CN111807607A - 一种具备固液分离的污水处理装置及其分离方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具备固液分离的污水处理装置及其分离方法，属于污水处理领域。包括采用PLC全自动程序依次连接的：预处理装置、生化处理装置、固液分离装置、深度处理装置四部分。本发明通过曝气孔的外部套装有凹槽的弹性螺纹套，通过曝气管组内的气体气压改变，清洗曝气孔和凹槽上的微生物堆积物。通过改进带式压滤机中的挤压辊组，所述挤压辊组设计成为曲线形，提高带式压滤机的脱水效率。在人工湿地上表层由漂浮的中空陶瓷粒填料覆盖。在冬季可减小因污水蒸发蒸腾和流动造成的能量损失，有助于维持和提高湿地内的温度。提高具备固液分离的效率。

Description

一种具备固液分离的污水处理装置及其分离方法

技术领域

本发明属于污水处理领域，尤其是一种具备固液分离的污水处理装置及其分离方法。

背景技术

对于大量养殖场或者屠宰场中，会产生大量废水，主要包括屠宰前冲洗牲畜的废水；烫毛、清洗胴体废水；清洗内脏废水；冲洗车间地面、器具废水；冲洗圈栏废水；肉制品加工过程中产生的废水。其中，在屠宰过程排放的废水中血污染最为严重，具有一定血红色，主要是由残血造成；具有血腥味，主要是由残血和蛋白质分解造成；含有大量的悬浮物，主要由毛、肉屑、骨屑、内脏杂物、未消化的食物和粪便等形成；含有较高动物油脂。

另外，屠宰过程中废水往往集中在短时间内排放，水量波动较大。屠宰废水有机悬浮物含量高，易腐败，排入水体会消耗水中的溶解氧，破坏生态系统，污染环境。水呈红褐色并有明显的腥臭味，是一种典型的有机污水。污水中一般不含有重金属、有毒化学物质，蛋白质及油脂、含盐量高。因此急需一种科学，可回收利用，既减少处理负荷又增加收入的处理方式。

发明内容

发明目的：提供一种具备固液分离的污水处理装置及其分离方法，以解决背景技术中所涉及的问题。

技术方案：本发明提供一种具备固液分离的污水处理装置，包括采用PLC全自动程序依次连接的：

预处理装置，包括用于分离大件污染物的格栅池、调节水质的开放式调节池，以及用于油脂分离的气浮池；埋管安装在所述气浮池底部、并与所述鼓风机相连接的曝气头；

生化处理装置，包括一级生物缺氧池和一级活性污泥池，通过A/O生物接触氧化将污水中的可生化污染物进行降解；

固液分离装置，包括用于泥水分离的絮凝沉淀池，用于收集污泥的污泥池，以及固液分离用的带式压滤机压滤；

深度处理装置，包括消毒池和垂直潜流式人工湿地。

优选地，所述絮凝沉淀池包括：

絮凝池，包括絮凝箱体，设置在所述絮凝箱体一端顶部的进水管，通过密封轴承固定安装在所述絮凝箱体的中轴线上的转轴，设置在所述转轴上、呈螺旋形均匀分布的桨叶，以及设置在所述絮凝箱体另一端底部的出水口；

沉淀池，包括多级沉淀箱体，固定安装在所述沉淀箱体中部的斜管座，以预定角度倾斜固定在所述斜管座上的呈蜂窝分布的斜管，斜管座顶部与沉淀箱体之间形成的溢流出水道，以及均匀分布在所述沉淀箱体底部的多个三角排泥堰；

排泥系统，包括设置在所述三角排泥堰之间的排泥管道，设置在所述排泥管道内部的主轴，沿着所述主轴旋转方向同侧的螺旋叶片，在所述螺旋叶片的外周边设置有毛刷以及通过减速器与主轴相连接的伺服电机；

清水池，包括与所述溢流出水道相连通的清水箱体，固定安装在所述清水箱体中部的斜管座，以预定角度倾斜固定在所述斜管座上的呈蜂窝分布的斜管，设置在所述清水箱体底部的三角排泥堰，以及设置在所述清水箱体顶部的出水管。

优选地，所述曝气头包括：电磁阀，与所述电磁阀相连接的曝气管组，呈螺旋线均匀分布在所述曝气管组上的曝气孔，一端固定安装在所述曝气管组上呈螺旋线分布、且与所述曝气孔彼此贴合的螺纹套，设置在所述螺纹套侧表面、以预定角度倾斜的凹槽，与所述螺纹套一端相连接、放置再所述曝气孔上的活塞，以及用于支撑、固定所述活塞的弹性件。

