CN115259551A - 一种矿山企业生活区污水处理系统 - Google Patents
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Abstract
一种矿山企业生活区污水处理系统，包括调节缓冲池、污泥预混池、水解酸化池、接触氧化池、人工湿地，其中调节缓冲池暂存矿山企业生活区污水排放，缓冲均衡后续处理流量，使矿山企业生活区污水处理系统始终处于平稳运行状态；污泥预混池、水解酸化池结合，将水解酸化池污泥返回污泥预混池进行混合，使水解酸化池内的污水具有较高的污泥浓度，提高了水解酸化速度；水解酸化处理后的污水再经接触氧化池的生物膜处理，保证了最终处理后水的质量；经接触氧化池处理后的水利用人工湿地种植的水生植物，进一步脱氮除磷，最终达到排放标准。
Description
技术领域
本发明涉及矿山企业生活区污水处理技术领域，具体涉及一种矿山企业生活区污水处理系统。
背景技术
随着我国经济发展，国家对区域水环境治理提出了更高的要求，对于未纳入城市市政管网的特殊区域，如郊区或者偏僻的农村地区、矿山企业、风景区等，污水排放量小且分散，不适合建设城镇集中大规模的污水处理设施，同时这些地区污水水质与排放量波动大，污水规模可能从每天几百立方米到几千立方米之间波动，因此在进行污水处理系统设计时，通常会优先选用SBR或CAST污水处理工艺；但SBR或CAST污水处理工艺为厌氧、好氧或好氧、缺氧和厌氧交替间歇周期运行，因此运行控制复杂、运行期间水位变化大，需要配备专职人员进行运行管理，增加了污水处理系统运行管理成本。
发明内容
为了克服背景技术中的不足，本发明公开了一种矿山企业生活区污水处理系统，包括调节缓冲池、污泥预混池、水解酸化池、接触氧化池、人工湿地，其中调节缓冲池暂存矿山企业生活区污水排放，缓冲均衡后续处理流量，使矿山企业生活区污水处理系统始终处于平稳运行状态；污泥预混池、水解酸化池结合，将水解酸化池污泥返回污泥预混池进行预混合，使水解酸化池内的污水具有较高的污泥浓度，提高了水解酸化速度；水解酸化处理后的污水再经接触氧化池的生物膜处理，保证了最终处理后水的质量；经接触氧化池处理后的水利用人工湿地种植的水生植物，进一步脱氮除磷，最终达到排放标准。
为了实现所述发明目的，本发明采用如下技术方案：一种矿山企业生活区污水处理系统，包括调节缓冲池、污泥预混池、水解酸化池、接触氧化池、人工湿地，所述调节缓冲池、污泥预混池、水解酸化池、接触氧化池、人工湿地之间依次通过输水管道连接；其中污泥预混池与水解酸化池之间还反向设置有污泥管道，污泥管道上设置有污泥泵。
优选的，其中调节缓冲池、污泥预混池、水解酸化池、接触氧化池、人工湿地之间依次连接的输水管道上分别设置有预混池进水泵、酸化池进水泵、氧化池进水泵、人工湿地进水泵。
进一步的，污泥预混池上部设置有搅拌器。
进一步的，水解酸化池靠近底部设置有酸化池布水装置，酸化池布水装置通过输水管道与污泥预混池或酸化池进水泵出水口连接；酸化池布水装置上部设置有沉淀斜管；水解酸化池上部周边设置有溢水槽，溢水槽通过管道与接触氧化池或氧化池进水泵进水口连接。
进一步的，接触氧化池靠近底部设置有氧化池布水装置，氧化池布水装置通过管道与水解酸化池的溢水槽或氧化池进水泵出水口连接，氧化池布水装置上固定设置有钢丝网，钢丝网上部设置有焦炭块；氧化池布水装置下部设置有氧化池布气装置，氧化池布气装置通过管道连接有空气泵；氧化池布水装置上部设置有生物膜生长附着床；接触氧化池设有沉淀物排出口，沉淀物排出口连接设置有排污泵；接触氧化池上部周边设置有溢水槽，溢水槽与人工湿地或人工湿地进水泵进水口连接。
