一种强化脱氮的泥膜混合污水处理系统及方法与流程

1.本发明涉及污水处理领域，尤其涉及一种强化脱氮的泥膜混合污水处理系统及方法。


背景技术：

2.近些年来，污水排放规模小、排污点分散的农村越来越成为污水处理市场的重点，但由于农村地区的经济基础弱、污水水质水量不稳定、污水收集排放基础设施差、排污分散、交通不便、人力资源缺乏等特点，也一直在城镇成熟的污水处理技术的基础上，针对性研究适用于农村污水处理的方法。
3.目前，多数农村污水处理技术主要仍以a2o、生物转盘、mbr、mbbr、生物接触氧化等为主，部分地区结合了人工湿地、生物滤池等生态处理方法。按照原理主要可分为生物膜法、活性污泥法和生态法，也存在不同的优缺点。其中，活性污泥法是传统的污水处理技术，一般启动比较快、污染物去除速率较高、民众的接受度较高，但存在占地面积较大、基建费用比较高、运行费用较高、抗冲击能力较弱、产泥量高、易发生污泥膨胀、管理难度大等问题；生物膜法一般具有占地面积较小、污染物去除速率高、抗冲击能力强、产泥量少、不易发生污泥膨胀、民众接受度高等优点，但一般启动慢，且管理难度较大；而生态法尽管运行费用低、管理难度小，但存在占地面积大、民众接受度低等问题，且易受季节变化影响、污染物去除速率比较低。
4.随着污水处理标准的提高，脱氮效果一直是一个难点，如何农村污水处理的增强脱氮效果是需要解决的问题。


技术实现要素：

5.基于现有技术所存在的问题，本发明的目的是提供一种强化脱氮的泥膜混合污水处理系统及方法，能解决现有农村污水处理，所存在的系统占地面积大，管控成本高以及脱氮效果不佳等问题。
6.本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
7.本发明实施方式提供一种强化脱氮的泥膜混合污水处理系统，包括：
8.格栅调节储泥单元、泥膜混合生化单元、斜板沉淀单元、强化脱氮过滤单元、纤维过滤单元和消毒单元；其中，
9.所述格栅调节储泥单元设有生活污水进水口和出水口，所述出水口与所述泥膜混合生化单元、斜板沉淀单元、强化脱氮过滤单元、纤维过滤单元和消毒单元依次连接；
10.所述消毒单元设有外排出水口。
11.本发明实施方式还提供一种强化脱氮的泥膜混合污水处理系统，采用本发明所述的强化脱氮的泥膜混合污水处理系统，包括以下步骤：
12.步骤s1，格栅、调节和储泥处理：污水进入所述泥膜混合污水处理系统的格栅调节储泥单元，依次进行杂质拦截、水质与流量调节后，提升进入所述泥膜混合污水处理系统的
泥膜混合生化单元，并储存所述水质与流量调节的污泥；
13.步骤s2，泥膜混合生化处理：污水在所述泥膜混合生化单元内依次进行厌氧、缺氧和好氧处理，通过同步硝化反硝化进行强化脱氮，去除污水中大部分有机物、含氮、磷的化合物及ss；
14.步骤s3，斜板沉淀处理：所述泥膜混合生化处理后的泥水混合物进入斜板沉淀单元，通过斜板沉淀进行固液分离去除ss，得到澄清污水；活性较强的污泥回流到所述泥膜混合生化单元，剩下的污泥进入格栅调节储泥单元的储泥池；
15.步骤s4，强化脱氮过滤处理：所述斜板沉淀处理后得到澄清污水流入强化脱氮过滤单元，在自养异养联合反硝化脱氮填料载体的作用下强化脱氮，同时对污水进行过滤；
16.步骤s5，纤维过滤处理：所述强化脱氮过滤处理后的出水进入纤维过滤单元，通过纤维填料以自上而下的不同粒径对污水进行深度过滤，得到净化污水；
17.步骤s6，消毒处理：所述纤维过滤处理得到的净化进入消毒单元经紫外消毒后达标排放。
18.由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的强化脱氮的泥膜混合污水处理系统及方法，其有益效果为：
