一种模块化可组合无曝气好氧生化废水处理方法及系统与流程

本发明涉及一种废水处理方法及系统，尤其是一种模块化可组合无曝气好氧生化废水处理方法及系统，属于废水处理技术领域。

背景技术：

好氧生物处理方法已广泛应用于生活污水、有机生产性废水的处理。活性污泥法、生物膜法、自然生物处理是三类主要的污水好氧生物处理方法，前两者应用比较广，尤其是活性污泥法被广泛应用于当前城市的污水处理中，为当前废水处理的主要手段。活性污泥系统的基本组成包括曝气池、曝气系统、二次沉淀池、污泥回流系统和剩余污泥排放系统，由于活性污泥系统有效运行时混合液中必需含有足够的溶解氧，且活性污泥在池内需呈悬浮状态，因此曝气池和曝气系统的对废水的处理是至关重要的，而曝气池和曝气系统需要较为复杂的土建工程和设备安装工程的承载与支持，这样既增加了设备的投资，又大大提高了运营成本。如无曝气的生物滤池一般自然通风供氧，但存在容易堵塞、卫生条件不佳等缺点。生物转盘是一种无曝气的低能耗生物处理法，但需要在池壁上安装机械传动装置，还存在占地面积大的缺点。自然生物处理虽然是一种无需曝气，但是占地面积大、处理负荷低、卫生条件不佳、易受自然因素影响等缺点。

当前我国经济持续稳定增长，政府对环境保护工作也越来越重视，工业企业产生的有机生产废水和乡镇农村生活污水需自行处理达标后才能排入受纳水体或市政管网。而小型工业企业产生的有机生产废水和乡镇农村生活污水水量较少且不稳定，上述主流的好氧生物处理方法工艺技术设计、建造和运营均比较复杂，且设备投资费用和运营成本较高；如果将小型工业企业产生的有机生产废水和乡镇农村生活污水汇集到一起进行集中处理，则需要修建污水管道或污水集中池将污水存储并运送，这些都需要投入较高的费用，维护起来也很麻烦，同时还会污染环境。因此，在小型工业企业的有机生产废水和乡镇农村生活污水净化中仍存在需要进一步降低能耗、降低成本的需求。

通过对国内专利进行检索，发现有相关的专利申请，举例如下：

1.申请号cn201510483542.3，名称为“一种景观式村落污水收集与处理系统”的发明申请公开了一种景观式村落污水收集与处理系统；包括环村景观河道和生物滴滤池处理单元；村落生活污水与畜禽养殖废水进入景观河道污水渠后，汇至生物滴滤池处理单元进行生化反应，反应后出水排入景观河道主渠；景观河道主渠的断面采取多级阶梯状，各阶梯上分别种植具有污染物净化作用的沉水植物、挺水植物。本发明将区域性农村综合污染产生、排放、收集、处理各环节纳入到污染控制体系中，通过污水强化处理设施处理了高浓度的农户生活污水和畜禽养殖废水，通过环村落景观河道处理了携带村落面源污染的雨水径流低污染水，再通过两者的结合有效地优化了污水处理设施的运转效能，同时改善了环村落景观河道的流动性，达到了较好的环境效益和生态效益。

2.申请号cn200620097272.9，名称为“畜禽养殖废水厌氧处理后的仿生态氧化沟”的实用新型专利公开了一种污水、污泥的处理，特别是一种畜禽养殖废水厌氧处理后的仿生态氧化沟，其结构要点为：氧化沟包括若干个串接在一起的折流式沟道，折流式沟道一端进水，一端出水，沟底为一种倾斜面，折流式沟道的进水端具有过滤屏，过滤屏的进水口位于过滤屏的下方靠近沟底，溢水口位于过滤屏的上方靠近沟顶，过滤屏的溢水口处延伸有一引水板，引水板一端连接于过滤屏的溢水口，另一端悬伸于折流式沟道底部的上方。仿生态氧化沟模仿自然界污水净化功能的系统，采用折流式沟道，无需任何设备，无能耗，并可长期运行。

