一体化污水处理系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一体化污水处理系统，包括依次连通的预处理装置、缺氧池、厌氧池、好氧池和沉淀池，还包括污水后处理装置、污泥处理装置和供氧装置，预处理装置后设有污水进口，沉淀池设有出泥设施和出水端，沉淀池的出泥设施与污泥处理装置的进料端连通，沉淀池的出水端与污水后处理装置的进水端连通，沉淀池和缺氧池之间设置有污泥回流通道，好氧池与供氧装置连接。该系统简单紧凑，处理效果成熟稳定，运营管理简单，投资少，占地少。
【专利说明】—体化污水处理系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及水处理领域，特别涉及一种一体化污水处理系统。
【背景技术】
[0002]目前,我国80%的城镇污水处理厂采用活性污泥法或其他改良工艺,城镇污水处理厂常用的工艺有AAO、AO、SBR、CASS及氧化沟等工艺。
[0003]AAO工艺将传统的活性污泥法和生物硝化工艺结合在一起，有效地去除了污水中的有机物、氮和磷。AAO工艺的工艺核心布置为厌氧、缺氧、好氧、沉淀(或前置缺氧)，厌氧在前面可以使聚磷微生物优先获得碳源并充分释放磷，在厌氧条件下聚磷菌通过菌种之间的协作将有机物转化为有机酸并借助水解聚磷释放的能量进行吸收体内储存，提供在后续好氧环境中过量摄磷和自身增长繁殖提供能量进行消化降解。在缺氧区主要功能是脱氮，硝态氮通过好氧区内循环提供过来，缺氧区就完成了脱氮的功能，好氧区，这一区域是多功能的，通过微生物降解B0D、氮及磷等。AAO工艺的缺点，占地面积大，要单独的沉淀池，工艺上硝化菌、反硝化菌、聚磷菌在有机负荷、泥龄以及有机碳源需求上存在着竞争与矛盾，很难在同一系统中对碳、氮、磷的高效去除，污泥内回流量大能耗高。剩余污泥量很少处理效果不佳。
[0004]AO工艺经常添加各种各样的生物填料，具有系统污泥浓度高，停留时间短，能耗低，产泥量少，运营费用低，操作管理简单，其设施具有建设周期短，投资少，对操作人员的要求也相对较低，主要缺点是没有独立的污泥回流系统，培养不出适宜的活性污泥，因而一些难降解的污染物处理效果不高，脱氮效果不高，若要提高脱氮效率，必须加大内循环比，因而加大了运行费用。另外，内循环液来自曝气池，含有一定的溶解氧D0，使A段难以保持理想的缺氧状态，影响反硝化效果，脱氮率很难达到90%影响处理效率的因素很多，运营不稳定。
[0005]SBR工艺脱氮除磷效果较好，运行稳定，抗冲击负荷，运行灵活，处理设备少，构造简单，便于操作维护管理，反应池内存在DO梯度，有效控制了污泥膨胀，加药量少，运营成本低。缺点是:间歇周期运行，控制程度要求高，变水位运行，电耗增大，污泥稳定性不如厌氧硝化好。内循环除磷效果不稳定，后处理设备要求大，增加了总杨程，设备的空闲置率较高，不连续出水时要较大的调节池，污水提升水头损失较大，不适应大型污水处理厂。
[0006]氧化沟工艺是采用循环式的池型，使污水和活性污泥混和液在其中不断地循环流动，兼有完全混合式和推流式的特点，氧化沟具有处理流程简单，操作管理方便工艺稳定可靠，运行费用低。氧化沟的缺点是:容易出现污泥膨胀问题，运行流速不稳定，容易产生死周沉积污泥，污泥泥龄较长污泥容易老化。
[0007]CASS生物处理法是周期循环活性污泥法的简称，CASS池分预反应区和主反应区。在预反应区内，微生物能通过酶的快速转移机理迅速吸附污水中大部分可溶性有机物，经历一个高负荷的基质快速积累过程，这对进水水质、水量、PH和有毒有害物质起到较好的缓冲作用，同时对丝状菌的生长起到抑制作用，可有效防止污泥膨胀；随后在主反应区经历一个较低负荷的基质降解过程。CASS工艺集反应、沉淀、排水、功能于一体，污染物的降解在时间上是一个推流过程，而微生物则处于好氧、缺氧、厌氧周期性变化之中，从而达到对污染物去除作用，同时还具有较好的脱氮、除磷功能。CASS缺点:间歇周期运行，对自控要求较高；变水位运行，电耗增大。
