CN209759227U - 一种一体化短程高效污水处理装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于污水处理技术领域,一种一体化短程高效污水处理装置,所述装置包括进水系统、絮凝系统、生化系统和发酵系统,依次连接,其中,进水系统包括原水池,潜水泵、混凝剂储槽、加药泵和管道混合器,絮凝系统包括絮凝池、快速沉淀池、污泥泵和污泥管,生化系统包括调节池,潜水泵、生物膜反应池、搅拌桨、填料、曝气风机和多孔管,发酵系统包括:厌氧发酵罐、污泥泵、污泥管、澄清池,蠕动泵。本实用新型可实现95%的有机污染物去除率;污水总磷的去除率达到97%;污水总氮的去除率可达到80%,二级出水可满足一级A的污水排放标准。可显著减少污水处理时间,提高污染物去除效率,操作简单,基建、运行及维护成本低。
Description
技术领域
本实用新型属于污水处理技术领域,一种一体化短程高效污水处理装置及水处理方法。
背景技术
随着我国经济社会的迅速发展,水环境污染日益加剧,严重威胁水体环境。由国家环保部推出的“水十条”计划指出:到2020年,全国所有县城和重点镇具备污水处理收集能力,新增完成环境综合整治的建制村13万个。这意味着污水治理的重心将由工业、城市污染治理逐步转向村镇环境综合治理转移。
然而我国农村环境地形复杂、污水来源分散、管网覆盖极不完善。传统的集中式污水处理技术具有诸多缺点,包括:处理设备占地面积大,能耗高、易堵塞、难以模块化组合;污水处理时间长,运行成本较高,处理效率底下,氮磷难以同时达标杂;且管网建设投资巨大,因此并不适用于包括农村,城镇郊区及景区等污水产量较小但急需处理的地区。
目前市面上的分散化污水处理设备主要是基于“MBR(膜生物反应器)”系统,但是该类产品仍存在后期维护成本高,需要定期进行膜清洗,且氮磷去除率仍然不高等缺点。
又例如现有技术CN1843981A提供了污水悬浮载体生物处理工艺,包括以下步骤:a、强化絮凝沉淀:将生活污水或工业废水及后阶段回流的混合液导入强化絮凝沉淀池,加入絮凝剂混合,反应后的沉淀物经沉淀区底部排出;b、一体化悬浮载体生物反应器的生物处理和固液分离:将悬浮载体生物反应池通过穿孔挡板或挡墙分隔成缺氧区、好氧区和固液分离区,各区均投有悬浮载体生物填料,这样制得一体化悬浮载体生物反应器;步骤a得到的清液依次流入上述三个区域后,固液分离区下层导出沉淀污泥,从上层排出的清水即符合排放标准的水。但是该工艺难以适用于低碳氮比的污水处理,必须补充外加碳源才能达到总氮排放标准。
另外,现有技术CN103359890A一种中和沉淀处理后钢铁酸洗废水的净化方法,用于去除废水中的总氮,即硝酸根离子含量和总硬度即钙离子含量。所述方法,包括中和沉淀后的废水通过混合絮凝池、物化沉淀池、pH调节池、缺氧池、好氧池和生化沉淀池,30~50%缺氧池出水回流至混合絮凝池,其余缺氧池出水流入生化沉淀池。但此方案基于活性污泥法,必须配备沉淀池进行泥水分离,增加了构筑物的占地面积,延长了处理时间。
发明内容
鉴于现有技术存在的问题,本实用新型提供一种占地面积小,水处理效率高的一体化短程高效污水处理装置及工艺,结合化学法强化除磷,旁路污泥厌氧酸化处理,及酸化液回流强化生物脱氮,实现出水稳定达标。
首先,污水续批式进入快搅池与铁盐或铝混凝剂快速混合,然后经慢搅池进行絮凝,最后进入沉淀池。沉淀池出水进入调节池,用做后续生物处理池的连续进水箱。生物处理池采用推流式缺氧/好氧(A/O)工艺,并填充悬浮及固定填料,达到高效生物脱氮的目的,同时减少污泥产量。初沉池的污泥进入厌氧发酵罐,进行半连续式的水解酸化。发酵罐上清液回流至生物处理池的厌氧区,为反硝化提供有机碳源。通过调控絮凝剂投加量,发酵液回流量,以及生物池回流比,使出水氮磷稳定达标。经生物处理池的二级出水不需二次沉淀即可直接排入自然水体。
