CN116282771B - 以悬浮填料为核心的村镇污水处理系统及处理工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种以悬浮填料为核心的村镇污水处理系统及处理工艺，处理系统包括预处理单元，预处理单元包括依次连接的除砂调节池、圆形格栅、碳磷分离池及碳源回收池，氮磷分离池依次与填料型好氧池、填料型缺氧池、承插式平板介质滤池及生态沟渠连接，碳磷分离池的出口还与碳源回收池的进口连接，碳源回收池的出口与填料型缺氧池的进口连接；承插式平板介质滤池的出口与填料型好氧池的进口连接形成回流系统；碳磷分离池的出水端与生态沟渠出水端之间设置超越管线；预处理单元臭气收集罩负压收集预处理单元产生的包含大量空气的臭气，臭气经除臭管道排入填料型好氧池。本发明可解决现有村镇污水处理系统工艺设备复杂、适应性差等问题。
Description
技术领域
本发明属于污水处理技术领域，具体涉及一种以悬浮填料为核心的村镇污水处理系统及处理工艺。
背景技术
目前，传统村镇污水处理设备主要以活性污泥法为核心，普遍存在工艺复杂、技术适应性差、抗冲击负荷能力差、活性污泥难以维持、运行模式单一、投资运行成本高、运维难度大、环境友好性差等诸多实际问题，难以满足双碳背景下村镇生活污水处理绿色低碳发展需求。
因此，亟需结合我国村镇实际提出一种可工程实施的新型村镇污水处理系统，提升村镇生活污水处理设备的技术适应性、技术经济性、运行稳定性和运行灵活性，降低投资运行成本、碳排放量和运行维护难度，助力我国村镇生活污水治理技术及装备高质量发展。
发明内容
本发明的目的是在于克服现有技术中存在的不足，提供了一种以悬浮填料为核心的村镇污水处理系统及处理工艺。本发明通过设置填料型好氧池、填料型缺氧池、承插式平板介质滤池、生态沟渠、预处理单元臭气收集罩等创新单元和防堵塞螺旋泵、圆形格栅等关键配套设备的配置，系统运行稳定、运行模式可调、运行管理简便、低碳集约、环境友好，可解决现有村镇污水处理系统工艺设备复杂、技术适应性差、运行模式单一、投资运行成本高、运维难度大、环境友好性差等系列问题。
为实现以上技术目的，本发明实施例采用的技术方案是：
第一方面，本发明实施例提供了一种以悬浮填料为核心的村镇污水处理系统，包括预处理单元，所述预处理单元包括除砂调节池、圆形格栅、碳磷分离池及碳源回收池；
所述除砂调节池的出口端与圆形格栅的进口端连接，所述圆形格栅与碳磷分离池拼接在一起，所述圆形格栅的出口端与所述碳磷分离池的进口端连接，所述碳磷分离池的出口端分别与填料型好氧池及碳源回收池的进口端连接，所述填料型好氧池的出口端与填料型缺氧池的进口端连接，所述填料型缺氧池的出口端与承插式平板介质滤池的进口端连接，所述承插式平板介质滤池的出口端与生态沟渠的进口端连接；
所述碳源回收池的出水端与填料型缺氧池的进口端连接，所述碳源回收池的底部设置有出泥口；
所述承插式平板介质滤池的出口端与填料型好氧池的进口端连接形成回流系统；
所述碳磷分离池的出水端与生态沟渠出水端之间设置超越管线；
所述预处理单元设置有臭气收集罩，所述臭气收集罩负压收集所述预处理单元产生的包含大量空气的臭气，所述臭气经除臭管道排入填料型好氧池进行协同除臭。
进一步地，所述碳源回收池在厌氧搅拌下对碳磷分离池排放的分离污泥进行水解产酸，所述分离污泥含吸附溶解性有机物饱和的粉末活性炭、悬浮固体和磷酸盐化学沉淀物。
进一步地，所述填料型好氧池通过悬浮填料表面附着的生物膜在好氧条件下进行硝化反应，其中悬浮填料的比表面积800~1000m2/m3，填充率为30% ~50%，在曝气和除臭管道排出的一定流量臭气的综合作用下所述悬浮填料呈流化状态。
