农村污水深度处理生化过滤一体化装置及运行方法
【专利摘要】本发明公开了一种农村污水深度处理生化过滤一体化装置及运行方法：设有污水调节池、污水预处理池、生化池、生化过滤池、出水池和设备间，污水调节池设有出水泵与污水预处理池和生化池连通；生化池设有溢流口与生化过滤池相通；生化池底部设有排泥泵，生化池和生化过滤池底部设有与鼓风机连通的曝气管道和曝气头，生化过滤池中设有滤膜和反冲洗泵；并设有与所述泵和鼓风机控制连接的控制板。运行方法步骤：(1)进水；(2)生化池曝气；(3)生化池沉淀；(4)生化池进水生化过滤池曝气；(5)生化池曝气；(6)生化池沉淀；(7)生化池排泥；(8)生化过滤池反冲洗。本发明适用于农村污水处理，操作简便，可无人值守，费用低，能达到农村污水深度脱氮除磷的目的。
【专利说明】农村污水深度处理生化过滤一体化装置及运行方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种污水处理技术，具体是农村污水的一体化生物处理装置和工艺，尤其是能够实现污水深度脱氮除磷的一体化装置及运行方法，适用于农村污水处理和城市内未接入管网的点源小流量污水处理。
【背景技术】
[0002]全国农村每年产生生活污水约80多亿吨，而96%的村庄没有排水渠道和污水处理系统。生活污水随意排放，严重污染了农村的生态环境，直接威胁广大农民群众的身体健康以及农村的经济发展。一方面，未经处理的生活污水自流到地势低洼的河流、湖泊和池塘等地表水体中，严重污染各类水源；另一方面，生活污水也是疾病传染扩散的源头、容易造成部分地区传染病、地方病和人畜共患疾病的发生与流行。目前全国农村的自来水普及率只有34%左右，还有3亿多农民存在饮水安全问题。水源地水质低的状况与农村生活污水未经处理直接排放有直接因果关系。
[0003]农村污水处理模式主要有三种:(I)村落集中处理模式，即将所有住户产生的污水集中收集，统一建设污水处理设施，通常采用生物与生态组合处理等工艺形式；(2)分散处理模式，即将污水分区收集，单独处理，通常采用中小型污水处理设备或自然处理等形式；(3)纳入城镇排水管网，主要是城镇近郊区的农村。中国农村的经济发展、生活水平和方式、气候条件、地形条件等差异非常大，难于统一建设污水处理设施或并入城镇管网，适宜采用中小型污水处理设备实现农村废水分散处理。因此，提出一种农村污水深度处理生化过滤一体化装置及运行方法是非常有必要的，有着重要的现实意义。
【发明内容】
[0004]本发明的是为了解决上述技术问题，提出一种农村污水深度处理生化过滤一体化装置及运行方法，该装置和方法是在考察了农村污水的特点及其存在问题，经过长期的探索研究，通过改变传统生化池的运行方式，充分利用原污水中的有机物作为反硝化碳源进行反硝化，并与生化过滤相结合。开发出的一种高效低能耗的深度脱氮除磷生化过滤的装置及工艺。占地面积小，工艺灵活稳定可靠，操作简便，可无人值守，运行和管理费用低，能达到农村污水深度脱氮除磷的目的。
[0005]本发明的技术方案是:
[0006] 农村污水深度处理生化过滤一体化装置:其特征是:设有污水调节池、生化池、生化过滤池、出水池和设备间，所述污水调节池和生化池之间设有污水预处理池，污水调节池设有出水管道和出水泵与污水预处理池上部连通，污水预处理池底部设有出水管道与生化池底部连通；生化池上池口边设有池水流入生化过滤池的溢流口 ；生化池底部设有排泥泵和排泥管道；生化池和生化过滤池底部设有与鼓风机连通的曝气管道、曝气阀和曝气头，在生化过滤池中设有滤膜，并设有反冲洗泵；生物过滤池与出水池底部连通；所述出水泵、排泥泵、鼓风机、反冲洗泵与控制开启和关闭的控制板进行控制连接；所述出水泵、排泥泵、鼓风机、反冲洗泵和控制板均设置在设备间里；在污水调节池中设有控制污水水位的液位计；在污水预处理池中设有污物过滤装置；所述液位计与控制板进行控制连接。
