專利名稱：污水處理和再利用工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種污水處理和再利用工藝，尤其是涉及一種適用于半干 旱地區(qū)的城市污水處理和再利用工藝。
背景技術(shù)：
我國(guó)是世界上最缺水的國(guó)家之一。淡水資源總量居世界第6位，但人 均占有淡水量?jī)H居第108位，水資源己成為我國(guó)最嚴(yán)重的資源問題之一。
尤其是在我國(guó)西部的半干旱地區(qū)的缺水現(xiàn)象更為嚴(yán)重，干旱少雨，生 態(tài)環(huán)境脆弱，森林、植被覆蓋率低下，水土流失以及氮、磷、鉀肥的損失， 使得土壤嚴(yán)重退化。水資源的短缺嚴(yán)重制約了當(dāng)?shù)厣鐣?huì)、經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，加 劇了當(dāng)?shù)丨h(huán)境及氣候的惡化。
然而，隨著城市化的發(fā)展，城市排出的污水量越來越大，因此必須對(duì) 城市排出的污水進(jìn)行處理。傳統(tǒng)的城市污水處理方法是，將污水處理達(dá) "標(biāo)"后，排放至天然水體，如河流內(nèi)。
我國(guó)制定的"污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)"和"城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo) 準(zhǔn)"對(duì)排放至天然水體的各項(xiàng)"污染物"有著嚴(yán)格的要求。為了達(dá)到這一
要求，污水處理的工藝不斷改進(jìn)，處理的成本不斷增加；同時(shí)由于處理后 的水排放到天然水體中，造成有用的資源浪費(fèi)。
而且，我國(guó)幅員遼闊，自然環(huán)境、經(jīng)濟(jì)環(huán)境存在很大差異，不能靠一 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)或一種思路來治理環(huán)境污染，因此，應(yīng)該結(jié)合當(dāng)?shù)氐臈l件，把"污 染物"作為資源，利用該資源創(chuàng)建新的區(qū)域性生物鏈，催生出與環(huán)境能夠 和諧相處的農(nóng)林作物，有效改善區(qū)域生態(tài)環(huán)境。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提出一種污水處理和再利用工藝，該污水處理和再利 用工藝能夠有效地處理城市排出的污水，并且處理后的水適于廣泛地再利 用，同時(shí)從污水中分離出的污泥也能夠得到有效地利用，從而節(jié)約了水資 源，進(jìn)一步改善了環(huán)境。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提出一種污水處理和再利用工藝，包括以下步 驟粗濾去除污水中的大尺寸固體垃圾；細(xì)濾去除粗濾后的污水中的小尺 寸固體垃圾；使細(xì)濾后的污水曝氣，以便去除污水中的部分有機(jī)物；將曝 氣后的污水沉淀，以便沉淀出污水中的污泥且沉淀出的清水位于污泥的上 面，并使沉淀出的污泥的一部分與細(xì)濾后的污水一起繼續(xù)曝氣；儲(chǔ)存沉淀 出的清水；和儲(chǔ)存沉淀出的剩余污泥，以便使剩余污泥自然發(fā)酵。進(jìn)而，使細(xì)濾后的污水曝氣包括使用鼓風(fēng)曝氣。具體地，鼓風(fēng)使用鼓 風(fēng)機(jī)進(jìn)行。根據(jù)本發(fā)明進(jìn)一步實(shí)施例的污水處理和再利用工藝還包括提升粗濾 后的污水的高度，以便粗濾后的污水能夠通過重力自流從而被細(xì)濾。進(jìn)而，儲(chǔ)存沉淀出的清水包括利用水中的微生物、水生生物和水生植 物進(jìn)一步自然去除清水中的有機(jī)物，以便得到更加清潔的水。