进一步地，所述填料型缺氧池通过悬浮填料表面附着的生物膜在缺氧条件下的反硝化实现污水脱氮，其中所述悬浮填料的比表面积800~1000m2/m3，填充率为30%~50%，在搅拌或推进器作用下所述悬浮填料呈流化状态；
所述填料型缺氧池主要以所述碳源回收池产生的富含碳源的上清液作为反硝化碳源，并设置垃圾渗滤液和碳源投加系统。
进一步地，所述承插式平板介质滤池包括2个平行系列，每个系列包括进水区、承插式平板过滤介质模块和出水区，不设置反冲洗系统，其中承插式平板过滤介质模块包括过滤介质层和支撑层，所述过滤介质层两侧为轻质铝合金制作的平面网格状支撑层。
进一步地，所述生态沟渠为生态处理单元，包括沉水植物和沟渠，利用沟渠内沉水植物根系生物膜的微生物作用和同化作用去除污水中部分氨氮和磷酸盐，并利用沉水植物光合作用确保出水为好氧状态。
进一步地，所述除砂调节池耦合水力旋流除砂功能，所述圆形格栅耦合设置于碳磷分离池上部，采用栅板孔径为0.75~3mm的水平固定式圆形栅板，不设置反冲洗系统。
第二方面，本发明实施例提供了一种以悬浮填料为核心的村镇污水处理工艺，应用于上述以悬浮填料为核心的村镇污水处理系统，包括以下步骤：
步骤S1、村镇污水通过污水管网或专用集中收集槽车进入设计停留时间12~24h的除砂调节池进行水质、水量调节和水力旋流除砂；
步骤S2、除砂调节池出水通过轴流式防堵塞螺旋泵提升至圆形格栅进行污水中细小颗粒物和缠绕物的高效拦截去除；
步骤S3、圆形格栅出水自流进入下部拼接的设计停留时间0.5~1h的碳磷分离池，通过投药系统向所述碳磷分离池中投加混凝剂和粉末活性炭实现污水中悬浮物、有机物和总磷的强化去除，所述混凝剂的投加量为40~80mg/L，所述粉末活性炭的投加量为0~40mg/L；
步骤S4、碳磷分离池出水自流进入填料型好氧池，在溶解氧为0.5~1mg/L和设计水力停留时间4~6h下进行硝化反应实现污水中大部分氨氮的去除，预处理单元臭气收集罩负压收集的含大量空气的臭气经除臭管道排入填料型好氧池进行协同除臭，同时实现曝气充氧和悬浮填料强化流化；
步骤S5、碳磷分离池底部的分离污泥排入碳源回收池进行厌氧发酵产酸，实现污水中内碳源的回收，所述分离污泥的污泥龄为3~5d，污泥浓度MLSS为4~6g/L，在搅拌功率密度0.2 ~0.5W/m3的条件下碳源回收池的上部形成上清液层，下部形成污泥层，污泥层高度占比控制在60%~80%，其中碳源回收池底部排出的富含磷的污泥进行就地土地利用；
步骤S6、填料型好氧池出水与碳源回收池中富含碳源的上清液进入填料型缺氧池，在缺氧和设计水力停留时间2~4h下进行反硝化反应；当系统脱氮率要求不低于80%或出水TN要求不超过10mg/L时，开启碳源投加，碳源投加量与强化脱氮量的比值为3~4，其中所述碳源投加量以mg/L COD计；
步骤S7、填料型缺氧池出水自流进入设计水力停留时间5~10min的2个平行系列设置的承插式平板介质滤池，利用可灵活更换的承插式平板过滤介质模块对悬浮填料表面脱落的生物膜和碳磷分离池出水中的悬浮固体进行快速过滤处理，其中承插式平板过滤介质模块的更换周期为5~10d；
步骤S8、承插式平板介质滤池出水自流进入长度20~100m、宽度0.3~0.5m、深度0.5~1m的生态沟渠进行污水生态处理，利用沉水植物去除污水中3~5mg/L的氨氮和0.2~0.5mg/L的磷酸盐，并利用沉水植物的光合作用为出水充氧，满足相关污水再生利用标准的生态沟渠出水可资源化用于村镇地表水补水。