优选地，所述带式压滤机包括：机架，转动安装在所述机架内部、且辊筒间距逐层递减的挤压辊组，安装在所述机架预定位置上的多个定向辊组，以及以预定排列方式套装在所述定向辊组和挤压辊组之间的双层滤带。

优选地，所述挤压辊组包括主动橡胶辊和被动橡胶辊，其中，所述主动橡胶辊的钢芯辊体磨成曲线形，外包覆橡胶辊面，被动橡胶辊现状与所述主动橡胶辊相同，并以相反方向安装，配置形成挤压辊组；且所述主动橡胶辊可沿着轴向移动。

优选地，根据北方地区的气候特点，所述垂直潜流式人工湿地上植物为芦苇、香蒲、菖蒲、美人蕉、黄花莺尾、茭白中的几种植物配合使用。

优选地，所述垂直潜流式人工湿地上表层由漂浮的中空陶瓷粒填料覆盖。所述中空陶瓷粒的制备过程如下：将页岩陶粒或污泥陶粒研磨粉碎至粒径为100um以下，然后与粒径为5～10mm聚氨酯泡沫颗粒和粘结剂混合制成泥浆，在造粒机中成型，最后通过将成型颗粒放置于1100～1400℃的温度中高温煅烧、炭化。

本发明还提供一种具备固液分离的污水分离方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、预处理

污水自流经格栅池在格栅的作用下去除废水中较大的污染物，污水经格栅池后自流到调节池，污水在调节池中进行充分的混合，使水质水量得到均衡；

步骤2、油脂分离

污水经调节池后，再经过泵前加药把污水提升到气浮池中，在溶气水的作用下，进行固液分离，去除绝大部分的油脂、悬浮物及部分有机污染物；

步骤3、一级生物处理

污水经气浮池后自流到缺氧池，一方面，将难以生化的高分子有机物大部分被分解为低分子易生化的有机物，且部分易生化的有机物在微生物共同作用下最终被转化为水、无机物和微生物污泥而在污水中去除；另一方面，反硝化菌大量存在缺氧池内，在缺氧条件下将硝酸盐、亚硝酸盐转化为氮气；

步骤4、二级生物处理

缺氧池出水流入活性污泥池，在曝气机通气供氧下，好氧微生物将有机物质分解为CO₂和水等无机物质，或合成为自身需要，进行新陈代谢。

步骤5、泥水分离

处理水流入絮凝沉淀池，泥水自然分离，沉于污泥斗中的污泥用污泥泵抽送回流至缺氧池进行再消化，剩余污泥用泵输送排至污泥池中聚集，并通过带式压滤机压滤；

步骤6、深度处理

经过带式压滤机泥水分离，而后自流到消毒池，经紫外线消毒后，进入垂直潜流式人工湿地作深度处理。

有益效果：本发明涉及一种具备固液分离的污水处理装置及其分离方法，通过曝气孔的外部套装有凹槽的弹性螺纹套，通过曝气管组内的气体气压改变，清洗曝气孔和凹槽上的微生物堆积物。通过改进带式压滤机中的挤压辊组，所述挤压辊组设计成为曲线形，提高带式压滤机的脱水效率。在人工湿地上表层由漂浮的中空陶瓷粒填料覆盖。在冬季可减小因污水蒸发蒸腾和流动造成的能量损失，有助于维持和提高湿地内的温度。通过将絮凝沉淀池中的斜管设计成蜂窝状的六边形管道，斜管将污水分割成多个薄层，污水在斜管内流动的水力半径很小，有利絮凝团被吸附、沉淀，同时，增加了沉淀池的面积，缩短了颗粒沉淀距离，提高了沉淀效率；通过定期旋转、或以较慢的速度旋转絮凝沉淀池中的螺旋出料杆，将污泥排出，避免长时间的污泥堆积，影响絮凝沉淀反应一体化装置的正常使用。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明中絮凝沉淀池的结构示意图。

图3是本发明中排泥系统的结构示意图。

图4是本发明中斜管的局部放大图。

图5是本发明中曝气头的结构示意图。

图6是本发明中螺纹套的结构示意图。

图7是本发明中带式压滤机的结构示意图。

图8是本发明中挤压辊组的原理示意图。

附图标记为：絮凝箱体1、进水管2、转轴3、桨叶4、出水口5、沉淀箱体6、斜管座7、斜管8、溢流出水道9、三角排泥堰10、排泥管道11、螺旋出料杆12、清水箱体13、出水管14、控制阀15、穿孔曝气管16、主轴121、螺旋叶片122、毛刷123、曝气管组171、曝气孔172、螺纹套173、凹槽174、活塞175、弹性件176、定向辊组18、双层滤带19、主动橡胶辊20、被动橡胶辊21。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

