专利名称：污水处理和再利用工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种污水处理和再利用工艺，尤其是涉及一种适用于半干 旱地区的城市污水处理和再利用工艺。
背景技术：
我国是世界上最缺水的国家之一。淡水资源总量居世界第6位，但人 均占有淡水量仅居第108位，水资源己成为我国最严重的资源问题之一。
尤其是在我国西部的半干旱地区的缺水现象更为严重，干旱少雨，生 态环境脆弱，森林、植被覆盖率低下，水土流失以及氮、磷、钾肥的损失， 使得土壤严重退化。水资源的短缺严重制约了当地社会、经济的发展，加 剧了当地环境及气候的恶化。
然而，随着城市化的发展，城市排出的污水量越来越大，因此必须对 城市排出的污水进行处理。传统的城市污水处理方法是，将污水处理达 "标"后，排放至天然水体，如河流内。
我国制定的"污水综合排放标准"和"城镇污水处理厂污染物排放标 准"对排放至天然水体的各项"污染物"有着严格的要求。为了达到这一
要求，污水处理的工艺不断改进，处理的成本不断增加；同时由于处理后 的水排放到天然水体中，造成有用的资源浪费。
而且，我国幅员辽阔，自然环境、经济环境存在很大差异，不能靠一 个标准或一种思路来治理环境污染，因此，应该结合当地的条件，把"污 染物"作为资源，利用该资源创建新的区域性生物链，催生出与环境能够 和谐相处的农林作物，有效改善区域生态环境。发明内容本发明的目的是提出一种污水处理和再利用工艺，该污水处理和再利 用工艺能够有效地处理城市排出的污水，并且处理后的水适于广泛地再利 用，同时从污水中分离出的污泥也能够得到有效地利用，从而节约了水资 源，进一步改善了环境。根据本发明的实施例，提出一种污水处理和再利用工艺，包括以下步 骤粗滤去除污水中的大尺寸固体垃圾；细滤去除粗滤后的污水中的小尺 寸固体垃圾；使细滤后的污水曝气，以便去除污水中的部分有机物；将曝 气后的污水沉淀，以便沉淀出污水中的污泥且沉淀出的清水位于污泥的上 面，并使沉淀出的污泥的一部分与细滤后的污水一起继续曝气；储存沉淀 出的清水；和储存沉淀出的剩余污泥，以便使剩余污泥自然发酵。进而，使细滤后的污水曝气包括使用鼓风曝气。具体地，鼓风使用鼓 风机进行。根据本发明进一步实施例的污水处理和再利用工艺还包括提升粗滤 后的污水的高度，以便粗滤后的污水能够通过重力自流从而被细滤。进而，储存沉淀出的清水包括利用水中的微生物、水生生物和水生植 物进一步自然去除清水中的有机物，以便得到更加清洁的水。储存的清水 可以用于农田灌溉，植物绿化，或土壤改良。所述储存的污泥经过自然发酵用作肥料。具体地，粗滤使用粗格栅进行。细滤使用细格栅进行。在曝气池内将 细滤后的污水曝气，在沉淀池内对曝气后的污水进行沉淀，将沉淀出的清 水储存在蓄水库内，且将沉淀出的剩余污泥储存在储泥库内。根据本发明的污水处理和再利用工艺，是将污水当成资源、当成原材 料，对处理后的污水和处理产生的污泥再利用，提供服务、创造利润、改 善生态环境，而不是异地排放；同时不产生"污染物"。本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面 的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解。
图1是执行根据本发明实施例的污水处理和再利用工艺的污水处理和再利用系统的构成示意图；图2是根据本发明实施例的污水处理和再利用工艺的工艺流程图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其 中自始至终相同的标号表示相同的元件。下面通过参考附图描述实施例以 便解释本发明，所述实施例是示例性的，而不能解释为对本发明的限制。如图1所示，执行根据本发明实施例的污水处理和再利用工艺的污水 处理和再利用系统包括粗格栅2、细格栅3、曝气池4、沉淀池5、蓄水库 6、储泥库7。粗格栅2将来自于污水源1，例如城市污水，的污水中的大块固体垃 圾(即尺寸较大的污物)去除，由粗格栅2去除的粗滤渣(即大尺寸的固 体垃圾)被收集并运送到垃圾处理厂进行处理。粗格栅2处理后的污水由细格栅3再进行处理，以便去除粗格栅2 处理后的污水中的小块固体垃圾(即尺寸较小的污物)，由细格栅2去除 的细滤渣(小尺寸的固体垃圾)即被收集并运送到垃圾处理厂进行处理。需要说明的是，在本实施例中，粗格栅2和细格栅3可以采用"篦子" 的形式，结构简单，造价低，但本发明并不限于此。