一种用于处理生活污水的分散式生化系统及生活污水处理方法与流程

本发明涉及生活污水处理技术领域，尤其涉及一种用于处理生活污水的分散式生化系统及生活污水处理方法。

背景技术：

近年来，我国在废水处理领域投入了大量的人力财力，随着水环境治理持续推进，水环境质量总体稳中趋好。目前国内外生活污水处理工艺主要采用传统活性污泥法及其变形工艺，如ao、a2o、倒置a2o、mbr等生化系统生活污水处理工艺，这些工艺通过严格的空间划分使生化系统各区域分别处于较优状态，其中好氧池(o池)作为其重要处理单元，供氧能耗占运行总能耗的60～80％。生活污水处理曝气过程中溶解氧的分布情况，直接影响生活污水处理的效果及污泥活性甚至出水水质。然而，现有的生化系统运行成本高，占用空间大，难以大规模地运用推广。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种用于处理生活污水的分散式生化系统，占用空间小，生活污水处理成本低。

本发明还要解决的技术问题在于，提供一种生活污水处理方法，生活污水处理效果好，成本低。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种用于处理生活污水的分散式生化系统，包括生化塔和人工湿地，所述生化塔包括地下部分和地上部分，所述地下部分包括调节池、缺氧池和沉淀池，所述地上部分包括至少两个滴滤装置、以及用于收集滴滤装置出水的集水槽；

所述调节池与缺氧池连通，所述沉淀池与人工湿地连通；

所述缺氧池通过第一管道与第一滴滤装置连接，通过第二管道与第二滴滤装置连接，所述缺氧池还通过第一循环管道与缺氧池连接；

所述集水池通过第二循环管道与第一滴滤装置连接，通过第三循环管道与第二滴滤装置连接，通过第四循环管道与缺氧池连接，通过第三管道与沉淀池连接。

作为上述方案的改进，第一管道上设有第一开关，第二管道上设有第二开关，第一循环管道上设有第三开关，第二循环管道上设有第四开关，第三循环管道上设有第五开关，第四循环管道上设有第六开关，第三管道上设有第七开关。

作为上述方案的改进，所述缺氧池内设有悬浮填料，所述悬浮填料的密度为污水密度的95％-110％，所述悬浮填料的材质为高密度聚乙烯，直径为2-7cm。

作为上述方案的改进，所述悬浮填料的体积为缺氧池中污水体积的20％-40％。

作为上述方案的改进，所述滴滤装置包括布水器和主体填料，所述布水器位于主体填料的上方，所述主体填料由钢渣和铁渣组成，其中，钢渣和铁渣的体积比为1：(3-5)。

作为上述方案的改进，所述滴滤装置还包括陶粒，所述陶粒铺设在主体填料的不同高度。

作为上述方案的改进，所述塔体的侧壁设有多个进气微孔。

作为上述方案的改进，所述人工湿地包括钙基除磷填料、以及种植在钙基除磷填料和种植土层上的湿地植物。

作为上述方案的改进，所述钙基除磷填料包括砂加气块和硫铁矿碎渣，所述湿地植物为桑蓓斯。

相应地，本发明还提供了一种生活污水处理方法，采用上述所述的分散式生化系统来处理生活污水。

实施本发明，具有如下有益效果：

本发明提供的一种用于处理生活污水的分散式生化系统，包括生化塔和人工湿地，所述生化塔包括地下部分和地上部分，所述地下部分包括调节池、缺氧池和沉淀池，所述地上部分包括至少两个滴滤装置、以及用于收集滴滤装置出水的集水槽。

本发明的分散式生化系统通过调节池、缺氧池、集水槽和滴滤装置的相互配合，形成了完整的“滴滤+ao”工艺，即滴滤和ao工艺相结合，不仅提高了污水的处理效率，还强化了整个工艺的脱氮除磷效果，同时配合沉淀池和人工湿地的深度处理，使出水可以稳定达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(gb18918-2002)中的一级a标准，即国家现行最严格的出水标准。

与传统的ao工艺相比，本发明通过巧妙的管路连接，以实现滴滤工艺和ao工艺的连接，还可以根据不同的需要，切换成不同的水力条件，以应对不同的需求，实现不同的功能。

本发明的生化塔采用钢渣和铁渣作为主体填料，人工湿地采用砂加气块作为填料并配合少量硫铁矿碎渣，所有填料均为废渣或建筑废料，价格低廉可以有效节约成本，同时这些材料可以在各个地区找到，因此可以实现本地化生产，无需长距离运输，可以节约成本，每吨填料的价格可以降低至200元/m³以内，传统填料(例如火山岩)的价格为1000元/m³。

