CN208308638U - 一种组合式沼液处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种组合式沼液处理系统，它包括污水生化处理池和总控室，总控室内设有配电柜、ClO₂发生器、活性炭吸附罐、MBR膜反冲洗装置、曝气装置，污水生化处理池分为调节区、厌氧区、一次沉淀区、污泥区、好氧区、水解酸化区、MBR膜区、消毒区、清水区。沼液依次流过调节区、厌氧区、一次沉淀区、污泥区、好氧区、水解酸化区、MBR膜区、活性炭吸附罐、消毒区、清水区，最终成为清水，达到《农田灌溉用水水质标准》(GB 5084‑2005)。其中，MBR膜区设有气提回流装置，可以将活性污泥及其他杂质回流至好氧区进行再次处理。

Description

一种组合式沼液处理系统

技术领域

本实用新型涉及废水处理技术领域，尤其涉及沼液处理系统。

背景技术

畜禽是人类主要的动物蛋白来源。以前畜禽养殖主要以家庭养殖为主，规模小，相对分散，产生的沼液废水较少，有足够的耕地或林地进行消纳，可简单厌氧处理后直接外排用于耕地或林地的施肥。随着社会化程度的提高，城镇化进程加快，原有畜禽小型分散式家庭化养殖逐渐转向大型规模化养殖，规模大且相对集中，产生的沼液废水较多，超过土地消纳承载能力，如果任意排放会严重污染当地土壤环境和地下水资源，因此需要集中处理。

现有传统沼液处理技术通常采用厌氧发酵和三至五级沉淀过滤的处理方式，设备结构简单，使用方便，但是效果欠佳，一般采用干清粪处理工艺排放出来的沼液BOD₅、COD_cr等的含量平均为4000mg/L、8000 mg/L左右，经三至五级沉淀过滤无法达到国家规定《畜禽养殖业污染物排放标准》(GB 18596-2001)中BOD₅、＜150mg/L、COD_cr＜400 mg/L的排放要求；沼液中的NH₃-N、TP、SS基本无法处理，且占地面积大，浪费土地资源。

传统工艺为厌氧+好氧的处理模式，污水中的NH₃-H在好氧条件下转换成为NO₂ ^-、NO₃ ^-而后排外。虽然从NH₃-H的评价标准来讲，其指标确实下降了，但是大量的NO₂ ^-、NO₃ ^-还是外排到水体当中，此两种物质才是造成水体富营养化的关键，因此采用传统工艺并不能有效降低或去除污水中的NH₃-H，依然会给水体造成影响。

传统工艺中一次沉淀区日积月累储存的污泥一直停留在该区域底层，由于池中长期蓄满污水，导致底部污泥清除困难，需要将整个池子中的水全部抽干通过人工清理，因污泥与水充分融合，导致污泥湿度很大，清理也有难度。

传统工艺采用厌氧+好氧的处理模式，污水中的聚磷菌和微生物等会随着处理后的水外排，这样就导致了污水处理系统中微生物的流失，使得处理污水处理效率降低不少，采用MBR膜处理技术，可以将污水中的微生物阻隔在MBR膜区中，不断累积，没有外排，但是一直储存在MBR膜区，使得好氧区的微生物依然流失了。

传统MBR膜处理技术中缺少反冲洗工艺，使得MBR膜在运行一段时间后容易发生堵塞。

因此需要研究一种能够有效处理沼液废水中的BOD₅、COD_cr、NH₃-N、TP、SS、大肠杆菌、蛔虫卵等污染物，占地面积又较小的处理系统。在查阅了大量文献资料和实地调查的基础上，本实用新型设计了一种组合式沼液处理系统，能有效解决上述问题，具有广阔的市场前景。

发明内容

为了能够有效处理沼液废水中的BOD₅、COD_cr、NH₃-N、TP、SS、大肠杆菌、蛔虫卵等污染物，并减少资源浪费，本实用新型提供一种组合式沼液处理系统。

一种组合式沼液处理系统，包括污水生化处理池和总控室，总控室内设有配电柜、ClO₂发生器、活性炭吸附罐、MBR膜反冲洗装置、曝气装置；污水生化处理池分为调节区、厌氧区、一次沉淀区、污泥区、好氧区、水解酸化区、MBR膜区、消毒区、清水区；其中：