[0008]以上工艺都具有脱氮除磷、有机物去除率也高，工艺成熟稳定，运营管理简单，但其工艺原理及特点各不尽相同或存在缺点。各处理构筑物分散，占地投资大，现国家规定新上的城镇污水处理项目出水需执行《城镇生活污水处理厂污染排放标准》(GB18918-2002)中的一级A标准，而现实中还没有一个实用简单紧凑，处理效果稳定，管理简单，投资占地少的能够一套系统达到《城镇生活污水处理厂污染排放标准》(GB18918-2002)中的一级A标准的工艺。
实用新型内容
[0009]本实用新型的目的在于提供一种一体化污水处理系统，可在同一系统中对含碳、氮、磷等有机物的高效去除，并且该系统简单紧凑，处理效果成熟稳定，运营管理简单，投资少，占地少。只需要一套系统就可以保障出水达到《城镇生活污水处理厂污染排放标准》(GB18918-2002)中的一级 A 标准。
[0010]根据本实用新型的一个方面，提供了一体化污水处理系统，包括依次连通的预处理装置、缺氧池、厌氧池、好氧池和沉淀池，还包括污水后处理装置、污泥处理装置和供氧装置，预处理装置设有污水进口，沉淀池设有出泥设施和出水端，沉淀池的出泥设施与污泥处理装置的进料端连接，沉淀池的出水端与污水后处理装置的进料端连通，沉淀池和缺氧池之间设置有污泥外回流通道，好氧池与供氧装置连接。污水通过预处理装置除砂后，再依次进入缺氧池、厌氧池、好氧池进行生化处理。由于在沉淀池和缺氧池之间设置有污泥回流通道，通过内回流通道可将好氧池中的活性污泥输送到缺氧池，以帮助缺氧池进行生化反应，以去除了污水中大部分的有机物。随后污水进入厌氧池进行脱磷。由于污水中的溶解氧和污泥回流所含的溶解氧在缺氧池中均已消耗完毕处于厌氧状态，因此厌氧池中的厌氧菌可充分分解污水中的有机物，聚磷微生物可充分吸收污水中的磷元素。随后，泥水混合物再进入好氧池，在好氧微生物的作用下进一步除去污水中的有机物。经过上述处理，可充分去除污水中的碳、氮、磷和有机物，再通过污水后处理装置絮凝分离过滤掉水中有机物和固体悬浮物并消毒即可得到符合《城镇生活污水处理厂污染排放标准》(GB18918-2002)中的一级A标准的清水。并且该系统简单紧凑，成熟稳定，运营管理简单，投资少，占地少。由于供氧装置为间隙供氧设置使溶解氧保持峰谷状态，能耗较低，活性污泥不会膨胀。缺氧好氧厌氧区设置导流环导流墙及推流器使系统不易产生死周沉积污泥，回流污泥活性新鲜不易老化处理效果稳定。
[0011]在一些实施方式中，好氧池与缺氧池之间设置有内回流口。由于在好氧池和缺氧池之间设置有内回流口，可使好氧池中含有硝态氮的污泥补充到缺氧池中，帮助缺氧池中的微生物进行反硝化反应以脱除污水中的氮。
[0012]在一些实施方式中，好氧池、厌氧池和缺氧池内均设置有导流墙、导流环及推流装置。导流墙和导流环可保持各池内水体的混合流，防止出现流动的死角和充分混合。可增强氧气与水的混合。推流装置可推动污泥和污水流动混合。[0013]在一些实施方式中，污水后处理装置包括依次连通的混凝沉淀池、高效滤池和消毒装置，混凝沉淀池的进料端与沉淀池的出水端连通，混凝沉淀池设有出泥设施，混凝沉淀池的出泥设施与污泥处理装置的进料端连接，混凝沉淀池底设置为多格斜坡，高效滤池设有反冲洗装置和过滤装置。污水后处理装置可对污水进行絮凝沉淀、过滤并消毒，以得到达标水质。
