CN201473421U

CN201473421U - 地埋式无污泥污水一体化处理装置

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Publication number: CN201473421U
Application number: CN2009201523523U
Authority: CN
Inventors: 李波
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-05-05
Filing date: 2009-05-05
Publication date: 2010-05-19
Anticipated expiration: 2019-05-05

Abstract

本实用新型公开了一种地埋式无污泥污水一体化处理装置，包括设置于地表下层并依次连接的格栅、水解酸化池、两级氧化系统、紫外线消毒池和风机房，两级氧化系统包括依次连接的一级氧化池和二级氧化池，一级氧化池和二级氧化池内设有硬质活性填料高炉渣层、曝气系统以及渣泥回流系统。运作时：污水经过格栅除去较大杂物后进入水解酸化池，经水解酸化池中的污泥床将污水和不可生化的渣泥截留，将渣泥消解；经沉淀后的污水再进入二级氧化系统，出水进入紫外线消毒池进行消毒处理，处理后的水通过提升泵提升即可排放或循环利用，沉渣通过回流泵回流到水解酸化池进行消化，实现污泥零排放。本实用新型设备投资少、运行费用低、污水处理效果好。

Description

地埋式无污泥污水一体化处理装置

技术领域

本实用新型涉及污水及污泥处理技术，特别是涉及一种地埋式无污泥污水一体化处理装置。

背景技术

随着中国城市化的脚步加快以及工业化的迅猛推进，中国也像其他发展国家所经历的过程一样，这个阶段水污染最严重，城市生活污水、工业污水和农业污水三大污染源没得到有效地控制和治理，污水对城市地下水和内陆湖泊的污染情况日益凸显，已对我们的生活和健康构成严重的威胁。另外，污水处理是能源密集型的综合技术，长期以来，能耗大、运行费高、处理技术低一定程度阻碍了我国污水处理厂的建设与运营。调查研究表明，我国污水处理厂能耗主要用于生物处理供氧及污泥处理过程，占污水厂直接运行成本的60％以上。同时，污泥是污水处理的副产物，污泥的大量产生引起了日益严峻的二次污染。

另外，随着国家对环境保护的日益重视，对于污水处理和中水回用提出了更高的要求。其中，规定建筑面积在2万平方米以上的宾馆、饭店和建筑面积超过3万平方米的机关、科研单位、大专院校和大型体育设施等，必须配套建设中水设施。为了实现新建住宅小区、大型宾馆及娱乐场所的零污染排放，自处理生活污水并用于小区的需要，避免建设费用投资高，处理费用增高的问题，污水处理设施必须实现装置化、小型化的特点，使污水就地处理与再用得以实现。

针对现有技术的相对不足，提出本实用新型。

发明内容

鉴于以上问题，本实用新型的主要目的在于提供一种地埋式无污泥污水一体化处理装置，该种地埋式无污泥污水一体化处理装置设备投资少、运行费用低、污水处理效果好，可以达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中的一级排放标准中的A标准。

为了达到以上目的，本实用新型提供的一种地埋式无污泥污水一体化处理装置，包括设置于地表下层并依次连接的格栅、水解酸化池、两级氧化系统、紫外线消毒池和风机房。

所述的格栅为回转式机械细格栅。或者，

所述的格栅为固定式格栅，固定格栅由不锈钢加工而成，栅网宽度为500-2000mm，栅网间隙0.2-3.0mm。

所述的水解酸化池内设有包括不饱和树脂加玻璃纤维及固化剂、聚乙烯塑料的组合填料层，组合填料层高为2m，构成升流式污泥床。

所述的两级氧化系统为间歇式运行的氧化系统，包括间歇式曝气和间歇式进出水；所述的两级氧化系统包括依次连接的一级氧化池和二级氧化池，一级氧化池和二级氧化池内设有硬质活性填料高炉渣层、曝气系统以及渣泥回流系统。

所述硬质活性填料高炉渣层的高度优选为1.5～2.0m，其硬质活性填料高炉渣的大小优选为Φ50～100mm。

所述渣泥回流系统包括一级氧化池的渣泥回流管道，并连通于二级氧化池的渣泥回流管道，最后通过回流泵连接于水解酸化池。

所述的曝气系统包括设置于一级氧化池、二级氧化池底部带有气孔的出气管，出气管通过风管连接于风机房。

所述的紫外线消毒池内有紫外光消毒器、提升泵和液位控制器。

所述的风机房位于消毒池上层。

所述渣泥回流系统是通过回流泵将不可生物分解的渣泥回流到水解酸化池进行消解，回流泵的主要作用是回流不可生化的渣泥，控制污泥浓度在3g/L和溶解氧浓度为0.2mg/L左右，实现处理系统无污泥排放。