19.通过设置的泥膜混合生化单元和强化脱氮过滤单元配合的协同作用，脱氮效果好，污水处理效果好，可解决大多农村污水处理脱氮效果不理想的问题；设置的泥膜混合生化单元，微生物附着率高，占地面积小，与传统处理系统相比，可节省30％的土地使用面积；采用一体化、模块化的设计，不仅能实现自动化运行且管理维护方便，污泥产量低，减少了维护运营的费用；设置的纤维过滤单元为高效低耗的深度过滤技术，出水清澈，比常规过滤器净化效果好且运行费用低、操作方便。该污水处理系统在处理效果和经济性上均有较好的竞争力。
附图说明
20.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
21.图1为本发明实施例提供的强化脱氮的泥膜混合污水处理系统示意图；
22.图2为本发明实施例提供的泥膜混合污水处理系统的泥膜混合生化单元的示意图；
23.图3为本发明实施例提供的泥膜混合污水处理系统的圆筒格栅的结构示意图；
24.图4为本发明实施例提供的泥膜混合污水处理系统的强化脱氮过滤单元的示意图；
25.图5为本发明实施例提供的泥膜混合污水处理系统的纤维过滤单元结构示意图；
26.图6为本发明实施例提供的强化脱氮的泥膜混合污水处理方法流程图；
27.图中各标记对应的部件名称为：1
‑
格栅调节储泥单元；11
‑
调节池；12
‑
圆筒格栅；121
‑
栅渣提篮；122
‑
格栅外筒；2
‑
泥膜混合生化单元；20
‑
泥膜混合生化单元的前端进水管；21
‑
厌氧子单元；211
‑
厌氧子单元的填料模块；212
‑
厌氧子单元的搅拌装置；22
‑
缺氧子单
元；221
‑
缺氧子单元的填料模块；222
‑
缺氧子单元的搅拌装置；23
‑
好氧子单元；231
‑
第一硝化填料模块；232
‑
第一反硝化填料模块；233
‑
第二硝化填料模块；234
‑
第二反硝化填料模块；235
‑
第三硝化填料模块；236
‑
曝气管路；3
‑
斜板沉淀单元；4
‑
强化脱氮过滤单元；41
‑
反应器本体；42
‑
进水口；43
‑
透水填料支撑板；44
‑
透水填料挡板；45
‑
若干填料载体；46
‑
出水管；47
‑
出水堰；5
‑
纤维过滤单元；50
‑
反应器；51
‑
进水管；52
‑
出水反冲洗两用管；53
‑
纤维束吊链；54
‑
纤维束圆环过滤模块；55
‑
中心筒；56
‑
上布水板；57
‑
下布水板；6
‑
消毒单元。
具体实施方式
28.下面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，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。本发明实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
29.如图1所示，本发明实施例提供一种强化脱氮的泥膜混合污水处理系统，包括：
30.格栅调节储泥单元、泥膜混合生化单元、斜板沉淀单元、强化脱氮过滤单元、纤维过滤单元和消毒单元；其中，
31.所述格栅调节储泥单元设有生活污水进水口和出水口，所述出水口与所述泥膜混合生化单元、斜板沉淀单元、强化脱氮过滤单元、纤维过滤单元和消毒单元依次连接；
32.所述消毒单元设有外排出水口。
33.参见图2，上述系统中的泥膜混合生化单元包括：
34.顺次连接的厌氧子单元、缺氧子单元和好氧子单元；
35.所述厌氧子单元和缺氧子单元均设有填料模块和搅拌装置；
36.所述好氧子单元内从前至后依次间隔设置多个硝化填料模块，相邻两个硝化填料模块之间均设置一个反硝化填料模块；
