一种高速铁路客车集便器污水集中处理系统及方法与流程

本发明涉及一种高速铁路客车集便器污水集中处理系统及方法，属于污水处理技术领域。

背景技术：

为保护铁路沿线的生态环境，20世纪70年代世界多数发达国家已开始在列车上安装集便器，避免了旅客排泄物沿铁路随意排泄的状况，将集便器收集的污水通过地面粪便卸污及处理设施进行处理。发达国家对集便器污水一般都是经简单处理后排入城市污水管网，经与城市污水处理厂污水混合处理，对集便器污水单独处理后排放的较少。而我国高铁发展迅速，集便器收集污水量大，不宜直接排入城市污水管网，且集便器污水水质氨氮浓度高、C/N值低，处理难度大。目前，如何处理好高铁集便器污水中的高氨氮、高有机物，且满足污水综合排放标准，以成为铁路生态文明面临的新问题。

综合分析中国高铁集便器污水水质COD为6000～8000mg/L，pH值在9左右，氨氮为3000～4500mg/L，总氮为4000～6000mg/L。对这一污水，目前处理方法有两种：一是交予地方环卫部门外运处理，但外运费用较高；二是修建污水处理站对集便器污水进行单独处理。目前单独处理工艺复杂，运行状况较差，出水氨氮浓度较高，不能实现达标排放。总结分析目前高铁集便器污水处理现状，集便器污水直接处理还缺乏经济可行、技术可靠的方法。随着中国高铁的迅速发展，迫切需要针对当前中国高铁集便器污水水质特点和污水排放要求，开发新的技术和设备。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足,本发明提供一种高速铁路客车集便器污水集中处理系统及方法。

一种高速铁路客车集便器污水集中处理方法，含有以下步骤；

利用旋转滚筒格栅用于去除集便器污水中的手纸、大块粪便；设置预处理调节池并投加漂白粉，用于去除污水中部分氨氮和悬浮物，并对水质、水量进行调节；

设置内循环微氧反应器，接纳2/3的集便器污水，并投加100-150目微电解催化载体颗粒，可通过颗粒污泥实现短程硝化，将难生物降解的有机物充分分解，并实现部分同步短程硝化和反硝化脱氮；

利用内循环厌氧反应器，接纳1/3的集便器污水，并投加100-150目微电解催化载体颗粒，可通过厌氧颗粒污泥实现厌氧氨氧化和难生物降解有机物的水解酸化，实现部分氨氮和硝态氮的脱除；

设置双循环好氧反应器，并投加100-150目微电解催化载体颗粒，实现好氧颗粒污泥同步硝化和反硝化脱氮；

设置特效脱氮曝气滤池，利用微电解催化生物载体的作用实现污水的深度处理；

将预处理调节池、内循环微氧反应器、内循环厌氧反应器、双循环好氧反应器、特效脱氮曝气滤池所产生的污泥通过污泥处理装置的浓缩、脱水并实现微电解催化载体颗粒的回收；最后处理水再经二氧化氯(ClO2)消毒处理，实现达标排放。

一种高速铁路客车集便器污水集中处理系统，集便器污水进入旋转滚筒格栅，旋转滚筒格栅后面连接预处理调节池，预处理调节池与内循环微氧反应器和内循环厌氧反应器连接，内循环微氧反应器连接内循环厌氧反应器，内循环厌氧反应器后连接双循环好氧反应器，双循环好氧反应器后连接特效脱氮曝气滤池，特效脱氮曝气滤池后连接氧化氯(ClO2)消毒设施消毒后出水，污泥处理装置分别与预处理调节池、内循环微氧反应器、内循环厌氧反应器、双循环好氧反应器、特效脱氮曝气滤池连接进行污泥处置。

微电解催化载体颗粒是已授权的发明专利“好氧低碳氮比污水氨氮直接脱氮生物颗粒载体及制备方法”(专利号ZL201310093411.5)所制备出的好氧低碳氮比污水氨氮直接脱氮生物颗粒载体。