进一步地，当村镇污水处理系统出水用于农业灌溉用水时，污水经除砂调节池、圆形格栅和碳磷分离池的预处理，碳磷分离池出水通过超越管线超越填料型好氧池、填料型缺氧池、承插式平板介质滤池和生态沟渠而直接资源化利用，此模式下，所述碳磷分离池主要进行污水中颗粒态有机物的去除，投药系统混凝剂的投加量为10~40mg/L。
进一步地，无村镇污水期间，开启垃圾渗滤液投加系统向填料型缺氧池内投加富含有机物和氨氮的新鲜村镇垃圾渗滤液，同时开启设置在承插式平板介质滤池出水区与填料型好氧池之间的回流系统，以维持无污水期间填料型好氧池和填料型缺氧池内悬浮填料表面附着生物膜的生物活性。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
（1）本发明村镇污水处理系统通过设置填料型好氧池、填料型缺氧池、承插式平板介质滤池、生态沟渠、预处理单元臭气收集罩等创新单元和防堵塞螺旋泵、圆形格栅等新型关键配套设备的配置，可解决现有村镇生活污水处理系统工艺设备复杂、技术适应性差、运行模式单一、投资运行成本高、运维难度大、环境友好性差等系列问题。
（2）本发明通过设置碳磷分离池与碳源回收池、采用基于悬浮填料的生物膜法替代活性污泥法和增设污水生态处理单元生态沟渠，重构了传统村镇污水处理工艺，无需设置硝化液回流和污泥回流，使系统建设运行成本、碳排放强度、运行维护难度等均明显降低。
（3）本发明结合村镇实际特征，利用生态沟渠用于村镇污水中部分营养盐的生态处理，提出了基于村镇污水不同排放标准和资源化利用途径的多种工艺运行模式，并投加村镇垃圾渗滤液用于无污水期间系统填料型好氧池和填料型缺氧池内悬浮填料表面附着生物膜的生物活性的维持。
（4）本发明创新将污水预处理单元除臭单元与污水生物处理单元有机耦合，实现了除臭、悬浮填料流化强化和臭气曝气充氧的三者协同。
（5）本发明根据出水排放标准和污水再生利用途径可采用多种工艺单元组合模式：当系统出水用于地表水补水时，采用预处理+生物处理+深度处理+生态处理的单元组合模式，并且通过填料型缺氧池投加碳源可满足更高的TN排放标准；当系统出水用于农业灌溉用水时，通过超越生物处理单元、深度处理单元和生态处理单元，预处理单元碳磷分离池出水直接回用；本发明针对性、实用性和可操作性强，可为村镇污水治理提供新思路，对助力我国村镇污水治理绿色低碳高质量发展具有重要意义。
附图说明
图1是本发明以悬浮填料为核心的村镇污水处理系统的工艺流程图。
具体实施方式
如图1所示，本发明提供了一种以悬浮填料为核心的村镇污水处理系统，包括预处理单元，预处理单元包括除砂调节池、圆形格栅、碳磷分离池及碳源回收池；
其中除砂调节池的出口端与圆形格栅的进口端连接，圆形格栅与碳磷分离池拼接在一起，圆形格栅的出口端与碳磷分离池的进口端连接，碳磷分离池的出口端分别与填料型好氧池及碳源回收池的进口端连接，填料型好氧池的出口端与填料型缺氧池的进口端连接，填料型缺氧池的出口端与承插式平板介质滤池的进口端连接，承插式平板介质滤池的出口端与生态沟渠的进口端连接；
碳源回收池的出水端与填料型缺氧池的进口端连接，碳源回收池的底部设置有出泥口；
承插式平板介质滤池的出口端与填料型好氧池的进口端连接形成回流系统；
碳磷分离池的出水端与生态沟渠出水端之间设置超越管线；
预处理单元设置有臭气收集罩，臭气收集罩负压收集预处理单元产生的包含大量空气的臭气，臭气经除臭管道排入填料型好氧池进行协同除臭。
具体地，碳磷分离池通过投药系统投加混凝剂和粉末活性炭，可实现污水中悬浮物、有机物、总磷的强化去除。
碳源回收池在厌氧搅拌下对碳磷分离池排放的分离污泥进行水解产酸，实现污水中内碳源的回收，分离污泥含吸附溶解性有机物饱和的粉末活性炭、悬浮固体和磷酸盐化学沉淀物。