上述文件1中的方法是一种利用自然条件进行改造后的废水处理方式，其场地要求较大，不适合在城镇使用，且在农村使用时也受地貌限制。文件2中虽然也涉及到一种仿生态氧化沟的废水处理系统，但其结构较复杂、生产效率低，且折流式沟道的进水端靠近沟底、出水口靠近沟顶，因此，只有当折流式沟道的水位高出过滤屏的溢水口时，整个系统的废水才会流动，此时，为了使流过引水板的废水以跌落的形式流入沟渠内，上一个出水的折流式沟道和下一个进水的折流式沟道之间必需有高度上的落差，而且，此折流式沟道为沿水平上排列，因此，此废水处理系统需要占据较大的空间；同时，此系统的出水口高，且有过滤屏阻隔，废水处理后形成的污泥会沉积在折流式沟道内，需要定期清理，增加了处理的成本。

因此，需要改进。

技术实现要素：

本发明针对当前废水处理的方法和系统中工艺技术设计、建造和运营均比较复杂，且设备投资费用和运营成本较高而不能满足小型工业企业生产废水和乡镇农村生活污水处理需求的问题，提出了一种成本较低的仿自然浅沟的模块化可组合无曝气好氧生化废水处理方法及系统，以灵活应对小型工业企业产生的有机生产废水和乡镇农村生活污水水量较少且不稳定的问题，简单方便地处理小型工业企业生产废水和乡镇农村生活污水。

本发明为解决上述问题所采用的技术手段为：一种模块化可组合无曝气好氧生化废水处理方法，将待处理的废水进行预处理提高废水的可生化性，将预处理后的废水送入标准处理模块进行无曝气好氧生化处理，经生化处理后的泥水混合物送入沉淀池进行泥水分离后达标排放；其中标准处理模块为由多个标准处理组件沿垂向叠加组成的生化处理系统，每个标准处理组件均能独立地进行废水的好氧生化处理。

进一步地，标准处理模块由多个标准处理组件沿垂向叠加组成即标准处理模块包括一个多层的固定架，每层放置一个或多个标准处理组件，最顶层的标准处理组件的入水口作为整个标准处理模块的入水口，最底层的标准处理组件的出水口作为整个标准处理模块的出水口，且上一层的标准处理组件的出水口与其相邻的下一层的标准处理组件的入水口连接。

进一步地，标准处理组件均能独立地进行废水的好氧生化处理即标准处理组件内设置有凸出结构，凸出结构将活性污泥固定并分散在标准处理组件内部对废水进行生化处理，并使废水在标准处理组件中流动时受到充分扰动，增加废水与空气的接触机会。

进一步地，标准处理组件在使用前进行活性污泥的培养，使标准处理组件内部充满活性污泥以对废水进行生化处理。

进一步地，标准处理组件的入水口处设置的跌落板使废水以跌落的形式流入标准处理组件内部，带动水体扰动使空气与水充分接触，提高废水中的溶解氧含量。

进一步地，标准处理模块的规模根据废水的污染程度和进水量以及处理场地确定，即根据废水的污染程度和进水量确定标准处理组件的数量、根据处理场地大小组合叠置标准处理组件，每层只设置一个标准处理组件或者每层设置多个标准处理组件，当每层有多个标准处理组件时，上层的一个标准处理组件的出水口与下层的一个标准处理组件的入水口连接。

进一步地，标准处理组件中废水的深度不高于0.3m，以保证废水中的溶解氧含量不低于1.5mg/l，为废水中有机物的好氧降解提供充足的溶解氧。

一种模块化可组合无曝气好氧生化废水处理系统，包括预处理装置、标准处理模块、沉淀池，预处理装置的入水口为待处理废水的入水口，预处理装置的出水口与标准处理模块的入水口连接，标准处理模块的出水口与沉淀池的入水口连接，沉淀池的出水口为处理后的水的出口，其中标准处理模块为由多个标准处理组件沿垂向叠加组成的生化处理系统，每个标准处理组件内分散固定有用于进行废水生化处理的活性污泥。

进一步地，标准处理模块包括有一个多层的固定架，固定架的每层设有一个或多个标准处理组件，固定架最顶层的入水口与预处理装置的出水口连接，固定件最底层的出水口与沉淀池的入水口连接，且固定架上一层标准处理组件的出水口与下一层标准处理组件的入水口连接；当每层有多个标准处理组件时，上层的一个标准处理组件的出水口与下层的一个标准处理组件的入水口连接。