进一步的，所述生物膜生长附着床为垂直设置的沉淀管。
进一步的，相邻人工湿地连通设置有蓄水池；蓄水池与调节缓冲池、污泥预混池、水解酸化池之间设置有输水管道，输水管道上设置有蓄水池水泵。
进一步的，人工湿地种植有美人蕉和芦苇；蓄水池水体中按照70:20:10的数量比放养有单体重50-100克鲢鱼、鳙鱼、鲤鱼数十尾；蓄水池（6）底部按照60:40的重量比，放养有淡水蚌和田螺数公斤。
由于采用如上所述的技术方案，本发明具有如下有益效果：本发明公开的矿山企业生活区污水处理系统，包括调节缓冲池、污泥预混池、水解酸化池、接触氧化池、人工湿地，其中调节缓冲池暂存矿山企业生活区污水排放，缓冲均衡后续处理流量，使矿山企业生活区污水处理系统始终处于平稳运行状态；污泥预混池、水解酸化池结合，将水解酸化池污泥返回污泥预混池进行混合，使水解酸化池内的污水具有较高的污泥浓度，提高了水解酸化速度；水解酸化处理后的污水再经接触氧化池的生物膜处理，保证了最终处理后水的质量；经接触氧化池处理后的水利用人工湿地种植的水生植物，进一步脱氮除磷，最终达到排放标准；在本矿山企业生活区污水处理系统中，由于采用了水解酸化池厌氧处理和接触氧化池有氧处理分离结构，改善了SBR或CAST污水处理工艺厌氧、好氧或好氧、缺氧、厌氧交替间歇周期运行的弊端，简化了污水处理系统控制，无需单独配备专职管理人员，降低了污水处理系统运行管理成本。
附图说明
图1为矿山企业生活区污水处理系统工艺流程示意图；
图2为矿山企业生活区污水处理系统结构示意图。
图中：1、调节缓冲池；1.1、格栅过滤槽；2、污泥预混池；2.1、预混池进水泵；2.2、搅拌器；3、水解酸化池；3.1、酸化池进水泵；3.2、酸化池布水装置；3.3、沉淀斜管；3.5、污泥泵；4、接触氧化池；4.1、氧化池进水泵；4.2、氧化池布水装置；4.3、生物膜生长附着床；4.4、空气泵；4.5、氧化池布气装置；4.6、排污泵；5、人工湿地；5.1、人工湿地进水泵；6、蓄水池；6.1、蓄水池水泵。
具体实施方式
通过下面的实施例可以详细的解释本发明，公开本发明的目的旨在保护本发明范围内的一切技术改进。
一种矿山企业生活区污水处理系统，包括调节缓冲池1、污泥预混池2、水解酸化池3、接触氧化池4、人工湿地5，所述调节缓冲池1、污泥预混池2、水解酸化池3、接触氧化池4、人工湿地5之间依次通过输水管道连接；在矿山企业生活区污水处理系统设计建设中，尽可能利用山地起伏不平的地势特点，在调节缓冲池1、污泥预混池2、水解酸化池3、接触氧化池4、人工湿地5建设时自然设置高度差，利用高度差形成水体的自然流动，降低系统运行时的电能消耗；
调节缓冲池1在入水口处设置有格栅过滤槽1.1，格栅过滤槽1.1拦截污水中较大的固体悬浮物，防止固体悬浮物造成设备管道堵塞，而对于较小的有机固体颗粒物，考虑到本污水处理系统采用的是水解酸化+生物接触氧化处理工艺，较小的有机固体颗粒物可以被完全分解处理，因此不予拦截；调节缓冲池1主要调节暂存矿山企业生活区污水排放，其容量依据污水排放最高日最高时段两个小时排放量设计，缓冲均衡后续设备处理流量，使矿山企业生活区污水处理系统始终处于平稳运行状态；调节缓冲池1暂存的污水通过高度差自然流动进入污泥预混池2中，污泥预混池2中设置有水位高度控制阀；
其中污泥预混池2与水解酸化池3之间还反向设置有污泥管道，污泥管道上设置有污泥泵3.5，污泥泵3.5采用螺杆泵；通过螺杆泵将水解酸化池3底部沉淀的污泥返回污泥预混池2中，在污泥预混池2上部设置有搅拌器2.2，搅拌器2.2旋转使污泥预混池2的污水与水解酸化池3返回的污泥充分混合，提高进入水解酸化池3污水中污泥的含量，同时也提高了污泥中微生物与污水中有机颗粒物的接触，从而提高了水解酸化池3污水中有机物水解酸化的处理效率；污泥预混池2中的污水通过高度差自然流动进入水解酸化池3中；