儲(chǔ)存的清水 可以用于農(nóng)田灌溉，植物綠化，或土壤改良。所述儲(chǔ)存的污泥經(jīng)過自然發(fā)酵用作肥料。具體地，粗濾使用粗格柵進(jìn)行。細(xì)濾使用細(xì)格柵進(jìn)行。在曝氣池內(nèi)將 細(xì)濾后的污水曝氣，在沉淀池內(nèi)對(duì)曝氣后的污水進(jìn)行沉淀，將沉淀出的清 水儲(chǔ)存在蓄水庫內(nèi)，且將沉淀出的剩余污泥儲(chǔ)存在儲(chǔ)泥庫內(nèi)。根據(jù)本發(fā)明的污水處理和再利用工藝，是將污水當(dāng)成資源、當(dāng)成原材 料，對(duì)處理后的污水和處理產(chǎn)生的污泥再利用，提供服務(wù)、創(chuàng)造利潤(rùn)、改 善生態(tài)環(huán)境，而不是異地排放；同時(shí)不產(chǎn)生"污染物"。本發(fā)明附加的方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面 的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實(shí)踐了解。


圖1是執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的污水處理和再利用工藝的污水處理和再利用系統(tǒng)的構(gòu)成示意圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的污水處理和再利用工藝的工藝流程圖。
具體實(shí)施方式
下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其 中自始至終相同的標(biāo)號(hào)表示相同的元件。下面通過參考附圖描述實(shí)施例以 便解釋本發(fā)明，所述實(shí)施例是示例性的，而不能解釋為對(duì)本發(fā)明的限制。如圖1所示，執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的污水處理和再利用工藝的污水 處理和再利用系統(tǒng)包括粗格柵2、細(xì)格柵3、曝氣池4、沉淀池5、蓄水庫 6、儲(chǔ)泥庫7。粗格柵2將來自于污水源1，例如城市污水，的污水中的大塊固體垃 圾(即尺寸較大的污物)去除，由粗格柵2去除的粗濾渣(即大尺寸的固 體垃圾)被收集并運(yùn)送到垃圾處理廠進(jìn)行處理。粗格柵2處理后的污水由細(xì)格柵3再進(jìn)行處理，以便去除粗格柵2 處理后的污水中的小塊固體垃圾(即尺寸較小的污物)，由細(xì)格柵2去除 的細(xì)濾渣(小尺寸的固體垃圾)即被收集并運(yùn)送到垃圾處理廠進(jìn)行處理。需要說明的是，在本實(shí)施例中，粗格柵2和細(xì)格柵3可以采用"篦子" 的形式，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低，但本發(fā)明并不限于此。污水源1 一般是來自于城市污水管線的污水，由于城市污水管線位于 地下，因此，粗格柵l可以設(shè)置在污水從城市污水管線進(jìn)入污水處理廠的 入口處，以便對(duì)進(jìn)入污水處理廠的污水進(jìn)行粗濾。然而，為了利用細(xì)格柵 3對(duì)由粗格柵2處理后的污水進(jìn)行細(xì)濾，可以將粗格柵2處理后的污水提 升到預(yù)定的高度，再利用高度差使污水通過細(xì)格柵3。例如，可以通過提 升泵池9，將污水提升后，使污水自流通過細(xì)格柵3。需要說明的是，提升泵池9不必須設(shè)置在粗格柵2和細(xì)格柵3之間， 也可以設(shè)置在細(xì)格柵3與曝氣池4之間。經(jīng)過細(xì)格柵3處理后的污水進(jìn)入曝氣池4，污水在曝氣池4內(nèi)通過擴(kuò) 散混合和充分曝氣，從而通過污水中的活性污泥的吸附、絮凝和氧化作用去除污水中對(duì)環(huán)境有一定影響的部分有機(jī)物。