本发明采用人工湿地来实现污水的深度处理，与传统人工湿地不同，本发明的人工湿地采用方形回流式设计，建设简单，又可以节省占地，占地面积可以从传统人工湿地每方水占地4m²降低至2m²以内，此外，采用桑蓓斯作为湿地植物，其氮磷的吸附能力可以较传统湿地植物(如芦苇，美人蕉等)提高约30％。

附图说明

图1是本发明生分散式化系统的示意图；

图2是本发明生化塔的示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。

参见图1，本发明提供的一种用于处理生活污水的分散式生化系统，包括生化塔1和人工湿地2，所述生化塔1包括地下部分和地上部分，所述地下部分包括调节池11、缺氧池12和沉淀池13，所述地上部分包括至少两个滴滤装置14、以及用于收集滴滤装置出水的集水槽15。

本发明的生化塔通过不同管道形成连接，以实现不同的功能。具体的，所述调节池11与缺氧池12连通，所述沉淀池13与人工湿地2连通；所述缺氧池12通过第一管道31与第一滴滤装置14连接，通过第二管道32与第二滴滤装置14连接，所述缺氧池12还通过第一循环管道33与缺氧池12连接；所述集水池15通过第二循环管道34与第一滴滤装置14连接，通过第三循环管道35与第二滴滤装置14连接，通过第四循环管道36与缺氧池12连接，通过第三管道37与沉淀池13连接。

优选的，第一管道31上设有第一开关41，第二管道42上设有第二开关42，第一循环管道33上设有第三开关43，第二循环管道34上设有第四开关44，第三循环管道35上设有第五开关45，第四循环管道36上设有第六开关46，第三管道37上设有第七开关47。在本申请的其他实施例中，可以通过不同的连接方式以实现上述的连接关系。

具体的，缺氧池内设有悬浮填料。工作时，生活污水先进入调节池进行水质及水量的平衡，再提升至缺氧池，缺氧池内的悬浮填料增加了微生物的附着性，提高了水解酸化过程中的生物量，在大量水解-产酸菌的作用下，将不溶性有机物水解为溶解性物质，将大分子、难于生物降解的物质转化为易于生物降解的物质，不仅可以达到截留污水中悬浮物的效果，还具有部分生化处理和污泥减容稳定的功能。

为了使污水中的微生物能够富集，能够在悬浮填料上形成挂膜，所述悬浮填料的密度为污水密度的95％-110％。若悬浮填料的密度低于污水密度的95％，则微生物和悬浮填料会沉积在池底形成污泥，最终被排走，从而影响处理效果。

优选的，所述悬浮填料的体积为缺氧池中污水体积的20％-40％。更优的，所述悬浮填料的体积为缺氧池中污水体积的30％。

进一步地，所述悬浮填料的材质为高密度聚乙烯，直径为2-7cm。本发明采用亲水性的材料作为悬浮填料，并选用合适的粒径，有利于微生物富集在悬浮填料上。

参见图2，所述滴滤装置14包括布水器141和主体填料142。其中，布水器141位于主体填料142的上方。

工作时，污水提升至滴滤装的布水器，然后经过主体填料来经过处理，处理后的水直接滴滤到集水池。本发明的布水器为设有多孔的水管。优选的，本发明的滴滤装置包括2个，两个滴滤装置之间可以为串联或并联。需要说明的是，在本申请的其他实施例中，塔体内还包括其他种类的填料。

本发明的主体填料由钢渣和铁渣组成，其中，钢渣和铁渣的体积比为1：(3-5)。本发明的主体填料可以吸附污水中cod和氮，还可以对污水进行脱色。若钢渣和铁渣的比例超出上述范围，则影响污水的处理效果。

所述滴滤装置14还包括陶粒143，所述陶粒143在主体填料142内铺设了至少一层。其中，所述陶粒设置在主体填料的不同高度位置，起到均匀布水的作用。优选的，所述陶粒的直径为1-3cm。

本发明的生化塔采用框架塔式结构，塔体的侧壁设有多个进气微孔，透气性好无需进行曝气，可以显著节省运行能耗。

集水槽15中的水依次经过沉淀池13和人工湿地2，以完成污水的深度处理，使出水可以稳定达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(gb18918-2002)中的一级a标准。

