CN205170487U - 污水强化处理系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种污水强化处理系统，涉及污水处理技术领域，所述污水强化系统包括依次连通的格栅、初沉池、生化曝气池、二沉池、污泥浓缩装置、污泥脱水装置，其特征在于还包括污泥培养池，所述的污泥培养池，包括曝气装置、穿孔板、进泥管、排泥管、腐殖土壤填料层、浮石填料层、水泵。本实用新型污水强化处理系统大幅度提高处理效果，极大程度降低了污水中COD、总氮和总磷及重金属含量；无化学调质剂，避免化学残留，提高水质安全性；处理过程基本无臭，有效避免空气污染，利于友好型社会的发展；投资和运行成本低，操作简单，易于推广应用，特别适合中小型企业。
Description
技术领域
本实用新型涉及污水处理技术领域，特别涉及一种污水强化处理系统。
背景技术
水资源短缺是我国许多城市面临的普遍问题，而随着我国经济的快速发展，工业化和城市化步伐加快，城市污水排放量日益增加，其中很大部分污水未经处理就直接排入水体，这使得我国不少水系受到污染，特别是饮用水源地水质污染严重，更加剧了水资源的供需矛盾且全国农村每年产生农业废水约90多亿吨，而96％没有农业废水收集和处理设施，约3.2亿人用水存在安全隐患，制约了我国经济、社会及农业的可持续发展。同时，污水中含有砷、铅、汞等重金属，排放的污水若被牛、羊、鱼等饮用，由于重金属具有富集效应，随着食物链的延伸，可在食物链终端的人体内富集，对人体生命健康造成严重的威胁，轻者引发神经炎、呕吐等症状，重者可致死亡。并且重金属对微生物具有致死作用，从而影响活性污泥的处理效果，因此如何去除污水及活性污泥中重金属也是污水处理极为关键的问题。
为了解决我国水资源短缺和城市污水对环境污染日益加剧的问题，我国正以前所未有的速度推进城市污水处理工程的建设。目前污泥处理主要采用活性污泥法、膜系统法及联合处理方法。活性污泥法是目前技术最成熟、应用最多的污水处理工艺，然而传统活性污泥法及其衍生工艺仍然存在一些技术问题，如存在二沉池负荷增加，污泥中溶氧量相对较低，处理效果差且不稳定特别是脱氮除磷效果；污泥产量大，含水率高、污泥脱水性能差，难于处理，及处理过程产生了大量臭气，对空气造成严重等问题，严重制约了工艺的推广和应用。为提高和改善处理效果，研究学者对活性污泥法进行改进，如实用新型专利“一种改良型活性污泥法污水处理系统”(专利号：ZL201310150290.3)，即在原有活性污泥处理方法的基础上，增加曝气回流装置，污泥回流重复利用，同时为微生物提供充足的氧气，促进生化反应的进行，从而提高处理效果，但该技术方案回流的污泥活性降低，且微生物营养不充分，影响其脱磷、除氮效果，并且污水中臭味及重金属未得到很好的去除，污染环境同时对生物体仍存在潜在的威胁。
发明内容
为解决以上污水处理过程中存在的技术及成本问题，本实用新型的目的是提供一种可有效提高处理效率，减少空气污染，降低污水中有机物氮、磷及重金属残留，且技术成本低，操作简单，易于推广应用的污水强化处理系统。