水解酸化池3靠近底部设置有酸化池布水装置3.2，酸化池布水装置3.2与污泥预混池2通过DN100管道连接；酸化池布水装置3.2为平行设置的DN50的出水管，出水管上部以斜上45°对称、均布设置有若干出水孔，酸化池布水装置3.2距离池底设置有0.4-0.5m的距离；酸化池布水装置3.2上部设置有沉淀斜管3.3，沉淀斜管3.3长度为1.0m，底部距离酸化池布水装置3.2设有0.5m；水解酸化池3上部周边设置有溢水槽，溢水槽深0.3m，溢水槽3.4底部距离沉淀斜管3.3底部设有0.5m，溢水槽与接触氧化池4通过DN100管道连接；通过酸化池布水装置3.2进入水解酸化池3的污水均匀缓慢上升，流经沉淀斜管3.3时，沉淀斜管3.3加速污水中大部分水解酸化微生物及微生物包裹的有机物颗粒絮凝沉降，在水解酸化池3底部形成污泥层，流经沉淀斜管3.3的污水漫过溢流槽，再经管道自然流动至接触氧化池4中；与现有的升流式水解反应器不同的是：在升流式水解反应器中，是通过污泥层截留污水中的悬浮物，而在本专利的水解酸化池3中，则是通过沉淀斜管3.3加速污水中水解酸化微生物及微生物包裹的有机物颗粒絮凝沉降，因此本专利的水解酸化池3底部的污泥层从上至下，逐渐由彭松状态过渡至紧实状态，污泥泵3.5从水解酸化池3中泵出的污泥为紧实状态，其可以提高污泥泵3.5将水解酸化池3中的污泥泵送至污泥预混池2的效率，另外在排出处理多余污泥时，避免产生过多污水；污水在水解酸化池3中完成厌氧水解酸化，去除较多的有机物、降解分子量大和碳链较长的物质、提高污水的可生化性，在本污水处理系统中，污水在水解酸化池3中停留时间短，水解酸化池3內的优势菌群为水解酸化菌，少数为乙酸菌和产甲烷菌，因此水解酸化工艺不会进入产甲烷阶段，在水解酸化池3产生的少量气体可直接排入大气中，不会对人体和周围环境产生较大影响；
在接触氧化池4中，靠近底部设置有氧化池布水装置4.2，氧化池布水装置4.2与酸化池布水装置3.2结构相同，通过DN100管道连接与水解酸化池3的溢水槽连接，氧化池布水装置4.2距离池底设置有0.4-0.5m的距离；氧化池布水装置4.2上固定设置有钢丝网，钢丝网上平铺设置有一层粒径40-60mm的焦炭块；在氧化池布水装置4.2下部相距0.1m设置有氧化池布气装置4.5，氧化池布气装置4.5与酸化池布水装置3.2结构相同，氧化池布气装置4.5通过管道连接有空气泵4.4；氧化池布水装置4.2上部设置有生物膜生长附着床4.3，生物膜生长附着床4.3结构与沉淀斜管3.3相同，长度为1.0m，但其通孔与水面呈垂直状态，生物膜生长附着床4.3底部与氧化池布水装置4.2设有0.1-0.2m距离；接触氧化池4上部周边设置有溢水槽，溢水槽深0.3m，溢水槽底部距离生物膜生长附着床4.3顶部设有约0.5m，溢水槽3.4与人工湿地5通过DN100管道连接；通过氧化池布水装置4.2进入接触氧化池4的污水缓慢上升，同时空气泵4.4通过氧化池布气装置4.5向污水曝气充氧，经曝气充氧后的污水经过焦炭块、生物膜生长附着床4.3后升至接触氧化池4上部；污水中好氧微生物大量摄入水中的有机污染物作为营养物质快速生长、繁殖，同时将有机污染物转化为二氧化碳和水，使污染物浓度降低；好氧微生物会在随水流上升过程中会吸附在焦炭块、生物膜生长附着床4.3上，逐渐形成好氧生物膜，因好氧生物膜直接受到上升曝气充氧后的水流的不断冲刷，自身不断繁殖更新，持续对水流进行净化；当好氧生物膜生长到一定厚度后，生物膜内层