[0007]所述污水调节池、生化池、生化过滤池和出水池采用全或半地下一体化钢结构或钢混结构模块化设计。
[0008]上述的农村污水深度处理生化过滤一体化装置的运行方法，其特征是设有以下步骤:
[0009](I)进水:污水调节池收集农村污水，当污水调节池中污水达到开机水位时，开启进水泵，进水泵将污水从污水调节池送入污水预处理池，在污水预处理池中污水经过污物过滤装置进行预处理，然后从底部进入生化池，待生化池中水位满了以后，停止进水，进入
下一步骤；
[0010](2)生化池曝气:打开生化池曝气阀，启动鼓风机，调节曝气量(10~12)QmVh，其中Q为进水泵每小时流量的立方米数，对生物滤池进行曝气，设定曝气时间为4小时，由鼓风机提供的压缩空气通过曝气头，以微小气泡的形式向池中污水高效供氧，生化池中好氧去除有机物，然后将污水中氨氮氧化为硝态氮；当曝气时间达到后，停止曝气，进入下一步骤；
[0011](3)生化池沉淀:生化池停止曝气后，进行沉淀闲置；此时进水阀门、曝气阀门、反冲洗阀门和排泥阀门均关闭；沉淀闲置时间为1.5-2小时；然后进入下一步骤；
[0012](4)生化池进水生化过滤池曝气:开启进水泵，将待处理的污水经过污水预处理池后注入生化池中，进水时间为 2V/5Q小时，生化池中的水满后溢流进入到生化过滤池中，打开生化过滤池中的曝气阀和鼓风机，曝气量恒定在(10~12)Qm3/h，设定曝气时间2V/5Q小时，式中V为生化池的溶积立方米数，Q为进水泵每小时流量的立方米数，以下同；时间到后，关闭进水泵和生化过滤池曝气阀，然后进入下一步骤；
[0013](5)生化池曝气:开启生化池曝气阀，曝气量恒定在(10~12)Q m3/h，设定曝气时间为2~4小时，关闭生化池曝气阀和鼓风机。然后系统进入下一步骤:
[0014](6)生化池沉淀:生化池进行沉淀，沉淀时间1-2小时，然后进入下一步骤:
[0015](7)生化池排泥:打开排泥泵，设定排泥时间3-5分钟，或排出总泥量的10% -20% ;排泥结束后，关闭排泥泵，然后进入下一个步骤:
[0016](8)生化过滤池反冲洗:生化过滤池进行反冲洗，气冲通过所述鼓风机进行，水冲通过反冲洗泵进行，气水混冲通过鼓风机和反冲洗泵同时进行；气冲5分钟(12~16L)/m2.S，气水混冲5分钟(3~5L) /m2.S，水冲10分钟(4~6L) /m2.S，反冲洗完成后，返回步骤⑷。
[0017]本发明的农村污水深度处理生化过滤一体化装置与运行方法同现有农村废水处理技术相比，具有下列优点:
[0018](I)能实现深度同步脱氮除磷，厌氧、缺氧、好氧交替状态为实现同步脱氮除磷提供了有利条件，而生化池与生化过滤池的结合更能够深度脱氮除磷。
[0019](2)由于生化池同步进水/排水，曝气、沉淀间歇进行。采用全/半地下一体化钢结构或钢混结构模块化设计，无噪音、臭味等影响周围环境的问题，减少了整个工艺的占地面积和基建投资，同时也缩短了运行周期。
[0020](3)由于充分的利用了原污水中的有机碳源，从而节省了外投碳源的费用，同时由于污水中的有机物被作为反硝化碳源，这就节约了氧化这些有机物所需要的氧气，既节约了鼓风机的能耗，也减轻了有机物对硝化过程的影响。
[0021](4)设有控制板与水泵和鼓风机进行控制连接，可以采用手动控制与自动控制相结合的控制方法，也可以进行自动控制，使得运行操作更为简单，管理更为方便，可实现无人值守。
[0022](5)本发明可广泛应用于农村废水或城市点源小流量污水处理，特别适用于分散处理模式如宾馆饭店、旅游度假村、新农村等的中小型污水处理及回用项目。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]图1是本发明的结构示意图。
