中小型持续强效短流程低能耗除污系统的制作方法
【专利摘要】一种中小型持续强效短流程低能耗除污系统，它包括：一级A/O、二级A/O、消毒和污泥干化。它对现有除污系统来说，在结构、流程、应用和实用范围上都有较大改变。污水经预处理（格栅池—调节沉砂池）去除浮渣，一级A/O部分（厌氧池—一级生物接触氧化池）进行除磷、硝化和生物膜反应，二级A/O部分（缺氧池—二级生物接触氧化池）进行反硝化和生物膜反应，最后经过沉淀和消毒达标排放。污泥通过无动力静水压力排出。本系统占地少、投资少、运行管理成本少，维护简单，耐冲击负荷能力强，可采用模块化建设，建设周期短，工程质量可靠，出水稳定且超过《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级B标准。
【专利说明】中小型持续强效短流程低能耗除污系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及环境保护领域，尤其是涉及一种中小型持续强效短流程低能耗除污系统。
【背景技术】
[0002]中华人民共和国住房和城乡建设部编制了东北、华北、东南、中南、西南、西北等地区农村生活污水处理技术指南(试行)，于2010年09月21日颁布了《关于印发分地区农村生活污水处理技术指南的通知》(建村【2010】149号)文件。技术指南指导了适合东北、华北、东南、中南、西南和西北地区的中小型污水处理厂处理技术。
[0003]《城市污水处理及污染防治技术政策》(建成
[2000]124号2000_05_29实施)文件中总则明确:鼓励城市污水处理的科学技术进步，积极开发应用新工艺、新材料和新设备。污水处理工艺中要求；一级强化处理工艺选用物化强化处理、AB法前段工艺、水解好氧法前段工艺、高负荷活性污泥法等技术。二级处理工艺日处理能力在10万立方米以下的污水处理设施，可选用氧化沟法、SBR法、水解好氧法、AB法和生物滤池法等技术，也可选用常规活性污泥法。二级强化处理工艺是指除有效去除碳源污染物外，且具备较强的除磷脱氮功能的处理工艺。日处理能力在10万立方米以下的污水处理设施，除采用A/0法、Α/Α/0法夕卜，也可选用具有除磷脱氮效果的氧化沟法、SBR法、水解好氧法和生物滤池法等。
[0004]实践证明，适用于大城市的污水处理技术已基本成熟，基本达到了国家规定的要求，但是中小城镇的污水处理技术离国家标准相距甚远。应用于中小城镇的除污设施和工艺出现了各种重大缺陷。如人工湿地或人工快渗工艺受气候温度调节影响较大，容易产生堵塞现象、耐冲击负荷能力低、脱氮除磷效果很差；氧化沟、SBR法运行控制难度高；长期运行后，处理水离标准越来越远；能耗高；建设周期长；工程质量难以保证等严重缺陷。
[0005]随着人们对环境保护和控制生活污水的重视程度不断提高，开发一种经济简便且适合我国中小城镇的生活污水处理系统，具有重要的意义。
【发明内容】
[0006]为了适应现有中小城镇生活污水处理的迫切需要，本发明提供一种中小型持续强效短流程低能耗除污系统，将污水调节沉砂技术、厌氧技术、缺氧技术、生物接触氧化技术、消毒等新技术通过Α/0+Α/0的独特方式有效地结合起来。使得该系统具有占地少、投资小、环保节能、维护管理简单、耐冲击负荷能力强、不宜堵塞、可采用模块化建设，建设周期短、工程质量可靠等特点。其出水稳定且超过《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002) 一级 B 标准。
[0007]实现本发明的技术方案
该系统依次包括:格栅池、调节沉砂池、厌氧池、一级生物接触氧化池、缺氧池、二级生物接触氧化池、二沉池、消毒池、监测井和污泥干化池，上述各反应单元通过管道或孔洞有效连接。
[0008]该系统分成四个部分:一是预处理部分，二是一级A/0部分、三是二级A/0部分、四是污泥干化池部分、五是消毒部分。
[0009]预处理部分由格栅池和调节沉砂池组成。污水经过该部分将去除大部分浮渣并进行水质、水量的调节以及回流污泥的混合和提升。
[0010]一级A/0部分由厌氧池、一级生物接触氧化池和污泥回流管部分组成。一级A/0部分是本发明除磷的主要部分，活性污泥交替在厌氧和好氧状态下运行，能过量积聚磷酸盐的积磷菌占优势生长，使活性污泥含磷量比普通活性污泥高。污泥中积磷菌在厌氧状态下释放磷，在好氧状态下过量地摄取磷。经过排放富磷剩余污泥，去除污水中的磷。其结果与普通活性污泥法相比，可去除污水中更多的磷。
