污水处理方法及污水处理系统与流程

本发明涉及污水处理技术领域，具体涉及一种污水处理方法及污水处理系统。

背景技术：

传统生活污水处理工艺以能消能，消耗大量有机碳源，剩余污泥产量大，同时释放较多co2到大气之中。当今，全球普遍强调的可持续发展经济模式在污水处理领域得以体现，因此研发以节省能(资)源消耗、并最大程度回收有用能(资)源的可持续污水处理工艺已势在必行。当今世界，生活污水处理的主要对象为有机物(cod)、氨氮和磷酸盐。传统上，cod和氨氮的脱除一般由生物氧化和硝化/反硝化完成；磷酸盐或通过细菌的生物聚集、或靠化学沉淀去除。然而，传统工艺至少存在以下弊端：

1)处理速度慢，通常从进水到出水达标需要一天到两天时间。

2)占地面积大，前期投入大，施工用时长，后期扩建整改困难。

3)处理过程中剩余的污泥量大，污泥处理成本高。

4)处理效果受温度影响大，生物菌适宜生长温度范围小(15－35℃)，因而不适用于北方地区。

5)需要大量的人员管理，人工成本较高。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明目的在于提供污水处理方法和污水处理系统，以克服现有技术的不足。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

本发明公开了一种污水处理方法，包括：

1)将待处理污水和激活剂于含有活性污泥的混合槽内混合均匀，并且使激活剂和待处理污水中的水分子发生反应，以改变水分子结构；

2)向所述混合槽内加入絮凝剂，并与经过步骤1)处理后的污水混合均匀形成混合反应体系，形成极易沉降的混合物；

3)将经过步骤2)处理后的污水通入具有污泥层的污泥过滤槽中，从而至少去除所述的极易沉降的混合物以及磷元素；

4)将经过步骤3)处理后的污水通入放大工艺槽中以放大磁场水分子，之后沉降，去除污水中的杂质；

5)经过步骤4)处理后的污水在碱性条件下反应，从而去除污水中的氨氮；

6)将经过步骤5)处理后的污水经过过滤处理后，再在酸性条件下反应，从而使得污水ph值到中性，最后达标排放。

作为本发明的较佳实施方式之一，该污水处理方法包括：

1)将通过过滤网初步过滤后的污水打入含有活性污泥的混合槽内，并同步向污水和进水管道中加入激活剂，激活剂作用于磁场水分子，用于改变污水中水分子结构；

2)向所述混合槽内加入絮凝剂，并进行搅拌，从而使得污水中形成极易沉降的混合物；

3)将经过步骤2)处理后的污水通入具有污泥层的污泥过滤槽中，从而至少去除所述的极易沉降的混合物以及磷元素；

4)将经过步骤3)处理后的污水通入放大工艺槽中以放大磁场水分子，再使得污水进入斜管沉降槽以沉降去除污水中的杂质；

5)经过步骤4)处理后的污水进入蓄水池，再将蓄水池内的污水打入碱式吹脱塔内，在碱性条件下反应，从而去除污水中的氨氮；

6)将经过步骤5)处理后的污水依次通入二级砂滤罐、一级砂滤罐和活性炭过滤器经过滤处理后，再通入调节池，向调节池加入酸液调节污水的ph值到中性，最后达标排放。

作为本发明的较佳实施方式之一，所述步骤5)中的所使用的碱包括ca(oh)2。

作为本发明的较佳实施方式之一，所述步骤6)中的所使用的酸包括h2so4。

作为本发明的较佳实施方式之一，所述步骤6)中的ph值的范围为7-9。

作为本发明的较佳实施方式之一，经过步骤4)处理后的污水的ph值为12-13。

作为本发明的较佳实施方式之一，所述激活剂至少包括破乳剂和高分子聚合物。

作为本发明的较佳实施方式之一，所述絮凝剂为高分子聚合物、石灰以及水的混合物。

本发明还公开了一种污水处理系统，主要用于实施上述的污水处理方法，包括：

通以激活剂的进水管道；

通以絮凝剂的且含有活性污泥的混合槽，其与所述进水管道连通，用于形成极易沉降的混合物；

至少一个污泥过滤槽，其与所述混合槽连通，至少用于去除所述的极易沉降的混合物以及磷元素；

放大工艺槽，其与所述污泥过滤槽连通，至少用以放大污水中的磁场水分子；

斜管沉降槽，其与所述放大工艺槽连通，至少用于沉降并去除污水中的杂质；