具体的，所述人工湿地包括钙基除磷填料、以及种植在钙基除磷填料和种植土层上的湿地植物。

优选的，所述人工湿地为方形回流式结构，方形结构在土建方面更为方便简单，而回流式的结构与传统湿地有很大不同，这样的设计有利于节省占地。

优选的，所述钙基除磷填料为砂加气块。

优选的，所述人工湿地内，除钙基除磷填料外，还配合少量硫铁矿碎渣。

优选的，所述湿地植物为桑蓓斯，桑蓓斯作为湿地植物的使用并不常见，但污水处理效果较传统植物更有效。

所述塔体的外壁可以配合对美丽乡村风貌和政策进行涂鸦，具有显著的社会价值。

相应地，本发明还提供了一种生活污水处理方法，采用上述所述的生化系统来处理生活污水。

工作时，生活污水先进入调节池进行水质及水量的平衡，再提升至缺氧池，缺氧池内的悬浮填料增加了微生物的附着性，提高了水解酸化过程中的生物量，在大量水解-产酸菌的作用下，将不溶性有机物水解为溶解性物质，将大分子、难于生物降解的物质转化为易于生物降解的物质，不仅可以达到截留污水中悬浮物的效果，还具有部分生化处理和污泥减容稳定的功能；经缺氧池处理后的水经提升后，20％-30％的污水直接回流至缺氧池，在这一作用下，缺氧池无需设置机械搅拌，这样可以显著节省运行能耗；另一部分提升至生化塔进行处理；剩余的污水提升至生化塔进行处理，生化塔处理后的水部分进入缺氧池，剩余进入沉淀池和人工湿地，完成污水的深度处理。

本发明的生化塔通过不同管道形成连接，以实现以下几种功能：

一、小回流模式，打开第三开关43，关闭其余开关，缺氧池出水直接回流到缺氧池，使得缺氧池中的污水连同悬浮填料能够有效搅动起来，本发明的缺氧池无需设置机械搅拌，这样可以显著节省运行能耗；

二、大回流模式，打开第一开关41、第二开关42和第六开关46，关闭其余开关，使滴滤装置的出水重新回到缺氧池，以实现a/o工艺，增强脱氮除磷效果，由于污水中的氨氮经过滴滤装置处理后大部分变成硝态氮，硝态氮在缺氧池中进行反硝化反应，转化为氮气，从而有效除去污水中的总氮含量；

三、串联模式，打开第一开关41、第二开关42和第七开关47，关闭其余开关，该模式滴滤装置的出水全部排入人工湿地，的两个滴滤装置同时处理污水，提高污水的处理量；

四、并联模式，打开第一开关41、第五开关45、第六开关46和第七开关47，关闭其余开关，或者，打开第二开关42、第四开关44、第六开关46和第七开关47，关闭其余开关，该模式滴滤装置的出水部分污水回流到缺氧池，实现a/o工艺，部分污水排入人工湿地，进行深度处理，有效提高污水的处理效果；

五、生物挂膜模式，打开第四开关44或/和第五开关45，关闭其余开关，该模式将滴滤装置的出水回流到滴滤装置，以实现滴滤装置的微生物挂膜。

本发明的生化系统通过调节池、缺氧池、集水槽、沉淀池、人工湿地和滴滤装置的相互配合，形成了完整的“滴滤+ao”工艺，并强化了整个工艺的脱氮除磷效果。

与传统的ao工艺相比，本发明通过巧妙的管路连接，以实现滴滤工艺和ao工艺的连接，还可以根据不同的需要，切换成不同的水力条件，以应对不同的需求，实现不同的功能。

本发明的生化塔采用钢渣和铁渣作为主体填料，人工湿地采用砂加气块作为填料并配合少量硫铁矿的碎渣，所有填料均为废渣或建筑废料，价格低廉可以有效节约成本，同时这些材料可以在各个地区找到，因此可以实现本地化生产，无需长距离运输，可以节约成本，每吨填料的价格可以降低至200元/m³以内，传统填料(例如火山岩)的价格为1000元/m³。

本发明采用人工湿地来实现污水的深度处理，与传统人工湿地不同，本发明的人工湿地采用方形回流式设计，建设简单，又可以节省占地，占地面积可以从传统人工湿地每方水占地4m²降低至2m²以内，此外，采用桑蓓斯作为湿地植物，其氮磷的吸附能力可以较传统湿地植物(如芦苇，美人蕉等)提高约30％。

下面将以具体实施例来进一步阐述本发明

实施例1

工程项目位于广东省茂名市，项目采用本发明的生化系统来处理生活污水，生活污水管网收集范围内人工总数为352人(64户)，农村居民用水定额为120l/人·d，排污系数为80％，日处理能力可达40m³，处理效果见表1。

表1是生活污水处理前后的各项参数

以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。