[0024]本发明不受本附图的限制，在不改变基本结构的前提下，近似的改变仍属于本专利的保护范围。
【具体实施方式】
[0025]下面结合附图和实施例对本发明做说明:
[0026]实施例1:参见附图，农村污水深度处理生化过滤一体化装置:设有污水调节池1、生化池4、生化过滤池8、出水池14和设备间13，所述污水调节池和生化池之间设有污水预处理池3，污水调节池设有出水管道和出水泵2与污水预处理池上部连通，污水预处理池底部设有出水管道与 生化池底部连通；生化池上池口边设有池水流入生化过滤池的溢流口 ；生化池底部设有排泥泵5和排泥管道；生化池和生化过滤池底部设有与鼓风机10连通的曝气管道、曝气阀和曝气头6、7，在生化过滤池中设有滤膜9，并设有反冲洗泵11 ;生物过滤池与出水池底部连通；所述出水泵、排泥泵、鼓风机、反冲洗泵与控制开启和关闭的控制板进行控制连接；所述出水泵、排泥泵、鼓风机、反冲洗泵和控制板均设置在设备间里；在污水调节池中设有控制污水水位的液位计；在污水预处理池中设有污物过滤装置；所述液位计与控制板进行控制连接。所述污水调节池、生化池、生化过滤池和出水池采用全或半地下一体化钢结构或钢混结构模块化设计。
[0027]实施例2:农村污水深度处理生化过滤一体化装置的运行方法，以北京市某污水处理厂实际生活污水作为试验对象:pH = 6.5~7.8，COD = 260~370mg/L，TN = 50~65mg/L, TP = 3~5mg/L。所选择的生化池有效容积14m3，生化过滤池有效容积4m3。进水泵的进水每小时流量为:4m3/h，运行方法按以下步骤进行:
[0028](I)进水:污水调节池收集农村污水，当污水调节池中污水达到开机水位时，开启进水泵，进水泵将污水从污水调节池送入污水预处理池，在污水预处理池中污水经过污物过滤装置进行预处理，然后从底部进入生化池，进水I小时，生化池中水位满了以后，停止进水，进入下一步骤；
[0029](2)生化池曝气:打开生化池曝气阀，启动鼓风机，调节曝气量40m3/h，对生物滤池进行曝气，设定曝气时间为4小时，由鼓风机提供的压缩空气通过曝气头，以微小气泡的形式向池中污水高效供氧，生化池中好氧去除有机物，然后将污水中氨氮氧化为硝态氮；当曝气时间达到后，停止曝气，进入下一步骤；
[0030](3)生化池沉淀:生化池停止曝气后，进行沉淀闲置；此时进水阀门、曝气阀门、反冲洗阀门和排泥阀门均关闭；沉淀闲置时间为2小时；然后进入下一步骤；
[0031](4)生化池进水生化过滤池曝气:开启进水泵，将待处理的污水经过污水预处理池后注入生化池中，进水时间为1.4小时，生化池中的水满后溢流进入到生化过滤池中，打开生化过滤池中的曝气阀和鼓风机，曝气量恒定在40m3/h，设定曝气时间1.4小时，时间到后，关闭进水泵和生化过滤池曝气阀，然后进入下一步骤；
[0032](5)生化池曝气:开启生化池曝气阀，曝气量恒定在40m3/h,设定曝气时间为3小时，关闭生化池曝气阀和鼓风机。然后系统进入下一步骤:
[0033](6)生化池沉淀:生化池进行沉淀，沉淀时间1.5小时，然后进入下一步骤:
[0034](7)生化池排泥:打开排泥泵，设定排泥时间3分钟，排泥时间到达后，关闭排泥泵，然后进入下一个步骤:
[0035](8)生化过滤池反冲洗:生化过滤池进行反冲洗，气冲通过所述鼓风机进行，水冲通过反冲洗泵进行，气水混冲通过鼓风机和反冲洗泵同时进行；气冲5分钟14L/m2 *s，气水混冲5分钟4L/m2.s，水冲10分钟5L/m2.S，反冲洗完成后，返回步骤(4)。
[0036]经试运行一个月，实施例2的最终出水中COD小于50mg/L、总氮小于15mg/L，总磷小于lmg/L，达到国 家一级排放标准所要求的总氮和总磷浓度。