37.所述好氧子单元内的底部设置曝气管路，曝气管路上设有多个曝气器，每个硝化填料模块下方的曝气管路上，均对应设有至少一个曝气器，每个反硝化填料模块下方的曝气管路上均不设有曝气器。
38.上述硝化填料模块为间隔设置的三个，即第一硝化填料模块231、第二硝化填料模块233和第三硝化填料模块235，中间夹设两个反硝化填料模块，即第一反硝化填料模块232和第二反硝化填料模块234。
39.上述硝化填料模块中的硝化填料采用疏松结构的绑扎弹性填料；
40.所述反硝化填料模块采用在固定区域紧密填充作为反硝化填料的若干悬浮球的结构。
41.上述厌氧子单元、缺氧子单元的填料模块内的填料的结构形式与硝化填料模块中的硝化填料的结构形式基本相同，搅拌装置均设在厌氧子单元、缺氧子单元内的底部，处于各自填料模块的下方。
42.上述结构的好氧子单元以硝化填料为主，穿插布置反硝化填料，曝气管路在硝化填料下端设置曝气器，硝化填料采用绑扎弹性填料的形式，布置相对疏松，更有利于充氧，呈现泥膜混合状态；反硝化填料采用固定区域悬浮球的形式，填充紧密，形成缺氧环境实现
反硝化，这样该好氧子单元通过不同填料结合空间结构设置并配合对应的曝气结构，能更好的实现同步硝化反硝化，强化脱氮效果。
43.参见图3，上述系统中，格栅调节储泥单元包括：
44.圆筒格栅、调节池和储泥池；其中，
45.所述调节池上设置所述污水进水口；
46.所述圆筒格栅设置在所述调节池内，与污水进水口连接；
47.所述调节池的出水端与所述泥膜混合生化单元连接；
48.所述调节池的排泥口与所述储泥池连接，所述储泥池与所述泥膜混合生化单元的污泥外排口连接。
49.上述圆筒格栅由格栅外筒和栅渣提篮，所述栅渣提篮设置在所述格栅外筒内，所述格栅外筒和栅渣提篮的底部均布满格栅孔。优选的，圆筒格栅的部件采样不锈钢材质，耐腐蚀，寿命长。格栅外筒主要起布水的作用，栅渣提篮主要用于储存格栅渣，更便于清掏。
50.上述系统中，所述斜板沉淀单元采用斜板沉淀池。
51.参见图4，上述系统中，强化脱氮过滤单元包括：
52.反应器本体、透水填料支撑板、透水填料挡板、若干填料载体和出水堰；其中，
53.所述反应器本体前端下部的进水口与所述斜板沉淀单元的出水口连接；
54.所述透水填料支撑板与所述透水填料挡板下上间隔设置在所述反应器本体，所述透水填料支撑板处于所述进水口上方；
55.所述若干填料载体填充在所述透水填料支撑板与所述透水填料挡板之间的所述反应器本体内，各填料载体上均承有载硫基自养异养联合反硝化菌；
56.所述反应器本体前端上部设有出水管，所述出水管处于所述透水填料挡板上方；
57.所述出水堰设置在所述反应器本体内，处于所述出水管的前方。
58.上述结构的强化脱氮过滤单元，能实现水流自下而上经过填料载体，利用载体本身的孔隙实现过滤效果，而填料载体承载的硫基自养异养联合反硝化菌，在污水处理设施后端碳源缺乏的条件下依然可以实现很好的脱氮效果。
59.参见图5，上述系统中，纤维过滤单元包括：
60.反应器、中心筒、环形上布水板、环形下布水板、纤维束圆环过滤模块、纤维束吊链、进水管和出水反冲洗两用管；其中，
61.所述反应器内的中心部位设置所述中心筒；
62.所述上布水板与所述下布水板上、下间隔设置在所述中心筒外壁与所述反应器内壁之间的环形空间内；
63.所述纤维束圆环过滤模块通过所述纤维束吊链吊设在所述反应器内，处于所述上布水板与下布水板之间的环形空间内；
64.所述反应器前端上部设置所述进水管，所述进水管的出水口处于所述上布水板上方；
65.所述出水反冲洗两用管的进水端设置在所述反应器内的中心筒内，处于所述反应器内底部，该出水反冲洗两用管的出水端设在所述反应器的后端上部，处于所述上布水板上方。
