一種北方居民住宅區(qū)污水處理系統(tǒng)與方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于北方居民住宅區(qū)的污水處理系統(tǒng)與 方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 中國北方地區(qū)的氣溫較低，出于冬季防凍考慮，北方居民住宅區(qū)的地下管道埋設(shè) 一般較深，且具有穩(wěn)定的排水規(guī)律；水溫較低，水解速度慢，懸浮態(tài)污染物濃度較高，懸浮態(tài) 有機(jī)物占總有機(jī)物濃度比例高（40%~60% );用水定額小，有機(jī)污染物濃度一般也較高。 表1給出了北方居民住宅小區(qū)的典型水質(zhì)指標(biāo)，C0D表示化學(xué)需氧量，80%表示五日生化需 氧量，TN表示總氮，NH3-N表示氨氮，TP表示總磷，SS表示懸浮物。
[0003] 表1北方居民住宅小區(qū)典型水質(zhì)指標(biāo)
[0004]
[0005]^目前，居民住宅小區(qū)的污水處理經(jīng)常采用兩種工藝：一種是生物處理+機(jī)械過濾 工藝，如圖1所示；一種是膜生物反應(yīng)器工藝，如圖2所示。上述兩種工藝存在的問題是：沒 有充分考慮北方住宅小區(qū)的特點，沒有將污水處理與小區(qū)的自然環(huán)境相結(jié)合。因此，兩種處 理工藝的能耗都比較高，處理與回用費用都在1.0元/噸水以上，而且機(jī)械過濾污泥排放量 大，膜生物反應(yīng)器需要定期進(jìn)行化學(xué)清洗，管理要求高，膜壽命較短，一般3~5年，需要經(jīng) 常更換，費用高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本發(fā)明提出一種用于北方居民住宅區(qū)的污水處 理系統(tǒng)與方法，采用磁分離凈水技術(shù)與模塊化人工濕地工藝相結(jié)合的方法實現(xiàn)污水處理。
[0007] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案。
[0008] -種北方居民住宅區(qū)污水處理系統(tǒng)，包括格柵槽、調(diào)節(jié)池，還包括：磁分離凈水單 元和人工濕地單元。所述格柵槽、調(diào)節(jié)池、磁分離凈水單元和人工濕地單元通過導(dǎo)水管依次 連接。
[0009] 所述磁分離凈水單元包括由導(dǎo)水管相連的磁混凝反應(yīng)器和磁鼓凈水機(jī)；
[0010] 所述人工濕地單元包括人工濕地植物、模塊化填料及位于所述人工濕地植物和模 塊化填料之間的承托層。
[0011] 進(jìn)一步地，所述磁混凝反應(yīng)器還包括相鄰的混合反應(yīng)器和磁絮凝反應(yīng)器。
[0012] 進(jìn)一步地，所述混合反應(yīng)器和磁絮凝反應(yīng)器中分別至少包括一個攪拌機(jī)。
[0013] 進(jìn)一步地，所述磁絮凝反應(yīng)器將投入所述磁混凝反應(yīng)器的磁粉與污水中的污染物 混合形成具有磁性的磁性絮團(tuán)。
[0014] 進(jìn)一步地，所述磁分離凈水單元還包括依次相連的超聲波磁回收裝置、磁粉均相 器和磁粉投加栗。所述超聲波磁回收裝置與所述磁鼓凈水機(jī)相連。所述磁粉投加栗與所述 混合反應(yīng)器相連。
[0015] 進(jìn)一步地，所述磁鼓凈水機(jī)至少包括一個圓柱形的磁鼓、電機(jī)和刮柵條。電機(jī)與磁 鼓相連。磁鼓的一部分位于水面以下。刮柵條安裝在位于水面以上的磁鼓表面上。
[0016] 進(jìn)一步地，所述超聲波磁回收裝置包括一個超聲波發(fā)生器、一個攪拌機(jī)和一個磁 選裝置。超聲波發(fā)生器產(chǎn)生超聲波使磁性絮團(tuán)中的磁粉和污染物分散開；攪拌機(jī)使磁粉保 持懸浮不沉降；磁選裝置吸附磁粉并將其送到磁粉均相器。
[0017] 進(jìn)一步地，所述磁粉均相器至少包括一個攪拌機(jī)，使磁粉與水完全混合形成濃度 分布均勻的懸濁液。
[0018] 進(jìn)一步地，所述模塊化填料根據(jù)流入人工濕地單元中水的質(zhì)量選擇，所述模塊化 填料是鋼渣、碎石、沸石、陶粒的組合。
[0019] 應(yīng)用所述系統(tǒng)進(jìn)行污水處理方法，包括以下步驟：
[0020] 步驟1，污水流經(jīng)格柵槽后進(jìn)入調(diào)節(jié)池。
[0021] 步驟2,污水在調(diào)節(jié)池內(nèi)經(jīng)水量調(diào)節(jié)和水質(zhì)均衡后，被提升進(jìn)入磁分離凈水單元。
[0022] 步驟3,向磁分離凈水單元中投加混凝劑、助凝劑和磁粉。
[0023] 步驟4,在磁混凝反應(yīng)器中，污水中的懸浮態(tài)和膠體態(tài)污染物在水力混合和攪拌的 作用下，與磁粉形成具有磁性的磁性絮團(tuán)。
[0024] 步驟5,磁性絮團(tuán)和污水一起流入磁鼓凈水機(jī)，磁性絮團(tuán)被吸附到磁鼓表面，磁鼓 不斷旋轉(zhuǎn)，刮柵條將吸附的磁性絮團(tuán)刮下來，磁性絮團(tuán)在重力作用下輸送到超聲波磁回收 裝置；污水直接流出磁鼓凈水機(jī)流入人工濕地單元。
