一种污水处理方法及系统与流程

本发明涉及一种污水处理方法及系统，属于污水处理领域。

背景技术：

目前，国内外城市生活污水及工业有机污水处理，广泛采用厌氧-缺氧-好氧处理方法，亦称活性污泥法。该法要排放大量活性污泥，带来了大量复杂的活性污泥处理问题。由于活性污泥具有活性，生物降解难度大，有机物去除率很低，费用很贵，还会带来二次污染；而传统污水处理厂具有几个显著的缺陷：(1)占地面积大且不美观--大型产能集中型水泥建筑群。(2)气味大--多为敞口，污泥处理及预处理设施分散布置。(3)输送难--远离市区，大量管网、泵站用于污水及再生水输送。此外，为提高污水处理系统对环境的适应性，需要研究污水处理系统适应寒冷环境的方法。

综上，需要研究一种占地面积小、无气味、耗能低、易于生物降解、污染物去除率高且可适应寒冷环境的污水处理方法。

技术实现要素：

本发明的目的在于，提供一种污水处理方法及系统，采用本发明的方法可减少污水处理装置的占地面积、降低污水处理厂臭味污染，耗能低、易于生物降解，且废水中污染物去除率高；还可降低污泥产量，降低污泥处理及处置难度。本发明还提供了一种实现前述污水处理方法的系统。

为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：一种污水处理方法，包括以下步骤：

S01：预处理污水，将污水经过一级预处理系统，以去除漂浮物和悬浮物；

S02：将经步骤S01处理后的污水通入二级反应系统，依次经缺氧段和好氧段，使污水在二级反应系统的平均停留时间为8～14小时，在缺氧段及好氧段均铺设有挺水植物和人工填料，从而利用附着于挺水植物及人工填料表面的微生物降解污水中的主要污染物；利用挺水植物自身的生长吸收污水中的氮和磷等营养物质，强化污染物去除效果。主要污染物为有机物，氮磷等营养物质，有毒有害微生物，无机物等。

通过在反应池上方设置阳光棚，保证污水处理系统和植物在冬季的正常运行。

通过好氧段的出水部分回流至缺氧段，以加强污水处理效果；

生化反应池出水经过混凝、絮凝、沉淀和过滤处理，完成水中主要污染物的去除；

S03：将经步骤S02处理后的污水经深度消毒处理，去除残留污染物以达到排放或回收利用的标准。

前述的这种污水处理方法中，通过好氧段的混合液回流比为100％～200％，以保证污水处理的强化效果。

一种污水处理系统，包括预处理装置、生化反应装置、深度消毒装置和污泥处理装置，预处理装置与生化反应装置连接，生化反应装置分别与污泥处理装置和深度消毒装置连接，生化反应装置包括缺氧反应池、好氧反应池、混凝池、絮凝池、二沉池、滤池、曝气系统，缺氧反应池与相邻的好氧反应池连接，缺氧反应池通过进水管与预处理装置连接，好氧反应池通过输水管依次与混凝池、絮凝池相连，絮凝池与二沉池连接，二沉池与滤池连接，滤池与深度消毒装置连接，缺氧反应池、好氧反应池均与曝气系统连接。

待处理的污水通过预处理装置的过滤处理，可去除污水中明显的漂浮物和悬浮物，通过生化反应装置的缺氧反应池和好氧反应池的生化处理，可降解污水中的有机物，并脱除大量的氮和磷；通过深度消毒装置对生化处理后水进行消毒处理，以达到排放标准或者回收利用的标准；曝气系统的曝气装置通过鼓风机提供的气源向缺氧反应池和好氧反应池内提供氧气，曝气装置还包括曝气头，曝气头安装于缺氧反应池和好氧反应池内，曝气头的数量及组合方式根据缺氧反应池及好氧反应池的溶氧量的需求来确定。

经生化反应装置处理后的污水通过二沉池的絮凝、沉淀工艺，将分离出的污泥通过污泥处理装置外排至后续处理工艺；与污泥分离的污水则通过滤池进行过滤处理，通过深度消毒装置消毒后外排或回收。混凝池及絮凝池中分别加入混凝剂和絮凝剂进行化学除磷。