本实用新型提供一种污水强化处理系统，包括依次连通的格栅、初沉池、生化曝气池、二沉池、污泥浓缩装置、污泥脱水装置，其特征在于还包括污泥培养池，所述的污泥培养池，包括曝气装置、穿孔板、进泥管、排泥管、腐殖土壤填料层、浮石填料层、水泵，所述曝气装置位于所述污泥培养池底部；所述穿孔板位于所述曝气装置上方，所述浮石填料层位于所述穿孔板上，所述腐殖土壤填料层位于所述浮石填料层上，所述进泥管的一端位于所述腐殖土壤层上方，所述进泥管的另一端与所述二沉池连通且之间设有第一水泵，所述排泥管分为第一排泥管和第二排泥管，所述第一排泥管的一端位于进泥管下方，所述第一排泥管的另一端与所述生化曝气池连通且之间设有第二水泵，第二排泥管的一端位于所述污泥培养池底部，另一端与所述生化曝气池连通，且之间设有第三水泵。
优选的情况下，所述穿孔板，孔径≤0.08mm。
优选的情况下，所述腐殖土壤填料层中含有腐殖土壤填料，所述腐殖土壤填料长为3～5cm，直径为0.5～2.5cm，是由腐殖土壤、粘土和石灰，按照重量比为2∶1∶1～3∶1∶1，混合，再经70～90℃烘至含水率为15％～20％，而后压制而成，其中腐殖土质量百分含量≥50％，粘土质量百分含量≥25％，石灰质量百分含量≥25％。
优选的情况下，所述浮石填料层由天然浮石构成，其中天然浮石直径为1～4cm。
优选的情况下，所述腐殖土壤填料层高度为所述污泥培养池总高度的1/6～1/3，所述浮石填料层高度为所述污泥培养池总高度的1/6～1/2，且所述腐殖土壤层与所述浮石填料层体积比为1∶1～1∶3。
污水强化处理方法，方法如下：
污水首先经过栅距10～40mm的所述格栅，拦截固体污染物，再经所述初沉池，自由沉淀0.5～1.0h，流入所述生化曝气池，曝气时间为3～6h，曝气间歇时间为30～50min，在所述生化曝气池中污水中有机污染物被微生物氧化分解，同时微生物生长繁殖形成絮凝物，絮凝胶体污染物；经所述生化曝气池处理后，污水流入二沉池，静置1.0～2h后，得到上清液与沉淀物，所述上清液经所述二沉池的出水口排出收集，所述沉淀物进行活性污泥浓度测定，当污泥浓度为7000～20000mg/L时，所述沉淀物经所述所述二沉池与所述污泥培养池的进泥管流入所述污泥培养池中，所述沉淀物在所述污泥培养池中停留20～50h，再通过所述污泥培养池的所述泥管输送至所述生化曝气池中；当污泥浓度≥20000mg/L时，所述沉淀物流入污泥浓缩装置中进行浓缩，浓缩至所述沉淀物含水量≤90％，并将浓缩后的所述沉淀物流入污泥脱水装置中脱水，脱水后污泥含水率≤50％。
优选的情况下，所述污泥培养池中所述曝气装置，曝气时间为10～15h，曝气间歇为2～3h，沉淀物溶氧量为0.3～1.5mg/L。
优选的情况下，所述污泥培养池中所述曝气装置间歇曝气时间为10～15h，污泥溶氧量为0.5～1.5mg/L。
优选的情况下，经污水强化处理方法处理后，经所述二沉池出水口排出的上清液COD去除率≥90％，总氮去除率≥95％，总磷去除率≥96％，重金属铅质量百分含量≤8μg/L、砷质量百分含量≤0.3μg/L、锌质量百分含量≤10μg/L、镉质量百分含量≤0.2μg/L、铜质量百分含量≤3μg/L、汞质量百分含量≤0.05μg/L。
本实用新型的有益效果是：
(1)经二沉池静置处理后的沉淀物中含有大量的微生物特别是好氧型微生物，即所谓的活性污泥，该部分污泥对污水中氮磷有机物具有较好的絮凝沉淀作用，但现有技术中，二沉池处理后的沉淀物直接被浓缩、脱水，微生物资源没有被充分回收利用，造成资源的浪费；还有一些现有技术，将二沉池的沉淀物未经处理直接回流至生化曝气池中，但未经处理的沉淀物中微生物营养缺乏，生长繁殖缓慢，活性降低且微生物在营养物质缺乏情况下对氮磷的吸附性能降低，从而造成污水处理能力较差。