[0014]在一些实施方式中，污泥处理装置包括污泥浓缩池和污泥脱水间，污泥浓缩池和污泥脱水间均设有进料端、出泥端和出水端，污泥浓缩池的进料端与沉淀池的出泥端及混凝沉淀池的出泥端连接，污泥浓缩池的出泥端与污泥脱水间的进料端及药剂投加装置的出药端连接，污泥浓缩池和污泥脱水间的出水端均与预处理装置的污水进口端连接。污泥处理装置可对污泥进行浓缩、压榨脱水得到符合标准的污泥以输出系统。
[0015]在一些实施方式中，一体化污水处理系统还包括药剂投加装置，药剂投加装置与混凝沉淀池连接并与污泥浓缩池的出泥端连接。通过药剂投加装置可向混凝混凝沉淀池进水端加投混凝剂，以使污水中的悬浮物絮凝沉淀，还可以向污泥浓缩池出泥端投加混凝剂使污泥浓缩絮凝。
[0016]在一些实施方式中，混凝沉淀池比高效滤池高1.5m?2m。混凝沉淀池比高效滤池高，混凝沉淀池的污水无需动力设备可自流到高效滤池形成压差，以达到更好的过滤效果。
[0017]在一些实施方式中，污水从缺氧池流到厌氧池、好氧池最后到沉淀池的总水头差为0.5m?lm。通过设计较小的水头差,可节省能耗。
[0018]在一些实施方式中，沉淀池为竖流沉淀池，沉淀池设有进料端、出泥端和出水端，进料端设置在沉淀池的下部并与好氧池连接，沉淀池的出泥端与排泥装置连接。泥水混合物以斜上竖流的形式进行重力絮凝沉淀，活性污泥悬浮物在上升流的过程中，相邻颗粒之间互相碰撞产生絮凝作用，更利于泥水分层沉淀。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1为本实用新型一实施方式的一体化污水处理系统的工艺流程图；
[0020]图2为图1所示的一体化污水处理系统的平面布置图。
【具体实施方式】
[0021]下面结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。
[0022]图1和图2示意性地显示了根据本实用新型的一种实施方式的一体化污水处理系统。
[0023]如图1和图2所示，一体化污水处理系统，包括依次连通的预处理装置1、缺氧池2、厌氧池3、好氧池4和沉淀池5。一体化污水处理系统还包括污水后处理装置6、污泥处理装置7和供氧装置8，预处理装置I设有污水进口，沉淀池5设有出泥端和出水端，沉淀池5的出泥设施与污泥处理装置7的进料端连通，沉淀池5的出水端与污水后处理装置6的进料端连通。沉淀池5和缺氧池2之间设置有污泥回流通道，并在通道上设置有吸泥泵以便将沉淀池5输出的活性污泥推送到缺氧池2中。供氧装置6与好氧池4连接并为好氧池4提供氧气。好氧池4与缺氧池2之间设置有内回流口，并在好氧池4的内回流口设置污泥推流装置，可使好氧池4内含硝态氮的污泥补充到缺氧池中进行反硝化。污水及回流污泥从缺氧池2流到厌氧池3、好氧池4最后到沉淀池5,其总水头差为0.5m?lm。
[0024]缺氧池2、厌氧池3、好氧池4均配置有导流墙41、导流环42和推流装置43，以便推动污水和污泥运行，防止出现流动死角。好氧池4内还设置有曝气装置，以使氧气与污水及污泥充分接触。推流装置43为水下推流器。
[0025]预处理装置I包括粗格栅11、细格栅12和旋流器13，污水先经过粗格栅11过滤掉水中粗大的杂质，再经过细格栅12过去除水中较细的杂质，后从进入旋流器13，产生三维椭圆型强旋转剪切湍流运动。由于粗颗粒(或重相)与细颗粒(或轻相)之间存在着粒度差(或密度差)，其受到的离心力、向心浮力、流体曳力等大小不同，受离心沉降作用，水中大部分颗粒物经旋流器底流口排出，而水及部分细颗粒则由溢流管排出进入缺氧池2。
[0026]污水处理装置6包括依次连通的混凝沉淀池61、高效滤池62和消毒装置63，混凝沉淀池61的进料端与沉淀池5的出水端连通，混凝沉淀池61设有出泥设施，混凝沉淀池61的出泥设施与污泥处理装置7的进料端连通。混凝沉淀池61比高效滤池62高出1.5m?