[0011]二级A/0部分由缺氧池和二级生物接触氧化池组成。二级A/0部分是本发明实现脱氮的主要部分，污水经过缺氧、好氧交替状态处理，可有效去除水中的氮。生物脱氮是指硝化和反硝化。硝化是指把铵盐等转化为亚硝酸盐在转化为硝酸盐。反硝化是把硝酸盐转化为氮气即实现脱氮。其中硝化是自养菌利用CO2作为碳源，反硝化是异养菌需要消耗水体中有机物且在缺氧(有较多硝酸盐)的环境中才能进行(有硝酸盐所以呈现缺氧)。
[0012]污泥干化池部分，系统产生的污泥通过无动力静水压力回流至调节池和排放至污泥干化池，干化池污泥经自然晾干后由固废运输车运走集中处理。
[0013]消毒部分:污水消毒是杀灭有害的病原微生物的水处理过程。污水中不但存在着大量细菌，并常含有病毒、阿米巴孢囊等。它们通过一般的废水处理过程还不能被灭绝。城市污水处理系统中普通生物滤池只能除去大肠杆菌80-90%，活性污泥法也只能除去90-95%。为了防止疾病的传播，污水经机械、生化二级处理后，仍需要进行消毒处理。
[0014]本发明的有益效果
1、安全、稳定、可靠。
[0015]2、占地少、投资少、环保节能、结构简单。
[0016]3、低能耗、处理效率高、污泥少、除磷脱氮效果好。
[0017]4、耐冲击负荷强。
[0018]5、无需混合液回流系统，污泥回流和排放采用无动力静水压力排放节约了运行管理成本。
[0019]6、对气候的适应性强。
[0020]7、可采用模块化建设，工程建设周期短，工程质量有保证。
[0021]8、出水稳定超过《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)—级B标准。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]附图为本发明的除污流程示意图。
[0023]图中:1格栅井、2调节沉砂池、3厌氧池、4 一级生物接触氧化池、5缺氧池、6 二级生物接触氧化池、7 二沉池、8消毒池、9监测井、10污泥干化池、11风机房。
【具体实施方式】
[0024]下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明。
[0025]结合附图:污水经市政污水管网收集后进入格栅池1，经过格栅池I内人工格栅拦阻去除较大浮渣，栅渣定期外运清理。经格栅处理后的污水进入调节沉砂池2，调节沉砂池2内设置污水提升泵，提升泵为自动搅匀潜污泵。污水中固体颗粒经初步沉淀后和污水一起经提升泵混合后提升至厌氧池，一次性完成，沉淀、混合、提升和排泥的功能。
[0026]污水经提升泵提升至厌氧池3内，池底设无动力自动搅拌装置，厌氧池必须采用全封闭式结构，设置排气管。厌氧池通过厌氧菌的作用，去除废水中的有机物。此外，污泥中的聚磷菌在厌氧条件下，受到压抑而释放出体内的磷酸盐，产生能量用以吸收快速降解有机物，并转化为PHB (聚β羟丁基酸)储存起来。
[0027]上述混合液进入一级生物接触氧化池4后，聚磷菌在好氧条件下降解体内储存的PHB产生能量，用于细胞的合成和吸磷，形成高浓度的含磷污泥，随剩余污泥一起排出系统，从而达到生物除磷的目的。一级生物接触氧化池4是将填料浸没于水中并在填料表面生成膜状生物污泥，而填料间的空隙又生长有活性微生物(活性污泥)，污水从而得到净化。考虑到后面缺氧池的碳源供给，故该池占生物接触氧化有机污染物去除总量的35%。
[0028]污水通过一级生物接触氧化池4后进入缺氧池5，在进入缺氧池5后，由于没有氧的补充，污水中溶解氧急剧下降至0.5mg/L左右。进入缺氧反应阶段。在缺氧池5中，反硝化菌利用污水中的有机物作碳源，将污水中的大量NO3-N和NO2-N还原为N2释放至空气，因此BOD5浓度下降，NO3-N浓度大幅度下降。从而达到脱氮的目的。
[0029]经前面步骤出来的水进入二级生物接触氧化池6，二级生物接触氧化池6主要是去其中的剩余有机污染物，故该池占生物接触氧化有机物去除总量的65%。
[0030]进一步，处理后的水进入二沉池7，利用物理原理去除其中的悬浮物，最后达到出水要求。
[0031]最后得到的达标水进入消毒池8进行消毒处理并排放。