填料型好氧池通过悬浮填料表面附着的生物膜在好氧条件下进行硝化反应，其中悬浮填料的比表面积800~1000m2/m3，填充率为30% ~50%，在曝气和除臭管道排出的一定流量臭气的综合作用下悬浮填料呈流化状态。
填料型缺氧池通过悬浮填料表面附着的生物膜在缺氧条件下的反硝化实现污水脱氮，其中悬浮填料的比表面积800~1000m2/m3，填充率为30%~50%，在搅拌或推进器作用下悬浮填料呈流化状态；
填料型缺氧池主要以碳源回收池产生的富含碳源的上清液作为反硝化碳源，并设置垃圾渗滤液和碳源投加系统。
承插式平板介质滤池包括2个平行系列，每个系列包括进水区、承插式平板过滤介质模块和出水区，不设置反冲洗系统，其中承插式平板过滤介质模块包括过滤介质层和支撑层，过滤介质层两侧为轻质铝合金制作的平面网格状支撑层。
生态沟渠为生态处理单元，包括沉水植物和沟渠，主要利用沟渠内沉水植物根系生物膜的微生物作用和同化作用去除污水中部分氨氮和磷酸盐，并利用沉水植物光合作用确保出水为好氧状态。
除砂调节池耦合水力旋流除砂功能，圆形格栅耦合设置于碳磷分离池上部，采用栅板孔径为0.75~3mm的水平固定式圆形栅板，不设置反冲洗系统。
上述村镇污水处理系统根据出水排放标准和污水再生利用途径可采用多种工艺单元组合模式，当出水用于地表水补水时，采用预处理+生物处理+深度处理+生态处理的单元组合模式，并且通过填料型缺氧池投加碳源可满足更高的TN排放标准；当出水用于农业灌溉用水时，通过超越生物处理单元、深度处理单元和生态处理单元，预处理单元碳磷分离池出水直接回用。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
一种以悬浮填料为核心的村镇污水处理工艺，包括以下步骤：
步骤S1、村镇污水通过污水管网或专用集中收集槽车进入设计停留时间12h的除砂调节池进行水质水量调节和水力旋流除砂；
步骤S2、除砂调节池出水通过轴流式防堵塞螺旋泵提升至水平固定式栅板孔径0.75mm的圆形格栅进行污水中细小颗粒物和缠绕物的高效拦截去除；
步骤S3、圆形格栅出水自流进入下部拼接的设计停留时间0.5h的圆柱形碳磷分离池，通过投药系统向碳磷分离池中投加混凝剂和粉末活性炭实现污水中悬浮物、有机物和总磷的强化去除，混凝剂的投加量为40mg/L，粉末活性炭的投加量为20mg/L；
步骤S4、碳磷分离池出水自流进入填料型好氧池，在曝气好氧（溶解氧为0.5 mg/L）和设计水力停留时间4h下进行硝化反应，实现污水中大部分氨氮的去除，悬浮填料的比表面积1000m2/m3，悬浮填料填充率为50%，同时预处理单元臭气收集罩负压收集的含大量空气的臭气经除臭管道排入填料型好氧池进行协同除臭，同时实现曝气充氧和悬浮填料强化流化；
步骤S5、碳磷分离池底部的分离污泥排入圆柱形碳源回收池进行厌氧发酵产酸，实现污水中内碳源的回收，分离污泥的污泥龄为3d，污泥浓度MLSS为4g/L，在慢速搅拌（搅拌功率密度0.2 W/m3）下碳源回收池的上部形成上清液层，下部形成污泥层，污泥层高度占比控制在60%，同时碳源回收池底部排出的富含磷的污泥进行就地土地利用；
步骤S6、填料型好氧池出水与碳源回收池中富含碳源的上清液进入填料型缺氧池，在缺氧和设计水力停留时间2h下进行反硝化反应，悬浮填料的比表面积1000m2/m3，悬浮填料填充率为50%；当系统脱氮率要求不低于80%或出水TN要求不超过10mg/L时，开启碳源投加系统，碳源投加量与强化脱氮量的比值为3，其中碳源投加量以mg/L COD计；