66.上述这种结构的纤维过滤单元，由于反应器内，位于中心筒四周的纤维束圆环过
滤模块内装填一定密度的纤维束填料，上、下布水板呈圆环形分别布置于纤维束圆环过滤模块的上端和下端，利用水的重力作用实现纤维束自上而下粒径从大到小的过滤效果，将污水进一步净化。设置出水反冲洗两用管，两种作用管路合一，结构简单，反洗方便。
67.如图6所示，本发明实施例还提供一种强化脱氮的泥膜混合污水处理方法，采用上述的强化脱氮的泥膜混合污水处理系统，包括以下步骤：
68.步骤s1，格栅、调节和储泥处理：污水进入所述泥膜混合污水处理系统的格栅调节储泥单元，依次进行杂质拦截、水质与流量调节后，提升进入所述泥膜混合污水处理系统的泥膜混合生化单元，并储存所述水质与流量调节的污泥；
69.步骤s2，泥膜混合生化处理：污水在所述泥膜混合生化单元内依次进行厌氧、缺氧和好氧处理，通过同步硝化反硝化进行强化脱氮，去除污水中大部分有机物、含氮、磷的化合物及ss；
70.步骤s3，斜板沉淀处理：所述泥膜混合生化处理后的泥水混合物进入斜板沉淀单元，通过斜板沉淀进行固液分离去除ss，得到澄清污水；活性较强的污泥回流到所述泥膜混合生化单元，剩下的污泥进入格栅调节储泥单元的储泥池；
71.步骤s4，强化脱氮过滤处理：所述斜板沉淀处理后得到澄清污水流入强化脱氮过滤单元，在自养异养联合反硝化脱氮填料载体的作用下强化脱氮，同时对污水进行过滤；
72.步骤s5，纤维过滤处理：所述强化脱氮过滤处理后的出水进入纤维过滤单元，通过纤维填料以自上而下的不同粒径对污水进行深度过滤，得到净化污水；
73.步骤s6，消毒处理：所述纤维过滤处理得到的净化进入消毒单元经紫外消毒后达标排放。
74.本发明的强化脱氮的泥膜混合污水处理系统及方法，能达到强化脱氮效果，污水经处理后，可稳定达到国家一级a排放标准。与其他工艺方法相比：具有占地面积小、操作简便、集成化程度高、脱氮效果好等特点，在脱氮效果和水质净化上均有良好的竞争力。
75.下面将结合附图对本发明实施例作进一步地详细描述。
76.参见图1，本发明提供一种强化脱氮的泥膜混合污水处理系统，主要包括：格栅调节储泥单元、泥膜混合生化单元、斜板沉淀单元、强化脱氮过滤单元、纤维过滤单元及消毒单元。利用该系统进行强化脱氮的泥膜混合污水处理方法，特别适用于对脱氮要求高的农村污水处理，包括以下步骤(参见图2)：
77.步骤s1,，格栅调节储泥处理：污水先进入格栅调节储泥单元，经回转格栅将杂质进行初步拦截后流入调节池，对进水的水质和流量进行调节和初步沉淀后提升到泥膜混合生化单元，该格栅调节储泥单元要定期清理格栅拦截的杂质；储泥池为单独的密闭结构，主要用于泥膜混合生化单元和沉淀单元的剩余污泥储存和浓缩，要定期外运污泥；
78.步骤s2,，泥膜混合生化处理：调节池污水经提升流入泥膜混合生化单元中，泥膜混合生化单元由厌氧子单元、缺氧子单元和好氧子单元组成，各子单元填充新型填料载体，好氧子单元是基于填料空间结构功能和布设方式的设计，强化该泥膜混合生化单元同步硝化反硝化能力，进而强化脱氮效果，经泥膜混合生化单元去除大部分有机物、含氮、磷的化合物及ss；
79.步骤s3,，斜板沉淀处理：泥膜混合生化单元的泥水混合物进入斜板沉淀单元，在斜板沉淀的作用下实现固液分离去除ss，污水得到澄清，活性较强的污泥回流到泥膜混合
生化单元，剩下的污泥进入格栅调节储泥单元的储泥池；
80.步骤s4,，强化脱氮过滤处理：斜板沉淀单元澄清后的水流入强化脱氮过滤单元，在自养异养联合反硝化脱氮填料载体过滤的作用下，进一步实现强化脱氮的效果，并兼具污水过滤作用；