前述的这种污水处理系统中，所述缺氧反应池与好氧反应池均包括盖板和池体，池体包括曝气层，填料层和植物区，池体内还设置有定植篮。该池体的有效深度为4.5米～5.5米，每个缺氧反应池与好氧反应池内均布置有挺水植物，并通过池体内设置的定植篮来固定挺水植物的根系，定植篮内装有疏水性、吸附性中空生物陶粒，生物陶粒可起到固定挺水植物的作用。此外装设在定植篮内的陶粒还能吸附除臭，并作为水体中微生物的附着载体，增加生物浓度。

前述的这种污水处理系统中，所述曝气系统包括曝气装置和鼓风机，曝气装置与鼓风机连接，曝气装置与缺氧反应池和好氧反应池连接。曝气装置包括曝气头和射流泵，曝气头和射流泵位于缺氧反应池和好氧反应池的池体的曝气层。

前述的这种污水处理系统中，所述好氧反应池还通过回流管与缺氧反应池连接。设置于尾端的好氧反应池与设置于首端的缺氧反应池通过回流管连接，使通过好氧反应池的出水部分回流至缺氧反应池内，以强化污水处理效果。

前述的这种污水处理系统中，所述缺氧反应池连接的曝气装置为粗孔曝气方式或射流曝气方式，好氧反应池连接的曝气装置为微孔曝气方式；缺氧反应池的个数为2或3个，且多个缺氧反应池依次连接；好氧反应池的个数为3或4或5个，且多个好氧反应池依次连接。

前述的这种污水处理系统中，所述二沉池与污泥处理装置连接，经污泥处理装置处理后的污泥填埋或再利用。

前述的这种污水处理系统中，还包括出水池，出水池与深度消毒装置连接。

前述的这种污水处理系统中，还包括阳光棚系统，阳光棚系统上设有阳光棚骨架、通风系统、保温采暖系统、遮蔽帷幔系统、中水喷淋系统和光伏系统，中水喷淋系统与出水池连接。

光伏系统所发电可用于阳光棚系统自身用电，也可用于通风系统、保温采暖系统、中水喷淋系统。中水喷淋系统所用中水来自于污水处理系统的最终出水，通过深度消毒装置处理后达到使用标准的水经出水池直接输送至中水喷淋系统；采用阳光棚系统，可以强化污水处理效果，同时可以控制污水处理系统的环境温度，以保证污水处理系统在温度较低地区也能够满足挺水植物的生长环境要求，特别是在中国北方冬季的寒冷环境下能够保持挺水植物及人工填料上附着的微生物的活性，维持其降解效果，从而有利于本发明系统的推广和应用。

与现有技术相比，本发明具有如下技术优点：

1通过接触氧化法和植物景观的结合，既可以克服常规处理方法的缺点，减少占地面积，又能实现传统接触氧化法和植物景观的优势互补，获得低能耗、稳定高效的“花园式”污水处理新工艺。

2传统活性污泥法的生物浓度低，而本发明通过使微生物在二级生化反应装置内的人工填料和挺水植物根系上附着生长，可使生物浓度为常规活性污泥法的3～4倍，可有效节约污水处理厂占地面积，减少征地费用投入，提高经济效益。

3通过在预处理污水之后采用缺氧反应池和好氧反应池，降解污水中的污染物，并脱除污水中的氮、磷物质，降低了污泥的产量，相应的降低污泥处理工艺的难度及处理费用；

4通过阳光棚系统的配合设置，使得整个系统在环境温度较低时，特别是在中国北方寒冷环境下能够满足植物生长环境要求并保持生化系统的活性，维持其降解效果，获得良好的运行状况。

5通过光伏系统的引入，在没有增加占地的情况下，充分利用空间和太阳能资源，获得清洁电能，供自身系统使用，降低了整体系统的能耗。

附图说明

图1是本发明一种实施例的结构示意图。

附图标记：1-预处理装置，2-生化反应装置，3-深度消毒装置，4-缺氧反应池，5-好氧反应池，6-进水管，7-输水管，8-盖板，9-池体，10-曝气层，11-填料层，12-定植篮，13-二沉池，14-污泥处理装置，15-滤池，16-回流管，17-絮凝池，18-曝气系统，19-混凝池，20-曝气装置，21-鼓风机，22-阳光棚系统，23-出水池，24-光伏系统。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明。