调节区设有匀浆装置和固液分离装置，自流或抽取进入调节区的废水，在匀浆装置的作用下搅拌均匀，在潜污泵和固液分离装置的作用下将粪渣等固体废弃物与废水分离，废水自流进入厌氧区，粪渣堆积外运用作有机肥料；

厌氧区与调节区连接，厌氧区为一封闭区域，在厌氧微生物的作用下让污水发酵，将沼液中70%左右的BOD₅、COD_cr在厌氧微生物的作用下分解为甲烷和水，其顶部采用半圆拱形设计用于收集沼气；

一次沉淀区与厌氧区连接，一次沉淀区设有气提式污泥收集装置，用于将一次沉淀区的污泥抽排至污泥区；气提式污泥收集装置包括污泥管和气提支管，污泥管首端设于沉淀区底部，污泥管末端从沉淀区延伸接至污泥区，气提支管一端与曝气装置连接，气提支管另一端通过三通接头与污泥管中部连接；一次沉淀区中累积沉淀的污泥可通过污泥管，利用曝气装置中的气体提升，抽排至污泥区储存，半年左右清理一次，集中外运用作肥料；

好氧区与一次沉淀区连接，好氧区设有曝气装置和半软性填料，用于增氧和微生物着床，为硝化反应提供条件，好氧微生物将沼液中的BOD₅、COD_cr转化为CO₂、H₂O，将沼液中的NH₃－N转化为NO₂-、NO₃-；同时，聚磷菌在好氧条件下将废水中的TP聚集起来；

水解酸化区与好氧区连接，水解酸化区设有半软性填料，为反硝化反应提供条件，厌氧微生物将沼液中NO₂-、NO₃-转化为N₂去除；

MBR膜区与水解酸化区连接，MBR膜区设有中空纤维膜或陶瓷膜，底部安装有曝气管，用于微生物供氧和冲洗附着在膜上的杂质；MBR膜区还设有气提回流装置，气提回流装置的回流管首端设在MBR膜区底部，回流管末端接至好氧区，在曝气主管上分流一根小于回流管三倍以上孔径的支管穿插入回流管内，在气体作用下使回流管内负压小于大气压，从而将MBR膜区底部含有SS和TP的污泥再次回流进入好氧区。

消毒区采用ClO₂消毒技术，消毒设备ClO₂发生器放置在总控室内，通过管道接入消毒区，同时在管道上顺次安装有文丘里混合器和管道混合器，将ClO₂消毒液与污水充分混合。进一步地，污水生化处理池为砖砌体结构或者钢砼结构的池子；消毒区也可采用紫外线消毒技术进行消毒；

污泥区用于存放沼液在各道过滤工序中产生的剩余污泥，半年左右清理一次，外运集中处理；

反冲洗装置用于MBR膜的反冲洗，配电柜中的自动控制系统控制，可实现间歇自动反冲洗。

进一步地，厌氧区为封闭区域，封闭区域分为五个小区。

进一步地，好氧区、厌氧区、MBR膜区设有生物泡沫清除装置，用于去除曝气装置在运行过程中与废水中一定量的表面活性剂或生物活化剂共同作用发生生化反应产生的泡沫。

更进一步地，根据猪场实际地形需要，厌氧区也可采用黑膜沼气池替代。

畜禽养殖场产生的污水自流或者经潜污泵泵入污水生化处理池中的调节区，在匀浆装置的作用下搅拌均匀、在潜污泵（放置在调节区底部）和固液分离装置的作用下，经固液分离去除大颗粒粪便、废渣等，粪渣堆积外运用作有机肥料；余下的废水自流进入厌氧区，在厌氧区停留数天，废水中70%左右的BOD₅、COD_cr在厌氧微生物的作用下分解为甲烷和水，收集沼液在厌氧发酵过程中产生的沼气，供居民生活使用；之后废水自流进入一次沉淀区，经初步沉淀后自流进入好氧区，进行好氧硝化反应将污水中的NH₃-N转化为NO₂ ^-、NO₃ ^-，同时聚磷菌在好氧条件下将废水中的TP聚集起来；经深度好氧处理的污水自流进入水解酸化区，进行反硝化反应将污水中的NO₂ ^-、NO₃ ^-转化为N₂去除；之后自流进入MBR膜区进行深度处理，在MBR膜的过滤作用下，截留去除污水中粒径大于0.5微米的活性污泥及其他杂质，并通过自吸泵的作用进入总控室中的活性炭吸附罐内进行净化处理；净化后的水通过管道接入消毒区，管道上依次安装有文丘里混合器和管道混合器将ClO₂消毒剂与净化后的水充分混合，在消毒区进行消毒处理，去除水体中的大肠杆菌；之后自流进入清水区达到《农田灌溉用水水质标准》(GB 5084-2005)后，用于农田灌溉或就近排放。

