專利名稱：強化城市污水管道凈化功能的分散式污水處理與回用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種對城市污水進(jìn)行處理與回用的方法。
背景技術(shù)：
我國的水資源十分缺乏，大量的城市污水未經(jīng)適當(dāng)處理就直接排入水體，加劇了水資源短缺的矛盾。將城市污水進(jìn)行適當(dāng)處理并作為某種用途水進(jìn)行回用，是解決水資源缺乏問題的最有效途徑之一?，F(xiàn)行的常規(guī)城市污水處理與回用系統(tǒng)如圖1所示，它存在以下幾個方面的問題(1)城市污水經(jīng)過長距離的輸水干管送至污水處理廠，經(jīng)過深度處理后，又經(jīng)長距離的回用水輸水干管壓力送回城市回用水點，這樣必然要增加管道系統(tǒng)的基建投資和長距離輸水的動力消耗；(2)由于各回用水點對回用水的水質(zhì)要求不盡相同，這就給城市污水處理廠內(nèi)污水深度處理工藝的選擇制造了困難，采用同一的處理技術(shù)將會增加處理成本，采用不同的處理工藝將會增加城市污水處理廠的維護(hù)管理難度。因此，結(jié)合城市各回用水點所需的水量、水質(zhì)進(jìn)行具體分析，將城市污水處理與回用系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化配置，可減少處理與回用成本，在有限的資金投入情況下，最大限度地解決水污染與水缺乏問題。城市污水輸水干管作為城市的大靜脈，在污水的收集與輸送方面發(fā)揮了重要作用，但其在污水處理方面所具有的巨大潛在作用卻一直被人們所忽視。在國外，盡管有有限的試驗研究考察了污水管道在污水預(yù)處理方面以及對污水處理廠影響等方面的作用，但城市污水輸水干管在主導(dǎo)污水處理方面，特別是在結(jié)合污水回用方面的作用，一直未被系統(tǒng)的加以研究利用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明克服了現(xiàn)在人們普遍認(rèn)為的對污水進(jìn)行生物處理必須額外提供生物反應(yīng)器的認(rèn)識，還克服了現(xiàn)有的污水處理中存在的投資大、效率低的弊端，提供一種成本低、投資小、效率高、處理效果好的強化城市污水管道凈化功能的分散式污水處理與回用方法，它的解決方案是直接以城市污水干管做為生物反應(yīng)器進(jìn)行生物反應(yīng)，其具體方法是利用檢查井向污水中充氧或向污水干管中曝氣充氧、在污水干管中安裝填料載體或設(shè)計污泥回流設(shè)施等手段，來人工強化污水干管的生物處理功能。本發(fā)明由許多分散的小型回用水處理站替代了城市污水處理廠，實現(xiàn)了城市污水的零排放，并就近完成了不同用途的水回用。它對于解決水體污染與水資源缺乏具有重要意義。此外，采用這種分散處理、就近回用的方法，可減小污水輸水干管的尺寸，節(jié)省回用水管線，從而節(jié)省工程投資。采用這種方法，還可節(jié)省電耗，降低運行成本。根據(jù)城市回用水點的實際分布情況，在污水管道的適當(dāng)?shù)攸c設(shè)置多個集中的回用水處理站，回用水處理站的規(guī)模與占地要求較小，因而選擇回用水處理工藝是非常重要和必要的。近年來膜生物反應(yīng)器技術(shù)與曝氣生物濾池等技術(shù)的發(fā)展和逐漸完善，為這一目標(biāo)的實現(xiàn)提供了可能。可見，城市污水處理與回用新系統(tǒng)的一個關(guān)鍵點就是將污水處理領(lǐng)域的先進(jìn)技術(shù)結(jié)合起來，使得整個系統(tǒng)具有可行性和先進(jìn)性。它充分利用了傳統(tǒng)意義上起到污水轉(zhuǎn)輸功能的污水管道，將其作為污水處理的一部分，大大節(jié)省了污水處理構(gòu)筑物的空間，改變了傳統(tǒng)意義上污水處理的概念。實現(xiàn)了城市污水的就近回用。在制定城市發(fā)展規(guī)劃時，應(yīng)將水資源的合理利用統(tǒng)一考慮，制定城市用水規(guī)劃，在此基礎(chǔ)上，可以科學(xué)地確定回用水點的位置，數(shù)量及相應(yīng)的處理技術(shù)，有利于就近將回用水送至回用水點。由于城市污水在收集、輸送過程中被不斷地處理并回用，因而轉(zhuǎn)輸?shù)奈鬯繙p少，有利于減小輸水干管的尺寸，從而節(jié)省了管網(wǎng)部分的基建投資。在城市污水處理與回用系統(tǒng)中，處理工藝相對簡單，運行維護(hù)也比較容易，而且可以根據(jù)回用水水質(zhì)要求，采用不同的工藝參數(shù)，運行非常靈活。利用污水管道進(jìn)行處理時，管道埋于地下，有利于保溫，特別是北方寒冷地區(qū)冬季，有利于保證處理效果。有利于分期建設(shè)?？筛鶕?jù)不同時期回用水水量要求，隨時增設(shè)回用水處理站。


圖1是現(xiàn)有的城市污水處理與回用系統(tǒng)圖，圖2是本發(fā)明的城市污水處理與回用系統(tǒng)框圖。
具體實施例方式
一本實施方式以城市污水干管做為生物反應(yīng)器的具體措施為以污水干管為生物處理反應(yīng)區(qū)，在檢查井處集中進(jìn)行曝氣充氧，形成間歇的好氧-缺氧過程。檢查井采用深井形式，井深5～20m，較佳值為10～15m，這樣既可以節(jié)省占地，又可以提高氧的利用效率。檢查井附近設(shè)供氣間，供氣間內(nèi)設(shè)空壓機，氣源為空氣。在污水干管上分散設(shè)置污水回用處理站，處理工藝采用膜生物反應(yīng)器或曝氣生物濾池，出水主要用于市政用水、綠化用水、景觀用水、灌溉用水和對水質(zhì)要求不高的工業(yè)用水等。
具體實施方式
二本實施方式與實施方式一不同點是，供氣間內(nèi)氣源為純氧氣，主要供氣設(shè)備為液氧瓶、減壓設(shè)備等，采用純氧曝氣可大大提高充氧效果和對污染物的去除效率。其它與實施方式一相同。