为解决上述技术问题,本实用新型采用的技术方案为:
一种一体化短程高效污水处理装置,包括进水系统、絮凝系统、生化系统和发酵系统,其中:
1)进水系统包括原水池,潜水泵、混凝剂储槽、加药泵和管道混合器:潜水泵置于原水池内,通过管道混合器与絮凝池的入水口连接;同时,混凝剂储槽通过加药泵连接管道混合器,实现进水与混凝剂的快速混合;
2)絮凝系统包括絮凝池、快速沉淀池、污泥泵和污泥管:絮凝池的入水口与进水系统连接,出水口与快速沉淀池连接;絮凝池采用机械搅拌的方式;沉淀池采用单层或双层斜板或斜管设计,沉淀池下端的污泥口连接污泥管,通过污泥泵与发酵系统的厌氧发酵罐的入口连接;
作为本实用新型的一种优选技术方案,所述絮凝系统中,机械搅拌的搅拌装置采用桨板式,根据处理水量可设置多组搅拌桨。
3)生化系统包括调节池,潜水泵、生物膜反应池、搅拌桨、填料、曝气风机和多孔管:调节池的入水口与沉淀池的出水口连接,潜水泵置于调节池中,通过管路与生物膜反应池的入水口连接,连续进水;生物膜反应池采用推流式,依次分为缺氧区和好氧区;生物膜反应池内部采用悬浮或固定填料进行填充;缺氧区采用机械搅拌的方式混合填料;好氧区底部安置多孔管,外部连接多个曝气风机进行鼓风曝气,且曝气量沿水流方向逐渐减少;好氧区的部分出水(优选50-80%)回流至缺氧区入水口,其余排入自然水体(优选20-50%);
作为本实用新型的一种优选技术方案,所述生化系统中,缺氧区和好氧区的体积比例为1:2,1:3或1:4,以充分实现生物硝化和反硝化过程。
作为本实用新型的一种优选技术方案,所述生化系统中,填料所占生物膜反应池的体积比在20-60%之间,尽可能增加水流与生物膜的有效接触面积。
4)发酵系统包括:厌氧发酵罐、污泥泵、污泥管、澄清池,蠕动泵:发酵罐的入口与絮凝系统的快速沉淀池的污泥泵连接,底部的污泥口连接污泥管,通过污泥泵与澄清池入口连接;发酵罐内置悬挂式的搅拌桨,对污泥进行机械混合;澄清池采用斜管式,出水口通过蠕动泵与生物膜反应池的缺氧区入口相连接;此外,澄清池的底部设有污泥泵,定期排泥。
作为本实用新型的一种优选技术方案,发酵罐采用半连续的方式运行,即进泥和排泥操作同时进行,污泥停留时间为2-6天,尽可能提高污泥上清液的有机物浓度,从而为生物膜反应池的厌氧区提供足够的碳源。
本实用新型另一目的在于还提供了一体化短程高效污水处理工艺,采用前述的一种一体化短程高效污水处理装置,针对当前市政污水氮磷去除效率不高,污泥产量大、难处理等问题而开发的一种短程高效的“混凝-旁路发酵-生物膜”水处理工艺,包括进水工序、絮凝沉淀工序、生化处理工序和污泥发酵工序:
1)进水工序:原水池中的原水经潜水泵进入絮凝池;同时,采用氯化铁、硫酸铝或者聚合氯化铝/铁为混凝剂,溶解后存于混凝剂储槽内,通过加药泵在管道混合器内与原水进行充分混合;优选混凝剂投加量为10-20mg Fe/L或10-20mg Al/L,保证污水中90%以上的TP可以有效去除。
2)絮凝沉淀工序:原水在絮凝池中进行慢速絮凝,搅拌速度为20-50r/min,水力停留时间为10-20min,以实现絮体的充分形成;然后进入快速沉淀池;沉淀池的水力停留时间为40-60min,出水进入调节池;沉淀池底部的污泥经过污泥泵进入污泥发酵罐;经过絮凝处理之后的出水:悬浮颗粒(SS)<100mg/L,化学需氧量(COD)<100mg/L,总磷(TP)<1mg/L,总氮(TN)<30mg/L;
3)生物处理工序:调节池的出水采用连续推流方式进入生物膜反应池,先后经过缺氧区和好氧区,最后以溢流的方式排水;缺氧区的搅拌速度为50-100r/min,好氧区溶氧量维持在1-4mg/L;好氧区的出水部分回流至缺氧区的入水口,为生物反硝化过程提供硝酸盐氮,其余部分排出系统;根据水质和当地污水排放标准,优选在缺氧区的入水口,回流水量与调节池出水量比例控制在2:1-5:1之间;最终好氧区出水水质达到COD<20mg/L,TP<0.2mg/L,TN<10mg/L。
