一種高效低能耗污水處理工藝及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種高效低能耗污水處理工藝及裝置，其裝置包括依次設置的預處理沉淀單元、水解酸化單元、厭氧耗氧耦合生化處理單元和濾池單元，厭氧耗氧耦合生化處理單元包括好氧反應單元、微生物反應單元和厭氧反應單元，厭氧反應單元與微生物反應單元并聯進水，微生物反應單元與好氧反應單元串聯構成推流系統(tǒng)，厭氧反應單元出水經過微生物反應單元后進入好氧單元。本發(fā)明通過水解酸化、微氧化、好氧厭氧耦合工藝，可以有效減少污水的停留時間，降低污水運行能耗，從而降低運行成本，通過厭氧好氧耦合工藝減少生化污泥的產量。本發(fā)明的污水處理裝置具有結構緊湊、占地面積小、投資省、設備無易損件、易于管理和維護、抗沖擊負荷能力強等優(yōu)點。
【專利說明】一種高效低能耗污水處理工藝及裝置
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及生活污水處理【技術領域】，更具體地說，涉及一種高效低能耗污水處理裝置。
【背景技術】
[0002]隨著新型城鎮(zhèn)發(fā)展規(guī)劃，中國城市化進程的加快，小型城鎮(zhèn)進入集中建設期，小型城鎮(zhèn)人口的增加和工農業(yè)生產現代化的發(fā)展，生產和生活過程中所產生的污水量也日益增加，同時也逐漸的趨向集中處理，為了減輕污水對水體和環(huán)境的危害，在其釋放至環(huán)境中之前需要經過凈化處理?，F有污水處理工藝系統(tǒng)大多由預處理、生化處理系統(tǒng)及污泥分離系統(tǒng)構成，主體工藝技術已經相對穩(wěn)定和成熟，如何更好的將生化工藝組合應用，減少污泥排放和低運行能耗，成為目前污水處理系統(tǒng)研究的主要方向，目前，主流的污水處理工藝的運行和管理成本已趨向穩(wěn)定，想進一步降低則需要研究新的處理工藝方法。
[0003]農村、鄉(xiāng)鎮(zhèn)人口居住分散，規(guī)劃大規(guī)模地下污水管網投資巨大，污水采取集中處理方式并非最佳選擇，而采取分散處理則更加有利于鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水的處理問題，此外，農村和鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水的處理如果采用集中處理，構建中大型污水處理設施，其運用和污泥處置也存在較多問題，因此，研發(fā)新型低能耗，免維護、少排泥污水處理系統(tǒng)和設備有利于推動農村和鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理設施的普及，為偏遠地處的環(huán)境保護起到積極的推進作用。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術問題在于，提供一種高效低能耗污水處理工藝及裝置。
[0005]本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是:構造一種高效低能耗污水處理裝置，包括依次設置的預處理沉淀單元、水解酸化單元、厭氧耗氧耦合生化處理單元和濾池單元，所述厭氧耗氧耦合生化處理單元包括按上、中、下三層布置的好氧反應單元、微生物反應單元和厭氧反應單元，所述厭氧反應單元與微生物反應單元并聯進水，所述微生物反應單元與好氧反應單元串聯構成推流系統(tǒng)，所述厭氧反應單元出水經過微生物反應單元后進入好氧單元，構成半開放式的生物處理系統(tǒng)。
[0006]上述方案中，所述好氧反應單元底部設有曝氣管，所述曝氣管采用微孔曝氣器進行曝氣。
[0007]上述方案中，所述好氧反應單元內設置有固定生物載體，所述填料采用活性炭或陶粒。
[0008]上述方案中，所述預處理沉淀單元包括進水格網、沉淀池和出水堰槽，所述進水格網和出水堰槽位于沉淀池的上方，所述出水堰槽末端連接出水管，出水管沿水解酸化單元壁與水解酸化單元的布水管相連。