进一步地，每个标准处理组件的入水口和出水口位于同一端或者分别位于两端，且入水口的位置高于出水口的位置。

进一步地，标准处理组件的入水口的下方设有供进水以跌落方式流入的跌落板，跌落板设在离标准处理组件底端1m以上且离标准处理组件顶端0.2m以下的位置。

进一步地，跌落板可拆卸地设置在标准处理组件内。

进一步地，标准处理组件内设置有用于分散固定活性污泥的凸出结构。

进一步地，凸出结构包括：在标准处理组件内与废水接触的表面进行的拉毛处理。

进一步地，凸出结构还包括：在标准处理组件内设置的具有生物填料功能的树枝形凸起物，树枝形凸起物的一端固定在标准处理组件内与废水接触的表面。

进一步地，凸出结构还包括：在标准处理组件内设置的折板，折板沿垂直方向设置在标准处理组件内，且折板的一端与标准处理组件的一端固定接触，折板的另一端与标准处理组件的另一端之间留有供废水流过的间隙，折板表面进行拉毛处理或/和折板表面设置具有生物填料功能的树枝形凸起物。

进一步地，折板为锯齿状。

进一步地，折板可拆卸地固定在标准处理组件内。

进一步地，标准处理组件的外形为上端大下端小的凹型结构。

本发明的有益效果是：

1.本发明采用仿自然浅沟的好氧生化处理技术，无需曝气，能耗低、效果好、投资省、可向空间发展、节约占地、维护管理方便，特别适用于小型工业企业的有机生产废水和乡镇农村生活污水净化，经本发明处理后的废水cod去除率较高，达85%。

2.本发明的标准处理组件结构简单，为在工厂批量生产、现场组合的标准设备，所以本系统拆装方便快捷，且可以根据污水的流量和污染程度对系统进行扩大或缩减，灵活应对实际需求。

3.本发明的标准处理模块对安装场地和环境无限制要求，且当把系统拆除后不会对周围环境进行破坏和影响，能快速使周围环境恢复原貌。

4.本发明的标准处理模块为可拆装结构，能够多次重复使用，进一步降低了成本。

附图说明

图1为实施例一标准处理模块主视示意图；

图2为实施例一标准处理组件俯视示意图；

图3为实施例二标准处理组件剖视示意图；

图4为实施例三标准处理组件剖视示意图；

图5为实施例三标准处理组件俯视示意图；

图6为实施例四标准处理组件折板设置示意图；

图7为实施例五标准处理组件折板设置示意图；

图8为实施例六标准处理模块主视示意图；

其中：1.固定架，2.标准处理组件，3.跌落板，4.活性污泥，5.拉毛，6.树枝形凸起物，7.折板。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进一步说明。

一种模块化可组合无曝气好氧生化废水处理系统，包括预处理装置、标准处理模块、沉淀池，预处理装置的入水口为待处理废水的入水口，预处理装置的出水口与标准处理模块的入水口连接，标准处理模块的出水口与沉淀池的入水口连接，沉淀池的出水口为处理后的水的出口，其中标准处理模块为由多个标准处理组件2沿垂向叠加组成的生化处理系统，每个标准处理组件2内分散固定有用于进行废水生化处理的活性污泥4。

预处理装置用于对废水进行预处理，以去除废水内粒径较大的颗粒，减少对后续设备的磨损，提高废水的可生化性；标准处理模块用于对废水进行好氧生化处理；沉淀池用于将经标准处理模块好氧生化处理后的废水进行沉淀以使泥水分离，排出达标的水。经预处理后的废水经标准处理模块进行生化处理后就已经将废水里面的绝大部分的c、n、p等有机物转化为气体或者可沉淀去除的污泥，大大降低水中的cod含量。

标准处理模块包括有一个多层的固定架1，固定架1的每层设有一个或多个标准处理组件2，固定架1最顶层的入水口与预处理装置的出水口连接，固定件最底层的出水口与沉淀池的入水口连接，且固定架1上一层标准处理组件2的出水口与下一层标准处理组件2的入水口连接；当每层有多个标准处理组件2时，上层的一个标准处理组件2的出水口与下层的一个标准处理组件2的入水口连接。

由于预处理装置的出水口低于标准处理模块的入水口，因此需要用泵将预处理装置的出水口与标准处理模块的入水口连接，以将预处理后的废水送入标准处理模块进行好氧生化处理。

标准处理组件2的入水口的下方设有供进水以跌落方式流入的跌落板3，跌落板3设在离标准处理组件2底端1m以上且离标准处理组件2顶端0.2m以下的位置。废水从标准处理组件2的入水口流入后在跌落板3上形成薄水层，且由于跌落板3远离标准处理组件2内的水面，因此形成进水的落差，废水从跌落板3跌落至标准处理组件2内，在薄水层和跌落过程中与空气充分接触，增加了水中的溶解氧含量，由于废水的好氧处理中对气水比的要求高，当增加废水中的溶解氧含量时可以使废水在标准处理组件2内的有氧生化处理更彻底。