污水源1 一般是来自于城市污水管线的污水，由于城市污水管线位于 地下，因此，粗格栅l可以设置在污水从城市污水管线进入污水处理厂的 入口处，以便对进入污水处理厂的污水进行粗滤。然而，为了利用细格栅 3对由粗格栅2处理后的污水进行细滤，可以将粗格栅2处理后的污水提 升到预定的高度，再利用高度差使污水通过细格栅3。例如，可以通过提 升泵池9，将污水提升后，使污水自流通过细格栅3。需要说明的是，提升泵池9不必须设置在粗格栅2和细格栅3之间， 也可以设置在细格栅3与曝气池4之间。经过细格栅3处理后的污水进入曝气池4，污水在曝气池4内通过扩 散混合和充分曝气，从而通过污水中的活性污泥的吸附、絮凝和氧化作用去除污水中对环境有一定影响的部分有机物。曝气池4内的工艺采用传统活性污泥法，普通曝气工艺，高污泥负荷, 不考虑除磷脱氮，相应的水力停留时间较短，从而减少了所需的曝气池4 的容积。曝气就是通过使污水在曝气池4内与含氧空气接触，使污水中的污泥 中存在的需氧细菌加快繁殖，形成活性污泥，利用活性污泥中的这些细菌 去除污水中的有机物，这与传统曝气原理相同，这里不再赘述。为了增加污水在曝气池4内的曝气效果，本发明的污水处理和再利用 工艺可以利用鼓风机8向曝气池4内鼓风，从而增加曝气效果，即能够更 有效地去除污水中的有机物。在曝气池4内经过曝气去除了有机物的污水进入沉淀池5中，污水在 沉淀池5内沉淀，从而使污水中的污泥和清水分离。也就是说，污水在沉 淀池5内通过沉淀形成位于下面的污泥与和位于上面的清水，从而能够将 污泥与清水分离。在沉淀池5内沉淀出的清水中的生化需氧量的去除率可达50% 70%， 悬浮物的去除率可达80% 90%，同时保留了大部分的氮、磷等植物所需 的营养成分，其水质完全达到林业及农田灌溉的要求。在沉淀池5内沉淀出的清水不是像传统水处理工艺一样排放到自然 水体、例如河流或海洋内，而是输送到蓄水库6内。存储在蓄水库6内的 清水可以再利用，例如可以用于农田浇灌，或利用土地渗滤、漫流作用改 良土壤荒漠，或者用于植物绿化。蓄水库6的容积可以保证3 4个月的 污水处理量，以备冬季不用水时储存水。同时，对于从沉淀池5排放到蓄水库6内的清水，可以利用水中的微 生物、水生生物和水生植物等进一步自然处理清水中的大部分有机物，从 而得到更加清洁的水。换言之，蓄水库6可以作为生物塘，利用塘中的微 生物和藻类以及鱼类对蓄水库6内的污水中的有机物进行进一步净化处 理，塘中细菌分解污水中的有机物和病原体产生二氧化碳、磷酸盐、铵盐 等营养物供藻类生长，藻类光合作用产生的氧气又供细菌生长，从而构成 共生系统。因此，通过蓄水库6进一步的净化作用，蓄水库6内的污水的洁净度 进一步提高，如果排放也可达到排放标准。沉淀池5内沉淀出的污泥的一部分，例如按进入曝气池的污水量的 50%,回流到曝气池4内，与来自于细格栅3的污水一起从曝气池4入口 端同时进入曝气池4内，通过扩散和机械(鼓风机8)曝气进行充分混合 与曝气，形成循环，如上所述，通过活性污泥的吸附、絮凝和氧化作用去 除废水中的有机物。也就是说，沉淀池5内的污泥可以回流到曝气池4 一部分，以便利用污泥内的细菌去除污水中的有机物，以便弥补可能进入 曝气池4内的污水中的活性污泥的不足。当然，从沉淀池5回流到曝气池 4内的污泥量可以根据需要调整。沉淀池5内沉淀出的污泥的剩余部分输送到储泥库7内，污泥在储泥 库7内可以自然发酵，发酵后的污泥可以用作肥料，所述肥料例如可以用 于农田施肥、植物绿化以及土壤改良。更具体而言，储泥库7中污泥采用厌氧消化和自然干化的原理处理， 其结构形式分为两格， 一格为进泥存放， 一格为干化和消化，两格交替进 行。由于、沉淀池5内的剩余污泥不添加任何的高分子絮凝剂，因此很容易 自然千化。厌氧消化和自然干化可利用天然能源，操作简易，致病菌破坏 率高。厌氧消化和干化后的污泥可作为农肥使用。因此，根据本发明的污水处理和再利用工艺，处理简单，成本低。并 且能够充分利用处理后的污水，避免直接将处理后的污水排放到自然水体 中，造成浪费。而且，污水处理产生的污泥也能够经过自然发酵用作肥料， 创造更大的效益。下面参考图2对根据本发明实施例的污水处理和再利用工艺的流程 进行描述。如图2所示，来自于城市污水管线(污水源)1的污水首先经过粗格 栅2栅滤，去除污水中的大块固体垃圾，去除的大块固体垃圾被收集并被 送到垃圾处理厂处理。