CN112479479A - 一种用于雨天管网溢流并进行河道补水的生态塘系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于雨天管网溢流并进行河道补水的生态塘系统，涉及废水处理技术领域，包括管网溢流污水收集调蓄系统、一体化污水处理系统、尾水提升生态塘系统及河流生态补水系统四个子系统，本发明可实现COD、氨氮、总磷以及难降解有毒有害有机物等污染物的有效降解，尾水进入生态塘系统进一步进行水质提升达到Ⅳ类水以上标准，用于河道生态补水,经过一体化污水处理系统和尾水提升生态塘系统净化处理后的出水作为生态补水，可增加河道的生态基流和流动性等，提升河流水质，是一项环境友好型的发明。

Description

一种用于雨天管网溢流并进行河道补水的生态塘系统
技术领域
本发明涉及废水处理技术领域，具体是涉及一种用于雨天管网溢流并进行河道补水的生态塘系统。
背景技术
近年来，随着城市水环境污染治理工作推进，城市点源污染控制效果良好，但合流制管道溢流(combined sewer overflows，CSOs)作为城市典型的非点源污染的危害日益凸显。合流制溢流污染主要集中在降雨时节，混合了大量地表污染物的雨水和城市生活污水被溢流至受纳水体，尤其对于我国南方多雨地区更为突出。溢流污水中含有各种病原微生物、氮磷等营养元素、各种病菌及难降解有毒有害物质，会在降雨期间通过侵蚀或冲刷进行迁移，对城市水体造成污染。随着城市化发展的提速，合流水溢流污染问题日趋严重，目前合流制污染已经成为城市改善水体质量指标的重要制约因素之一。因此，为了能够改善城市水环境质量，开展雨天合流制管网溢流污染控制研究是非常必要的。
虽然部分城区近年来一直在开展雨污分流改造工程，以减少合流制系统对水体的污染，但是合流制排水系统主要存在于大多数老城区中，管网改造工程难度大，并不是短期内能完成的工程。此外，由于合流制管网溢流污染具有季节性、不可预见性、瞬时水量大、污染物浓度高，以及城市污水处理系统能力紧张，现有工程难以很好应对雨天合流制管网溢流污水的收集和处理。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种用于雨天管网溢流并进行河道补水的生态塘系统。
本发明的技术方案是：一种用于雨天管网溢流并进行河道补水的生态塘系统，包括管网溢流污水收集调蓄系统、一体化污水处理系统、尾水提升生态塘系统及河流生态补水系统四个子系统：
管网溢流污水收集调蓄系统：所述管网溢流污水收集调蓄系统主要用于短时间大量溢流污水的收集调蓄，以及对进入一体化污水处理系统水质收集与数据采集，利用数学模型计算和实际监测进入调蓄系统的管网溢流污水水量，从而确定收集调蓄系统的容量；
一体化污水处理系统：所述一体化污水处理系统包括A/O工艺系统、催化臭氧化系统和膜分离系统，所述催化臭氧化系统作为氧化剂和消毒剂，对水体内残留的有机物进行分解并对池内进行杀菌，所述膜分离系统采用有机膜对催化剂进行过滤；有效降解处理污水中的有机物和脱氮除磷，同时高效处理污水中难降解的持久性有毒有害有机污染物，使得出水达到Ⅴ类水标准；
尾水提升生态塘系统：将经过一体化污水处理系统处理后的出水引流至尾水提升生态塘系统进行水质提升，所述尾水提升生态塘系统包括曝气增氧区和水生植物区，所述水生植物区内培养有丝藻、绿毛藻、刚毛藻，种植在池底，池内水深控制在0.5-1m；
河流生态补水系统：将经过尾水提升生态塘系统处理的出水进行监测，监测满足要求后排放至河道，作为生态补水。
进一步地，可根据以下不同的管网溢流情况灵活调整：
当晴天下游污水管网和污水处理厂有余量，管网溢流污水收集调蓄系统收集的污水则优先抽回管网进入污水厂进行处理；
当超出污水厂处理能力的污水则通过进水泵分批引入一体化污水处理系统；
当遇到溢流持续时间过长，污水超出管网溢流污水收集调蓄系统的容量时，开启收集调蓄系统通向生态塘系统的阀门，同步进行污水收集与处理，尽可能削减溢流污水对受纳水体的污染负荷。
进一步地，所述A/O工艺系统包括用于分离泥沙的沉砂池、用于反硝化去除硝态氮的缺氧池、同时去除部分BOD，也有水解反应提高可生化性的作用，用于分解有机物的好氧池、用于去除水中悬浮物的沉淀池、污泥池。
进一步地，所述缺氧池溶解氧控制在0.2-0.5mg/L，所述好氧池溶解氧含量控制在3-4mg/L。