如附图1所示，一种具备固液分离的污水处理装置，包括采用PLC全自动程序依次连接的：预处理装置、生化处理装置、固液分离装置、深度处理装置四部分。

预处理装置包括用于分离大件污染物的格栅池、调节水质的开放式调节池，以及用于油脂分离的气浮池；生产污水自流经格栅池在格栅的作用下去除废水中较大的污染物，如碎块、碎皮肉等物体，以防止堵塞、腐蚀水泵。污水经格栅池后自流到调节池，污水在调节池中进行充分的混合，使水质水量得到均衡。污水经调节池后再经泵前加药把污水提升到气浮池中，在溶气水的作用下，进行固液分离，去除绝大部分的油脂、悬浮物及部分有机污染物。如果油脂过多，进入生物处理系统，将影响生物处理的效果。

在进一步实施过程中，如附图5、附图6所示，所述曝气头包括：电磁阀，与所述电磁阀相连接的曝气管组171，呈螺旋线均匀分布在所述曝气管组171上的曝气孔172，一端固定安装在所述曝气管组171上呈螺旋线分布、且与所述曝气孔172彼此贴合的螺纹套173，设置在所述螺纹套173侧表面、以预定角度倾斜的凹槽174，与所述螺纹套173一端相连接、放置再所述曝气孔172上的活塞175，以及用于支撑、固定所述活塞175的弹性件176。通过螺纹套173一侧的凹槽174，将气体切割成多个细小的气泡。在长期使用过程中，由于微生物寄生等原因，会导致凹槽174本堵塞，此时，曝气管组171内的压强增加，推动活塞175相外侧运动，进而拉动螺纹套173，增加了螺纹套173之间的间距，气流增大，将凹槽174中的堆积物吹开，凹槽174恢复畅通，活塞175通过弹性件176作用，重新回到初始位置，曝气孔172、凹槽174恢复正常曝气。曝气系统为本生物处理的关键设备，由于一般曝气器（管）其氧转移率低，且维修频率高，而曝气系统设置在设备的底部，维修特别困难。曝气器（管）其充氧能力的大小、氧转移率的高低等都直接关系到微生物生长繁殖，即直接影响到系统的处理效果，同时曝气器(管)使用寿命、维修频率直接影响到设备的运营管理方便与否。使用此微孔曝气器对使用效果及使用寿命均得到了保证。而本发明中的曝气头完美的克服了上述问题。

埋管安装在所述气浮池底部、并与所述鼓风机相连接的曝气头；生化处理装置，包括一级生物缺氧池和一级活性污泥池，通过A/O生物接触氧化将污水中的可生化污染物进行降解；A/O法主体工艺包括缺氧池和好氧池。其Ａ池为缺氧池，可以水解部分有机物，提高污水的可生化性，还能使污水中的含氮有机物水分解为氨态氮。而来自好氧池混合液的回流，可使硝态氮反硝化为氮气，从而达到脱氮的效果。Ｏ池为好氧池，除了能利用微生物氧化有机物外，还能氧化氨态氮使之变为硝态氮，通过混合液回流，回流到缺氧池。生物脱氮的基本原理是在传统的二级处理中将有机氮转化为氨氮的基础上，通过硝化菌的作用，将氨氮转化成为亚硝化氮、硝态氮，再通过反硝化作用将硝态氮转化成为氮气，从而达到从废水中脱氮的目的。在厌氧和好氧的交替运行条件下，丝状菌不能大量繁殖，因此也没有污泥膨胀的可能，有利于后续的沉淀处理单元运行和出水水质。本发明中A/O池具有普通活性污泥法和生物膜法两者的优点。A/O法既能有效的去除BOD，又能脱氮除磷，为后续深度处理降低氮磷负荷，以满足更高的出水要求，同时也导致污泥膨胀，有利于后续的沉淀处理单元运行和出水水质。