为提高污水处理效果，本实用新型提供了一种污水强化处理系统，即污水经格栅、初沉池、生化曝气池及二沉池处理后，将二沉池中的沉淀物回流至污泥培养池中，一方面通过污泥培养池中的曝气装置供给氧气，同时为确保沉淀物与氧气充分混合，污泥培养池采用进泥管位于腐殖土壤层上方，曝气装置位于污泥培养池底部的方式，使从上而下流入的沉淀物与从下而上的氧气形成对流，扩大了氧气与沉淀物的接触面积，同时起到对流冲击搅拌的作用，进而增加氧气溶解量，确保氧气充足；另一方面污泥培养池中腐殖土填料层，为微生物提供丰富的营养物质，促进微生物的生长繁殖，同时提高了其对氮、磷的吸附能力，并且腐殖土壤层的腐殖土壤填料中所含有的好养微生物可释放到沉淀物中，改善和提高沉淀物的活性，进而提高对污水处理中COD、总氮和总磷的去除效果。
(2)本实用新型提供的污水处理系统中，污泥培养池中的浮石填料层，填充的天然浮石，由于其质量轻、吸附力强、无污染的特性，对重金属铅、砷、铅、锌、镉、铜、汞具有较好的吸附效果，有效去除沉淀物中重金属，同时，浮石可释放出的Mg2+、Ca2+、K+阳离子可有效去除污水中有机氮磷，改善沉淀物活性，提高沉淀物对污水的再次处理效果。
(3)本实用新型提供污水处理系统，不添加任何化学调质剂，避免污水中化学物质残留及二次污染，提高水质安全性。
(4)本实用新型提供的污水强化处理系统，利用腐殖土壤层中微生物氧化分解臭气成分，同时联合浮石填料层中浮石溶出的二氧化硅成分吸附臭气成份，因此处理过程中基本无臭，有效避免空气污染，利于友好型社会的发展。
(5)本实用新型的污水处理系统，包括格栅、初沉池、生化曝气池、二沉池、污泥浓缩装置、污泥脱水装置，还包括污泥培养池，建造简单，投资和运行成本低，且污水处理操作简单方便，易于推广应用，特别适合中小型企业。
附图说明
图1为本实用新型一种污水强化处理系统示意图。
图2为本实用新型一种污水强化处理系统中的的污泥培养池示意图。
其中，1、格栅，2、初沉池，3、生化曝气池，4、二沉池，5、污泥浓缩装置，6、污泥脱水装置，7、污泥培养池；701、曝气装置，702、穿孔板，703、浮石填料层，704、腐殖土壤填料层，705、进泥管，706、排泥管，707、排泥管；8，9，10均为水泵。
具体实施方式
为了使本实用新型污水强化处理系统更为清楚明白和使本实用新型的目的和优点更为突出，以下结合具体实施例对本实用新型进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，不用于限定本实用新型。
实施例1
如图1所示，污水强化处理系统，包括依次连通的格栅1、平流式初沉池2、推流式生化曝气池3、辐流式二沉池4、离心式污泥浓缩装置5、叠螺式污泥脱水装置6，还包括污泥培养池7，所述的污泥培养池，如图2所示，包括鼓风曝气装置701、穿孔板702、浮石填料层703、腐殖土壤填料层704、进泥管705、排泥管706、排泥管707，所述鼓风曝气装置701位于所述污泥培养池7底部；所述穿孔板702位于所述鼓风曝气装置701上方，所述浮石填料层703位于所述穿孔板702上，所述腐殖土壤填料层704位于所述浮石填料层703上，所述进泥管705的一端位于所述腐殖土壤层704上方，所述进泥管705的另一端与所述辐流式二沉池4连通且之间设有水泵8，所述排泥管706的一端位于进泥管705下方，所述排泥管706的另一端与所述推流式生化曝气池3连通且之间设有水泵9，排泥管707的一端位于所述污泥培养池7底部，另一端与所述推流式生化曝气池3连通，且之间设有水泵10。
其中穿孔板702的孔径为0.02mm；
