难以控制。KtCQ-A型水体净化器分离出的絮体形成的浮渣经浓缩脱水后形成泥饼，可作为生化反硝化段优质固体碳源，对低碳污水脱氮是一种行之有效的新方法。污水通过KtCQ-A型水体净化器处理后，进入高效能生物反应器(反硝化段)。
(3)高效能生物反应器(反硝化段)中反硝化反应是在缺氧状态下，反硝化菌将亚硝酸盐、硝酸盐中的氮还原成气态氮(N2)的过程。反硝化菌分布于高效能生物反应器(反硝化段)内部。反硝化菌为异养型微生物，多属于兼性细菌，在缺氧状态时，反硝化菌利用硝酸盐中的氧作为电子受体，以有机物(污水中的BOD成分，指污水中可被微生物生化降解的有机物)作为电子供体提供能量并被氧化。污水通过反硝化后进入高效能生物反应器(碳化段)。
(4)高效能生物反应器(碳化段)中，在较高的有机负荷下，污水中的溶解性有机物在各种物质输送机制作用下进入微生物细胞内(此处，微生物指的是好氧异养菌)；进入细胞体内的有机物，在各种胞内酶的参与下，通过附着于MBBR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，部分有机物质进行分解代谢，最终氧化为水和二氧化碳，同时获得合成新细胞所需的能量，部分有机物质通过合成代谢，合成为新细胞，从而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进入高效能生物反应器(硝化段)。
(5)高效能生物反应器(硝化段)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将污水中的氨氮转化为亚硝酸盐和硝酸盐，使污水中的氨氮值降低到很低的水平，使污水得以净化。
(6)高效能生物反应器(硝化段)出水流进入KtCQ-B型水体净化器，进行泥水分离及过滤，去除部分有机物和氮、磷等污染物。
(7)KtCQ-B型水体净化器的出水(即上清液)通过紫外消毒处理后，达标排放；污泥排放至污泥储罐，然后经过压滤机，最后将污泥外运出去，进行处置。
在一些优选的方式中，如图1所示，污水中的氨氮(NH3-N)在硝化段被亚硝酸菌和硝酸菌分别转换为亚硝酸盐和硝酸盐，内回流的作用是将硝化段产生的含硝酸盐和亚硝酸盐的污水回流至反硝化段，由反硝化细菌最终转换为氮气，最终完成污水脱氮。
现阶段在实施污水处理项目时占地面积都相对紧凑，本发明系统可根据场地情况进行不规则布置，同时可利用地上、地下空间进行布置，不影响处理效果，最大化节约占地空间。本发明系统可根据项目需求布置，系统全在地上或全在地下或部分在地下，部分在地上均可。
本发明系统中的设备可实现安装实施快捷化，可根据复杂现场地质地形布局灵活，根据需求，设备整体为撬装式，可灵活拆除，进行异地重建或规模化扩容改造。
显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。
Claims (5)
1.一种KtLM高效能污水处理系统，其特征是，包括粗格栅、细格栅、提升泵、高效能生物反应器、KtCQ水体净化器、污泥储罐、压滤机；其中，KtCQ水体净化器包括KtCQ-A型水体净化器、KtCQ-B型水体净化器；
粗格栅、细格栅通过管道连接，细格栅与KtCQ-A型水体净化器连接，KtCQ-A型水体净化器与高效能生物反应器连接，高效能生物反应器与KtCQ-B型水体净化器连接，KtCQ-A型水体净化器、KtCQ-B型水体净化器分别与污泥储罐连接，污泥储罐与压滤机连接；
粗格栅、细格栅能够被用于去除大的悬浮物，KtCQ-A型水体净化器能够被用于去除部分悬浮物和有机物，高效能生物反应器能够被用于脱氮、去除有机物，KtCQ-B型水体净化器能够被用于去除磷及悬浮物。
2.根据权利要求1所述的一种KtLM高效能污水处理系统，其特征是，高效能生物反应器集成了MBBR工艺、沉淀工艺，其中沉淀工艺采用了斜管、三相分离器。
3.根据权利要求1所述的一种KtLM高效能污水处理系统，其特征是，在KtCQ-B型水体净化器中加入聚合氯化铝与聚丙烯酰胺。
4.根据权利要求1所述的一种KtLM高效能污水处理系统，其特征是，KtCQ-A型水体净化器分离出的絮体形成的浮渣经浓缩脱水后形成泥饼，能够作为高效能生物反应器中反硝化阶段的固体碳源。
5.根据权利要求1所述的一种KtLM高效能污水处理系统，其特征是，高效能生物反应器包括反硝化段、碳化段与硝化段，反硝化段：反硝化菌将亚硝酸盐、硝酸盐中的氮还原成气态氮，碳化段：去除污水中的各种有机物质，硝化段：通过硝化菌的作用，在氧量充足的条件下将污水中的氨氮转换为亚硝酸盐和硝酸盐，使污水得以净化。
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