【权利要求】
1.一种农村污水深度处理生化过滤一体化装置:其特征是:设有污水调节池(I)、生化池(4)、生化过滤池(8)、出水池(14)和设备间(13)，所述污水调节池和生化池之间设有污水预处理池(3)，污水调节池设有出水管道和出水泵(2)与污水预处理池上部连通，污水预处理池底部设有出水管道与生化池底部连通；生化池上池口边设有池水流入生化过滤池的溢流口 ；生化池底部设有排泥泵(5)和排泥管道；生化池和生化过滤池底部设有与鼓风机(10)连通的曝气管道、曝气阀和曝气头出、7)，在生化过滤池中设有滤膜(9)，并设有反冲洗泵(11);生物过滤池与出水池底部连通；所述出水泵、排泥泵、鼓风机、反冲洗泵与控制开启和关闭的控制板进行控制连接；所述出水泵、排泥泵、鼓风机、反冲洗泵和控制板均设置在设备间里；在污水调节池中设有控制污水水位的液位计；在污水预处理池中设有污物过滤装置；所述液位计与控制板进行控制连接。
2.根据权利要求1所述的农村污水深度处理生化过滤一体化装置，其特征是:所述污水调节池、生化池、生化过滤池和出水池采用全或半地下一体化钢结构或钢混结构模块化设计。
3.根据权利要求1或2所述的农村污水深度处理生化过滤一体化装置的运行方法，其特征是设有以下步骤: (1)进水:污水调节池收集农村污水，当污水调节池中污水达到开机水位时，开启进水泵，进水泵将污水从污水调节池送入污水预处理池，在污水预处理池中污水经过污物过滤装置进行预处理，然后从底部进入生化池，待生化池中水位满了以后，停止进水，进入下一步骤； (2)生化池曝气:打开生 化池曝气阀，启动鼓风机，调节曝气量(10~12)Qm3/h，其中Q为进水泵每小时流量的立方米数，对生物滤池进行曝气，设定曝气时间为4小时，由鼓风机提供的压缩空气通过曝气头，以微小气泡的形式向池中污水高效供氧，生化池中好氧去除有机物，然后将污水中氨氮氧化为硝态氮；当曝气时间达到后，停止曝气，进入下一步骤； (3)生化池沉淀:生化池停止曝气后，进行沉淀闲置；此时进水阀门、曝气阀门、反冲洗阀门和排泥阀门均关闭；沉淀闲置时间为1.5-2小时；然后进入下一步骤； (4)生化池进水生化过滤池曝气:开启进水泵，将待处理的污水经过污水预处理池后注入生化池中，进水时间为2V/5Q小时，生化池中的水满后溢流进入到生化过滤池中，打开生化过滤池中的曝气阀和鼓风机，曝气量恒定在(10~12)Q m3/h，设定曝气时间2V/5Q小时，式中V为生化池的溶积立方米数，Q为进水泵每小时流量的立方米数，以下同；时间到后，关闭进水泵和生化过滤池曝气阀，然后进入下一步骤； (5)生化池曝气:开启生化池曝气阀，曝气量恒定在(10~12)Qm3/h，设定曝气时间为2~4小时，关闭生化池曝气阀和鼓风机。然后系统进入下一步骤: (6)生化池沉淀:生化池进行沉淀，沉淀时间1-2小时，然后进入下一步骤: (7)生化池排泥:打开排泥泵，设定排泥时间3-5分钟，或排出总泥量的2%-5%;排泥结束后，关闭排泥泵，然后进入下一个步骤: (8)生化过滤池反冲洗:生化过滤池进行反冲洗，气冲通过所述鼓风机进行，水冲通过反冲洗泵进行，气水混冲通过鼓风机和反冲洗泵同时进行；气冲5分钟(12~16L)/m2.s,气水混冲5分钟(3~5L) /m2.S，水冲10分钟(4~6L) /m2.S，反冲洗完成后，返回步骤⑷。
【文档编号】C02F9/14GK103992004SQ201410168224
【公开日】2014年8月20日 申请日期:2014年4月23日 优先权日:2014年4月23日
【发明者】刘秀红, 甘一萍, 常江, 冯红利, 柏永生, 阜威, 胡俊 申请人:北京城市排水集团有限责任公司, 北京北排水务设计研究院有限公司