腐殖土壤填料层704中腐殖土壤填料制作方法：腐殖土壤、粘土和石灰按照重量比为2∶1∶1混合，70℃烘至含水量为20％后，按照长为3cm，直径为0.5cm规格压制。
浮石填料层703选用直径为2cm的天然浮石。
污泥培养池高为3m，长为2m，宽度为2m，其中装填的腐殖土壤层704高为0.5m，浮石填料层703高为0.5m，且腐殖土壤层704与浮石填料层703体积比为1∶1。
污水强化处理方法，具体实施方法如下：
含有有机物(COD为1000mg/L)的生活污水经孔径为10mm的格栅1，拦截固体污染物，再经平流式初沉池2，自由沉淀0.5h，流入推流式生化曝气池3，曝气时间为3h，曝气间歇时间为30min，在推流式生化曝气池3中污水中有机污染物被微生物氧化分解，同时微生物生长繁殖形成絮凝物，絮凝胶体污染物；经推流式生化曝气池3处理后，污水流入辐流式二沉池4，静置1.0h后，得到上清液与沉淀物，所述上清液经辐流式二沉池4的出水口排出收集，沉淀物进行活性污泥浓度测定，当污泥浓度为7000mg/L时，启动水泵8，关闭水泵9、10，所述沉淀物经所述辐流式二沉池4与污泥培养池7的进泥管705流入污泥培养池7中，同时启动鼓风曝气装置1，曝气时间为10h，曝气间歇为2h，所述沉淀物在污泥培养池7中停留20h，所述沉淀物溶氧量为0.3mg/L后，启动水泵9、c，通过污泥培养池7的排泥管706和排泥管707输送至推流式生化曝气池3中；当辐流式二沉池4分离的所述沉淀物中污泥浓度为20000mg/L时，关闭水泵8、9、10，所述沉淀物流入离心式污泥浓缩装置5中进行浓缩，浓缩至所述沉淀物含水量90％，并将浓缩后的所述沉淀物流入叠螺式污泥脱水装置6中脱水，脱水后污泥含水率为50％。
处理效果：经上述污水强化处理系统及方法处理后的含有有机物(COD为1000mg/L)的生活污水，对辐流式二沉池4出水口排出的上清液取样、分析，结果表明COD去除率为90％，总氮去除率为95％，总磷去除率为96％，重金属铅质量百分含量为8μg/L、砷质量百分含量为0.3μg/L、锌质量百分含量为10μg/L、镉质量百分含量为0.2μg/L、铜质量百分含量为3μg/L、汞质量百分含量为0.05μg/L。
实施例2
如图1所示，污水强化处理系统，包括依次连通的格栅1、竖流式初沉池2、完全混合式生化曝气池3、辐流式二沉池4、叠螺式污泥浓缩装置5、带式污泥脱水装置6，还包括污泥培养池7，所述的污泥培养池，如图2所示，包括表面曝气装置701、穿孔板702、浮石填料层703、腐殖土壤填料层704、进泥管705、排泥管706、排泥管707，所述表面曝气装置701位于所述污泥培养池7底部；所述穿孔板702位于所述表面曝气装置701上方，所述浮石填料层703位于所述穿孔板702上，所述腐殖土壤填料层704位于所述浮石填料层703上，所述进泥管705的一端位于所述腐殖土壤层704上方，所述进泥管705的另一端与所述辐流式二沉池4连通且之间设有水泵8，所述排泥管706的一端位于进泥管705下方，所述排泥管706的另一端与所述完全混合式生化曝气池3连通且之间设有水泵9，排泥管707的一端位于所述污泥培养池7底部，另一端与所述完全混合式生化曝气池3连通，且之间设有水泵10。
其中穿孔板702的孔径为0.08mm；
腐殖土壤填料层704中腐殖土壤填料制作方法：腐殖土壤、粘土和石灰按照重量比为3∶1∶1混合，90℃烘至含水量为10％后，按照长为5cm，直径为2.5cm规格压制。