固液分离装置，包括用于泥水分离的絮凝沉淀池，用于收集污泥的污泥池，以及固液分离用的带式压滤机压滤。

在进一步实施过程中，如附图2所示，所述絮凝沉淀池包括：絮凝池、沉淀池、排泥系统和清水池四部分。所述絮凝池包括：絮凝箱体1、进水管2、转轴3、桨叶4和出水口5。进水管2设置在所述絮凝箱体1一端顶部，转轴3通过密封轴承固定安装在所述絮凝箱体1的中轴线上，呈螺旋形均匀分布的桨叶4设置在所述转轴3，在所述絮凝箱体1另一端底部设置有出水口5。其中，在所述进水管2上设置有流量控制装置。所述流量控制装置包括用于控制进水管2流量的控制阀15，和在所述控制阀15靠近絮凝箱体1一侧的流量监测器；且所述控制阀15、所述流量监测器均与工控机电连接。将混合有絮凝剂的污水通过进水管2进入絮凝箱体1，由流量控制装置调节污水大小，污水沿着桨叶4从高处向下流动，对桨叶4做功，搅拌絮凝池内的污水，形成对流、紊流，从而提高污水与絮凝剂的结合程度，然后在动出水口5流出。整个搅拌过程中没有通过引入其它动力设备进行做功，整个混合过程较为平和、稳定，形成的絮凝团的大小较为一致，避免外接设备在高速搅拌时对絮凝团的破坏，提高了沉淀效率。所述沉淀池包括：沉淀箱体6、斜管座7、斜管8、溢流出水道9和三角排泥堰10，沉淀箱体6通过堰板隔开，形成多级沉淀池，在所述沉淀箱体6中部固定安装有斜管座7，如附图4所示，在所述斜管座7上以预定角度倾斜固定有呈蜂窝分布的斜管8，溢流出水道9为斜管座7顶部与沉淀箱体6之间的区域，在所述沉淀箱体6底部均匀分布有多个三角排泥堰10；在所述溢流出水道9上均匀分布有穿孔曝气管16。当带有大量絮凝团的污水进入沉淀池内，通过斜管8将污水分割成多个薄层，污水在斜管8内流动的水力半径很小，有利絮凝团被吸附、沉淀，同时，增加了沉淀池的面积，缩短了颗粒沉淀距离，提高了沉淀效率，絮凝团最后落入底部的三角排泥堰10，清水进入溢流出水道9，通过曝气、排出。在进一步实施过程中，如附图3所示，所述斜管8采用聚乙烯制成的六边形管道，所述斜管60～75°的角度平行安装在斜管座7上。所述排泥系统，包括设置在所述三角排泥堰10之间的排泥管道11，设置在所述排泥管道11内部的螺旋出料杆12；清水池包括与所述溢流出水道9相连通的清水箱体13，固定安装在所述沉淀箱体6中部的斜管座7，以预定角度倾斜固定在所述斜管座7上的呈蜂窝分布的斜管8，以及设置在所述清水箱体13顶部的出水管14。如附图3所示，所述螺旋出料杆12包括主轴121，沿着所述主轴121旋转方向同侧的螺旋叶片122，在所述螺旋叶片122的外周边设置有毛刷123。所述主轴121通过曲柄与手柄相连接，或，所述主轴121通过减速器与小型电机相连接。高浓度的污水在三角排泥堰10之间堆积，然后进入排泥管道11，通过定期旋转、或以较慢的速度旋转螺旋出料杆12，将污泥排出，避免长时间的污泥堆积，影响絮凝沉淀反应一体化装置的正常使用。由于污泥大多为有机物，对管壁具有一定腐蚀，因此，在螺旋叶片122的外周边设置有毛刷123，可以及时清理吸附在排泥管道11内壁的污泥，保护排泥管道11。所述絮凝箱体1、沉淀箱体6均采用碳钢材质制成，在其内壁涂覆有一层玻璃钢。由于玻璃钢的粗糙度较低，对絮凝团的吸附作用力较小，可以减小后期清洗成本。清水池包括：清水箱体13、斜管座7斜管8、三角排泥堰10和出水管14。清水箱体13所述溢流出水道9相连通，斜管座7固定安装在所述清水箱体13中部，呈蜂窝分布的斜管8以预定角度倾斜固定在所述斜管座7上，在所述清水箱体13底部设置有三角排泥堰10，以及设置在所述清水箱体13顶部的出水管14。其中，在所述出水管14上设置有流量控制装置。所述流量控制装置包括用于控制出水管14流量的控制阀15，和在所述控制阀15靠近絮凝箱体一侧的流量监测器；且所述控制阀15、所述流量监测器均与工控机电连接。通过斜管8进一步沉淀、吸附，最后得到污泥浓度较低的清水，最后通过控制阀15从出水管14排出。