步骤S7、填料型缺氧池出水自流进入设计水力停留时间5min的2个平行系列设置的承插式平板介质滤池，利用可灵活更换的承插式平板过滤介质模块对悬浮填料表面脱落的生物膜和碳磷分离池出水中的悬浮固体进行快速过滤处理，其中承插式平板过滤介质模块的更换周期为5d，当其中1个系列更换平板过滤介质模块时，该系列停止进水；
步骤S8、承插式平板介质滤池出水自流进入长度20m、宽度0.3m、深度0.5m的生态沟渠进行污水生态处理，主要利用沉水植物的根系生物膜的生物作用和同化作用去除污水中3mg/L的氨氮和0.2mg/L的磷酸盐，并利用沉水植物的光合作用为出水充氧，满足相关污水再生利用标准的生态沟渠出水资源化用于村镇地表水补水。
当村镇污水处理系统出水用于农业灌溉用水时，污水经除砂调节池、圆形格栅和碳磷分离池的预处理，预处理单元出水通过超越管线超越填料型好氧池、填料型缺氧池、承插式平板介质滤池和生态沟渠而直接资源化利用，其中碳磷分离池在污水资源化利用于农业灌溉模式下主要进行污水中颗粒态有机物的去除，投药系统混凝剂的投加量为10mg/L。
无村镇污水期间，开启垃圾渗滤液投加系统向填料型缺氧池内投加富含有机物和氨氮的新鲜村镇垃圾渗滤液，同时开启设置在承插式平板介质滤池出水区与填料型好氧池之间的回流系统，以维持无污水期间填料型好氧池和填料型缺氧池内悬浮填料表面附着生物膜的生物活性。
实施例2
一种以悬浮填料为核心的村镇污水处理工艺，包括以下步骤：
步骤S1、村镇污水通过污水管网或专用集中收集槽车进入设计停留时间24h的除砂调节池进行水质水量调节和水力旋流除砂；
步骤S2、除砂调节池出水通过轴流式防堵塞螺旋泵提升至水平固定式栅板孔径3mm的圆形格栅进行污水中细小颗粒物和缠绕物的高效拦截去除；
步骤S3、圆形格栅出水自流进入下部拼接的设计停留时间1h的圆柱形碳磷分离池，通过投药系统向所述碳磷分离池中投加混凝剂和粉末活性炭实现污水中悬浮物、有机物和总磷的强化去除，其中混凝剂的投加量为80mg/L，粉末活性炭的投加量为40mg/L；
步骤S4、碳磷分离池出水自流进入填料型好氧池，在曝气好氧（溶解氧为1mg/L）和设计水力停留时间6h下进行硝化反应，实现污水中大部分氨氮的去除，悬浮填料的比表面积800m2/m3，悬浮填料填充率为30%，同时预处理单元臭气收集罩负压收集的含大量空气的臭气经除臭管道排入填料型好氧池进行协同除臭，同时实现曝气充氧和悬浮填料强化流化；
步骤S5、碳磷分离池底部的分离污泥排入圆柱形碳源回收池进行厌氧发酵产酸，实现污水中内碳源的回收，分离污泥的污泥龄为5d，污泥浓度MLSS为6g/L，在慢速搅拌（搅拌功率密度0.5W/m3）下碳源回收池的上部形成上清液层，下部形成污泥层，污泥层高度占比控制在80%，同时碳源回收池底部排出的富含磷的污泥进行就地土地利用；
步骤S6、填料型好氧池出水与碳源回收池的富含碳源的上清液进入填料型缺氧池，在缺氧和设计水力停留时间4h下进行反硝化反应，悬浮填料的比表面积800m2/m3，悬浮填料填充率为30%；当系统脱氮率要求不低于80%或出水TN要求不超过10mg/L时，开启碳源投加系统，碳源投加量与强化脱氮量的比值为4，其中碳源投加量以mg/L COD计；
步骤S7、填料型缺氧池出水自流进入设计水力停留时间10min的2个平行系列设置的承插式平板介质滤池，利用可灵活更换的承插式平板过滤介质模块对悬浮填料表面脱落的生物膜和碳磷分离池出水中的悬浮固体进行快速过滤处理，其中承插式平板过滤介质模块的更换周期为10d，当其中1个系列更换平板过滤介质模块时，该系列停止进水；
步骤S8、承插式平板介质滤池出水自流进入长度100m、宽度0.5m、深度1m的生态沟渠进行污水生态处理，主要利用沉水植物的根系生物膜的生物作用和同化作用去除污水中5mg/L的氨氮和0.5mg/L的磷酸盐，并利用沉水植物的光合作用为出水充氧，满足相关污水再生利用标准的生态沟渠出水可资源化用于村镇地表水补水。