所述紫外线消毒池装置与两级氧化系统相连接，消毒池的出水经过液位控制器由提升泵抽到排水沟，达标外排。

术语升流式污泥床是指水流由池底进入，通过组合填料的污泥层，在池顶部排出。

本实用新型的有益效果具体描述如下：

1、节省占地

由于该装置采用地埋式结构，即在地面以下的位置，不占用地面以上的面积，地上可覆盖草坪绿化，从而达到美观实用的效果，另外，由于是地埋式，周围的土地形成保温层，特别适合北方寒冷天气。

2、耐冲击

当BOD₅(COD_cr)负荷大幅度变化，处理效果不受影响，出水效果均能稳定达标，甚至可以停止通气的时间较长，停止运行可长达半年，在重新启动仅1～2天即可又恢复正常，处理效果不变，这是其他方法一般做不到的，一般的好氧生化法(活性污泥法、氧化沟、SBR等)在BDO₅负荷变化大或长期停机停水时，微生物大量死亡，一旦重新启动，效果大大降低，很难恢复。

3、无污泥排放

在升流式污泥床投加的PSB优势菌之后能耐高盐分、直接降解油脂、硫和分解环状化合物，还能脱氮除磷。该PSB优势菌群系统产生和排放的生物体或剩余污泥几乎没有，这主要是因为活性填料上丰富的微量元素促进了生物膜的附着生长，形成了较长的食物链，食物链不仅包括主体PSB优势菌，还包括原生动物和后生动物，如线虫和轮虫，它们能够消解掉多余的细菌和藻类；不同的细菌在共同协同作用下，不管污水如何变化，均可以维持生物膜的动态稳定，保持生物膜的优势地位。另外，由于生物膜的存在和两级氧化系统的间歇式运行方式，降低了污泥床的出水污泥浓度，出水TSS可达20mg/L或更低。因此运行中不需要使用终沉池和污泥池。

4、能耗低

由于能耗仅来自提升泵和鼓风机等，一用一备，每台每天运行6小时，污水处理厂的总能耗为7.95kW.h，运行费用为0.13元/m³污水，远远低于传统的活性污泥系统。

5、易于操作运行及维护

由于能耗低得多以及污水处理装置使用的操作人员少(一天两班，每班一人)，地埋式无污泥污水一体化处理装置可以在很低的运行和维护费用下运行。

运行实践表明，在适宜的条件下，运用该一体化处理装置的污水处理站运行性能良好，即

气水比 (3.0～4.0)∶1 平均出水BOD₅ 5.4mg/L

氧化池DO 3～5mg/L 平均出水COD 13.6mg/L

平均BOD₅去除率 96.5％平均出水TSS 6.0mg/L

COD_cr去除率 92.6％平均出水NH₃-N 0.2mg/L

NH₃-N去除率 95.1％平均出水TP 0.4mg/L

TP去除率 65％

从以上数据可以看出，COD_cr、BOD₅、TSS和NH₃-N去除率高，不产生和排放剩余污泥和生物体，且两级氧化系统的间歇式运行方式，这使得能够通过取消终沉池和储泥池，以及脱水设备这些污泥处理单元，进一步简化采用地埋式无污泥污水一体化处理装置的污水处理站，进而大大节省资金和运行维护成本。

附图说明

图1为本实用新型提供的地埋式无污泥污水一体化处理装置的工作流程图；

图2为本实用新型提供的地埋式无污泥污水一体化处理装置的剖示图。

图3为本实用新型提供的地埋式无污泥污水一体化处理装置的立体图。

具体实施方式

以下结合具体实施例及附图对本实用新型的技术方案进一步说明，但不作对本实用新型的限定：

如图2、3所示，本实用新型一种地埋式无污泥污水一体化处理装置，包括设置于地表下层并依次连接的格栅1、水解酸化池2、两级氧化系统3、紫外线消毒池4和风机房5，格栅1为固定式格栅，水解酸化池内2设有包括不饱和树脂加玻璃纤维及固化剂、聚乙烯塑料的组合填料层21，组合填料层高为2m，构成升流式污泥床。

两级氧化系统3为间歇式运行的氧化系统，包括间歇式曝气和间歇式进出水；两级氧化系统包括依次连接的一级氧化池31和二级氧化池32，一级氧化池和二级氧化池内设有硬质活性填料高炉渣层33、曝气系统34以及渣泥回流系统35。