污泥作为一种优良的有机肥料和沼气发酵原料，同时当污泥不易脱水，当其含水率过高时，呈胶状结构的亲水性物质，具有易腐化、发臭严重的特点，如果不加以处理，或者脱水率不够高，会在加大了运输和后期处理成本。申请人通过改进带式压滤机中的挤压辊组，以获得更高的脱水率。如附图7所示，所述带式压滤机包括：机架，转动安装在所述机架内部、且辊筒间距逐层递减的挤压辊组，安装在所述机架预定位置上的多个定向辊组18，以及以预定排列方式套装在所述定向辊组18和挤压辊组之间的双层滤带19。如附图6所示，其中，所述挤压辊组包括主动橡胶辊20和被动橡胶辊21，其中，所述主动橡胶辊20的钢芯辊体磨成曲线形，外包覆橡胶辊面，被动橡胶辊21现状与所述主动橡胶辊20相同，并以相反方向安装，配置形成挤压辊组；且所述主动橡胶辊20可沿着轴向移动。被动橡胶辊21两侧安装有加压气缸，可调整被动橡胶辊21的倾角，将污泥均匀平铺在双层滤带19中，当污泥经过挤压辊组进行挤压脱水，由于曲线形的挤压辊组存在切和轴向两个方向的弧度，在相同油压作用下，由于挤压辊组接触状态为曲线，也就是辊面挠度不为零，增加了挤压辊组之间的压力，提高脱水动力。另外，如附图8a所示，当主动橡胶辊20无位移时，挤压辊组之间的轧点线压力均匀；如附图8b所示，主动橡胶辊20另一侧移动时，则挤压辊组中部的压力大于两侧的压力；如附图8c所示，主动橡胶辊20一侧移动时，则挤压辊组两侧的压力大于中部；如附图8d所示，主动橡胶辊20一侧移动时，并调整被动橡胶辊21的倾角另一侧的倾角时，则挤压辊组一侧的压力大于中部和另一侧的压力。通过上述曲线形的挤压辊组不仅能够在同等的压力作用下可以获得更大的挤压力和脱水效果，而且通过左右调节，根据污泥在滤带中的分布情况，合理设计挤压辊组之间的压力大小，提高脱水效果。

深度处理装置，包括消毒池和垂直潜流式人工湿地。人工湿地是近年来迅速发展的生物－生态治污技术，可处理多种废水，目前该技术已经成为提高大型水体水质的有效方法。人工湿地的原理是利用自然生态系统中物理、化学和生物的三重共同作用来实现对污水的净化。这种湿地系统是在一定长宽比及底面有坡度的洼地中，由土壤和填料（如卵石等）混合组成填料床，污染水可以在床体的填料缝隙中曲折地流动，或在床体表面流动。在床体的表面种植具有处理性能好、成活率高的水生植物（如芦苇等），形成一个独特的动植物生态环境，对污染水进行处理。

根据北方地区的气候特点，以及“优先利用本地物种，慎重选择外来物种”的原则，以及大量的实验研究筛选出北方地区的优势植物芦苇、香蒲、菖蒲、美人蕉、黄花莺尾、茭白等既对污染物有较高的去除率，又有较好的越冬能力，适宜作为北方人工湿地的种植植物。在我国北方地区，由于冬季气候寒冷，会造成湿地系统管道发生破裂，湿地植物出现休眠现象，根系微生物代谢减缓甚至停止，最终导致湿地处理效率大幅度下降。这也是导致北方地区人工湿地应用较少的主要原因。针对这一问题，在所述垂直潜流式人工湿地上表层由漂浮的中空陶瓷粒填料覆盖。所述中空陶瓷粒的制备过程如下：将页岩陶粒或污泥陶粒研磨粉碎至粒径为100um以下，然后与粒径为5～10mm聚氨酯泡沫颗粒和粘结剂混合制成泥浆，在造粒机中成型，由于聚氨酯泡沫颗粒的粒径较大，泥浆会包覆聚氨酯泡沫形成颗粒，最后通过将成型颗粒放置于1100～1400℃的温度中高温煅烧，将聚氨酯泡沫颗粒炭化，形成中空的低密度中空陶瓷粒，同时由于中空层，具有很强的的保暖性能，在冬季可减小因污水蒸发蒸腾和流动造成的能量损失，有助于维持和提高湿地内的温度。

我公司发明的北方人工湿地系统是专门针对冬季气候寒冷、冰冻期较长的北方地区使用的且净化效果良好的人工湿地净化污水的方法。对污水中污染物的去除作用包括基质的吸附、过滤、氨的挥发、植物的吸收及湿地中微生物作用下的硝化和反硝化作用。

本发明还提供一种具备固液分离的污水分离方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、预处理

生产污水自流经格栅池在格栅的作用下去除废水中较大的污染物，如碎块、碎皮肉等物体，以防止堵塞、腐蚀水泵。污水经格栅池后自流到调节池，污水在调节池中进行充分的混合，使水质水量得到均衡。

步骤2、油脂分离

污水经调节池后再经泵前加药把污水提升到气浮池中，在溶气水的作用下，进行固液分离，去除绝大部分的油脂、悬浮物及部分有机污染物。如果油脂过多，进入生物处理系统，将影响生物处理的效果。