当村镇污水处理系统出水用于农业灌溉用水时，污水经除砂调节池、圆形格栅和碳磷分离池的预处理，预处理单元出水通过超越管线超越填料型好氧池、填料型缺氧池、承插式平板介质滤池和生态沟渠而直接资源化利用，其中碳磷分离池在污水资源化利用于农业灌溉模式下主要进行污水中颗粒态有机物的去除，投药系统混凝剂的投加量为40mg/L。
无村镇污水期间，开启垃圾渗滤液投加系统向填料型缺氧池内投加富含有机物和氨氮的新鲜村镇垃圾渗滤液，同时开启设置在承插式平板介质滤池出水区与填料型好氧池之间的回流系统，以维持无污水期间填料型好氧池和填料型缺氧池内悬浮填料表面附着生物膜的生物活性。
实施例3
一种以悬浮填料为核心的村镇污水处理工艺，包括以下步骤：
步骤S1、村镇污水通过污水管网或专用集中收集槽车进入设计停留时间18h的除砂调节池进行水质水量调节和水力旋流除砂；
步骤S2、除砂调节池出水通过轴流式防堵塞螺旋泵提升至水平固定式栅板孔径1.5mm的圆形格栅进行污水中细小颗粒物和缠绕物的高效拦截去除；
步骤S3、圆形格栅出水自流进入下部拼接的设计停留时间0.75h的圆柱形碳磷分离池，通过投药系统向所述碳磷分离池中投加混凝剂和粉末活性炭实现污水中悬浮物、有机物和总磷的强化去除，其中混凝剂的投加量为60mg/L，粉末活性炭的投加量为20mg/L；
步骤S4、碳磷分离池出水自流进入填料型好氧池，在曝气好氧（溶解氧为1mg/L）和设计水力停留时间5h下进行硝化反应实现污水中大部分氨氮的去除，悬浮填料的比表面积900m2/m3，悬浮填料填充率为40%，同时预处理单元臭气收集罩负压收集的含大量空气的臭气经除臭管道排入填料型好氧池进行协同除臭，同时实现曝气充氧和悬浮填料强化流化；
步骤S5、碳磷分离池底部的分离污泥排入圆柱形碳源回收池进行厌氧发酵产酸，实现污水中内碳源的回收，分离污泥的污泥龄为4d，污泥浓度MLSS为5g/L，在慢速搅拌（搅拌功率密度0.25W/m3）下碳源回收池内形成上部的上清液层和下部的污泥层，污泥层高度占比控制在70%，同时碳源回收池底部排出的富含磷的污泥进行就地土地利用；
步骤S6、填料型好氧池出水与碳源回收池的富含碳源的上清液进入填料型缺氧池，在缺氧和设计水力停留时间3h下进行反硝化反应，悬浮填料的比表面积900m2/m3，悬浮填料填充率为40%；当系统脱氮率要求不低于80%或出水TN要求不超过10mg/L时，开启碳源投加系统，碳源投加量与强化脱氮量的比值为3.5，其中所述碳源投加量以mg/L COD计；
步骤S7、填料型缺氧池出水自流进入设计水力停留时间7.5min的2个平行系列设置的承插式平板介质滤池，利用可灵活更换的承插式平板过滤介质模块对悬浮填料表面脱落的生物膜和碳磷分离池出水中的悬浮固体进行快速过滤处理，其中承插式平板过滤介质模块的更换周期为7d，当其中1个系列更换平板过滤介质模块时，该系列停止进水；
步骤S8、承插式平板介质滤池出水自流进入长度50m、宽度0.4m、深度0.7m的生态沟渠进行污水生态处理，主要利用沉水植物的根系生物膜的生物作用和同化作用去除污水中4mg/L的氨氮和0.3mg/L的磷酸盐，并利用沉水植物的光合作用为出水充氧，满足相关污水再生利用标准的生态沟渠出水可资源化用于村镇地表水补水。
当村镇污水处理系统出水用于农业灌溉用水时，污水经除砂调节池、圆形格栅和碳磷分离池的预处理，预处理单元出水通过超越管线超越填料型好氧池、填料型缺氧池、承插式平板介质滤池和生态沟渠而直接资源化利用，其中碳磷分离池在污水资源化利用于农业灌溉模式下主要进行污水中颗粒态有机物的去除，投药系统混凝剂的投加量为20mg/L。