浮石填料层703选用直径为4cm的天然浮石。
污泥培养池7高为5m，长为4m，宽度为3m，其中装填的腐殖土壤层704高为1.7m，浮石填料层703高为2.5m，且腐殖土壤层704与浮石填料层703体积比为1∶3。
污水强化处理方法，具体实施方法如下：
含有有机物(COD为10000mg/L)的工业污水经孔径为40mm的格栅1，拦截固体污染物，再经竖流式初沉池2，自由沉淀1.0h，流入完全混合式生化曝气池3，鼓风曝气时间为6h，曝气间歇时间为50m1n，在完全混合式生化曝气池3中污水中有机污染物被微生物氧化分解，同时微生物生长繁殖形成絮凝物，絮凝胶体污染物；经完全混合式生化曝气池3处理后，污水流入辐流式二沉池4，静置1.0h后，得到上清液与沉淀物，所述上清液经平流式二沉池4的出水口排出收集，对所述沉淀物进行活性污泥浓度测定，当污泥浓度为20000mg/L时，启动水泵8，关闭水泵9、10，所述沉淀物经所述平流式二沉池4与污泥培养池7的进泥管705流入污泥培养池7中，同时启动表面曝气装置701，曝气时间为15h，曝气间歇为3h，所述沉淀物在污泥培养池7中停留50h，所述沉淀物溶氧量为1.5mg/L后，启动水泵9、10，通过污泥培养池7的排泥管706和排泥管707输送至完全混合式生化曝气池3中；当平流式二沉池4分离的所述沉淀物中污泥浓度为20000mg/L时，关闭水泵8、9、10，所述沉淀物流入叠螺式污泥浓缩装置5中进行浓缩，浓缩至所述沉淀物含水量80％，并将浓缩后的所述沉淀物流入带式污泥脱水装置6中脱水，脱水后污泥含水率为40％。
处理效果：经上述污水强化处理系统及方法处理后的含有有机物(COD为10000mg/L)的工业污水，对平流式二沉池4出水口排出的上清液取样、分析，结果表明：COD去除率为95％，总氮去除率为98％，总磷去除率为99％，重金属铅质量百分含量为5μg/L、砷质量百分含量为0.2μg/L、锌质量百分含量为8μg/L、镉质量百分含量为0.2μg/L、铜质量百分含量为2μg/L、汞质量百分含量为0.03μg/L。
实施例3
如图1所示，污水强化处理系统，包括依次连通的格栅1、辐流式初沉池2、组合式生化曝气池3、竖流式二沉池4、中心传动污泥浓缩装置5、板框式脱水装置6，还包括污泥培养池7，所述的污泥培养池，如图2所示，包括微孔曝气装置701、穿孔板702、浮石填料层703、腐殖土壤填料层704、进泥管705、排泥管706、排泥管707，所述微孔曝气装置701位于所述污泥培养池7底部；所述穿孔板702位于所述微孔曝气装置701上方，所述浮石填料层703位于所述穿孔板702上，所述腐殖土壤填料层704位于所述浮石填料层703上，所述进泥管705的一端位于所述腐殖土壤层704上方，所述进泥管705的另一端与所述竖流式二沉池4连通且之间设有水泵8，所述排泥管706的一端位于进泥管705下方，所述排泥管706的另一端与所述组合式生化曝气池3连通且之间设有水泵9，排泥管707的一端位于所述污泥培养池7底部，另一端与所述组合式生化曝气池3连通，且之间设有水泵10。
其中穿孔板702的孔径为0.08mm；
腐殖土壤填料层704中腐殖土壤填料制作方法：腐殖土壤、粘土和石灰按照重量比为2∶1∶1混合，80℃烘至含水量为17.5％后，按照长为4cm，直径为1.5cm规格压制。
浮石填料层703选用直径为2.5cm的天然浮石。