步骤3、一级生物处理

污水经气浮池后自流到缺氧池，缺氧池所起到的作用一方面可分解有机污染物大部分复杂高分子物质，提高污水可生化系数。污水在缺氧池中停留，那些难以生化的高分子有机物大部分被分解为低分子易生化的有机物，且部分易生化的有机物在微生物共同作用下最终被转化为水、无机物和微生物污泥而在污水中去除。厌氧使污水中的难降解的有机物及其发色基团解体、被取代或裂解（降解），从而降低污水的色度，改善污水的可生化性，即使不能直接降低污水的色度，由于分子结构或发色基团已发生改变，也可使其中在好氧条件下容易被降解并脱色。另一方面，反硝化菌大量存在缺氧池内，在缺氧条件下将硝酸盐、亚硝酸盐转化为氮气。

步骤4、二级生物处理

缺氧池出水流入活性污泥池。在曝气机通气供氧下，好氧微生物将有机物质分解为CO₂和水等无机物质，或合成为自身需要，进行新陈代谢。污水中有机污染物经好氧池生化处理后大部分得以去除。好氧池混合液用泵回流至活性污泥池进水口，提高污水的处理效果；处理水流入二沉池，泥水自然分离；沉于污泥斗中的污泥用污泥泵抽送回流至缺氧池进行再消化，剩余污泥用泵输送排至污泥池中待处理。

步骤5、泥水分离

处理水流入絮凝沉淀池，泥水自然分离，沉于污泥斗中的污泥用污泥泵抽送回流至缺氧池进行再消化，剩余污泥用泵输送排至污泥池中聚集，并通过带式压滤机压滤；形成的滤饼可以作为有机肥料或沼气发酵原料回收利用。

步骤6、深度处理

经过带式压滤机泥水分离，而后自流到消毒池，经紫外线消毒后，进入垂直潜流式人工湿地作深度处理。由于上述污水中含有大量氮和磷，是引起地表水体的富营养化的主要因素，GB18918中严格规定了生活污水污染物排放的限值。经过步骤1～5处理过后，有机氮、有机磷已经被去除或者转化，剩余的大都以氨态氮（

）、硝态氮（

）、一氢磷盐（

）、二氢磷盐（

）的形式存在，人工湿地去除氮的机理有两种：植物的直接吸收。湿地植物发达的根系，可以直接吸收污水中的氨氮、硝态氮以及溶解性磷盐，为植物的生长提供必要营养，植物的吸收可以去除污水大量的氮以及几乎全部的磷。微生物的转化。人工湿地中介质填料上附着大量的生物膜，膜外部的好氧微生物依靠水中溶解氧氧化氨氮，使氨氮转化为硝态氮并利用反应释放出的能量。膜中部的兼氧微生物利用水中有机物与硝态氮，经过反应装化为N2释放到大气中。目前利用前期强制供氧，可使湿地中水的溶解氧浓度上升，硝化菌数量增多,活性增强，进而使硝化反应得以顺利进行，去除率明显提高。另外，合理的植物配比以及植物种植密度，可使氮、磷的去除达到最佳的效果，且可以美化周边的环境。

下面结合工程实施例，对本发明作进一步说明，所述的实施例的示例旨在解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

工程实施例

本工程实施例以本公司为北方某屠宰场的污水设计项目为例，根据业主提供的参数，该屠宰废水处理项目总水量为2000m³/d，折合83.3m³/h。据此，本方案设计时处理水量为84m³/h，24小时连续运行。

此工业园区的废水是一种高浓度有机污染废水，成分复杂。其中屠宰废水具有以下特点：具有一定血红色，主要是由残血造成；具有血腥味，主要是由残血和蛋白质分解造成；含有大量的悬浮物，主要由毛、肉屑、骨屑、内脏杂物、未消化的食物和粪便等形成；含有较高动物油脂。

通过对项目处理效果及投资、运行费等方面的综合考虑，针对本项目污染物浓度高，易生化的特点。本设计采用缺氧+好氧+QYH北方人工湿地处理的工艺。缺氧+好氧生物脱氮工艺简称A/O法，将反硝化反应器放置在系统之首，硝化反应器内已经过充分反应的硝化液的一部分回流到反硝化反应器，在反硝化反应器内脱氮菌利用原污水中的有机物作为碳源，以回流硝化液中硝酸盐的氧作为受电体，将硝态氮还原为氮气，不需外加碳源。A/O出水后，过滤分离污泥，污水进入我司发明的北方人工湿地进行深度处理，使出水得到进一步净化，同时具有消声减噪，美化周围环境作用。达标后的湿地出水能用作园区绿地灌溉、厕所冲洗用水，进一步提高了污水的综合利用程度，有效实现节能减排。本工艺将缺氧与好氧工艺有机结合在一起，具有工艺流程简单、构筑物和设备少、建设费用和运行费用较低的特点。