无村镇污水期间，开启垃圾渗滤液投加系统向填料型缺氧池内投加富含有机物和氨氮的新鲜村镇垃圾渗滤液，同时开启设置在承插式平板介质滤池出水区与填料型好氧池之间的回流系统，以维持无污水期间填料型好氧池和填料型缺氧池内悬浮填料表面附着生物膜的生物活性。
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (8)
1.一种以悬浮填料为核心的村镇污水处理工艺，其特征在于，在以悬浮填料为核心的村镇污水处理系统中进行，包括以下步骤：
步骤S1、村镇污水通过污水管网或专用集中收集槽车进入设计停留时间12~24h的除砂调节池进行水质、水量调节和水力旋流除砂；
步骤S2、除砂调节池出水通过轴流式防堵塞螺旋泵提升至圆形格栅进行污水中细小颗粒物和缠绕物的高效拦截去除；
步骤S3、圆形格栅出水自流进入下部拼接的设计停留时间0.5~1h的碳磷分离池，通过投药系统向所述碳磷分离池中投加混凝剂和粉末活性炭实现污水中悬浮物、有机物和总磷的强化去除，所述混凝剂的投加量为40~80mg/L，所述粉末活性炭的投加量为0~40mg/L；
步骤S4、碳磷分离池出水自流进入填料型好氧池，在溶解氧为0.5~1mg/L和设计水力停留时间4~6h下进行硝化反应实现污水中大部分氨氮的去除，预处理单元臭气收集罩负压收集的含大量空气的臭气经除臭管道排入填料型好氧池进行协同除臭，同时实现曝气充氧和悬浮填料强化流化；
步骤S5、碳磷分离池底部的分离污泥排入碳源回收池进行厌氧发酵产酸，实现污水中内碳源的回收，所述分离污泥的污泥龄为3~5d，污泥浓度MLSS为4~6g/L，在搅拌功率密度0.2~0.5W/m3的条件下碳源回收池的上部形成上清液层，下部形成污泥层，污泥层高度占比控制在60%~80%，其中碳源回收池底部排出的富含磷的污泥进行就地土地利用；
步骤S6、填料型好氧池出水与碳源回收池中富含碳源的上清液进入填料型缺氧池，在缺氧和设计水力停留时间2~4h下进行反硝化反应；当系统脱氮率要求不低于80%或出水TN要求不超过10mg/L时，开启碳源投加，碳源投加量与强化脱氮量的比值为3~4，其中所述碳源投加量以mg/L COD计；
步骤S7、填料型缺氧池出水自流进入设计水力停留时间5~10min的2个平行系列设置的承插式平板介质滤池，利用可灵活更换的承插式平板过滤介质模块对悬浮填料表面脱落的生物膜和碳磷分离池出水中的悬浮固体进行快速过滤处理，其中承插式平板过滤介质模块的更换周期为5~10d；
步骤S8、承插式平板介质滤池出水自流进入长度20~100m、宽度0.3~0.5m、深度0.5~1m的生态沟渠进行污水生态处理，利用沉水植物去除污水中3~5mg/L的氨氮和0.2~0.5mg/L的磷酸盐，并利用沉水植物的光合作用为出水充氧，满足相关污水再生利用标准的生态沟渠出水可资源化用于村镇地表水补水；
当村镇污水处理系统出水用于农业灌溉用水时，污水经除砂调节池、圆形格栅和碳磷分离池的预处理，碳磷分离池出水通过超越管线超越填料型好氧池、填料型缺氧池、承插式平板介质滤池和生态沟渠而直接资源化利用，所述碳磷分离池进行污水中颗粒态有机物的去除，投药系统混凝剂的投加量为10~40mg/L；
无村镇污水期间，开启垃圾渗滤液投加系统向填料型缺氧池内投加富含有机物和氨氮的新鲜村镇垃圾渗滤液，同时开启设置在承插式平板介质滤池出水区与填料型好氧池之间的回流系统，以维持无污水期间填料型好氧池和填料型缺氧池内悬浮填料表面附着生物膜的生物活性。