2.5m。高效滤池62设置有反冲洗装置和出水端，高效滤池62内还安装有过滤装置621，过滤装置621为砂滤层。
[0027]另外，一体化污水处理系统还包括药剂投加装置，药剂投加装置与混凝沉淀池61连接并与污泥浓缩池71的出泥端连接。药剂投加装置可向混凝沉淀池61加投混凝剂和助凝剂。
[0028]沉淀池5为竖流沉淀池，进料端设置在沉淀池5的下部。活性污泥从沉淀池5下部进入沉淀池5，以斜上竖流的形式进行重力絮凝沉淀，活性污泥悬浮物在上升流的过程中，相邻颗粒之间互相碰撞产生絮凝作用，使颗粒的粒径和质量逐渐加大，颗粒结合成一个整体向下沉，与澄清水之间形成一个清晰的液一固界面，下部位污泥沉淀层，上部为清水层。下部沉淀污泥通过行车式吸泥机把污泥排出池底，一部分回流至缺氧池2以补充运营系统的活性污泥，一部分排放至污泥处理装置7。上部清水层自流至混凝沉淀池61，在自流的过程中通过药剂投加装置9投加混凝剂和助凝剂进一步去除水中的有机物及SS，混凝沉淀池底部设计成多格带60度斜坡的污泥沉淀池井，污泥在混凝剂及助凝剂的混合作用下产生污泥繁花进行絮凝沉淀，产生泥水分界面，混凝沉淀池底的污泥通过多管式进行排除，排入污泥处理装置7。上部的清水自流至高效滤池62进行过滤处置，高效滤池与混凝沉淀池之间需要有1.5m?2.5m的高差，混凝沉淀池的上清液自流至高效滤池62，在压力的作用下通过砂滤层，对混凝沉淀池61排放的上清液进行深度处置，高效滤池62运行到一定的时间段要对砂滤层进行反冲洗，保证滤层的过滤速度与去除率，高效滤池62排放出的水再流向消毒装置63进行消毒处理，这样就产生了满足要求的达标水质。
[0029]污泥处理装置7包括污泥浓缩池71和污泥脱水间72。污泥浓缩池71和污泥脱水间72均设有进料端、出泥端和出水端。污泥浓缩池71的进料端与沉淀池5和混凝沉淀池61的出泥端连接。污泥浓缩池71的出泥端与药剂投加装置的出药端连接，药剂投加装置向浓缩后的污泥加投混凝剂以帮助污泥进行泥水分离以便于后序脱水。污泥浓缩池71的出泥端与污泥脱水间72的进料端连接。污泥浓缩池71和污泥脱水间72的出水端均与预处理装置I的污水进口连接。污泥脱水间72内设有带式脱水机。污泥进入污泥浓缩池71进行浓缩后再通过污泥压榨机进行污泥脱水，把污泥含水率控制在80%以下进行外运处置。
[0030]如图2所示，整个系统呈长方形布置，缺氧池2和厌氧池3均为长条状位于系统的中部，缺氧池2的一端和厌氧池3的一端相连。好氧池4设为两个分别位于缺氧池2和厌氧池3的两侧。沉淀池5、混凝沉淀池61和高效滤池62依次相连,沉淀池5、混凝沉淀池61和高效滤池62为两套设置在好氧池4侧面。污泥浓缩池71和污泥脱水间72只设置一套，与沉淀池5和好氧池4相连。另外还设有风机房9，供氧装置8安装在风机房9内。另外，还设置有维修车间、中控室等。整个系统简单紧凑，管理简单，投资占地少。
[0031]在系统调试阶段引入含有好氧菌、厌氧菌、聚磷菌和硝化菌等微生物的活性污泥。在系统运行过程中，上述好氧菌、聚磷菌和硝化菌等微生物通过自身繁殖又产生新的活性污泥，可供系统循环使用。
[0032]本实用的一体化污水处理系统的污水处理方法，包括如下步骤:
[0033]I)经过预处理装置I预处理后的污水自流到缺氧池2，同时，回流的活性污泥也被送入缺氧池2，缺氧池2中的微生物对污水进行脱氮处理。缺氧池2微生物利用进水中丰富的有机物碳源，使得回流污泥带来的硝态氮进行反硝化，形成N2或N2O逸至大气中，达到脱氮的目的；
[0034]2)脱氮后的污水及活性污泥混合液进入厌氧池3，在厌氧池3中进行有机物厌氧分解并去除污水中的磷。缺氧池2出来的污水中的溶解氧和污泥回流所含的溶解氧均已消耗完毕处于厌氧状态，聚磷菌利用胞内聚磷分解产生的能量吸收污水中易降解的有机物，聚磷菌在厌氧池3内将碳源转化为聚-β -羟丁酸(PHB)等储能物质积聚吸磷能量；
[0035]3)除磷后的污水及活性污泥混合液进入好氧池4，好氧池4有供氧装置8进行供氧，有机物被好氧菌进一步去除降解，硝化菌将污水中的氨氮转化成硝酸盐氮完成硝化反应；