碱式吹脱塔，其与所述斜管沉降槽连通，用于去除污水中的氨氮；

砂滤装置，其与所述碱式吹脱塔连通，用于过滤污水中的杂质；

活性炭过滤器，其与所述砂滤罐连通，用于过滤污水中的杂质；以及

调节池，其与所述活性炭过滤器连通，用于调节污水的ph值至中性。

优选的，所述混合槽内设置有搅拌装置，且混合槽的顶端部设置有污水进水口。

优选的，所述污泥过滤槽包括设于槽内底部的布水管、设于槽内中部的并浮于污泥层上的网格板、设于槽内顶部的溢流堰和拦截网。

进一步的，所述污泥过滤槽设有污水回流管道，所述污泥回流管道与所述混合槽连通。

优选的，所述斜管沉降槽包括槽体和复数个倾斜设置于所述槽体内的斜管。

进一步的，所述斜管沉降槽还设有污水回流管道，所述污泥回流管道与所述混合槽连通。

优选的，所述放大工艺槽包括槽体和垂直悬设于所述槽体内的复数个铜管；优选的，所述槽体的口部固设有不锈钢框架，所述铜管固设于所述不锈钢框架上。

优选的，所述砂滤装置包括与碱式吹脱塔连通的二级砂滤罐和与所述活性炭过滤器连通的一级砂滤罐。

与现有技术相比，本发明的优点至少在于：

1)本发明处理速度快，对于各项污染物去除率均很高；无需大面积的生物反应池和沉淀池，减少建设投资，节省土地资源，可减少占地面积三分之二以上，投资低于生化法达标排放投资。

2)无需曝气，无需前期预处理，处理工艺以设备为主，已实现自动化，根据水量自动开、停；可减少三分之一的电耗，设备运行时无需大量管理人员。

3)受温度影响限制很小(0-45℃均可正常运行)，适用地区广泛。

4)设备运行时产生污泥量少，污泥可以重复利用，减少加药成本，减少污泥处理成本。

5)工艺系统可调性强，可根据污水水量以及水质要求，通过调整加药量、设备大小、过滤吸附材料，达到处理水质要求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中或现有技术中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为本发明实施例所公开的污水处理方法的工艺流程图；

图2为本发明实施例所公开的污水处理系统的结构示意图；

图3为本发明实施例所公开的污泥过滤槽的俯视图；

图4为图3沿1-1方向的剖视图；

图5为图3沿2-2方向的剖视图；

图6为本发明实施例所公开的斜管沉降槽和放大工艺槽的俯视图；

图7为图6沿3-3方向的剖视图；

图8为图6沿4-4方向的剖视图。

附图标记说明：11-混合槽，12-污泥过滤槽，13-放大工艺槽，14-斜管沉降槽，15-碱式吹脱塔，16-二级砂滤罐，17-一级砂滤罐，18-活性炭过滤器，19-调节池，121-布水管，122-网格板，123-溢流堰，124-拦截网，131-槽体，132-铜管，133-不锈钢框架，141-槽体，142-斜管。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

参见图2-8，本发明实施例公开了一种污水处理系统，包括：

通以激活剂的进水管道；

通以絮凝剂的且含有活性污泥的混合槽11，其与所述进水管道连通，用于形成极易沉降的混合物；

至少一个污泥过滤槽12，其与所述混合槽11连通，至少用于去除所述的极易沉降的混合物以及磷元素；

放大工艺槽13，其与所述污泥过滤槽12连通，至少用以放大污水中的磁场水分子；

斜管沉降槽14，其与所述放大工艺槽13连通，至少用于沉降并去除污水中的杂质；

碱式吹脱塔15，其与所述斜管沉降槽14连通，用于去除污水中的氨氮；

砂滤装置，其与所述碱式吹脱塔15连通，用于过滤污水中的杂质；

活性炭过滤器18，其与所述砂滤装置连通，用于过滤污水中的杂质；以及

调节池19，其与所述活性炭过滤器18连通，用于调节污水的ph值至中性。

优选的，所述混合槽11内设置有搅拌装置，且混合槽11的顶端部设置有污水进水口。

优选的，参见图3-5所示，所述污泥过滤槽12包括设于槽内底部的布水管121、设于槽内中部的并浮于污泥层上的网格板122、设于槽内顶部的溢流堰123和拦截网124。