2.根据权利要求1所述的以悬浮填料为核心的村镇污水处理工艺，其特征在于，所述以悬浮填料为核心的村镇污水处理系统包括预处理单元，所述预处理单元包括除砂调节池、圆形格栅、碳磷分离池及碳源回收池；
所述除砂调节池的出口端与圆形格栅的进口端连接，所述圆形格栅与碳磷分离池拼接在一起，所述圆形格栅的出口端与所述碳磷分离池的进口端连接，所述碳磷分离池的出口端分别与填料型好氧池及碳源回收池的进口端连接，所述填料型好氧池的出口端与填料型缺氧池的进口端连接，所述填料型缺氧池的出口端与承插式平板介质滤池的进口端连接，所述承插式平板介质滤池的出口端与生态沟渠的进口端连接；
所述碳源回收池的出水端与填料型缺氧池的进口端连接，所述碳源回收池的底部设置有出泥口；
所述承插式平板介质滤池的出口端与填料型好氧池的进口端连接形成回流系统；
所述碳磷分离池的出水端与生态沟渠出水端之间设置超越管线；
所述预处理单元设置有臭气收集罩，所述臭气收集罩负压收集所述预处理单元产生的包含大量空气的臭气，所述臭气经除臭管道排入填料型好氧池进行协同除臭。
3.根据权利要求1或2所述的以悬浮填料为核心的村镇污水处理工艺，其特征在于，所述碳源回收池在厌氧搅拌下对碳磷分离池排放的分离污泥进行水解产酸，所述分离污泥含吸附溶解性有机物饱和的粉末活性炭、悬浮固体和磷酸盐化学沉淀物。
4.根据权利要求1或2所述的以悬浮填料为核心的村镇污水处理工艺，其特征在于，所述填料型好氧池通过悬浮填料表面附着的生物膜在好氧条件下进行硝化反应，其中悬浮填料的比表面积800~1000m2/m3，填充率为30%~50%，在曝气和除臭管道排出的一定流量臭气的综合作用下所述悬浮填料呈流化状态。
5.根据权利要求1或2所述的以悬浮填料为核心的村镇污水处理工艺，其特征在于，所述填料型缺氧池通过悬浮填料表面附着的生物膜在缺氧条件下的反硝化实现污水脱氮，其中所述悬浮填料的比表面积800~1000m2/m3，填充率为30%~50%，在搅拌或推进器作用下所述悬浮填料呈流化状态；
所述填料型缺氧池以所述碳源回收池产生的富含碳源的上清液作为反硝化碳源，并设置垃圾渗滤液和碳源投加系统。
6.根据权利要求1或2所述的以悬浮填料为核心的村镇污水处理工艺，其特征在于，所述承插式平板介质滤池包括2个平行系列，每个系列包括进水区、承插式平板过滤介质模块和出水区，不设置反冲洗系统，其中承插式平板过滤介质模块包括过滤介质层和支撑层，所述过滤介质层两侧为轻质铝合金制作的平面网格状支撑层。
7.根据权利要求1或2所述的以悬浮填料为核心的村镇污水处理工艺，其特征在于，所述生态沟渠为生态处理单元，包括沉水植物和沟渠，利用沟渠内沉水植物根系生物膜的微生物作用和同化作用去除污水中部分氨氮和磷酸盐，并利用沉水植物光合作用确保出水为好氧状态。
8.根据权利要求1或2所述的以悬浮填料为核心的村镇污水处理工艺，其特征在于，所述除砂调节池耦合水力旋流除砂功能，所述圆形格栅耦合设置于碳磷分离池上部，采用栅板孔径为0.75~3mm的水平固定式圆形栅板，不设置反冲洗系统。
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| CN109133531A (zh) * | 2018-10-10 | 2019-01-04 | 浙江博华环境技术工程有限公司 | 一种适用准iv类水标准的城镇污水处理工艺 |
| CN109219475A (zh) * | 2016-05-31 | 2019-01-15 | 阿莫绿色技术有限公司 | 过滤器集合体、其制造方法及包括其的过滤器模块 |
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