硬质活性填料高炉渣层的高度优选为1.5～2.0m，其硬质活性填料高炉渣的大小优选为Φ50～100mm。

渣泥回流系统35包括一级氧化池的渣泥回流管道351，并连通于二级氧化池的渣泥回流管道352，最后通过回流泵353连接于水解酸化池2。

曝气系统34包括设置于一级氧化池31、二级氧化池32底部带有气孔的出气管341，出气管341通过风管342连接于风机房5。

紫外线消毒池4内有紫外光消毒器40、提升泵41和液位控制器42。

消毒池4上层设有风机房5。

如图1所示，本实用新型提供的地埋式无污泥污水一体化处理装置运作过程为：污水经过格栅1除去较大杂物后进入水解酸化池2，经水解酸化池2中的升流式污泥床(组合填料层21)将污水和回流渣泥截留，控制污泥浓度在3g/L和溶解氧浓度为0.2mg/L左右，将渣泥消解；经沉淀后的污水再进入两级氧化系统，两级氧化系统3的运行方式是间歇式运行，当两级氧化系统运行时，停止出水；当两级氧化系统停止运行，静置一段时间，出水进入紫外线消毒池4进行消毒处理，从而减少了终沉池的建设费用，使污水处理装置更加小型化。沉渣后出水进入紫外线消毒池进行消毒处理，处理后的水即可排放或循环利用，而沉渣通过回流泵回流到水解酸化池2进行消化，实现污泥零排放。

综上所述，地埋式无污泥污水一体化处理装置用于处理小规模的生活污水，节省占地，并具有处理效率高、处理效果好、处理后出水的主要水质指标已达到中水回用水质标准，而且可以降低工程造价、节省运行费，对原水水质变化适应性强，工艺运行稳定、管理简单的优点

本实用新型开展了无污泥产生的优势菌群污水处理系统的研究，按照不同的污水性质选用不用的优势菌群，然后将优势菌群培育在两级氧化系统3内的硬质活性填料高炉渣层33上，形成固定生物床。本实用新型分别选育了高效脱色菌、油脂降解菌、氧化硫杆菌、高效有机磷降解菌、芳香有机物分解菌、产酸菌、低温菌、高温菌等十几种菌株，在处理印染、制革、餐厅、啤酒、洗水等废水时，分离选育出PSB光合细菌，PSB光合细菌作为一种广谱细菌，和其他优势菌系统共同作用处理各种高、中、低浓度的有机废水。

PSB优势菌群具有高度浓缩和高度组合的特点，具有1200种微生物，可以针对不同的污水组合为不同的微生物菌剂。这种高效微生物菌群，每克含有10亿～60亿个微生物。它在水中具有吸收、蓄存、释放氧气的作用，利用它治理污水后，不会产生第二次污染，不会有新的污泥产生，即使有少量的不可生物降解的渣泥也可以通过渣泥回流系统回流到水解酸化进行消解，达到无污泥排放的效果。另外，该菌群还有很强的恢复能力，当企业休假停产时，可令菌群处理于“休眠状态”长达3～5个月之久；当恢复生产时，处理污水后24小时内，就可以恢复菌群的正常工况，而且可维持菌群五年以上不蜕变。本实用新型根据废水的性质特点和微生物的生长规律，针对住宅小区、大型宾馆及娱乐场等小型污水处理的特点，因地制宜地对各个处理单元进行有机的组合，组成地埋式无污泥污水一体化处理装置。

本实用新型对微生物栖息的场所(环境)——填料作过大量实践研究，根据水质的不同选用不用的填料(种类有弹性、组合、软性、半软性、硬质塑料填料、焦炭、煤渣、矿渣等十几种)，发现所选用的硬质填料高炉渣不仅具有成本低的优点，而且有其他微生物载体不可替代的作用，原因是因为高炉渣不仅内有高效的微生物附着表面，而且高炉渣有微生物生长发育所必须的微量元素，因此高炉渣固定式生物床作为载体具有很高的活性。

下面通过某高速公路服务区的污水处理站实施例来对本实用新型提供的技术方案进行说明：

污水处理站的原生污水主要是服务区的厕所污水，对污水进行了24h监测，由在线自动取样器4h综合取样。污水处理厂进水水质如表1。

表1污水处理站进水水质

标准	COD_cr(mg/L)	BOD₅(mg/L)	SS(mg/L)	NH₃-N(mg/L)	TN(mg/L)	TP(mg/L)	pH
标准	COD_cr(mg/L)	BOD₅(mg/L)	SS(mg/L)	NH₃-N(mg/L)	TN(mg/L)	TP(mg/L)	pH	浓度	≤350	≤160	≤300	56	60	2.8	6～9

污水处理后按三类水体，执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中的一级排放标准中的A标准，因此确定污水处理厂出水水质控制指标如表2。