[0036]4)好氧处理后的污水及活性污泥混合物从好氧区下部进入沉淀池5，活性污泥在沉淀池5中进行泥水分离，一部分污泥回流到前端缺氧池2以补充活性污泥，另一部分富含磷污泥作为剩余污泥排放入污泥处理装置7，从而达到除磷的作用；
[0037]5)沉淀池5分离出的清水上部清水层排放至混凝沉淀池61，在排放的过程中投加混凝剂和助凝剂进一步去除水中的有机物及悬浮物SS，悬浮物SS在混凝剂及助凝剂的混合作用下产生污泥繁花进行絮凝沉淀，产生泥水分层，混凝沉淀池61底部的污泥排入污泥浓缩池进行浓缩，上部的清水排放至高效滤池62进行过滤处理，过滤后的清水再排放到消毒装置63进行消毒即产生达到排放标准的清水。
[0038]下面以20000m3/d设计规模为例进行参数说明。
[0039]一、进出水水质见表1:(单位:mg/l)
[0040]表I
[0041]
【权利要求】
1.一体化污水处理系统，其特征在于:包括依次连通的预处理装置(I)、缺氧池(2)、厌氧池(3 )、好氧池(4 )和沉淀池(5 )，还包括污水后处理装置(6 )、污泥处理装置(7 )和供氧装置(8)，所述预处理装置(I)设有污水进口，所述沉淀池(5)设有出泥设施和出水端，所述沉淀池(5 )的出泥设施与污泥处理装置(7 )的进料端连接，所述沉淀池(5 )的出水端与污水后处理装置(6)的进料端连通，所述沉淀池(5)和缺氧池(2)之间设置有污泥回流通道，所述好氧池(4 )与供氧装置(6 )连接。
2.根据权利要求1所述的一体化污水处理系统，其特征在于:所述好氧池(4)与缺氧池(2)之间设置有内回流口。
3.根据权利要求1所述的一体化污水处理系统，其特征在于:所述好氧池(4)、厌氧池(3 )缺氧池(2 )内均设置有导流墙(41)、导流环(42 )及推流装置(43 )。
4.根据权利要求1所述的一体化污水处理系统，其特征在于:所述污水后处理装置(6)包括依次连通的混凝沉淀池(61)、高效滤池(62 )和消毒装置(63 )，所述混凝沉淀池(61)的进料端与沉淀池(5)的出水端连通，所述混凝沉淀池(61)设有出泥设施，所述混凝沉淀池(61)的出泥设施与污泥处理装置(7 )的进料端连接，所述混凝沉淀池(61)底设置为多格斜坡，所述高效滤池(62 )设有反冲洗装置和过滤装置(621)。
5.根据权利要求4所述的一体化污水处理系统，其特征在于:所述污泥处理装置(7)包括污泥浓缩池(71)和污泥脱水间(72 )，所述污泥浓缩池(71)和污泥脱水间(72 )均设有进料端、出泥端和出水端，所述污泥浓缩池(71)的进料端与沉淀池(5)的出泥端及混凝沉淀池(61)的出泥端连接，所述污泥浓缩池(71)的出泥端与污泥脱水间(72 )的进料端连接，所述污泥浓缩池(71)和污泥脱水间(72)的出水端均与预处理装置(I)的污水进口端连接。
6.根据权利要求5所述的一体化污水处理系统，其特征在于:所述一体化污水处理系统还包括药剂投加装置，所述药剂投加装置与混凝沉淀池(61)连接并污泥浓缩池(71)的出泥端连接。
7.根据权利要求4所述的一体化污水处理系统，其特征在于:所述混凝沉淀池(61)比高效滤池(62)高1.5m?2m。
8.根据权利要求1所述的一体化污水处理系统，其特征在于:污水从缺氧池(2)流到厌氧池(3)、好氧池(4)最后到沉淀池(5)的总水头差为0.5m?lm。
9.根据权利要求1所述的一体化污水处理系统，其特征在于:所述沉淀池(5)为竖流沉淀池，所述沉淀池(5)设有进料端、出泥端和出水端，所述沉淀池(5)的进料端设置在沉淀池(5)的下部并与好氧池(4)连接，所述沉淀池(5)的出泥端与排泥装置连接。
【文档编号】C02F9/14GK203768177SQ201420048307
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年1月24日 优先权日:2014年1月24日
【发明者】王胜初 申请人:王胜初