具體實施方式
三本實施方式與前述實施方式不同點是，在污水干管內(nèi)安裝填料載體，以提高污水干管內(nèi)的生物量。填料載體的安裝方式為水平漂浮型安裝，填料可隨干管內(nèi)液位變化而上下浮動，在污水干管內(nèi)頂部設(shè)固定裝置，來固定填料的水平位置。
具體實施方式
四本實施方式與具體實施方式
三不同點是，填料載體的安裝方式為懸掛型式。
具體實施方式
五本實施方式與前述實施方式的不同點是，在污水干管內(nèi)也進(jìn)行曝氣充氧，采用鼓風(fēng)曝氣或膜曝氣方式，穿孔管曝氣設(shè)備或膜組件置于污水干管底部，氣源來自供氣間。向污水干管內(nèi)曝氣有利于提高對污染物的去除效果。
具體實施方式
六本實施方式與具體實施方式
五不同點是，曝氣方式采用機械曝氣，機械曝氣采用射流曝氣或渦凹曝氣形式。
具體實施方式
七本實施方式與前述實施方式的不同點是，在污水干管內(nèi)設(shè)置污泥回流設(shè)施，將下游檢查井和污水回用處理站的污泥回流至上游管道，提高污水干管內(nèi)的污泥濃度，從而提高污水干管的生物處理效果。
具體實施方式
八本實施方式與具體實施方式
七不同點是，污泥回流設(shè)施采用上游檢查井或回用水處理站向下游干管補充方式，回流污泥管道布置在污水干管中。
具體實施方式
九本實施方式為上述具體實施方式
三、五、七同時采用或組合采用。
具體實施方式
十本實施方式與實施方式一不同點是，污水回用處理站在膜生物反應(yīng)器或曝氣生物濾池工藝的基礎(chǔ)上，采用納濾、反滲透和電滲析等深度處理工藝，出水可滿足對水質(zhì)有較高要求的工業(yè)用途，如鍋爐用水等。其它與實施方式一相同。
權(quán)利要求
1.一種強化城市污水管道凈化功能的分散式污水處理與回用方法，其特征在于它直接以城市污水干管做為生物反應(yīng)器進(jìn)行生物反應(yīng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的強化城市污水管道凈化功能的分散式污水處理與回用方法，其特征在于它直接在城市污水干管中安裝填料載體。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的強化城市污水管道凈化功能的分散式污水處理與回用方法，其特征在于填料載體采用懸浮型式或懸掛型式。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的強化城市污水管道凈化功能的分散式污水處理與回用方法，其特征在于直接在城市污水干管上分散設(shè)置污水回用處理站。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的強化城市污水管道凈化功能的分散式污水處理與回用方法，其特征在于污水回用處理站采用膜生物反應(yīng)器或曝氣生物濾池進(jìn)行污水回用處理，同時采用納濾、反滲透和電滲析的回用水深度處理方法。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的強化城市污水管道凈化功能的分散式污水處理與回用方法，其特征在于直接對城市污水干管進(jìn)行曝氣充氧。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的強化城市污水管道凈化功能的分散式污水處理與回用方法，其特征在于直接對現(xiàn)有城市污水干管上的檢查井進(jìn)行曝氣充氧。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的強化城市污水管道凈化功能的分散式污水處理與回用方法，其特征在于曝氣方式采用鼓風(fēng)曝氣或機械曝氣；鼓風(fēng)曝氣采用的氣源是純氧或者是空氣，機械曝氣采用射流曝氣或渦凹曝氣形式。
9.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、5、6或7所述的強化城市污水管道凈化功能的分散式污水處理與回用方法，其特征在于直接在城市污水干管中設(shè)置污泥回流設(shè)施。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的強化城市污水管道凈化功能的分散式污水處理與回用方法，其特征在于污泥回流設(shè)施采用上游檢查井或回用水處理站向下游干管補充方式，起始段污水干管中的污泥回流可采用下游檢查井或回用水處理站向上游回流方式，回流污泥管道布置在污水干管中。
全文摘要
強化城市污水管道凈化功能的分散式污水處理與回用方法，它涉及一種對城市污水進(jìn)行處理與回用的方法。城市污水輸水干管在污水的收集與輸送方面發(fā)揮了重要作用，但其在污水處理方面所具有的作用一直被人們所忽視。本發(fā)明直接以城市污水干管做為生物反應(yīng)器進(jìn)行生物反應(yīng)，其具體方法為利用檢查井向污水中充氧或向污水干管中曝氣充氧、在污水干管中安裝填料載體或設(shè)計污泥回流設(shè)施等手段，來人工強化污水干管的生物處理功能。本發(fā)明充分利用了傳統(tǒng)意義上起到污水轉(zhuǎn)輸功能的污水管道，將其作為污水處理的一部分，大大節(jié)省了污水處理構(gòu)筑物的空間，改變了傳統(tǒng)意義上污水處理的概念，實現(xiàn)了城市污水的就近回用。
文檔編號C02F1/28GK1557740SQ20041001351
公開日2004年12月29日 申請日期2004年1月14日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月14日
發(fā)明者馬軍, 張立秋, 馬 軍 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)