表2污水处理站出水水质

标准	COD_cr(mg/L)	BOD₅(mg/L)	SS(mg/L)	NH₃-N(mg/L)	TN(mg/L)	TP(mg/L)	pH
标准	COD_cr(mg/L)	BOD₅(mg/L)	SS(mg/L)	NH₃-N(mg/L)	TN(mg/L)	TP(mg/L)	pH	浓度	≤50	≤10	≤10	≤5	≤15	≤0.5	6～9

污水进入到氧化池中的固定式生物床(即硬质活性填料高炉渣层33)，要实现固定式生物床处理污水的能力，首先要培养PSB优势菌群，在固定式生物床内注入原生污水，把驯化优化好的菌种按水∶菌种＝10∶1的比例加入到氧化池的固定式生物床中，控制溶解氧DO在4mg/L～6mg/L之间，水温在10℃～25℃之间，连续曝气2～3天，填料表面产生生物膜。在填料表面形成薄层生物膜后，原生污水不断注入固定式生物床，经现场调试实验得出气水比率调至3～4∶1。

表3高速公路服务区的污水处理站运行数据

运行期间水质参数COD_cr、BOD₅、TSS、TP和NH₃-H的变化分别如表3所示：

从表中可看出，COD_cr去除率在90.4％～96.2％范围内(平均92.5％)，出水COD_cr为17～35mg/L(平均13.6mg/L)；BOD₅、NH₃-H去除率很高，分别为92.0％～97.7％(平均96.2％)，91.2％～96.7％(平均95.1％)，出水BOD₅在4.0～14.9mg/L(平均5.4mg/L)范围内，出水NH₃-H为0.17～0.25mg/L(平均0.2mg/L)；TSS平均去除率97.8％，变化范围是96.9％～98.0％，出水TSS为1.1～6.0mg/L，总磷的部分去除率70％～85％，这主要归因于微生物的新陈代谢。出水TP为0.25～0.65mg/L。

综上所述，本实用新型提供的地埋式无污泥污水一体化处理装置，由于采用地埋式结构，占地面积小，美观实用，且投资成本低，日常运行费用低，运行效果稳定，其处理的污水出水水质无色、无味、透明，可达城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中的一级排放标准中的A标准：COD_cr≤50mg/L、BOD₅≤10mg/L、NH₃-N≤15mg/L、TP≤0.5mg/L、TSS≤10mg/L、pH＝6～9。从而实现新建住宅小区、大型宾馆及娱乐场所的零污染排放，使污水就地处理与再利用得以实现。

以上已对本实用新型其内容作了详尽说明。对本领域一般技术人员而言，在不背离本实用新型原理的前提下对它所做的任何显而易见的改动，都不会超出本申请所附权利要求的保护范围。

Claims

1.一种地埋式无污泥污水一体化处理装置，其特征在于，包括设置于地表下层并依次连接的格栅、水解酸化池、两级氧化系统、紫外线消毒池和风机房。

2.根据权利要求1所述的地埋式无污泥污水一体化处理装置，其特征在于，所述的格栅为回转式机械细格栅。

3.根据权利要求1所述的地埋式无污泥污水一体化处理装置，其特征在于，所述的格栅为固定式格栅，固定格栅由不锈钢加工而成，栅网宽度为500-2000mm，栅网间隙0.2-3.0mm。

4.根据权利要求1所述的地埋式无污泥污水一体化处理装置，其特征在于，所述的水解酸化池内设有组合填料层，组合填料层高为2m，构成升流式污泥床。

5.根据权利要求1所述的地埋式无污泥污水一体化处理装置，其特征在于，所述的两级氧化系统为间歇式运行的氧化系统，包括间歇式曝气和间歇式进出水；所述的两级氧化系统包括依次连接的一级氧化池和二级氧化池，一级氧化池和二级氧化池内设有硬质活性填料高炉渣层、曝气系统以及渣泥回流系统。

6.根据权利要求5所述的地埋式无污泥污水一体化处理装置，其特征在于，所述硬质活性填料高炉渣层的高度优选为1.5～2.0m，其硬质活性填料高炉渣的大小优选为Φ50～100mm。

7.根据权利要求5所述的地埋式无污泥污水一体化处理装置，其特征在于，所述渣泥回流系统包括一级氧化池的渣泥回流管道，并连通于二级氧化池的渣泥回流管道，最后通过回流泵连接于水解酸化池。

8.根据权利要求5所述的地埋式无污泥污水一体化处理装置，其特征在于，所述的曝气系统包括设置于一级氧化池、二级氧化池底部带有气孔的出气管，出气管通过风管连接于风机房。

9.根据权利要求1所述的地埋式无污泥污水一体化处理装置，其特征在于，所述的紫外线消毒池内有紫外光消毒器、提升泵和液位控制器。

10.根据权利要求1所述的地埋式无污泥污水一体化处理装置，其特征在于，所述的风机房位于消毒池上层。