进一步地，所述污泥池内铺设有活性污泥，池内定期撒入益水菌，益水菌撒入周期1次/月，所述活性污泥池内溶解氧浓度为1-2mg/L，活性污泥作为益水菌的培养基对水体内的有机物进行分解。
进一步地，所述一体化污水处理系统在常规的A/O工艺处理简单有机物和脱氮除磷后，水中仍然存在有致癌、致畸、致突变的难降解持久性有机污染物，采取催化臭氧化进一步深度处理，利用臭氧在催化剂作用下产生更多的活性氧物质,如·OH，其氧化能力极强，反应无选择性，能高效氧化降解高稳定性、难降解的有机物，最后通过膜分离工艺将催化剂与出水分离。
进一步地，所述曝气增氧区池内铺设管道，采用微孔曝气法对池内水体增氧，并同时设置曝气设备增氧和水车推流设备,多种增氧装置能快速增加水体内氧含量。
进一步地，所述水生植物区内丝藻、绿毛藻、刚毛藻种植面积比例为2:1:1，通过以上植物进一步去除水体中的有机物和富营养化物质，使得出水达到Ⅳ类水标准。
本发明的有益效果是：
(1)本发明能对雨天合流制管网短时间内大量溢流污水进行有效收集调蓄，控制溢流污水直接汇入受纳水体；针对溢流污水浓度高及城市污水处理系统处理能力紧张难题，管网溢流污水收集调蓄系统收集的污水则优先抽回管网进入污水厂进行处理，超出污水厂处理能力的污水则通过进水泵分批引入一体化污水处理系统净化处理，可实现COD、氨氮、总磷以及难降解有毒有害有机物等污染物的有效降解，尾水进入生态塘系统进一步进行水质提升达到Ⅳ类水以上标准，用于河道生态补水。
(2)本发明可有效控制雨天合流制管网溢流污染和有利于减小城市洪涝灾害，经过一体化污水处理系统和尾水提升生态塘系统净化处理后的出水作为生态补水，可增加河道的生态基流和流动性等，提升河流水质，是一项环境友好型的发明。
附图说明
图1是本发明各系统的关系框图。
其中，1-管网溢流污水收集调蓄系统、2-一体化污水处理系统、3-尾水提升生态塘系统、4-河流生态补水系统、31-曝气增氧区、32-水生植物区。
具体实施方式
实施例1：
如图1所示的一种用于雨天管网溢流并进行河道补水的生态塘系统，包括管网溢流污水收集调蓄系统1、一体化污水处理系统2、尾水提升生态塘系统3及河流生态补水系统4四个子系统：
管网溢流污水收集调蓄系统1：管网溢流污水收集调蓄系统1主要用于短时间大量溢流污水的收集调蓄，以及对进入一体化污水处理系统水质收集与数据采集，利用数学模型计算和实际监测进入调蓄系统的管网溢流污水水量，从而确定收集调蓄系统的容量；
一体化污水处理系统2：一体化污水处理系统2包括A/O工艺系统、催化臭氧化系统和膜分离系统，A/O工艺系统包括用于分离泥沙的沉砂池、用于反硝化去除硝态氮的缺氧池、同时去除部分BOD，也有水解反应提高可生化性的作用，用于分解有机物的好氧池、用于去除水中悬浮物的沉淀池、污泥池，缺氧池溶解氧控制在0.5mg/L，好氧池溶解氧含量控制在3mg/L，污泥池内铺设有活性污泥，池内定期撒入益水菌，益水菌撒入周期1次/月，活性污泥池内溶解氧浓度为1mg/L，活性污泥作为益水菌的培养基对水体内的有机物进行分解，催化臭氧化系统作为氧化剂和消毒剂，对水体内残留的有机物进行分解并对池内进行杀菌，膜分离系统采用有机膜对催化剂进行过滤；有效降解处理污水中的有机物和脱氮除磷，同时高效处理污水中难降解的持久性有毒有害有机污染物，使得出水达到Ⅴ类水标准；
尾水提升生态塘系统3：将经过一体化污水处理系统2处理后的出水引流至尾水提升生态塘系统3进行水质提升，尾水提升生态塘系统3包括曝气增氧区31和水生植物区32，曝气增氧区池内铺设管道，采用微孔曝气法对池内水体增氧，并同时设置曝气设备增氧和水车推流设备,多种增氧装置能快速增加水体内氧含量，水生植物区内培养有丝藻、绿毛藻、刚毛藻，种植在池底，池内水深控制在0.5-1m，水生植物区内丝藻、绿毛藻、刚毛藻种植面积比例为2:1:1，通过以上植物进一步去除水体中的有机物和富营养化物质，使得出水达到Ⅳ类水标准；
河流生态补水系统4：将经过尾水提升生态塘系统3处理的出水进行监测，监测满足要求后排放至河道，作为生态补水。
晴天下游污水管网和污水处理厂有余量，管网溢流污水收集调蓄系统收集的污水则优先抽回管网进入污水厂进行处理；
一体化污水处理系统2在常规的A/O工艺处理简单有机物和脱氮除磷后，水中仍然存在有致癌、致畸、致突变的难降解持久性有机污染物，采取催化臭氧化进一步深度处理，利用臭氧在催化剂作用下产生更多的活性氧物质,如·OH，其氧化能力极强，反应无选择性，能高效氧化降解高稳定性、难降解的有机物，最后通过膜分离工艺将催化剂与出水分离。