一种高速铁路客车集便器污水集中处理系统，旋转滚筒格栅用于去除集便器污水中的手纸、大块粪便；

预处理调节池用于去除污水中部分氨氮和悬浮物，并对水质、水量进行调节；

内循环微氧反应器通过颗粒污泥实现短程硝化，将难生物降解的有机物充分分解，并实现部分同步短程硝化和反硝化脱氮；

内循环厌氧反应器通过厌氧颗粒污泥实现厌氧氨氧化和难生物降解有机物的水解酸化，实现部分氨氮和硝态氮的脱除；

双循环好氧反应器可实现好氧颗粒污泥同步硝化和反硝化脱氮；

特效脱氮曝气滤池利用微电解催化生物载体的作用实现污水的深度处理；

污泥处理装置用于预处理调节池、内循环微氧反应器、内循环厌氧反应器、双循环好氧反应器、特效脱氮曝气滤池所产生的污泥进行浓缩、脱水和微电解催化载体颗粒的回收处理；

消毒设施用于最后出水消毒。

本发明的优点是：向预处理调节池中投加65％以上纯度的漂白粉，通过格网水力絮凝可实现40％～50％的氨氮去除、75％以上较小悬浮物的去除和80％的磷去除；污水中氨氮、难生物降解的有机物通过内循环微氧反应器、内循环厌氧反应器和双循环好氧反应器可高效脱氮，并提高污水的可生化性；在内循环微氧反应器、内循环厌氧反应器和双循环好氧反应器中间歇投加100-150目微电解催化载体颗粒，可辅助好氧颗粒污泥和厌氧颗粒污泥的形成，有助于实现同步短程硝化和反硝化脱氮、厌氧氨氧化和难生物降解有机物的水解酸化；通过特效脱氮曝气滤池内微电解催化生物载体的作用可实现污水的深度处理，使处理后的出水各项指标达到或优于《污水综合排放标准(GB8978-1996)》一级排放标准。

附图说明

当结合附图考虑时，通过参照下面的详细描述，能够更完整更好地理解本发明以及容易得知其中许多伴随的优点，但此处所说明的附图是用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施案例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定，如图其中：

图1为本发明高速铁路客车集便器污水集中处理系统及方法的工艺流程图。

图中：旋转滚筒格栅1；预处理调节池2；内循环微氧反应器3；内循环厌氧反应器4；双循环好氧反应器5；特效脱氮曝气滤池6；二氧化氯消毒7；污泥处理装置8；

下面结合附图和实施案例对本发明进一步说明。

具体实施方式

显然，本领域技术人员基于本发明的宗旨所做的许多修改和变化属于本发明的保护范围。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当称元件、组件被“连接”到另一元件、组件时，它可以直接连接到其他元件或者组件，或者也可以存在中间元件或者组件。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。

为便于对本发明实施例的理解，下面将做进一步的解释说明，且各个实施案例并不构成对本发明实施例的限定。

实施例1：如图1所示，本发明提供的一种高速铁路客车集便器污水集中处理系统，主要由旋转滚筒格栅、预处理调节池、内循环微氧反应器、内循环厌氧反应器、双循环好氧反应器、特效脱氮曝气滤池、消毒设施、污泥处理装置、自动控制系统及各种管道、阀门、水泵等组成。

一种高速铁路客车集便器污水集中处理系统，集便器污水进入旋转滚筒格栅1，旋转滚筒格栅1后面连接预处理调节池2，预处理调节池2与内循环微氧反应器3和内循环厌氧反应器4连接，内循环微氧反应器3连接内循环厌氧反应器4，内循环厌氧反应器4后连接双循环好氧反应器5，双循环好氧反应器5后连接特效脱氮曝气滤池6，特效脱氮曝气滤池6后连接氧化氯(ClO2)消毒设施消7，污泥处理装置8分别与预处理调节池2、内循环微氧反应器3、内循环厌氧反应器4、双循环好氧反应器5、特效脱氮曝气滤池6连接进行污泥处置。

所述的管道、阀门、水泵分别将旋转滚筒格栅1、预处理调节池2、内循环微氧反应器3、内循环厌氧反应器4、双循环好氧反应器5、特效脱氮曝气滤池6、消毒设施7、污泥处理装置8连接起来；

本发明是针对高速铁路客车集便器污水集中处理工艺效率低、处理费用高、难以达标排放等问题，提供一种克服现有技术的不足，在低投入、低运行成本的前提下，实现处理出水水质满足《污水综合排放标准(GB8978-1996)》一级排放标准。

实施例2：如图1所示，本发明高速铁路客车集便器污水集中处理系统及方法,所述的旋转滚筒格栅用于去除集便器污水中的手纸、大块粪便等；

由于高铁客车集便器污水水质和水量变化较大，水中悬浮物、氨氮和磷含量高，为了保证后续处理工艺的稳定性，设置投加漂白粉的预处理调节池，可有效去除部分污水中的氨氮、磷和悬浮物，且确保污水的水质和水量的稳定；