具体设备选型如下：格栅池，污水流经机械格栅，去除其中的大部分中小型悬浮物。内空尺寸：L×B×H＝6.0m×1.0m×1.5m；结构：半地上式，钢砼结构；有效水深：1.0m有效容积：6 m³；配套设备：机械格栅一套。

调节池，污水进入调节池调节水质水量，保证后续处理系统运行稳定正常。内空尺寸：L×B×H＝179m2×5.3m；结构：半地上式，钢砼结构；有效水深：4.5m；有效容积：805.5m³；停留时间：9.6h；配套设备：潜水排污泵2台(1用1备)、微孔曝气管一套、浮球液位计1套、自动控制泵的开关。

气浮池，通过向废水中通入一定尺寸的气泡，使废水中的疏水性污染物颗粒吸附在气泡上，随气泡上浮到水面上而形成包含有污染物的泡沫层，收集泡沫层以去除污染物。内空尺寸：L×B×H＝9.4m×3.0m×3.0m；结构：地上式，钢砼结构；有效水深：2.5m；

有效容积：70.5m³；停留时间：50min；配套设备：加压水泵一台、压力溶气罐1台、机械刮渣机1台。

缺氧池，提高污水可生化性。内空尺寸：L×B×H＝9.4m×6.6m×4.7m；结构：半地上式，钢砼结构；有效水深：4.4m；有效容积：273 m³；停留时间：3.2h；配套设备：搅拌器2台。

活性污泥池，在好氧微生物的分解、合成的作用下，有机污染物被转化为CO2和水等无机物质。溶解氧控制在2mg/l以上；数量：3格；内空尺寸：L×B×H＝10.0m×6.0m×4.4m；结构：半地上式，钢砼结构；有效水深：4.1m；有效容积：738m³；停留时间：8.8h；负荷：0.20kgBOD5/（m³•d）；混合液污泥浓度：3000mg/L；混合液回流比：R=200%；配套设备：混合液回流泵3台（2用1备）、罗茨鼓风机3台（2用1备）。

二沉池，泥水分离，去除活性污泥及悬浮物等。内空尺寸：L×B×H＝18.6m×5.8m×4.1m；结构：半地上式，钢砼结构；有效水深：3.8m；有效容积：410m³；总表面负荷：0.78m³/m²•h

污泥池，调节池产生的污泥用泵打入污泥池，二沉池产生的污泥靠重力流入污泥池。然后用污泥泵将污泥池中的部分污泥回流至缺氧池及活性污泥池，剩余污泥用螺杆泵泵入压滤机（滤液回流至调节池），泥饼外运。内空尺寸：L×B×H＝8.0m×7.0m×5.3m；结构：地下式，钢砼结构；有效水深：3.6m；有效容积：201.6m³；配套设备：螺杆泵1台、污泥泵2台、带式压滤机1套。

消毒池，用紫外线消毒，去除大肠杆菌群。内空尺寸：L×B×H＝18.6m×4.6m×3.8m；

结构：半地上式，钢砼结构；有效水深：3.5m；有效容积：300m³；配套设备：消毒设备一套。

北方人工湿地。将消毒池中的污水用泵打入人工湿地进行深度处理。内空尺寸：L×B×H＝50.0m×25.0m×1.9m；数量：4座；结构：半地上式，砖混结构；内置设备：管道、阀门、填料、植物等。

电控室，内空尺寸：L×B×H＝9.46m×4.0m×4.0m；结构：地上式，砖混结构；内置设备：电控柜、化验室等。

根据用户提供水质报告，基于本发明中的设备和处理工艺进行设计，其具体的水质参数如表1所示:

从上表中可以看出，本发明处理后的出水水质达到《污水综合排放标准》（GB8978-1996）的一级排放标准及《肉类加工工业水污染物排放标准》（GB13457-92）的一级标准。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

Claims (9)

1.一种具备固液分离的污水处理装置，其特征在于，包括采用PLC全自动程序依次连接的：

预处理装置，包括用于分离大件污染物的格栅池、调节水质的开放式调节池，以及用于油脂分离的气浮池；埋管安装在所述气浮池底部、并与鼓风机相连接的曝气头；

生化处理装置，包括一级生物缺氧池和一级活性污泥池，通过A/O生物接触氧化将污水中的可生化污染物进行降解；

固液分离装置，包括用于泥水分离的絮凝沉淀池，用于收集污泥的污泥池，以及固液分离用的带式压滤机压滤；

深度处理装置，包括消毒池和垂直潜流式人工湿地。

2.根据权利要求1所述的具备固液分离的污水处理装置，其特征在于，所述絮凝沉淀池包括：

絮凝池，包括絮凝箱体，设置在所述絮凝箱体一端顶部的进水管，通过密封轴承固定安装在所述絮凝箱体的中轴线上的转轴，设置在所述转轴上、呈螺旋形均匀分布的桨叶，以及设置在所述絮凝箱体另一端底部的出水口；