曝氣池4內(nèi)的工藝采用傳統(tǒng)活性污泥法，普通曝氣工藝，高污泥負(fù)荷, 不考慮除磷脫氮，相應(yīng)的水力停留時(shí)間較短，從而減少了所需的曝氣池4 的容積。曝氣就是通過使污水在曝氣池4內(nèi)與含氧空氣接觸，使污水中的污泥 中存在的需氧細(xì)菌加快繁殖，形成活性污泥，利用活性污泥中的這些細(xì)菌 去除污水中的有機(jī)物，這與傳統(tǒng)曝氣原理相同，這里不再贅述。為了增加污水在曝氣池4內(nèi)的曝氣效果，本發(fā)明的污水處理和再利用 工藝可以利用鼓風(fēng)機(jī)8向曝氣池4內(nèi)鼓風(fēng)，從而增加曝氣效果，即能夠更 有效地去除污水中的有機(jī)物。在曝氣池4內(nèi)經(jīng)過曝氣去除了有機(jī)物的污水進(jìn)入沉淀池5中，污水在 沉淀池5內(nèi)沉淀，從而使污水中的污泥和清水分離。也就是說，污水在沉 淀池5內(nèi)通過沉淀形成位于下面的污泥與和位于上面的清水，從而能夠?qū)?污泥與清水分離。在沉淀池5內(nèi)沉淀出的清水中的生化需氧量的去除率可達(dá)50% 70%， 懸浮物的去除率可達(dá)80% 90%，同時(shí)保留了大部分的氮、磷等植物所需 的營(yíng)養(yǎng)成分，其水質(zhì)完全達(dá)到林業(yè)及農(nóng)田灌溉的要求。在沉淀池5內(nèi)沉淀出的清水不是像傳統(tǒng)水處理工藝一樣排放到自然 水體、例如河流或海洋內(nèi)，而是輸送到蓄水庫6內(nèi)。存儲(chǔ)在蓄水庫6內(nèi)的 清水可以再利用，例如可以用于農(nóng)田澆灌，或利用土地滲濾、漫流作用改 良土壤荒漠，或者用于植物綠化。蓄水庫6的容積可以保證3 4個(gè)月的 污水處理量，以備冬季不用水時(shí)儲(chǔ)存水。同時(shí)，對(duì)于從沉淀池5排放到蓄水庫6內(nèi)的清水，可以利用水中的微 生物、水生生物和水生植物等進(jìn)一步自然處理清水中的大部分有機(jī)物，從 而得到更加清潔的水。換言之，蓄水庫6可以作為生物塘，利用塘中的微 生物和藻類以及魚類對(duì)蓄水庫6內(nèi)的污水中的有機(jī)物進(jìn)行進(jìn)一步凈化處 理，塘中細(xì)菌分解污水中的有機(jī)物和病原體產(chǎn)生二氧化碳、磷酸鹽、銨鹽 等營(yíng)養(yǎng)物供藻類生長(zhǎng)，藻類光合作用產(chǎn)生的氧氣又供細(xì)菌生長(zhǎng)，從而構(gòu)成 共生系統(tǒng)。因此，通過蓄水庫6進(jìn)一步的凈化作用，蓄水庫6內(nèi)的污水的潔凈度 進(jìn)一步提高，如果排放也可達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。沉淀池5內(nèi)沉淀出的污泥的一部分，例如按進(jìn)入曝氣池的污水量的 50%,回流到曝氣池4內(nèi)，與來自于細(xì)格柵3的污水一起從曝氣池4入口 端同時(shí)進(jìn)入曝氣池4內(nèi)，通過擴(kuò)散和機(jī)械(鼓風(fēng)機(jī)8)曝氣進(jìn)行充分混合 與曝氣，形成循環(huán)，如上所述，通過活性污泥的吸附、絮凝和氧化作用去 除廢水中的有機(jī)物。也就是說，沉淀池5內(nèi)的污泥可以回流到曝氣池4 一部分，以便利用污泥內(nèi)的細(xì)菌去除污水中的有機(jī)物，以便彌補(bǔ)可能進(jìn)入 曝氣池4內(nèi)的污水中的活性污泥的不足。當(dāng)然，從沉淀池5回流到曝氣池 4內(nèi)的污泥量可以根據(jù)需要調(diào)整。沉淀池5內(nèi)沉淀出的污泥的剩余部分輸送到儲(chǔ)泥庫7內(nèi)，污泥在儲(chǔ)泥 庫7內(nèi)可以自然發(fā)酵，發(fā)酵后的污泥可以用作肥料，所述肥料例如可以用 于農(nóng)田施肥、植物綠化以及土壤改良。