具体实施方式

本发明的实施例1：一种污水处理方法，包括以下步骤：

S01：预处理污水，将污水经过一级预处理系统，以去除漂浮物和悬浮物；

S02：将经步骤S01处理后的污水通入二级反应系统，依次经缺氧段和好氧段，使污水在二级反应系统的平均停留时间为8～14小时，在缺氧段及好氧段均铺设有挺水植物和人工填料，从而利用附着于挺水植物及人工填料表面的微生物降解污水中的主要污染物，利用挺水植物自身的生长吸收污水中的氮和磷等营养物质，强化污染物去除效果；通过在反应池上方设置阳光棚，保证污水处理系统和植物在冬季的正常运行；通过好氧段的出水部分回流至缺氧段，以加强污水处理效果；生化反应池出水经过混凝、絮凝、沉淀和过滤处理，完成污水中主要污染物的去除；

S03：将经步骤S02处理后的污水经深度消毒处理，去除残留污染物以达到排放或回收利用的标准。

通过好氧段的混合液回流比为100％～200％，以保证污水处理的强化效果。

本发明的实施例2：一种污水处理方法，包括以下步骤：

S01：预处理污水，将污水经过一级预处理系统，以去除漂浮物和悬浮物；

S02：将经步骤S01处理后的污水通入二级反应系统，依次经缺氧段和好氧段，使污水在二级反应系统的平均停留时间为8～14小时，在缺氧段及好氧段均铺设有挺水植物和人工填料，从而利用附着于挺水植物及人工填料表面的微生物降解污水中主要污染物，利用挺水植物自身的生长吸收污水中的氮和磷等营养物质，强化污染物去除效果。通过在反应池上方设置阳光棚，保证污水处理系统和植物在冬季的正常运行；通过好氧段的出水部分回流至缺氧段，以加强污水处理效果；生化反应池出水经过混凝、絮凝、沉淀和过滤处理，完成污水中主要污染物的去除；

S03：将经步骤S02处理后的污水经深度消毒处理，去除残留污染物以达到排放或回收利用的标准。

通过好氧段的混合液回流比为150％，以保证污水处理的强化效果。

本发明的实施例3：一种污水处理系统，包括预处理装置1、生化反应装置2、深度消毒装置3和污泥处理装置14，预处理装置1与生化反应装置2连接，生化反应装置2分别与污泥处理装置14和深度消毒装置3连接，生化反应装置2包括缺氧反应池4、好氧反应池5、混凝池19、絮凝池17、二沉池13、滤池15、曝气系统18，缺氧反应池4与相邻的好氧反应池5连接，缺氧反应池4通过进水管6与预处理装置1连接，好氧反应池5通过输水管7依次与混凝池19、絮凝池17相连，絮凝池17与二沉池13连接，二沉池13与滤池15连接，滤池15与深度消毒装置3连接，缺氧反应池4、好氧反应池5均与曝气系统18连接。

本发明污水处理系统还包括出水池23，出水池23与深度消毒装置3连接。

本发明污水处理系统还包括阳光棚系统22，阳光棚系统22上设有阳光棚骨架、通风系统、保温采暖系统、遮蔽帷幔系统、中水喷淋系统和光伏系统24，中水喷淋系统与出水池23连接。

本发明的实施例4：一种污水处理系统，包括预处理装置1、生化反应装置2、深度消毒装置3和污泥处理装置14，预处理装置1与生化反应装置2连接，生化反应装置2分别与污泥处理装置14和深度消毒装置3连接，生化反应装置2包括缺氧反应池4、好氧反应池5、混凝池19、絮凝池17、二沉池13、滤池15、曝气系统18，缺氧反应池4与相邻的好氧反应池5连接，缺氧反应池4通过进水管6与预处理装置1连接，好氧反应池5通过输水管7依次与混凝池19、絮凝池17相连，絮凝池17与二沉池13连接，二沉池13与滤池15连接，滤池15与深度消毒装置3连接，缺氧反应池4、好氧反应池5均与曝气系统18连接。

本发明污水处理系统还包括出水池23，出水池23与深度消毒装置3连接。

本发明污水处理系统还包括阳光棚系统22，阳光棚系统22上设有阳光棚骨架、通风系统、保温采暖系统、遮蔽帷幔系统、中水喷淋系统和光伏系统24，中水喷淋系统与出水池23连接。

缺氧反应池4与好氧反应池5均包括盖板8和池体9，池体9包括曝气层10，填料层11和植物区，池体9内还设置有定植篮12。填料层11为用于微生物附着生长的人工填料，定植篮12用于固定铺设在水池内的挺水植物的根系，以使微生物在挺水植物根系上附着生长。