[0009]上述方案中，所述水解酸化單元采用多塊錯位設置的隔板進行分隔。
[0010]上述方案中，所述沉淀池中部設有V型斜板。
[0011]上述方案中，所述過濾單元內設置有填料，所述填料采用活性炭或陶粒。[0012]一種高效低能耗污水處理工藝，包括以下步驟:
[0013]S1、將污水送入預處理沉淀單元進行初級過濾和沉淀；
[0014]S2、沉淀后的水進入水解酸化單元處理；
[0015]S3、水解酸化單元處理后的水進入好氧反應單元、微生物反應單元和厭氧反應單元進行處理，厭氧反應單元與微生物反應單元并聯進水，微生物反應單元與好氧反應單元串聯構成推流系統(tǒng)，厭氧反應單元出水經過微生物反應單元后進入好氧單元，構成半開放式的生物處理系統(tǒng)；
[0016]S4、好氧反應單元處理后的水進入濾池單元處理后排放。
[0017]上述方案中，在所述步驟S3中，污水在水解酸化單元、厭氧反應單元和好氧反應單元停留時間比為1:1:2。
[0018]實施本發(fā)明的高效低能耗污水處理裝置，具有以下有益效果:
[0019](I)通過水解酸化、微氧化、好氧厭氧耦合工藝，可以有效減少污水的停留時間，降低污水運行能耗，從而降低運行成本，去除總氮、總磷、抑制藻類生長，處理水質達到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002) —級A排放標準；
[0020](2)結構緊湊，占地面積小，裝置可以采取地埋，不占用地面空間。
[0021](3)系統(tǒng)內部 無易損件和消耗件，維護方便；
[0022](4)系統(tǒng)內部無動力系統(tǒng)，不需要加藥，全部采用自流，無需人員監(jiān)控，動力消耗極低，電耗在0.15kwh/m3污水~0.35kwh/m3污水；
[0023](5)采用半開放式系統(tǒng)，形成厭氧好氧耦合工藝，大大減少生化污泥產生量，極少需要排泥或不排泥；
[0024](6)采用固定式生物載體材料，對曝氣所產生的氣泡有切割作用，提高了好氧反應單元氧的利用率，提高了污泥負荷和生化反應效率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]下面將結合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步說明，附圖中:
[0026]圖1是本發(fā)明高效低能耗污水處理裝置的原理；
[0027]圖2是本發(fā)明高效低能耗污水處理裝置的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0028]為了對本發(fā)明的技術特征、目的和效果有更加清楚的理解，現對照附圖詳細說明本發(fā)明的【具體實施方式】。
[0029]如圖1-圖2所示，本發(fā)明一種高效低能耗污水處理裝置，包括依次設置的預處理沉淀單元100、水解酸化單元200、厭氧耗氧耦合生化處理單元和過濾單元600。
[0030]厭氧耗氧耦合生化處理單元包括按上、中、下三層布置的好氧反應單元500、微生物反應單元400和厭氧反應單元300，好氧反應單元500、微生物反應單元400和厭氧反應單元300末端相通。厭氧反應單元300與微生物反應單元400并聯進水,微生物反應單元400與好氧反應單元500串聯構成推流系統(tǒng)，厭氧反應單元300出水經過微生物反應單元400后進入好氧單元，構成半開放式的生物處理系統(tǒng)這樣可以根據各自功能構建各自優(yōu)勢生物群落來對污水中有機物進行降解，同時，形成厭氧和好氧的耦合反應系統(tǒng)，有利于減少系統(tǒng)所產生的生化污泥量。
[0031]好氧反應單元500底部設有曝氣管501，曝氣管501采用微孔曝氣器進行曝氣。好氧反應單元500內設置有固定生物載體，固定生物載體采用活性炭或陶粒。優(yōu)選的實施例中采用活性炭，活性炭密度為1108kg/m3，粒徑范圍為1.0mm~1.5mm,比表面積5000m2/m3，其裝填比例為20 %，這樣有利于加快生化反應，提高污泥負荷。