实施例2：
实施例2与实施例1的不同之处在于：缺氧池溶解氧控制在0.3mg/L，好氧池溶解氧含量控制在3.5mg/L，活性污泥池内溶解氧浓度为1.5mg/L，超出污水厂处理能力的污水则通过进水泵分批引入一体化污水处理系统。
实施例3：
实施例3与实施例1的不同之处在于：缺氧池溶解氧控制在0.2mg/L，好氧池溶解氧含量控制在4mg/L，活性污泥池内溶解氧浓度为2mg/L，遇到溢流持续时间过长，污水超出管网溢流污水收集调蓄系统的容量时，开启收集调蓄系统通向生态塘系统的阀门，同步进行污水收集与处理，尽可能削减溢流污水对受纳水体的污染负荷。
表1：各个实施例的水质检测结果对比表：
Figure BDA0002740329830000051
Figure BDA0002740329830000061
对比以上三组实施例，得出结论，当缺氧池溶解氧控制在0.2mg/L，好氧池溶解氧含量控制在4mg/L时，氨氮和磷含量数据最底，COD去除率最高。

Claims (8)

1.一种用于雨天管网溢流并进行河道补水的生态塘系统，其特征在于，包括管网溢流污水收集调蓄系统(1)、一体化污水处理系统(2)、尾水提升生态塘系统(3)及河流生态补水系统(4)四个子系统：
管网溢流污水收集调蓄系统(1)：所述管网溢流污水收集调蓄系统(1)主要用于短时间大量溢流污水的收集调蓄，以及对进入一体化污水处理系统水质收集与数据采集，利用数学模型计算和实际监测进入调蓄系统的管网溢流污水水量，从而确定收集调蓄系统的容量；
一体化污水处理系统(2)：所述一体化污水处理系统(2)包括A/O工艺系统、催化臭氧化系统和膜分离系统，所述催化臭氧化系统作为氧化剂和消毒剂，对水体内残留的有机物进行分解并对池内进行杀菌，所述膜分离系统采用有机膜对催化剂进行过滤；
尾水提升生态塘系统(3)：将经过一体化污水处理系统(2)处理后的出水引流至尾水提升生态塘系统(3)进行水质提升，所述尾水提升生态塘系统(3)包括曝气增氧区(31)和水生植物区(32)，所述水生植物区内培养有丝藻、绿毛藻、刚毛藻，种植在池底，池内水深控制在0.5-1m；
河流生态补水系统(4)：将经过尾水提升生态塘系统(3)处理的出水进行监测，监测满足要求后排放至河道，作为生态补水。
2.如权利要求1所述的一种用于雨天管网溢流并进行河道补水的生态塘系统，其特征在于，可根据以下不同的管网溢流情况灵活调整：
当晴天下游污水管网和污水处理厂有余量，管网溢流污水收集调蓄系统收集的污水则优先抽回管网进入污水厂进行处理；
当超出污水厂处理能力的污水则通过进水泵分批引入一体化污水处理系统；
当遇到溢流持续时间过长，污水超出管网溢流污水收集调蓄系统的容量时，开启收集调蓄系统通向生态塘系统的阀门，同步进行污水收集与处理。
3.如权利要求1所述的一种用于雨天管网溢流并进行河道补水的生态塘系统，其特征在于，所述A/O工艺系统包括用于分离泥沙的沉砂池、用于反硝化去除硝态氮的缺氧池、用于分解有机物的好氧池、用于去除水中悬浮物的沉淀池、污泥池。
4.如权利要求3所述的一种用于雨天管网溢流并进行河道补水的生态塘系统，其特征在于，所述缺氧池溶解氧控制在0.2-0.5mg/L，所述好氧池溶解氧含量控制在3-4mg/L。
5.如权利要求3所述的一种用于雨天管网溢流并进行河道补水的生态塘系统，其特征在于，所述污泥池内铺设有活性污泥，池内定期撒入益水菌，益水菌撒入周期1次/月，所述活性污泥池内溶解氧浓度为1-2mg/L。
6.如权利要求1所述的一种用于雨天管网溢流并进行河道补水的生态塘系统，其特征在于，所述一体化污水处理系统(2)在常规的A/O工艺处理简单有机物和脱氮除磷后，水中仍然存在有致癌、致畸、致突变的难降解持久性有机污染物，采取催化臭氧化进一步深度处理，利用臭氧在催化剂作用下产生更多的活性氧物质。
7.如权利要求1所述的一种用于雨天管网溢流并进行河道补水的生态塘系统，其特征在于，所述曝气增氧区池内铺设管道，采用微孔曝气法对池内水体增氧，并同时设置曝气设备增氧和水车推流设备。
8.如权利要求1所述的一种用于雨天管网溢流并进行河道补水的生态塘系统，其特征在于，所述曝气增氧区池内铺设管道，采用微孔曝气法对池内水体增氧。
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