进一步的，所述污泥过滤槽12设有污水回流管道，所述污泥回流管道与所述混合槽11连通。

优选的，参见图6-7所示，所述斜管沉降槽14包括槽体141和复数个倾斜设置于所述槽体141内的斜管142。

进一步的，所述斜管沉降槽14还设有污水回流管道，所述污泥回流管道与所述混合槽11连通。

优选的，参见图8所示，所述放大工艺槽13包括槽体131和垂直悬设于所述槽体131内的复数个铜管132。

进一步的，所述槽体131的口部固设有不锈钢框架133，所述铜管132固设于所述不锈钢框架133上。

优选的，所述砂滤装置包括与碱式吹脱塔15连通的二级砂滤罐16和与所述活性炭过滤器18连通的一级砂滤罐17。

请结合图1，利用上述污水处理系统，本发明的污水处理方法包括：

1)用泵将待处理的污水通过过滤网后打入含有活性污泥的混合槽11内，在进水管道与污水中同步加入激活剂，激活剂作用于磁场水分子，以改变水分子的结构，从而更有效的通过水和悬浮颗粒之间的物理及化学作用，高效的处理污水中的杂质。其中，活性污泥的形成机理为：设备运行时已加入激活剂的污水与絮凝剂充分混合，沉降所产生的污泥。这种污泥的特点在于：其中含有大量吸附絮凝性物质，因此可以多次重复使用，其矾花样的结构非常适合吸附聚合水中的杂质，因此这种污泥也是水处理中必不可少的成分。

2)向所述混合槽11内加入絮凝剂并进行搅拌，絮凝剂配合已改变结构的水分子，形成矾花，从而使得污水中形成极易沉降的混合物。

具体的，此处对步骤1)-2)中的物质作具体介绍。激活剂主要成分为破乳剂与多种高分子聚合物，其中，高分子聚合物包括聚合氯化铝溶液，聚合氯化铝溶液投加量约为0.2％(千吨污水投加两吨)。

絮凝剂主要成分是高分子聚合物、石灰和水，三种组分并按照一定的比例混合，具体的，絮凝剂中的水：石灰(85％)：1％硫酸铝溶液的体积质量比为：700-800l：150-200kg：4-5l；更为优选的，絮凝剂中的水：石灰(85％)：1％硫酸铝溶液的体积质量比为：750l：187kg：4.286l，加药量由混合槽内ph值决定，维持混合槽ph值在11-12之间。

在向所述混合槽11内加入絮凝剂时，也可以同时向混合槽11内加入助凝剂，例如聚丙烯酰胺，聚丙烯酰胺的投加量约为5ppm(万吨污水投加50kg)，从而可以提高沉降效果。

加入激活剂后会破坏重组水分子的氢键，改变污水中水分子结构，污水中杂质在絮凝剂与活性污泥的作用下被吸附沉降，整个流程物理与化学反应同时进行。

3)用泵将经过步骤2)处理后的污水打入两个并联的具有污泥层的污泥过滤槽12中，利用污泥过滤槽12体中独特的污泥层，快速有效的将水中的杂质去除，此时溢流堰123污水中总磷去除率已达到80％。其中，絮凝剂中的ca²⁺会与污水中的po4^3-结合，在高分子聚合物的作用下形成矾花，经过活性污泥的快速沉降，从而达到去除磷的目的。这里所述的污泥层为与上述的活性污泥的成分相同或相似，即已加入激活剂的污水与絮凝剂充分混合，沉降所产生的污泥。其中，污泥过滤槽12中的过多的污泥会通过污水回流管道回流到混合槽11连通。

4)将经过步骤3)处理后的污水会从溢流堰123经管道依靠重力进入放大工艺槽13，槽体131中的铜管132具有放大磁场水分子的作用，再使得污水进入斜管沉降槽14以沉降，从而进一步地去除污水中的杂质。其中，斜管沉降槽14中的过多的污泥会通过污水回流管道回流到混合槽11连通。

5)经过步骤4)处理后的污水(ph值为12-13)进入蓄水池，再利用泵将蓄水池内的污水打入碱式吹脱塔15内，在碱性条件下反应，利用碱性条件下氨氮易从水中分离的特点，去除水中的氨氮，其中，碱包括ca(oh)2，但不限于此。

6)将经过步骤5)处理后的污水依次通入二级砂滤罐16、一级砂滤罐17和活性炭过滤器18经过滤处理后，再通入调节池19，向调节池19加入酸液调节污水的ph值到中性，ph值的范围为7-9，最后达标排放，其中，酸包括h2so4，但不限于此。过滤装置的主要作用是进一步去除水中有机物(cod)，以及过滤污水中少量未完全沉淀下的污泥。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。