曝气系统18包括曝气装置20和鼓风机21，曝气装置20与鼓风机21连接，曝气装置20与缺氧反应池4和好氧反应池5连接。

好氧反应池5还通过回流管16与缺氧反应池4连接。2个缺氧反应池4和4个好氧反应池5依次顺序排列，位于末尾的好氧反应池5与位于首位的缺氧反应池4通过回流管16连接，使通过好氧反应池5的出水部分回流至位于首位的缺氧反应池4内，以强化污水处理效果。为降低混合液回流对缺氧反应池4的影响，将末尾的好氧反应池5内溶氧量控制在1～2mg/L，其余3个好氧反应池5的溶氧量为2～4mg/L，每个缺氧反应池4的溶氧量为0.5～1mg/L。

缺氧反应池4连接的曝气装置20为粗孔曝气方式，好氧反应池5连接的曝气装置20为微孔曝气方式；缺氧反应池4的个数为2个，且2个缺氧反应池4依次连接。好氧反应池5的个数为4个，且4个好氧反应池5依次连接。

二沉池13与污泥处理装置14连接，经污泥处理装置14处理后的污泥填埋或再利用。

本发明的实施例5：一种污水处理系统，包括预处理装置1、生化反应装置2、深度消毒装置3和污泥处理装置14，预处理装置1与生化反应装置2连接，生化反应装置2分别与污泥处理装置14和深度消毒装置3连接，生化反应装置2包括缺氧反应池4、好氧反应池5、混凝池19、絮凝池17、二沉池13、滤池15、曝气系统18，缺氧反应池4与相邻的好氧反应池5连接，缺氧反应池4通过进水管6与预处理装置1连接，好氧反应池5通过输水管7依次与混凝池19、絮凝池17相连，絮凝池17与二沉池13连接，二沉池13与滤池15连接，滤池15与深度消毒装置3连接，缺氧反应池4、好氧反应池5均与曝气系统18连接。

本发明污水处理系统还包括出水池23，出水池23与深度消毒装置3连接。

本发明污水处理系统还包括阳光棚系统22，阳光棚系统22上设有阳光棚骨架、通风系统、保温采暖系统、遮蔽帷幔系统、中水喷淋系统和光伏系统24，中水喷淋系统与出水池23连接，光伏系统24分别与通风系统、保温采暖系统、中水喷淋系统连接。

缺氧反应池4与好氧反应池5均包括盖板8和池体9，池体9包括曝气层10，填料层11和植物区，池体9内还设置有定植篮12。填料层11为用于微生物附着生长的人工填料，定植篮12用于固定铺设在水池内的挺水植物的根系，以使微生物在挺水植物根系上附着生长。

曝气系统18包括曝气装置20和鼓风机21，曝气装置20与鼓风机21连接，曝气装置20与缺氧反应池4和好氧反应池5连接。

好氧反应池5还通过回流管16与缺氧反应池4连接。3个缺氧反应池4和5个好氧反应池5顺序依次排列，位于末尾的好氧反应池5与位于首位的缺氧反应池4通过回流管16连接，使通过好氧反应池5的出水部分回流至位于首位的缺氧反应池4内，以强化污水处理效果。为降低混合液回流对缺氧反应池4的影响，将末尾的好氧反应池5内溶氧量控制在1.5mg/L，其余3个好氧反应池5的溶氧量为3mg/L，每个缺氧反应池4的溶氧量为0.8mg/L。

缺氧反应池4连接的曝气装置20为射流曝气方式，好氧反应池5连接的曝气装置20为微孔曝气方式；缺氧反应池4的个数为3个，且3个缺氧反应池4依次连接。好氧反应池5的个数为5个，且5个好氧反应池5依次连接。

二沉池13与污泥处理装置14连接，经污泥处理装置14处理后的污泥填埋或再利用。

本发明的工作原理：

污水通过预处理装置1的过滤处理，去除污水中明显的漂浮物和悬浮物，然后通过生化反应装置2的缺氧反应池4、好氧反应池5的处理，使污水中的主要污染物降解，脱除污水中的氮和磷；通过混凝池19、絮凝池17、二沉池13、滤池15及深度消毒装置3对污水进行絮凝、沉淀、过滤和消毒处理，以使污水最终可达到排放标准或者回收利用的标准。