4)污泥发酵工序:经沉淀池排出的污泥浓度维持在6-20g/L的MLSS(混合液悬浮固体浓度),经污泥泵进入发酵罐进行厌氧水解酸化,进泥的同时发酵罐底部排同等体积的泥,保证污泥停留时间在2-6天;发酵罐的出水进入澄清池,经1-2h的澄清后,上清液含有4000-10000mg/L的COD;经蠕动泵持续进入生物膜反应池的缺氧区,上清液流量维持在调节池出水流量的1/20-1/50,为反硝化脱氮提供补充碳源。
本实用新型可以广泛应用在水处理技术领域,涉及一种污水处理的分散化、模块化组合水处理装置及工艺。本实用新型相对于现有技术的主要优点包括:
(1)污水处理效果好,氮磷去除率稳定;
(2)污水处理时间短,系统短程高效;
(3)处理运行成本低,后期维护简单;
(4)处理设备占地少,建设投资成本低;
(5)污水设备模块化,易于运输组装;
(6)一级污泥易脱水,生物污泥产量低;
(7)处理水量范围广,大中小均可。
本实用新型可实现95%的有机污染物去除率,出水有机物浓度低于20mg-COD/L;污水总磷的去除率达到97%,出水总磷浓度低于0.2mg/L;污水总氮的去除率可达到80%,出水总氮浓度低于10mg/L,二级出水可满足一级A的污水排放标准。本实用新型采用的处理工艺可显著减少污水处理时间(小于6小时),提高污染物去除效率,操作简单,基建、运行及维护成本低。
附图说明
图1,本实用新型提供的一体化短程高效污水处理装置的工艺流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图,对本实用新型的具体实施方式做进一步说明,但本实用新型不局限于此:
实施例1
参照图1所示,某镇生活污水进入原水池储存,由潜水泵抽入管道混合器;同时,FeCl3混凝剂溶解于混凝剂储槽,通过加药泵连接管道混合器,实现进水与混凝剂的快速混合,混凝剂投加量为10mg Fe/L。管道混合器的出水口与絮凝器的入水口连接,絮凝池采用一组机械搅拌桨,搅拌速度为20r/min,水力停留时间20min。然后进入单层斜板沉淀池,水力停留时间60min,出水通过溢流方式进入调节池,调节池的出水经潜水泵连续进入生物膜反应池,依次经过体积比1:4的缺氧区和好氧区。缺氧区采用体积比60%的悬浮填料填充,并以50r/min的速度进行机械浆搅拌;好氧区采用体积比50%的固定纤维填料填充,溶氧控制在3mg/L,维持好氧区回流水量与调节池出水量比例在5:1之间。此外,沉淀池下端的污泥口连接污泥管,通过污泥泵与发酵系统的厌氧发酵罐的入口连接,污泥停留时间为3天,发酵罐的出水进入澄清池,经2h的澄清后,上清液含有6000mg/L的COD;经蠕动泵持续抽入生物膜反应池的缺氧区,上清液流量维持在调节池出水流量的1/50,为反硝化脱氮提供补充碳源。
经过上述步骤的最终出水水质可稳定达到COD 20mg/L,TP 0.2mg/L,TN 8mg/L,SS小于20mg/L。
实施例2
参照图1所示,某城市大型小区生活污水进入原水池储存,由潜水泵抽入管道混合器;同时,聚合氯化铝(PACl)混凝剂溶解于混凝剂储槽,通过加药泵连接管道混合器,实现进水与混凝剂的快速混合,混凝剂投加量为16mg Al/L。管道混合器的出水口与絮凝器的入水口连接,絮凝池采用2组机械搅拌桨,搅拌速度为50r/min,水力停留时间10min。然后进入双层斜板沉淀池,水力停留时间40min,出水通过溢流方式进入调节池,调节池的出水经潜水泵连续进入生物膜反应池,依次经过体积比1:2的缺氧区和好氧区。缺氧区采用体积比40%的悬浮填料填充,并以100r/min的速度进行机械浆搅拌;好氧区采用体积比60%的固定纤维填料填充,溶氧控制在2-3mg/L,维持好氧区回流水量与调节池出水量比例在2:1之间。此外,沉淀池下端的污泥口连接污泥管,通过污泥泵与发酵系统的厌氧发酵罐的入口连接,污泥停留时间为6天,发酵罐的出水进入澄清池,经2h的澄清后,上清液含有10000mg/L的COD;经蠕动泵持续抽入生物膜反应池的缺氧区,上清液流量维持在调节池出水流量的1/30,为反硝化脱氮提供补充碳源。