[0032]监测井9主要为实时监测该系统处理量和处理效果的最直接办法。
[0033]该系统产生的污泥通过无动力静水压力排入污泥干化池10，干化池污泥经自然晾干后由市政固废运输车运走集中处理。
[0034]风机房11内安装鼓风机，根据现场具体情况不同，风机房11可设置在厌氧池3顶部或者在地坪上新建。
[0035]各阶段中的溶解氧浓度的实验控制数据如下:
厌氧池:溶解氧浓度小于等于0.2mg/l，一级生物接触氧化池4溶解氧浓度:3.0?5.0mg/1 ;缺氧池溶解氧浓度:0.2?0.5mg/l ;二级生物接触氧化池6溶解氧浓度:3.0?5.0mg/1 ο
[0036]实施例一则
污水处理规模1000吨/天(42吨/小时)，总装机功率23.1kw,实际使用功率15.4kw,其中三台QW25-10-2.2提升泵(自动搅匀型)，三台HC-801S (压力:0.5kgf/cm，风量:3.25m3/min:功率:5.5kw)型鼓风机。提升泵和鼓风机均为两用一备。
[0037]占地面积300平方米，吨水占地:0.300平方米/吨。其中格栅池占地4平方米；调节沉砂池占地56平方米，有效容积252立方米；厌氧池占地18平方米，有效容积84立方米；一级生物接触氧化池占地20平方米，有效容积88.2立方米；缺氧池占地24平方米，有效容积105立方米；二级生物接触氧化池占地39平方米，有效容积165立方米；二沉池占地20平方米，有效容积100立方米；消毒池2.5平方米；监测井2.5平方米；污泥干化池20平方米；道路及绿化94平方米。
[0038]电气控制简单:只有提升泵和鼓风机为动力设备，一名固定人员管理即可。
[0039]用电负荷:134904kw.h/a ;吨水用电负荷:0.354 kw.h。
[0040]运行费用:0.3815元/吨水。其中电费按0.75元/度计，管理人员工资按18000元/年，污泥处置费按10000元/年计。
[0041]系统进水水质要求:化学需要量(COD) 100.0mg/1?500.0mg/1 ;五日生化需氧量(B0D5)60.0mg/1 ?260.0mg/1 ;悬浮物(SS)0mg/l ?300.0mg/1 ;氨氮(以氮计)10.5mg/l ?60.5mg/l ;总憐(以憐计)2.0mg/1 ?6.0mg/1 ；pH 6 ?9。
[0042]处理后出水水质:化学需要量(COD)彡60.0mg/l ;五日生化需氧量(BOD5)(20.0mg/1 ;悬浮物(SSX 20.0mg/1 ;氨氮(以氮计X 8.0mg/1 ;总磷(以磷计X 1.0mg/I ；pH 6 ?9。
[0043]适用范围
本发明适用于中小城镇的污水处理。它不仅适用于新建污水处理厂，也适用于原有污水处理厂的改造升级。
【权利要求】
1.一种中小型持续强效短流程低能耗除污系统:其特征是它的核心组成部分只有两级A/ο ;污泥采用无动力排放；各部分可采用模块化建设。
2.根据权利要求1所述的中小型持续强效短流程低能耗除污系统:其特征在于两级A/O中一级A/Ο中A为厌氧反应，O为生物接触氧化；第二级A/Ο中A为缺氧反应，O为生物接触氧化。
3.根据权利要求1所述的中小型持续强效短流程低能耗除污系统:其特征在于两级A/O联合运行达到除磷脱氮和除污的目的。
4.根据权利要求1所述的中小型持续强效短流程低能耗除污系统:其特征在于污泥回流和排放均为无动力回流和排放。
5.根据权利要求1所述的中小型持续强效短流程低能耗除污系统:其特征在于两段生物接触氧化的设计数据与传统设计相反，即一级生物接触氧化有机物去除率按接触氧化总去除量的35%设计，二级生物接触氧化有机物去除率按接触氧化总去除量的65%设计。
6.根据权利要求1所述的中小型持续强效短流程低能耗除污系统:其特征在于无需专门的污泥泵和混合液回流泵。
7.根据权利要求1所述的中小型持续强效短流程低能耗除污系统:其特征在于厌氧池底部装有无动力自动搅拌设备。
8.根据权利要求1所述的中小型持续强效短流程低能耗除污系统:其特征在于各部分可采用不同材料进行模块化建设。
【文档编号】C02F9/14GK104341077SQ201310346256
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2013年8月11日 优先权日:2013年8月11日
【发明者】吴进, 梁国平 申请人:吴进