更具體而言，儲(chǔ)泥庫7中污泥采用厭氧消化和自然干化的原理處理， 其結(jié)構(gòu)形式分為兩格， 一格為進(jìn)泥存放， 一格為干化和消化，兩格交替進(jìn) 行。由于、沉淀池5內(nèi)的剩余污泥不添加任何的高分子絮凝劑，因此很容易 自然千化。厭氧消化和自然干化可利用天然能源，操作簡(jiǎn)易，致病菌破壞 率高。厭氧消化和干化后的污泥可作為農(nóng)肥使用。因此，根據(jù)本發(fā)明的污水處理和再利用工藝，處理簡(jiǎn)單，成本低。并 且能夠充分利用處理后的污水，避免直接將處理后的污水排放到自然水體 中，造成浪費(fèi)。而且，污水處理產(chǎn)生的污泥也能夠經(jīng)過自然發(fā)酵用作肥料， 創(chuàng)造更大的效益。下面參考圖2對(duì)根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的污水處理和再利用工藝的流程 進(jìn)行描述。如圖2所示，來自于城市污水管線(污水源)1的污水首先經(jīng)過粗格 柵2柵濾，去除污水中的大塊固體垃圾，去除的大塊固體垃圾被收集并被 送到垃圾處理廠處理。經(jīng)過粗格柵2處理后的污水被輸送到提升泵池，以便被提升到工藝所 需的預(yù)定高度，以便經(jīng)過細(xì)格柵3柵濾，從而去除污水中的小塊固體垃圾，去除后的小塊固體垃圾被收集并被送到垃圾處理廠處理。經(jīng)過細(xì)格柵3處理后的污水進(jìn)入曝氣池4進(jìn)行曝氣，同時(shí)為了增加曝 氣效果，利用鼓風(fēng)機(jī)8向曝氣池4內(nèi)鼓風(fēng)，從而通過污水中的活性污泥的 吸附、絮凝和氧化作用去除污水中的有機(jī)物。經(jīng)過曝氣處理的污水從曝氣池4進(jìn)入沉淀池5內(nèi)，污水中的污泥在沉 淀池5內(nèi)沉淀到下層，清水位于污泥的上面。位于上面的清水輸送到蓄水 庫6內(nèi)，而沉淀出的污泥的一部分回流到曝氣池4內(nèi)，用于與從細(xì)格柵3 進(jìn)入曝氣池4的污水混合且一起繼續(xù)進(jìn)行曝氣，形成循環(huán)，增強(qiáng)去除有機(jī) 物的效果，而剩余的污泥輸送到專門的儲(chǔ)泥庫內(nèi)。蓄水庫6內(nèi)的清水可以用于農(nóng)田灌溉，綠化，土壤改良。而且，利用 蓄水庫6中的微生物和藻類以及合適的水生生物對(duì)蓄水庫6內(nèi)的污水中的 有機(jī)物進(jìn)行進(jìn)一步凈化處理，蓄水庫6中細(xì)菌分解污水中的有機(jī)物和病原 體產(chǎn)生二氧化碳、磷酸鹽、銨鹽等營(yíng)養(yǎng)物供藻類生長(zhǎng)，藻類光合作用產(chǎn)生 的氧氣又供細(xì)菌生長(zhǎng)，從而蓄水庫6內(nèi)構(gòu)成共生系統(tǒng)。經(jīng)過進(jìn)一步凈化的 水可以達(dá)標(biāo)排放。儲(chǔ)泥庫7內(nèi)的污泥在其中經(jīng)過自然發(fā)酵，可以用作肥料，從而產(chǎn)生更 大的經(jīng)濟(jì)效益。因此，如上所述，根據(jù)本發(fā)明的污水處理和再利用工藝，能夠有效地 利用處理后的污水，減少了水資源的浪費(fèi)，處理產(chǎn)生的污泥能夠用作肥料， 產(chǎn)生了新的經(jīng)濟(jì)效益，而且，本發(fā)明的污水處理和再利用工藝簡(jiǎn)單，成本， 經(jīng)濟(jì)效益高。盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員 而言，可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行變化，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求及其等同物限定。
權(quán)利要求