污泥培养池7高为3m，长为3m，宽度为3m，其中装填的腐殖土壤层704高为0.75m，浮石填料层703高为0.5m，且腐殖土壤层704与浮石填料层703体积比为1∶2。
一种污水强化处理方法，具体实施方法如下：
含有有机物(COD为800mg/L)的农业废水经孔径为25mm的格栅1，拦截固体污染物，再经辐流式初沉池2，自由沉淀0.75h，流入组合式生化曝气池3，曝气时间为6h，曝气间歇时间为50min，在组合式生化曝气池3中污水中有机污染物被微生物氧化分解，同时微生物生长繁殖形成絮凝物，絮凝胶体污染物；经组合式生化曝气池3处理后，污水流入竖流式二沉池4，静置1.5h后，得到上清液与沉淀物，所述上清液经竖流式二沉池4的出水口排出收集，所述沉淀物进行活性污泥浓度测定，当污泥浓度为13500mg/L时，启动水泵8，关闭水泵9、c，所述沉淀物经所述竖流式二沉池4与污泥培养池7的进泥管705流入污泥培养池7中，同时启动微孔曝气装置701，曝气时间为12.5h，曝气间歇为2.5h，所述沉淀物在污泥培养池7中停留35h，所述沉淀物溶氧量为0.9mg/L后，启动水泵9、10，通过污泥培养池7的排泥管706和排泥管707输送至组合式生化曝气池3中；当竖流式二沉池4分离的所述沉淀物中污泥浓度为30000mg/L时，关闭水泵8、9、10，沉淀物流入中心传动污泥浓缩装置5中进行浓缩，浓缩至所述沉淀物含水量70％，并将浓缩后的所述沉淀物流入板框式污泥脱水装置6中脱水，脱水后污泥含水率为30％。
处理效果：经上述污水强化处理系统及方法处理后的含有有机物(COD为800mg/L)的农业废水，对竖流式二沉池4出水口排出的上清液取样、分析，结果表明：COD去除率为95％，总氮去除率为97％，总磷去除率为98％，重金属铅质量百分含量为2μg/L、砷质量百分含量为0.1μg/L、锌质量百分含量为5μg/L、镉质量百分含量为0.1μg/L、铜质量百分含量为0μg/L、汞质量百分含量为0μg/L。
以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (4)
1.污水强化处理系统，包括依次连通的格栅、初沉池、生化曝气池、二沉池、污泥浓缩装置、污泥脱水装置，其特征在于还包括污泥培养池，所述的污泥培养池，包括曝气装置、穿孔板、进泥管、排泥管、腐殖土壤填料层、浮石填料层、水泵，所述曝气装置位于所述污泥培养池底部；所述穿孔板位于所述曝气装置上方，所述浮石填料层位于所述穿孔板上，所述腐殖土壤填料层位于所述浮石填料层上，所述进泥管的一端位于所述腐殖土壤层上方，所述进泥管的另一端与所述二沉池连通且之间设有第一水泵，所述排泥管分为第一排泥管和第二排泥管，所述第一排泥管的一端位于进泥管下方，所述第一排泥管的另一端与所述生化曝气池连通且之间设有第二水泵，所述第二排泥管的一端位于所述污泥培养池底部，另一端与所述生化曝气池连通，且之间设有第三水泵。
2.根据权利要求1所述的污水强化处理系统，其特征在于所述穿孔板的孔径≤0.08mm。
3.根据权利要求1所述的污水强化处理系统，其特征在于所述浮石填料层由天然浮石构成，其中所述的天然浮石直径为1～4cm。
4.根据权利要求1所述的污水强化处理系统，其特征在于所述腐殖土壤填料层高度为所述污泥培养池总高度的1/6～1/3，所述浮石填料层高度为所述污泥培养池总高度的1/6～1/2，且所述腐殖土壤层与所述浮石填料层体积比为1∶1～1∶3。
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