沉淀池，包括多级沉淀箱体，固定安装在所述沉淀箱体中部的斜管座，以预定角度倾斜固定在所述斜管座上的呈蜂窝分布的斜管，斜管座顶部与沉淀箱体之间形成的溢流出水道，以及均匀分布在所述沉淀箱体底部的多个三角排泥堰；

排泥系统，包括设置在所述三角排泥堰之间的排泥管道，设置在所述排泥管道内部的主轴，沿着所述主轴旋转方向同侧的螺旋叶片，在所述螺旋叶片的外周边设置有毛刷以及通过减速器与主轴相连接的伺服电机；

清水池，包括与所述溢流出水道相连通的清水箱体，固定安装在所述清水箱体中部的斜管座，以预定角度倾斜固定在所述斜管座上的呈蜂窝分布的斜管，设置在所述清水箱体底部的三角排泥堰，以及设置在所述清水箱体顶部的出水管。

3.根据权利要求1所述的具备固液分离的污水处理装置，其特征在于，所述曝气头包括：电磁阀，与所述电磁阀相连接的曝气管组，呈螺旋线均匀分布在所述曝气管组上的曝气孔，一端固定安装在所述曝气管组上呈螺旋线分布、且与所述曝气孔彼此贴合的螺纹套，设置在所述螺纹套侧表面、以预定角度倾斜的凹槽，与所述螺纹套一端相连接、放置再所述曝气孔上的活塞，以及用于支撑、固定所述活塞的弹性件。

4.根据权利要求1所述的具备固液分离的污水处理装置，其特征在于，所述带式压滤机包括：机架，转动安装在所述机架内部、且辊筒间距逐层递减的挤压辊组，安装在所述机架预定位置上的多个定向辊组，以及以预定排列方式套装在所述定向辊组和挤压辊组之间的双层滤带。

5.根据权利要求4所述的具备固液分离的污水处理装置，其特征在于，所述挤压辊组包括主动橡胶辊和被动橡胶辊，其中，所述主动橡胶辊的钢芯辊体磨成曲线形，外包覆橡胶辊面，被动橡胶辊现状与所述主动橡胶辊相同，并以相反方向安装，配置形成挤压辊组；且所述主动橡胶辊可沿着轴向移动。

6.根据权利要求1所述的具备固液分离的污水处理装置，其特征在于，根据北方地区的气候特点，所述垂直潜流式人工湿地上植物为芦苇、香蒲、菖蒲、美人蕉、黄花莺尾、茭白中的几种植物配合使用。

7.根据权利要求1所述的具备固液分离的污水处理装置，其特征在于，所述垂直潜流式人工湿地上表层由漂浮的中空陶瓷粒填料覆盖。

8.根据权利要求7所述的具备固液分离的污水处理装置，其特征在于，所述中空陶瓷粒的制备过程如下：将页岩陶粒或污泥陶粒研磨粉碎至粒径为100um以下，然后与粒径为5～10mm聚氨酯泡沫颗粒和粘结剂混合制成泥浆，在造粒机中成型，最后通过将成型颗粒放置于1100～1400℃的温度中高温煅烧、炭化。

9.一种具备固液分离的污水分离方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、预处理

污水自流经格栅池在格栅的作用下去除废水中较大的污染物，污水经格栅池后自流到调节池，污水在调节池中进行充分的混合，使水质水量得到均衡；

步骤2、油脂分离

污水经调节池后，再经过泵前加药把污水提升到气浮池中，在溶气水的作用下，进行固液分离，去除绝大部分的油脂、悬浮物及部分有机污染物；

步骤3、一级生物处理

污水经气浮池后自流到缺氧池，一方面，将难以生化的高分子有机物大部分被分解为低分子易生化的有机物，且部分易生化的有机物在微生物共同作用下最终被转化为水、无机物和微生物污泥而在污水中去除；另一方面，反硝化菌大量存在缺氧池内，在缺氧条件下将硝酸盐、亚硝酸盐转化为氮气；

步骤4、二级生物处理

缺氧池出水流入活性污泥池，在曝气机通气供氧下，好氧微生物将有机物质分解为CO₂和水等无机物质，或合成为自身需要，进行新陈代谢；

步骤5、泥水分离

处理水流入絮凝沉淀池，泥水自然分离，沉于污泥斗中的污泥用污泥泵抽送回流至缺氧池进行再消化，剩余污泥用泵输送排至污泥池中聚集，并通过带式压滤机压滤；

步骤6、深度处理

经过带式压滤机泥水分离，而后自流到消毒池，经紫外线消毒后，进入垂直潜流式人工湿地作深度处理。

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