内循环微氧反应器、内循环厌氧反应器和双循环好氧反应器的设置，可高效脱氮，并提高污水的可生化性；

在内循环微氧反应器、内循环厌氧反应器和双循环好氧反应器中间歇投加100-150目微电解催化载体颗粒，可辅助好氧颗粒污泥和厌氧颗粒污泥的形成，有助于实现同步短程硝化和反硝化脱氮、厌氧氨氧化和难生物降解有机物的水解酸化；

通过特效脱氮曝气滤池内微电解催化生物载体的作用可实现污水的深度处理；

将预处理调节池、内循环微氧反应器、内循环厌氧反应器、双循环好氧反应器、特效脱氮曝气滤池所产生的污泥通过污泥处理装置的浓缩、脱水和微电解催化载体颗粒的回收处理，实现减量化和资源回收；

最后处理水通过消毒处理，可实现达标排放或资源化回用。

本发明高速铁路客车集便器污水集中处理系统及方法中所述的阀门、水泵等均可实现自动化控制。

实施例3：如图1所示，一种高速铁路客车集便器污水集中处理方法，含有以下步骤；

步骤1、高速铁路客车集便器污水首先通过旋转滚筒格栅1，去除集便器污水中的手纸、大块粪便等；

步骤2、然后进入预处理调节池2，去除污水中部分氨氮和悬浮物，并调节水质和水量；

步骤3、预处理调节池2出水分别进入内循环微氧反应器3和内循环厌氧反应器4；内循环微氧反应器3出水再进入内循环厌氧反应器4；内循环微氧反应器3通过颗粒污泥实现短程硝化，将难生物降解的有机物充分分解，实现部分同步短程硝化和反硝化脱氮；内循环厌氧反应器4通过厌氧颗粒污泥实现厌氧氨氧化和难生物降解有机物的水解酸化，去除部分水中氨氮和硝态氮；

步骤4、内循环厌氧反应器4出水进入双循环好氧反应器5，通过好氧颗粒污泥实现同步硝化和反硝化脱氮；

步骤5、双循环好氧反应器5出水进入特效脱氮曝气滤池6，通过微电解催化生物载体的作用实现污水的深度处理，去除水中有机物和总氮、总磷；

步骤6、特效脱氮曝气滤池6出水通过二氧化氯(ClO2)消毒设施7进行消毒处理；

步骤7、预处理调节池2、内循环微氧反应器3、内循环厌氧反应器4、双循环好氧反应器5、特效脱氮曝气滤池6所产生的污泥通过污泥处理装置8，进行污泥浓缩、脱水，并实现微电解催化载体颗粒的回收。

本发明处理水量设计为100m³/d，步骤1中高速铁路客车集便器污水首先通过旋转滚筒格栅1，可去除污水中80％以上的悬浮物质；

步骤2中污水进入预处理调节池2，并同时向预处理调节池2中投加100mg/L～150mg/L65％以上纯度的漂白粉，漂白粉与污水混合，通过格网水力絮凝实现40％～50％的氨氮去除、75％以上较小悬浮物的去除，同时可有效去除80％的磷。

步骤2中污水在预处理调节池2中的水力停留时间为24h，其出水再进入内循环微氧反应器3和内循环厌氧反应器4。

步骤3中污水经预处理调节池2出水2/3水量进入内循环微氧反应器3，1/3水量进入内循环厌氧反应器4，内循环微氧反应器3出水再进入内循环厌氧反应器4；污水在内循环微氧反应器3中水力停留时间为8h，间歇投加100-150目微电解催化载体颗粒5～10kg/d，其作用是通过颗粒污泥实现短程硝化，将难生物降解的有机物充分分解，实现部分同步短程硝化和反硝化脱氮，其中总氮脱出70％以上，COD去除70％以上；污水在内循环厌氧反应器4中水力停留时间为12h，间歇投加100-150目微电解催化载体颗粒10～20kg/d，其作用是通过厌氧颗粒污泥实现厌氧氨氧化和难生物降解有机物的水解酸化，去除部分水中氨氮和硝态氮，其中总氮脱出80％以上，COD去除60％以上。

步骤4中内循环厌氧反应器4出水进入双循环好氧反应器5，水力停留时间为6h，间歇投加100-150目微电解催化载体颗粒5～10kg/d，通过好氧颗粒污泥实现同步硝化和反硝化脱氮，使溶解性有机物去除90％以上，氨氮去除95％以上。

步骤5中双循环好氧反应器5出水进入特效脱氮曝气滤池6，水力停留时间为10h，通过微电解催化生物载体的作用实现污水的深度处理，去除水中有机物90％以上，总氮80％以上，总磷小于1.0mg/L。