实施例一

如图1-2所示，本实施例中，标准处理模块的固定架1为二十层，二十个标准处理组件2沿同一垂向上分别置于固定架1的每一层，每个标准处理组件2内设置有用于分散固定活性污泥4的凸出结构，凸出结构为在与废水接触的表面进行的拉毛5处理，提高标准处理组件2内与废水接触处的表面的粗糙度，各拉毛5表面固定有活性污泥4。

每个标准处理组件2的入水口和出水口分别位于两端，跌落板3可拆卸地设于入水口的下方，且跌落板3的的长度不超过标准处理组件2长度的1/4。上下相邻两个标准处理组件2的入水口和出水口交叉放置，上层标准处理组件2的出水口与下层标准处理组件2的入水口连接。

标准处理组件2的外形为上端大下端小的凹型结构，以便在运输和储存过程中将跌落板3取下进行叠加堆放，减少占用的空间，降低运输和储存成本。

实施例二

如图3所示，本实施例的不同之处在于：标准处理组件2内的凸出结构为在标准处理组件2内设置的具有生物填料功能的树枝形凸起物6，树枝形凸起物6的一端固定在标准处理组件2内与废水接触的表面。由于树枝形凸起物6的自由端能够远离标准处理组件2表面伸入水中，其上面能够固定更多的活性污泥4而且将活性污泥4在标准处理组件2内的位置更加分散，当废水从标准处理组件2内流过时，活性污泥4能够处理的有机废弃物更多，因此能够处理cod含量较高的废水。

实施例三

如图4-5所示，本实施例的不同之处在于：标准处理组件2内的凸出结构为在标准处理组件2内设置的折板7，折板7沿垂直方向可拆卸地设置在标准处理组件2内，且折板7的一端与标准处理组件2的一端固定接触，折板7的另一端与标准处理组件2的另一端之间留有供废水流过的间隙，并折板7表面进行拉毛5处理或/和折板7表面设置具有生物填料功能的树枝形凸起物6。通过折板7将标准处理组件2的内部空间隔开，使废水在标准处理组件2内部流过更长的距离，延长废水在标准处理组件2内的停留时间以使废水分解处理更彻底；同时通过在折板7表面进行拉毛5处理或/和折板7表面设置具有生物填料功能的树枝形凸起物6，增加了固定在标准处理组件2内部的活性污泥4的含量，同时使活性污泥4在标准处理组件2内的位置更加分散，因此能够处理cod含量较高的废水。

每个标准处理组件2内的折板7数量为一块，入水口和出水口位于标准处理组件2的同一端、分别位于折板7的两侧，上下相邻两个标准处理组件2的入水口和出水口放置在同一端。

实施例四

如图6所示，本实施例的不同之处在于：每个标准处理组件2内的折板7数量为两块，入水口和出水口分别位于两端两块折板7的侧面，上下相邻两个标准处理组件2的入水口和出水口交叉放置。增加折板7的数量时，废水在标准处理组件2内的流动时间更长，且标准处理组件2内的活性污泥4固定的数量更多，位置更加分散，废水处理更彻底。

实施例五

如图7所示，本实施例的不同之处在于：折板7为锯齿状。将折板7设为锯齿状，使废水在标准处理组件2中流动时受到更多扰动，与空气的接触面更大，增加了废水中的溶解氧含量。

实施例六

如图8所示，本实施例的不同之处在于：此标准处理模块包括三十个标准处理组件2，分成两列垂直叠置，每列各有十五个，预处理装置的出水口同时与最顶层两个标准处理组件2的入水口连接，最底层两个标准处理组件2的出水口同时与沉淀池的入水口连接。

本发明还涉及一种模块化可组合无曝气好氧生化废水处理方法，将待处理的废水进行预处理提高废水的可生化性，将预处理后的废水送入标准处理模块进行无曝气好氧生化处理，经生化处理后的泥水混合物送入沉淀池进行泥水分离后达标排放；其中标准处理模块为由多个标准处理组件2沿垂向叠加组成的生化处理系统，每个标准处理组件2均能独立地进行废水的好氧生化处理。