的好氧微生物由于缺氧而老化，老化的好氧微生物进行厌氧代谢，在焦炭块、生物膜生长附着床4.3表面产生气体而发生剥离作用，另外在上升水流的冲刷作用下，生物膜发生局部片状脱落，生物膜脱落后的焦炭块、生物膜生长附着床4.3的表面又会被新的好氧微生物附着生长，形成好氧生物膜的新陈代谢；在接触氧化池4设置焦炭块、生物膜生长附着床4.3的目的，是利用焦炭块的多孔性及粗糙表面，首先在焦炭块表面快速生成好氧生物膜，然后再利用焦炭块表面好氧生物膜游离出的大量好氧微生物，再在生物膜生长附着床4.3上快速生成好氧生物膜，因此可显著缩短接触氧化池4中好氧生物膜的形成时间；另外，生物膜生长附着床4.3因其表面较为光滑，因此在生物膜生长附着床4.3上的好氧生物膜脱落更新、新陈代谢速度会较快，避免接触氧化池4中的好氧生物膜出现老化问题；还有，在接触氧化池4中采用焦炭块、生物膜生长附着床4.3的结构，具有较大的水流通过空隙，可避免因好氧生物膜形成后造成水头损失大幅增加而导致的上升水流速度下降，造成接触氧化池4的处理能力下降；
在水解酸化池3中，酸化池布水装置3.2、沉淀斜管3.3设置在水解酸化池3中间，酸化池布水装置3.2、沉淀斜管3.3距离水解酸化池3边缘设置有0.5-0.8m的距离；同样的，在接触氧化池4中，氧化池布水装置4.2、氧化池布气装置4.5、生物膜生长附着床4.3距离接触氧化池4边缘设置有0.5-0.8m的距离；在水解酸化池3、接触氧化池4中，中间的上升水流会在边缘下降，形成循环水流，在水流循环过程中，水解酸化池3中的污泥、接触氧化池4中脱落的好氧生物膜会沉淀在水解酸化池3、接触氧化池4的底部，因此经水解酸化池3、接触氧化池4上部溢流槽中溢出的水流中，污泥及生物膜含量均较低，因此水解酸化池3、接触氧化池4均无需再单独设置二次沉淀池；
在接触氧化池4底部还设有沉淀物排出口，沉淀物排出口连接设置有排污泵4.6，排污泵4.6采用螺杆泵，用于排出接触氧化池4底部沉积的生物膜；
经接触氧化池4处理后的清水流入人工湿地5；人工湿地5由三级人工湿地系统组成，面积约120平方米，底部用粘土夯实，铺设砾石和砂质黄土壤，厚度0.5m，设计水深5cm，植物选用多年生美人蕉和芦苇，其中美人蕉终年常绿，根系发达，不仅具有较好的有机物、氮、磷的去除效果，而且还具有较高的观赏价值；人工湿地5通过水生植物和土壤的吸收、吸附以及微生物的协同作用，进一步脱氮除磷；
相邻人工湿地5连通设置有蓄水池6，蓄水池6设计容量50立方米，作为最终处理后水体的存储池；蓄水池6与调节缓冲池1、污泥预混池2、水解酸化池3之间设置有输水管道，输水管道上设置有蓄水池水泵6.1，通过蓄水池6存储的水定期对调节缓冲池1、污泥预混池2、水解酸化池3进行反向冲洗，同时还可利用蓄水池6存储的水作为矿区渣场喷淋系统用水和绿化用水，对于多余的处理后的水则对外排放；另外，为防止蓄水池6中存储水体水质的恶化，蓄水池6水体中按照70:20:10的数量比放养有单体重50-100克鲢鱼、鳙鱼、鲤鱼20-30尾，蓄水池6底部按照60:40的重量比，放养5公斤淡水蚌和田螺，利用水生动物的自然调节，维持蓄水池6水体的水质保持稳定；蓄水池6水体中放养生物密度可在后续持续跟踪，由其自然调节保持平衡，必要时适当进行人工干预。
在矿山企业生活区污水处理系统设计建设中，如果不能利用地势在调节缓冲池1、污泥预混池2、水解酸化池3、接触氧化池4、人工湿地5之间自然设置高度差，则在调节缓冲池1、污泥预混池2、水解酸化池3、接触氧化池4、人工湿地5之间依次连接的输水管道上分别设置预混池进水泵2.1、酸化池进水泵3.1、氧化池进水泵4.1、人工湿地进水泵5.1，利用水泵在各个单元之间进行水流输送。