[0032]預處理沉淀單元100包括進水格網102、沉淀池和出水堰槽103，進水格網102和出水堰槽103位于沉淀池的上方，出水堰槽103末端連接出水管，出水管沿水解酸化單元200壁與水解酸化單元200的布水管相連。進水格網102采用快速拆卸式格網，柵網孔徑5mmX 5mm,通過連桿與上部人孔104連接,可通過人工快速清洛。沉淀池中間設有V型斜板105，加速沉降。
[0033]水解酸化單元200上方設置有人孔，內部采用采用多塊錯位設置的隔板201、202進行分隔，可構建3~5個分個區(qū)，構成一個水平推流系統(tǒng)，這樣有利于水解反應的進行。
[0034]過濾單元600內設置有填料601，填料601采用活性炭或陶粒。過濾單元600還可以采用上流式活性炭生物濾池，進一步提高出水水平，同時可以降低出水的濁度，濾池的水流速度為5~8m/h。[0035]污水處理裝置整體材質可采用玻璃鋼FRP，耐腐蝕，使用壽命長。污水處理裝置其內部無動力消耗裝置，僅需要一臺曝氣風機或射流曝氣設備對好氧反應單元500進行曝氣，所消耗動力極低。污水處理裝置可作為地上構筑物，也可采用地埋方式，結構緊湊，若采用地埋，則需配置一臺污泥泵。
[0036]污水可采用自流方式通過進水口 101，進入進水格網102，進入沉淀分離單元100，然后污水通過溢流堰槽103進入水解酸化單元200,水解酸化單元200通過隔板201、202形成折流區(qū)域，污水經過折流后進入厭氧反應單元300和微生物反應單元400，厭氧反應單元300出水經微生物反應單元400進入好氧反應單元500。過濾單元600濾池通過溢流堰槽602將凈化后的污水排出。系統(tǒng)可開啟排泥閥010進行定期排泥。
[0037]為使裝置高效的運行，需要設定如下參數:
[0038]沉淀單元100的污水停留時間為0.5~lh。水解酸化單元的污水停留時間為1.5h，厭氧反應單元污水停留時間設定為1.5h，微生物反應單元污水停留時間設定為
0.5h，好氧反應單元污水停留時間設定為3h ;水解酸化單元溶解氧DO設定為0.3~0.5mg/L,厭氧反應單元溶解氧DO設定為O~0.2mg/L,好氧反應單元溶解氧設定為3.5~4mg/L，系統(tǒng)pH最佳范圍7.5~8.5。
[0039]本發(fā)明還提供了一種應用上述裝置的高效低能耗污水處理工藝，包括以下步驟:
[0040]S1、將污水送入預處理沉淀單元進行初級過濾和沉淀；
[0041]S2、沉淀后的水進入水解酸化單元處理；
[0042]S3、水解酸化單元處理后的水進入好氧反應單元、微生物反應單元和厭氧反應單元進行處理，厭氧反應單元與微生物反應單元并聯進水，微生物反應單元與好氧反應單元串聯構成推流系統(tǒng)，厭氧反應單元出水經過微生物反應單元后進入好氧單元，構成半開放式的生物處理系統(tǒng)；污水在水解酸化單元、厭氧反應單元和好氧反應單元停留時間比為1:1:2 ；
[0043]S4、好氧反應單元處理后的水進入濾池單元處理后排放。[0044]以下通過兩個運行實例說明本發(fā)明低能耗生活污水處理工藝及裝置的應用效果。
[0045]實施例1
[0046]本實例選取某度假村生活廢水，廢水水質如下:pH在6~8之間，SS為168.4mg/L,化學需氧量COD為346mg/L，生化需氧量BOD為267mg/L，氨氮為32.5mg/L,總氮TN為38.lmg/L,總磷 TP 為 3.2mg/L,處理水量為 50m3/d。
[0047]采用本發(fā)明裝置處理，設備直徑2.5m,長度5.2米，容積約20m3，在系統(tǒng)進入污水之前，需要接種污泥，接種污泥選擇就近的城市污水廠，分別馴化好氧、缺氧和厭氧污泥，污泥馴化完成后，將收集池污水用水泵注入本發(fā)明的污水處理裝置，污水經格網和沉淀后進入水解酸化池,保持水解酸化單元的DO濃度0.2~0.5mg/L,保持厭氧單元DO濃度<0.2mg/L，對好氧單元持續(xù)曝氣，保證氣水比為1.5:1~3:1，好氧反應單元DO為3.5mg~4mg/L ;對出水進行連 續(xù)監(jiān)測。