在进入标准处理模块进行好氧生化处理前，用常规方法将废水进行预处理，如对农村废水采用厌氧酸化沉淀池进行初步沉淀分离，对工业含油废水去除油污等，以去除较大的颗粒物，对废水中对微生物有抑制有毒害、有抑制作用的物质尽可能地消减和去除或转化为对微生物无害或有利的物质，以保证标准处理模块中的微生物能正常运行，同时在预处理过程中削减cod负荷，以减轻后续的运行负担和减少对后续设备的磨损，提高废水的可生化性。而在废水通过标准处理模块进行好氧生化处理之后，将处理后的废水流入沉淀池，沉淀出在标准处理模块中形成的污泥，使废水达标排放。

标准处理模块由多个标准处理组件2沿垂向叠加组成即标准处理模块包括一个多层的固定架1，每层放置一个或多个标准处理组件2，最顶层的标准处理组件2的入水口作为整个标准处理模块的入水口，最底层的标准处理组件2的出水口作为整个标准处理模块的出水口，且上一层的标准处理组件2的出水口与其相邻的下一层的标准处理组件2的入水口连接。

废水经过预处理后送入标准处理模块最顶层的标准处理组件2，经顶层标准处理组件2内活性污泥4的吸附分解处理后流入相邻下层的标准处理组件2内继续进行吸附分解处理，如此继续到最底层的标准处理组件2内，经过多次的吸附分解处理，去除废水中的绝大部分废弃有机物，大大降低废水中的cod浓度。

标准处理组件2均能独立地进行废水的好氧生化处理即标准处理组件2内设置有凸出结构，凸出结构将活性污泥4固定并分散在标准处理组件2内部对废水进行生化处理，并使废水在标准处理组件2中流动时受到充分扰动，增加废水与空气的接触机会。在标准处理组件2内设置凸出结构延长废水在标准处理组件2内的流动时间，加大废水与空气的接触面积，提高废水中的溶解氧含量，同时增加固定在标准处理组件2内的活性污泥4的含量，并使活性污泥4的位置更加分散，加大废水中有机物与活性污泥4的接触机会，使废水中的有机物得到最大程度的去除。

标准处理组件2的入水口处设置的跌落板3使废水以跌落的形式流入标准处理组件2内部，带动水体扰动使空气与水充分接触，提高废水中的溶解氧含量。废水从入水口流入后在跌落板3上以薄层形式流动并跌落至标准处理组件2内部，在此过程中废水与空气的接触面很大，能够将氧气大量溶解至其中，为废水在标准处理组件2内的好氧生化处理提供充气的溶解氧。

标准处理组件2在使用前进行活性污泥4的培养，使标准处理组件2内部充满活性污泥4以对废水进行生化处理。且在废水的处理过程中，回流部分沉淀池的活性污泥4至标准处理组件2内，以增加标准处理组件2内的活性污泥4含量，使废水在标准处理组件2内形成的混合液中有足够的生物量，满足处理要求。

标准处理模块的规模根据废水的污染程度和进水量以及处理场地确定，即根据废水的污染程度和进水量确定标准处理组件2的数量、根据处理场地大小组合叠置标准处理组件2，每层只设置一个标准处理组件2或者每层设置多个标准处理组件2，当每层有多个标准处理组件2时，上层的一个标准处理组件2的出水口与下层的一个标准处理组件2的入水口连接。

标准处理组件2中废水的深度不高于0.3m，以保证废水中的溶解氧含量不低于1.5mg/l，为废水中有机物的好氧降解提供充足的溶解氧。

标准处理组件2中的跌落板3和折板7都设置成可拆卸的形式，如在标准处理组件2的壁或者底上设置卡槽等方式，跌落板3或折板7插入槽中即可。

通过上述实施例可以看出，本发明具有以下有益效果：

1.本发明采用仿自然浅沟的好氧生化处理技术，无需曝气，能耗低、效果好、投资省、可向空间发展、节约占地、维护管理方便，特别适用于小型工业企业的有机生产废水和乡镇农村生活污水净化，经本发明处理后的废水cod去除率较高，达85%。

2.本发明的标准处理组件结构简单，为在工厂批量生产、现场组合的标准设备，所以本系统拆装方便快捷，且可以根据污水的流量和污染程度对系统进行扩大或缩减，灵活应对实际需求。

3.本发明的标准处理模块对安装场地和环境无限制要求，且当把系统拆除后不会对周围环境进行破坏和影响，能快速使周围环境恢复原貌。

4.本发明的标准处理模块为可拆装结构，能够多次重复使用，进一步降低了成本。

以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化或变换，因此所有等同的技术方案也应该属于本发明的保护范围，本发明的保护范围应该由各权利要求限定。