经过上述步骤的最终出水水质可稳定达到COD 20mg/L,TP 0.1mg/L,TN 10mg/L,SS小于30mg/L。
对比实施例1
与实施例1的区别在于,不投加混凝剂,系统出水水质COD 50mg/L,TP 1.5mg/L,TN15mg/L,SS 50mg/L,总磷难以达标。
对比实施例2
与实施例1的区别在于,不回流污泥发酵上清液,系统出水水质COD 30mg/L,TP0.2mg/L,TN 25mg/L,SS 40mg/L,总氮难以达标。
上述实施例为本实用新型较佳的实施方式,但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制,其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化,均应为等效的置换方式,都包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种一体化短程高效污水处理装置,其特征在于,包括进水系统、絮凝系统、生化系统和发酵系统,依次连接,其中:
1)进水系统包括原水池,潜水泵、混凝剂储槽、加药泵和管道混合器:潜水泵置于原水池内,通过管道混合器与絮凝池的入水口连接;同时,混凝剂储槽通过加药泵连接管道混合器,实现进水与混凝剂的快速混合;
2)絮凝系统包括絮凝池、快速沉淀池、污泥泵和污泥管:絮凝池的入水口与进水系统连接,出水口与快速沉淀池连接;絮凝池采用机械搅拌的方式;沉淀池采用单层或双层的斜板或斜管设计,沉淀池下端的污泥口连接污泥管,通过污泥泵与发酵系统的厌氧发酵罐的入口连接;
3)生化系统包括调节池,潜水泵、生物膜反应池、搅拌桨、填料、曝气风机和多孔管:调节池的入水口与沉淀池的出水口连接,潜水泵置于调节池中,通过管路与生物膜反应池的入水口连接,连续进水;生物膜反应池采用推流式,依次分为缺氧区和好氧区;生物膜反应池内部采用悬浮或固定填料进行填充;缺氧区采用机械搅拌的方式混合填料;好氧区底部安置多孔管,外部连接多个曝气风机进行鼓风曝气,且曝气量沿水流方向逐渐减少;好氧区的部分出水回流至缺氧区入水口,其余排入自然水体;
4)发酵系统包括:厌氧发酵罐、污泥泵、污泥管、澄清池,蠕动泵:发酵罐的入口与絮凝系统的快速沉淀池的污泥泵连接,底部的污泥口连接污泥管,通过污泥泵与澄清池入口连接;发酵罐内置悬挂式的搅拌桨,对污泥进行机械混合;澄清池采用斜管式,出水口通过蠕动泵与生物膜反应池的缺氧区入口相连接;此外,澄清池的底部设有污泥泵,定期排泥。
2.根据权利要求1所述的一种一体化短程高效污水处理装置,其特征在于,所述生化系统中,缺氧区和好氧区的体积比例为1:2,1:3或1:4。
3.根据权利要求1所述的一种一体化短程高效污水处理装置,其特征在于,所述生化系统中,填料所占生物膜反应池的体积比在20-60%之间。
4.根据权利要求1所述的一种一体化短程高效污水处理装置,其特征在于,所述絮凝系统中,机械搅拌的搅拌装置采用桨板式。
5.根据权利要求4所述的一种一体化短程高效污水处理装置,其特征在于,设置多组搅拌桨。
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CN201822150359.3U CN209759227U (zh) | 2018-12-19 | 2018-12-19 | 一种一体化短程高效污水处理装置 |
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