[0048]采用國標測試方法對出水水質測定:出水COD為22.8mg/L, BOD為5.4mg/L, TN為4.8mg/L, TP為0.3mg/L, SS為6mg/L ;出水滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)中一級A排放標準。
[0049]實施例2
[0050]本實施例選用某小區(qū)生活污水，廢水水質如下:pH在6~8之間，SS為218.5mg/L，化學需氧量COD為286mg/L，生化需氧量BOD為147mg/L，氨氮為36.5mg/L,總氮TN為42.lmg/L,總磷 TP 為 5.2mg/L。
[0051]按本發(fā)明工藝對污水進行處理，并采用國標測試方法對出水水質進行測定，其出水達到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)中一級A排放標準。
[0052]上面結合附圖對本發(fā)明的實施例進行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的【具體實施方式】，上述的【具體實施方式】僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領域的普通技術人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明宗旨和權利要求所保護的范圍情況下，還可做出很多形式，這些均屬于本發(fā)明的保護之內。
【權利要求】
1.一種高效低能耗污水處理裝置，其特征在于，包括依次設置的預處理沉淀單元、水解酸化單元、厭氧耗氧耦合生化處理單元和濾池單元，所述厭氧耗氧耦合生化處理單元包括按上、中、下三層布置的好氧反應單元、微生物反應單元和厭氧反應單元，所述厭氧反應單元與微生物反應單元并聯進水，所述微生物反應單元與好氧反應單元串聯構成推流系統(tǒng)，所述厭氧反應單元出水經過微生物反應單元后進入好氧單元，構成半開放式的生物處理系統(tǒng)。
2.根據權利要求1所述的高效低能耗污水處理裝置，其特征在于，所述好氧反應單元底部設有曝氣管，所述曝氣管采用微孔曝氣器進行曝氣。
3.根據權利要求1所述的高效低能耗污水處理裝置，其特征在于，所述好氧反應單元內設置有固定生物載體，所述填料采用活性炭或陶粒。
4.根據權利要求1所述的高效低能耗污水處理裝置，其特征在于，所述預處理沉淀單元包括進水格網、沉淀池和出水堰槽，所述進水格網和出水堰槽位于沉淀池的上方，所述出水堰槽末端連接出水管，出水管沿水解酸化單元壁與水解酸化單元的布水管相連。
5.根據權利要求4所述的高效低能耗污水處理裝置，其特征在于，所述水解酸化單元采用多塊錯位設置的隔板進行分隔。
6.根據權 利要求4所述的高效低能耗污水處理裝置，其特征在于，所述沉淀池中部設有V型斜板。
7.根據權利要求1所述的高效低能耗污水處理裝置，其特征在于，所述過濾單元內設置有填料，所述填料采用活性炭或陶粒。
8.一種高效低能耗污水處理工藝，其特征在于，包括以下步驟: 51、將污水送入預處理沉淀單元進行初級過濾和沉淀； 52、沉淀后的水進入水解酸化單元處理； 53、水解酸化單元處理后的水進入好氧反應單元、微生物反應單元和厭氧反應單元進行處理，厭氧反應單元與微生物反應單元并聯進水，微生物反應單元與好氧反應單元串聯構成推流系統(tǒng)，厭氧反應單元出水經過微生物反應單元后進入好氧單元，構成半開放式的生物處理系統(tǒng)； 54、好氧反應單元處理后的水進入濾池單元處理后排放。
9.根據權利要求8所述的高效低能耗污水處理工藝，其特征在于，在所述步驟S3中，污水在水解酸化單元、厭氧反應單元和好氧反應單元停留時間比為1: 1:2。
【文檔編號】C02F9/14GK103979739SQ201410225060
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年5月26日 優(yōu)先權日:2014年5月26日
【發(fā)明者】袁鵬飛, 周桃紅, 張立民 申請人:湖北加德科技股份有限公司