经过粗格栅2处理后的污水被输送到提升泵池，以便被提升到工艺所 需的预定高度，以便经过细格栅3栅滤，从而去除污水中的小块固体垃圾，去除后的小块固体垃圾被收集并被送到垃圾处理厂处理。经过细格栅3处理后的污水进入曝气池4进行曝气，同时为了增加曝 气效果，利用鼓风机8向曝气池4内鼓风，从而通过污水中的活性污泥的 吸附、絮凝和氧化作用去除污水中的有机物。经过曝气处理的污水从曝气池4进入沉淀池5内，污水中的污泥在沉 淀池5内沉淀到下层，清水位于污泥的上面。位于上面的清水输送到蓄水 库6内，而沉淀出的污泥的一部分回流到曝气池4内，用于与从细格栅3 进入曝气池4的污水混合且一起继续进行曝气，形成循环，增强去除有机 物的效果，而剩余的污泥输送到专门的储泥库内。蓄水库6内的清水可以用于农田灌溉，绿化，土壤改良。而且，利用 蓄水库6中的微生物和藻类以及合适的水生生物对蓄水库6内的污水中的 有机物进行进一步净化处理，蓄水库6中细菌分解污水中的有机物和病原 体产生二氧化碳、磷酸盐、铵盐等营养物供藻类生长，藻类光合作用产生 的氧气又供细菌生长，从而蓄水库6内构成共生系统。经过进一步净化的 水可以达标排放。储泥库7内的污泥在其中经过自然发酵，可以用作肥料，从而产生更 大的经济效益。因此，如上所述，根据本发明的污水处理和再利用工艺，能够有效地 利用处理后的污水，减少了水资源的浪费，处理产生的污泥能够用作肥料， 产生了新的经济效益，而且，本发明的污水处理和再利用工艺简单，成本， 经济效益高。尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员 而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行变化，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
权利要求
1、一种污水处理和再利用工艺，包括以下步骤粗滤去除污水中的大尺寸固体垃圾；细滤去除粗滤后的污水中的小尺寸固体垃圾；使细滤后的污水曝气，以便去除污水中影响环境的部分有机物；将曝气后的污水沉淀，以便沉淀出污水中的污泥且沉淀出的清水位于污泥的上面，并使沉淀出的污泥的一部分与细滤后的污水一起继续曝气；储存沉淀出的清水；和储存沉淀出的剩余污泥，以便使剩余污泥自然发酵。
2、 根据权利要求1所述的污水处理和再利用工艺，其中使细滤后的 污水曝气包括使用鼓风曝气。
3、 根据权利要求2所述的污水处理和再利用工艺，其中鼓风使用鼓 风机进行。
4、 根据权利要求1所述的污水处理和再利用工艺，进一步包括提升 粗滤后的污水的高度，以便粗滤后的污水能够通过重力自流而被细滤。
5、 根据权利要求1所述的污水处理和再利用工艺，其中储存沉淀出 的清水包括利用水中的微生物、水生生物和水生植物进一步自然去除清水 中影响环境的有机物，以便得到更加清洁的污水。
6、 根据权利要求1所述的污水处理和再利用工艺，其中储存的清水 用于农田灌溉，植物绿化，或土壤改良。
7、 根据权利要求1所述的污水处理和再利用工艺，其中所述储存的 污泥经过自然发酵用作肥料。
8、 根据权利要求1所述的污水处理和再利用工艺，其中粗滤使用粗 格栅进行。
9、 根据权利要求1所述的污水处理和再利用工艺，其中细滤使用细格栅进行。
10、根据权利要求1所述的污水处理和再利用工艺，其中在曝气池内将细滤后的污水曝气，在沉淀池内对曝气后的污水进行沉淀，将沉淀出的 清水储存在蓄水库内，且将沉淀出的剩余污泥储存在储泥库内。
全文摘要
一种污水处理和再利用工艺，包括以下步骤粗滤去除污水中的大尺寸固体垃圾；细滤去除粗滤后的污水中的小尺寸固体垃圾；给细滤后的污水曝气，以便去除污水中的大部分对环境有一定影响的有机物；将曝气后的污水沉淀，以便沉淀出位于下层的污泥和位于上面的清水，并使沉淀出的一部分污泥与细滤后的污水一起继续曝气；储存经沉淀后的清水；储存沉淀出的剩余污泥，以便所述剩余污泥自然发酵成为肥料后待利用。本发明的污水处理和再利用工艺，充分利用污水中有用的资源，如植物需要的氮、磷等。既简化了污水处理工艺，节约了污水、污泥处理能耗，又大大减少了向外部水体和自然环境的排放，还把污水作为资源充分利用，可获得新的经济效益。
文档编号C02F7/00GK101314497SQ20071009970
公开日2008年12月3日 申请日期2007年5月29日 优先权日2007年5月29日
发明者荟 孔, 潘志平, 许启明, 马效贤, 平 骆 申请人:北京恩菲环保股份有限公司