1、一種污水處理和再利用工藝，包括以下步驟粗濾去除污水中的大尺寸固體垃圾；細(xì)濾去除粗濾后的污水中的小尺寸固體垃圾；使細(xì)濾后的污水曝氣，以便去除污水中影響環(huán)境的部分有機(jī)物；將曝氣后的污水沉淀，以便沉淀出污水中的污泥且沉淀出的清水位于污泥的上面，并使沉淀出的污泥的一部分與細(xì)濾后的污水一起繼續(xù)曝氣；儲(chǔ)存沉淀出的清水；和儲(chǔ)存沉淀出的剩余污泥，以便使剩余污泥自然發(fā)酵。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的污水處理和再利用工藝，其中使細(xì)濾后的 污水曝氣包括使用鼓風(fēng)曝氣。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的污水處理和再利用工藝，其中鼓風(fēng)使用鼓 風(fēng)機(jī)進(jìn)行。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的污水處理和再利用工藝，進(jìn)一步包括提升 粗濾后的污水的高度，以便粗濾后的污水能夠通過重力自流而被細(xì)濾。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的污水處理和再利用工藝，其中儲(chǔ)存沉淀出 的清水包括利用水中的微生物、水生生物和水生植物進(jìn)一步自然去除清水 中影響環(huán)境的有機(jī)物，以便得到更加清潔的污水。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的污水處理和再利用工藝，其中儲(chǔ)存的清水 用于農(nóng)田灌溉，植物綠化，或土壤改良。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的污水處理和再利用工藝，其中所述儲(chǔ)存的 污泥經(jīng)過自然發(fā)酵用作肥料。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的污水處理和再利用工藝，其中粗濾使用粗 格柵進(jìn)行。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的污水處理和再利用工藝，其中細(xì)濾使用細(xì)格柵進(jìn)行。
10、根據(jù)權(quán)利要求1所述的污水處理和再利用工藝，其中在曝氣池內(nèi)將細(xì)濾后的污水曝氣，在沉淀池內(nèi)對(duì)曝氣后的污水進(jìn)行沉淀，將沉淀出的 清水儲(chǔ)存在蓄水庫內(nèi)，且將沉淀出的剩余污泥儲(chǔ)存在儲(chǔ)泥庫內(nèi)。
全文摘要
一種污水處理和再利用工藝，包括以下步驟粗濾去除污水中的大尺寸固體垃圾；細(xì)濾去除粗濾后的污水中的小尺寸固體垃圾；給細(xì)濾后的污水曝氣，以便去除污水中的大部分對(duì)環(huán)境有一定影響的有機(jī)物；將曝氣后的污水沉淀，以便沉淀出位于下層的污泥和位于上面的清水，并使沉淀出的一部分污泥與細(xì)濾后的污水一起繼續(xù)曝氣；儲(chǔ)存經(jīng)沉淀后的清水；儲(chǔ)存沉淀出的剩余污泥，以便所述剩余污泥自然發(fā)酵成為肥料后待利用。本發(fā)明的污水處理和再利用工藝，充分利用污水中有用的資源，如植物需要的氮、磷等。既簡(jiǎn)化了污水處理工藝，節(jié)約了污水、污泥處理能耗，又大大減少了向外部水體和自然環(huán)境的排放，還把污水作為資源充分利用，可獲得新的經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號(hào)C02F7/00GK101314497SQ20071009970
公開日2008年12月3日 申請(qǐng)日期2007年5月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月29日
發(fā)明者薈 孔, 潘志平, 許啟明, 馬效賢, 平 駱 申請(qǐng)人:北京恩菲環(huán)保股份有限公司