本实用新型的有益效果：实用新型为间歇A₂/O污水处理工艺，即厌氧+好氧+厌氧的处理模式，在传统工艺的基础上增加了一道厌氧工序，通过设置水解酸化区，可以将污水中的NO₂ ^-、NO₃ ^-转换成N₂，可以有效去除污水中的NH₃-H。本实用新型中设计了一种气提式污泥收集装置，利用系统中的曝气装置提供气压，使污泥管内的气压小于大气压，从而将一次沉淀区底部污泥抽排至污泥区滤干，定期清运，既能及时清理一次沉淀区中的污泥避免进入后序处理区，又能滤干污泥，为后期外运提供便利。在MBR膜区设计了一个气提式污泥回流装置，可以将MBR膜区累积的微生物和被MBR膜阻隔的大颗粒污泥回流至好氧池，大颗粒污泥中恰好包含了系统中处理不了的TP，这样既能提高好氧区微生物的密度，又能将TP沉淀在此区域，约半年左右清理一次集中外运，这样就去除了系统中的TP。本实用新型中采用了自动控制的反冲洗技术，可以实现若干小时后自动反冲洗膜一次，既不需要人工管理，又可避免MBR膜堵塞。

附图说明

图1为本实用新型涉及的一种组合式沼液处理系统立体结构示意图。

图2为本实用新型涉及的一种组合式沼液处理系统的侧视示意图。

图3为本实用新型涉及的一种组合式沼液处理系统中总控室的俯视示意图。

图中标号：1-蓄水池，2-调节区，3-厌氧区一，4-厌氧区二，5-厌氧区三，6-厌氧区四，7-厌氧区五，8-一次沉淀区，9-污泥区，10-好氧区，11-水解酸化区，12-MBR膜区，13-总控室，14-消毒区，15-清水区，16-生物泡沫清除装置，21-匀浆装置，22-固液分离装置，131-配电柜，132-ClO₂发生器，133-活性炭吸附罐，134-MBR膜反冲洗装置，135-曝气装置。

具体实施方式

如图1~3所示，本实用新型的一种组合式沼液处理系统，包括污水生化处理池1和总控室13，总控室13内设有配电柜131、ClO₂发生器132、活性炭吸附罐133、MBR膜反冲洗装置134、曝气装置135；污水生化处理池1为砖砌体结构或者钢砼结构的池子，污水生化处理池1分为调节区2、厌氧区、一次沉淀区8、污泥区9、好氧区10、水解酸化区11、MBR膜区12、消毒区14、清水区15；其中：

调节区2设有匀浆装置和固液分离装置，自流或抽取进入调节区的废水，在匀浆装置的作用下搅拌均匀，在潜污泵和固液分离装置的作用下将粪渣等固体废弃物与废水分离，废水自流进入厌氧区，粪渣堆积外运用作有机肥料；

厌氧区为一封闭区域，厌氧区内部分为厌氧区一3、厌氧区二4、厌氧区三5、厌氧区四6、厌氧区五7，厌氧区一3与调节区2连接。在厌氧微生物的作用下让污水发酵，将沼液中70%左右的BOD₅、COD_cr在厌氧微生物的作用下分解为甲烷和水，其顶部采用半圆拱形设计用于收集沼气；

一次沉淀区8与厌氧五7连接，一次沉淀区8设置有气提式污泥收集装置，此装置包括抽排污泥的污泥管和气提支管，所述污泥管水平安装在沉淀区底部，与底部有5cm左右的间隙，污泥管表面钻有一排间隔均匀的孔洞朝向沉淀区底部，污泥管首端封闭，末端延伸从沉淀区上部接至污泥区；所述气提支管一端与曝气装置135联接，另一端利用三通接头与污泥管末端未伸出水面的某一位置链接，当曝气装置135启动曝气时，气提支管内也将压入气体，气体通过管道进入污泥管首端联接的位置并从污泥管首端跑出，在此过程中污泥管内会因气体的流动产生大气负压，沉淀区8的污泥将在负压作用下通过污泥管表面的孔洞进入污泥管并随管道流入污泥区9；一次沉淀区8中累积沉淀的污泥可抽排至污泥区9储存，半年左右清理一次，集中外运用作肥料；