高速铁路客车集便器污水集中处理后的出水水质各项指标达到或优于《污水综合排放标准(GB8978-1996)》一级排放标准，其中BOD5小于30mg/L，COD小于100mg/L，氨氮小于15mg/L，总氮小于20mg/L，总磷小于1mg/L，悬浮物SS小于30mg/L。

实施例4：如图1所示，一种高速铁路客车集便器污水集中处理系统及方法，包括：

旋转滚筒格栅1用于去除集便器污水中的手纸、大块粪便等；

预处理调节池2用于去除污水中部分氨氮和悬浮物，并调节水质和水量；

内循环微氧反应器3通过颗粒污泥实现短程硝化，将难生物降解的有机物充分分解，实现部分同步短程硝化和反硝化脱氮；内循环厌氧反应器4通过厌氧颗粒污泥实现厌氧氨氧化和难生物降解有机物的水解酸化，去除部分水中氨氮和硝态氮；

内循环微氧反应器3出水进入内循环厌氧反应器4；

双循环好氧反应器5可通过好氧颗粒污泥实现同步硝化和反硝化脱氮；

特效脱氮曝气滤池6可通过微电解催化生物载体的作用实现污水的深度处理，去除水中有机物和总氮、总磷；

污泥处理装置8用于预处理调节池2、内循环微氧反应器3、内循环厌氧反应器4、双循环好氧反应器5、特效脱氮曝气滤池6所产生的污泥进行浓缩、脱水处理，并实现微电解催化载体颗粒的回收；

消毒设施7通过二氧化氯(ClO2)进行消毒处理；

高速铁路客车集便器污水集中处理系统及方法中的投药系统、水泵、阀门等均可实现自动控制。

实施例5：如图1所示，一种高速铁路客车集便器污水集中处理方法，含有以下步骤；

利用旋转滚筒格栅用于去除集便器污水中的手纸、大块粪便；设置预处理调节池并投加漂白粉，用于去除污水中部分氨氮和悬浮物，并对水质、水量进行调节；

设置内循环微氧反应器，接纳2/3的集便器污水，并投加100-150目微电解催化载体颗粒，微电解催化载体颗粒是申请人2014年07月23日已授权的发明专利“好氧低碳氮比污水氨氮直接脱氮生物颗粒载体及制备方法”(专利号ZL201310093411.5)所制备出的好氧低碳氮比污水氨氮直接脱氮生物颗粒载体。可通过由100-150目微电解催化载体颗粒为核形成的颗粒污泥实现短程硝化，将难生物降解的有机物充分分解，并实现部分同步短程硝化和反硝化脱氮；

利用内循环厌氧反应器，接纳1/3的集便器污水，并投加100-150目微电解催化载体颗粒，微电解催化载体颗粒是已授权的发明专利“好氧低碳氮比污水氨氮直接脱氮生物颗粒载体及制备方法”(专利号ZL201310093411.5)所制备出的好氧低碳氮比污水氨氮直接脱氮生物颗粒载体。可通过由100-150目微电解催化载体颗粒为核形成的厌氧颗粒污泥实现厌氧氨氧化和难生物降解有机物的水解酸化，实现部分氨氮和硝态氮的脱除；

设置双循环好氧反应器，并投加100-150目微电解催化载体颗粒，微电解催化载体颗粒是已授权的发明专利“好氧低碳氮比污水氨氮直接脱氮生物颗粒载体及制备方法”(专利号ZL201310093411.5)所制备出的好氧低碳氮比污水氨氮直接脱氮生物颗粒载体。可通过由100-150目微电解催化载体颗粒为核形成的好氧颗粒污泥实现同步硝化和反硝化脱氮；

设置特效脱氮曝气滤池，利用微电解催化生物载体的作用，微电解催化载体颗粒是已授权的发明专利“好氧低碳氮比污水氨氮直接脱氮生物颗粒载体及制备方法”(专利号ZL201310093411.5)所制备出的好氧低碳氮比污水氨氮直接脱氮生物颗粒载体；实现污水的深度处理。

将预处理调节池、内循环微氧反应器、内循环厌氧反应器、双循环好氧反应器、特效脱氮曝气滤池所产生的污泥通过污泥处理装置的浓缩、脱水并实现微电解催化载体颗粒的回收；最后处理水再经二氧化氯(ClO2)消毒处理，实现达标排放。

如上所述，对本发明的实施案例进行了详细地说明，但是只要实质上没有脱离本发明的发明点及效果可以有很多的变形，这对本领域的技术人员来说是显而易见的。因此，这样的变形案例也全部包含在本发明的保护范围之内。