81.步骤s5，纤维过滤处理：强化脱氮过滤单元处理后的污水进入纤维过滤单元，纤维过滤单元内装填一定密度的纤维填料，结合空间布局在深度过滤中水动力学变化，实现纤维填料上自上而下的不同粒径的过滤效果，将污水进一步净化；
82.步骤s6，消毒处理：纤维过滤单元过滤后的污水，进入消毒单元经紫外消毒后达标排放。
83.与现有的污水处理系统相比较，本发明主要有以下有益效果：
84.(1)本发明的系统污水处理效果好，通过设置的泥膜混合生化系统与强化脱氮过滤单元结合的协同作用，脱氮效果好，可解决大多农村污水处理脱氮效果不理想的问题；
85.(2)本发明的泥膜混合生化单元，微生物附着率高，占地面积小，与传统处理系统相比，可节省30％的土地使用面积。
86.(3)本发明采用一体化、模块化的设计，不仅可实现自动化运行且管理维护方便，污泥产量低，减少了维护运营的费用。
87.(4)本发明的纤维过滤单元为高效低耗的深度过滤技术，出水清澈，比常规过滤器净化效果好且运行费用低、操作方便。
88.综上所述，本发明的污水处理系统在处理效果和经济性上均有较好的竞争力。
89.实施例
90.本实施例采用本发明的强化脱氮的泥膜混合污水处理系统，所处理的污水水质如下：水温＝12～25℃，cod＝200～500mg/l，bod5＝100～250mg/l，ss≤200mg/l，nh
4+
‑
n＝35～60mg/l，tn＜75mg/l，tp＝3.5～7.0mg/l，ph＝7.0～8.5。
91.具体处理步骤如下：
92.步骤s1)格栅、调节、储泥处理：污水经回转格栅将杂质进行初步拦截后流入调节池，对进水的水质和流量进行调节和初步沉淀后提升到后续生化单元，该格栅调节储泥单元需定期清理格栅拦截的杂质；储泥单元为单独的密闭单元，主要用于生化系统和沉淀单元的剩余污泥储存和浓缩，需定期外运污泥；
93.步骤s2)泥膜混合生化处理：调节池污水经提升流入泥膜混合生化单元中，泥膜混合生化单元由厌氧子单元、缺氧子单元和好氧子单元组成，各子单元填充新型填料载体，好氧子单元是基于填料空间结构功能和布设方式，强化了该泥膜混合生化单元同步硝化反硝化能力，进而强化脱氮效果。经泥膜混合生化单元去除大部分有机物、含氮、磷的化合物及ss；
94.步骤s3)斜板沉淀处理：泥膜混合生化单元的泥水混合物进入斜板沉淀单元，在斜板沉淀的作用下实现固液分离去除ss，污水得到澄清，活性较强的污泥回流到泥膜混合生化单元，剩下的污泥进入格栅调节储泥单元的储泥池；
95.步骤s4)强化脱氮过滤处理：斜板沉淀澄清后的水流入强化脱氮过滤单元，在自养异养联合反硝化脱氮填料载体的作用下，进一步实现强化脱氮的效果，同时对污水进行过滤处理；
96.步骤s5)纤维过滤处理：强化脱氮过滤后污水进入纤维过滤单元，纤维过滤单元内装填一定密度的纤维填料，结合空间布局在深度过滤中水动力学变化，实现纤维填料上自上而下的不同粒径的过滤效果，将污水进一步净化；
97.步骤s6)消毒处理：纤维过滤处理后污水进入消毒单元，经紫外消毒后达标排放。
98.经过上述处理后的出水水质如下：水温＝12～25℃，cod＜50mg/l，去除率达90％以上；bod5＜10mg/l，去除率达95％以上；ss＜10mg/l，去除率达95％以上；nh
4+
‑
n＜5mg/l，去除率达90％以上；tn≤15mg/l，去除率达90％以上；tp≤0.5mg/l，去除率达90％以上；ph＝7.0～8.5。
99.通过上述实施例可以看出，本发明系统达到了强化的脱氮效果，提升了污水处理效果，在处理效果和经济性上均有较好的竞争力。
100.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。