[0025] 步驟6,在超聲波磁回收裝置中，磁粉在超聲波的沖擊作用下與污染物分離，并進(jìn) 入磁粉均相器形成磁粉懸濁液，最后通過磁粉投加栗投入磁混凝反應(yīng)器。
[0026] 步驟7,人工濕地單元采用人工濕地植物和模塊化填料對污水進(jìn)一步凈化。
[0027] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：
[0028] 本發(fā)明根據(jù)北方居民住宅區(qū)污水水質(zhì)特點，提出一種由磁分離凈水技術(shù)與模塊化 人工濕地工藝相結(jié)合的污水處理方法，充分發(fā)揮磁分離凈水技術(shù)與模塊化人工濕地工藝對 污染物的處理優(yōu)勢，合理分配兩種新型工藝的處理配額，污水中懸浮態(tài)有機(jī)物、懸浮物和總 磷的去除主要在磁分離凈水技術(shù)工藝過程中完成，總氮、氨氮和溶解態(tài)有機(jī)物的去除由模 塊化濕地來完成。解決了單獨采用人工濕地工藝單元，占地面積大，濕地內(nèi)部容易堵塞，氨 氮和總氮難以達(dá)到水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)等問題。
[0029] 應(yīng)用本發(fā)明所述的污水處理方法，處理后水質(zhì)能夠達(dá)到《城市污水再生利用雜用 水水質(zhì)》(GB18920-2002)規(guī)定的綠化用水標(biāo)準(zhǔn)，實現(xiàn)了污染物消除與水資源再生就地利用， 達(dá)到節(jié)能減排與資源循環(huán)利用的效果。小區(qū)污水處理單純采用人工濕地處理工藝時，每噸 水每天需要的濕地面積為4~8m2,采用本發(fā)明所述方法，每噸水每天需要的濕地面積為 1~2m2。
【附圖說明】
[0030] 圖1為生物處理與機(jī)械過濾組合的工藝示意圖；
[0031] 圖2為膜生物反應(yīng)器工藝示意圖；
[0032] 圖3為本發(fā)明實施例所涉及的北方住宅區(qū)污水處理系統(tǒng)組成框圖；
[0033] 圖4為圖3中磁分離凈水單元和人工濕地單元的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0034] 圖中：1_磁分離凈水單元，11-磁混凝反應(yīng)器，111-混合反應(yīng)器，112-磁絮凝反應(yīng) 器，113-攪拌機(jī)，12-磁鼓凈水機(jī)，121-磁鼓，122-電機(jī)，123-刮柵條，13-超聲波磁回收裝 置，131-超聲波發(fā)生器，132-攪拌機(jī)，133-磁選裝置，14-磁粉均相器，141-攪拌機(jī)，15-磁 粉投加栗；2-人工濕地單元，21-模塊化填料，22-承托層，23-人工濕地植物；3-格柵槽； 4-調(diào)節(jié)池。
【具體實施方式】
[0035] 本發(fā)明利用磁分離凈水技術(shù)不受冬季低溫的影響，對污水中懸浮態(tài)有機(jī)物、懸浮 物和總磷具有較高處理效率，以及模塊化人工濕地具有較強(qiáng)的硝化能力，提升對氨氮的處 理效率的特征，根據(jù)北方居民住宅區(qū)污水水質(zhì)特點，提出一種由磁分離凈水技術(shù)與模塊化 人工濕地工藝相結(jié)合的污水處理方法，對居民小區(qū)進(jìn)行綠地改造，在不影響綠地功能的前 提下，增加綠地的污水凈化功能，將綠地變濕地，豐富旱濕植物種類，增強(qiáng)植物多樣性，同時 實現(xiàn)了回用水的就地利用。比傳統(tǒng)人工濕地單獨使用大量減少使用面積，而且節(jié)省了灌溉 的動力費用，比當(dāng)前處理技術(shù)大幅降低運(yùn)行費用。
[0036] 下面結(jié)合具體實施例及附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
[0037] -種北方居民住宅區(qū)污水處理系統(tǒng)，如圖3、4所示，包括格柵槽3、調(diào)節(jié)池4,磁分 離凈水單元1和人工濕地單元2。所述格柵槽3、調(diào)節(jié)池4、磁分離凈水單元1和人工濕地單 元2通過導(dǎo)水管依次相連。
[0038] 所述磁分離凈水單元1包括依次相連的磁混凝反應(yīng)器11、磁鼓凈水機(jī)12、超聲波 磁回收裝置13、磁粉均相器14和磁粉投加栗15。其中，
[0039] 所述磁混凝反應(yīng)器11還包括相鄰的混合反應(yīng)器111和磁絮凝反應(yīng)器112,所述混 合反應(yīng)器111和磁絮凝反應(yīng)器112中分別至少包括一個攪拌機(jī)113,攪拌機(jī)113用于使污水 中的懸浮態(tài)和膠體態(tài)污染物與從混合反應(yīng)器111中加入的混凝劑、助凝劑和磁粉混合，在 磁絮凝反應(yīng)器112中形成以磁粉為核心的磁性絮團(tuán)。
[0040] 所述磁鼓凈水機(jī)12用于將磁性絮團(tuán)從污水中分離出來。磁鼓凈水機(jī)12至少包括 一個圓柱形的磁鼓121、電機(jī)122和刮柵條123。電機(jī)122與磁鼓121相連。磁鼓121的一 部分位于水面以下，其表面具有高強(qiáng)度的磁場，將污水中的磁性絮團(tuán)吸附到磁鼓121表面。 刮柵條123安裝在位于水面以上的磁鼓表面。電機(jī)122帶動磁鼓繞其中心線