另外在矿山企业生活区污水处理系统中，水解酸化池3也可以采用传统的升流式水解反应器，从而省去污泥预混池2，进一步简化矿山企业生活区污水处理系统的结构。
本发明未详述部分为现有技术。
Claims (8)
1.一种矿山企业生活区污水处理系统，其特征是：包括调节缓冲池（1）、污泥预混池（2）、水解酸化池（3）、接触氧化池（4）、人工湿地（5），所述调节缓冲池（1）、污泥预混池（2）、水解酸化池（3）、接触氧化池（4）、人工湿地（5）之间依次通过输水管道连接；其中污泥预混池（2）与水解酸化池（3）之间还反向设置有污泥管道，污泥管道上设置有污泥泵（3.5）。
2.根据权利要求1所述矿山企业生活区污水处理系统，其特征是：其中调节缓冲池（1）、污泥预混池（2）、水解酸化池（3）、接触氧化池（4）、人工湿地（5）之间依次连接的输水管道上分别设置有预混池进水泵（2.1）、酸化池进水泵（3.1）、氧化池进水泵（4.1）、人工湿地进水泵（5.1）。
3.根据权利要求1所述矿山企业生活区污水处理系统，其特征是：污泥预混池（2）上部设置有搅拌器（2.2）。
4.根据权利要求2或3所述矿山企业生活区污水处理系统，其特征是：水解酸化池（3）靠近底部设置有酸化池布水装置（3.2），酸化池布水装置（3.2）通过输水管道与污泥预混池（2）或酸化池进水泵（3.1）出水口连接；酸化池布水装置（3.2）上部设置有沉淀斜管（3.3）；水解酸化池（3）上部周边设置有溢水槽，溢水槽通过管道与接触氧化池（4）或氧化池进水泵（4.1）进水口连接。
5.根据权利要求2或3所述矿山企业生活区污水处理系统，其特征是：接触氧化池（4）靠近底部设置有氧化池布水装置（4.2），氧化池布水装置（4.2）通过管道与水解酸化池（3）的溢水槽或氧化池进水泵（4.1）出水口连接，氧化池布水装置（4.2）上固定设置有钢丝网，钢丝网上部设置有焦炭块；氧化池布水装置（4.2）下部设置有氧化池布气装置（4.5），氧化池布气装置（4.5）通过管道连接有空气泵（4.4）；氧化池布水装置（4.2）上部设置有生物膜生长附着床（4.3）；接触氧化池（4）设有沉淀物排出口，沉淀物排出口连接设置有排污泵（4.6）；接触氧化池（4）上部周边设置有溢水槽，溢水槽与人工湿地（5）或人工湿地进水泵（5.1）进水口连接。
6.根据权利要求5所述矿山企业生活区污水处理系统，其特征是：所述生物膜生长附着床（4.3）为垂直设置的沉淀管。
7.根据权利要求6所述矿山企业生活区污水处理系统，其特征是：相邻人工湿地（5）连通设置有蓄水池（6）；蓄水池（6）与调节缓冲池（1）、污泥预混池（2）、水解酸化池（3）之间设置有输水管道，输水管道上设置有蓄水池水泵（6.1）。
8.根据权利要求7所述矿山企业生活区污水处理系统，其特征是：人工湿地种植有美人蕉和芦苇；蓄水池（6）水体中按照70:20:10的数量比放养有单体重50-100克鲢鱼、鳙鱼、鲤鱼数十尾；蓄水池（6）底部按照60:40的重量比，放养有淡水蚌和田螺数公斤。
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| US5387344A (en) * | 1992-11-13 | 1995-02-07 | Monsanto Enviro-Chem Systems, Inc. | Process for treating waste water oxidation ponds to abate malodors |
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