好氧区10与一次沉淀区8连接，好氧区10设有曝气管和半软性填料，用于增氧和微生物着床，为硝化反应提供条件，好氧微生物将沼液中的BOD₅、COD_cr转化为CO₂、H₂O，将沼液中的NH₃－N转化为NO₂-、NO₃-；同时，聚磷菌在好氧条件下将废水中的TP聚集起来；

水解酸化区11与好氧区10连接，水解酸化区11设有半软性填料，为反硝化反应提供条件，厌氧微生物将沼液中NO₂-、NO₃-转化为N₂去除；

MBR膜区12与水解酸化区11连接，MBR膜区12设有中空纤维膜或陶瓷膜，底部安装有曝气管，用于微生物供氧和冲洗附着在膜上的杂质；MBR膜区12还设有气提回流装置，气提回流装置的回流管首端设在MBR膜区12底部，回流管末端接至好氧区，在曝气主管上分流一根小于回流管三倍以上孔径的支管穿插入回流管内，在气体作用下使回流管内负压小于大气压，从而将MBR膜区12底部含有SS和TP的污泥再次回流进入好氧区10。

消毒区14采用ClO₂消毒技术，消毒设备ClO₂发生器放置在总控室内，通过管道接入消毒区，同时在管道上顺次安装有文丘里混合器和管道混合器，将ClO₂消毒液与污水充分混合。

反冲洗装置134用于MBR膜的反冲洗，配电柜中的自动控制系统控制，可实现间歇自动反冲洗。

好氧区10、厌氧区、MBR膜区12设有生物泡沫清除装置16，用于去除曝气装置135在运行过程中与废水中一定量的表面活性剂或生物活化剂共同作用发生生化反应产生的泡沫。

以上仅为本实用新型的优选实施例，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种组合式沼液处理系统，包括污水生化处理池和总控室，总控室内设有配电柜、ClO₂发生器、活性炭吸附罐、MBR膜反冲洗装置、曝气装置，污水生化处理池分为调节区、厌氧区、一次沉淀区、污泥区、好氧区、水解酸化区、MBR膜区、消毒区、清水区，其中：

调节区设有匀浆装置和固液分离装置，用于将粪渣固体废弃物与污水分离；

厌氧区为一封闭区域，用于在厌氧微生物的作用下让污水发酵；

一次沉淀区设有气提式污泥收集装置，用于将一次沉淀区的污泥抽排至污泥区；气提式污泥收集装置包括污泥管和气提支管，污泥管首端设于沉淀区底部，污泥管末端从沉淀区延伸接至污泥区，气提支管一端与曝气装置连接，气提支管另一端通过三通接头与污泥管中部连接；

好氧区设有半软性填料，用于微生物着床；半软性填料下方设有曝气管，曝气管通过三通接头与曝气装置连接，用于增氧；半软性填料和曝气管共同为硝化反应提供条件；

水解酸化区设有半软性填料，用于厌氧微生物着床，为反硝化反应提供条件；

MBR膜区设有中空纤维膜或陶瓷膜，底部安装有曝气管，曝气管通过三通接头与曝气装置连接，用于微生物供氧和冲洗附着在膜上的杂质；MBR膜区还设有气提回流装置，气提回流装置的回流管首端设在MBR膜区底部，回流管末端接至好氧区，在曝气装置的曝气主管上分流一根小于回流管三倍以上孔径的支管穿插入回流管内；

MBR膜区的MBR膜出水管与活性炭吸附罐进水管连接，活性炭吸附罐出水管与消毒区进水管连接；

ClO₂发生器的出药管接在活性炭吸附罐出水管与消毒区进水管中间，同时在管道上顺次安装有文丘里混合器和管道混合器，用于将ClO₂消毒液与污水充分混合。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：污水生化处理池为砖砌体结构或者钢砼结构的池子。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：厌氧区为封闭区域，封闭区域分为五个小区。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：厌氧区的顶部封闭部分设计为半圆拱形，用于收集厌氧区内产生的沼气。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：好氧区、厌氧区、MBR膜区设有生物泡沫清除装置，用于去除曝气装置在运行过程中与废水中一定量的表面活性剂或生物活化剂共同作用发生生化反应产生的泡沫。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：厌氧区根据实际地形需要，采用黑膜沼气池替代。