一種鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理及深度凈化的一體化設備的制作方法
【專利摘要】本實用新型屬于污水處理設備領域，公開了一種鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理及深度凈化的一體化設備。該設備由格柵井（1）、調(diào)節(jié)段（2）、厭氧段（3）、缺氧段（4）、泥膜共生好氧段（5）、斜板沉淀段（6）、污泥酸化段（7）、脫氮段（8）、多介質(zhì)過濾段（9）、消毒與排放段（10）、設備間（11）依次集成，具有小型化和裝置化的特點，易于運輸和安裝、施工周期短的優(yōu)點。設備可以是地埋式，也可以設置在地面上。本實用新型具有深度脫氮和除磷效果，污泥在系統(tǒng)內(nèi)綜合處理利用后，其剩余污泥量比其他類比工藝減少一半，實現(xiàn)了在工藝流程內(nèi)的污泥減量化，且不用化學除磷。處理后的出水能滿足國家標準。
【專利說明】一種鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理及深度凈化的一體化設備
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于污水處理設備領域，進一步是指一種鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理及深度凈化的一體化設備。
【背景技術】
[0002]我國現(xiàn)行的“城市污水處理工程項目建設標準(1997) ”中將城市污水處理規(guī)模分為5類，其中V類為10000?50000m3/d。我國的小城鎮(zhèn)污水處理規(guī)模一般小于20000m3/d，大部分為2000?5000m3/d ;農(nóng)村污水處理，通常在1000m3/d左右或以下。目前尚缺乏適用的處理技術，更沒有形成完善的技術體系。
[0003]目前，在污水處理技術上，已成功廣泛使用傳統(tǒng)活性污泥法、延時法等新型活性污泥工藝、SBR、AB法、UNITANK和氧化溝技術、A-O法和A2-O等變形工藝。這些工藝原則上也適用于鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理，但是，對于我國大量的鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理，應針對鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水水量小、水量變化大、水質(zhì)復雜、波動大、建設與運行資金短缺、基礎設施條件差等特點，以及鄉(xiāng)鎮(zhèn)自然環(huán)境多樣化的具體情況，移植、借鑒、開發(fā)適合鄉(xiāng)鎮(zhèn)的經(jīng)濟、高效、節(jié)能和簡單易行的污水處理成套技術和設備是當務之急。
[0004]現(xiàn)在，我國鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理技術主要有曝氣生物濾池、人工濕地、以及在20世紀90年代開發(fā)的地埋式一體化設備(屬生物接觸氧化法)等。這些技術雖然也為當時的鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理起到了一定的積極作用，但這些技術用于鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理具有造價高、使用壽命短、維護檢修困難、控制系統(tǒng)復雜、抗沖擊能力差，對操作管理人員水平要求高，出水不能達到現(xiàn)行的國家標準，尤其是不能滿足總氮和總磷的要求。
實用新型內(nèi)容
[0005]針對現(xiàn)有技術的不足，本實用新型提供了低造價、低成本、低占地、高效率的一種鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理及深度凈化的一體化設備。本實用新型的一種鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理及深度凈化的一體化設備，在一個設備內(nèi)將多個功能段集成設置，具有小型化和裝置化的特點，易于運輸和安裝，施工周期短。本實用新型具有深度脫氮和除磷效果，其剩余污泥量比其他類比工藝減少一半，并且能做到污泥減量化，出水滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準(GB18918-2002)》一級A標準的要求。出水可回用于農(nóng)業(yè)灌溉、沖洗廁所等。該設備可以是地埋式，也可設置于地面上。
[0006]本實用新型的技術方案是:
[0007]—種鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理及深度凈化的一體化設備，包括設有進水管的格柵井，格柵井之后依次連通有調(diào)節(jié)段、厭氧段、缺氧段、泥膜共生好氧段、斜板沉淀段、污泥酸化段、脫氮段、多介質(zhì)過濾段、側壁上設有出水管的消毒與排放段；所述調(diào)節(jié)段、厭氧段、缺氧段、泥膜共生好氧段和脫氮段內(nèi)部均設有填料；所述調(diào)節(jié)段、缺氧段、污泥酸化段底部均設有空氣攪拌管；所述泥膜共生好氧段、脫氮段的底部設有曝氣系統(tǒng)；所述多介質(zhì)過濾段底部設置有承托層，承托層上方有多介質(zhì)濾料。[0008]所述格柵井的前端設置有進水管，進水管后方設有粗格柵和細格柵。
[0009]所述調(diào)節(jié)段在前半部分底部設置有空氣攪拌管I，在后半部分底部設置有空氣攪拌管II，所述空氣攪拌管II上方設置有組合填料I。
[0010]所述厭氧段內(nèi)設置有辨帶式填料。
[0011]所述缺氧段底部設置有空氣攪拌管III，所述空氣攪拌管III上方設置有組合填料II。
[0012]所述泥膜共生好氧段底部設置有曝氣系統(tǒng)I，所述曝氣系統(tǒng)I上方設置有彈性立體填料I;所述泥膜共生好氧段尾部設置有硝化液回流泵，所述硝化液回流泵通過池外硝化液回流管與缺氧段連通。
[0013]所述斜板沉淀段內(nèi)設置有玻璃鋼波紋斜板.[0014]所述污泥酸化段底部設置有空氣攪拌管IV ;所述污泥酸化段尾部設置有污泥回流泵，所述污泥回流泵通過池外污泥回流管分別與調(diào)節(jié)段、厭氧段和缺氧段連通。
[0015]所述脫氮段中設有隔板，所述隔板將脫氮段分為缺氧脫氮段和好氧脫氮段，缺氧脫氮段內(nèi)設置有彈性立體填料II，好氧脫氮段底部設置有曝氣系統(tǒng)II，所述曝氣系統(tǒng)II上方設置有彈性立體填料II。
[0016]還包括位于消毒與排放段之后的設備間。
[0017]下面對本實用新型做進一步解釋和說明 [0018]1.格柵井:格柵的功能:用以去除可能堵塞水泵機組及管道閥門的較粗大的懸浮物。
[0019]2.調(diào)節(jié)段:調(diào)節(jié)段功能:①前半部分起到了預曝氣作用，可產(chǎn)生自然絮凝式生物絮凝作用，使污水中的微小顆粒絮凝成大顆粒，以便沉淀分離；氧化污水中的還原物質(zhì)；吹脫污水中溶解的揮發(fā)物；增加污水中的溶解氧，或減輕污水的腐化，以提高污水的穩(wěn)定度。②在后半部分設置有組合填料，以增加微生物的數(shù)量，主要起污泥的酸化作用，把大分子降解為小分子，提高了 B0D/C0D的比值，為后續(xù)的生物處理改善了條件。③硝化污泥，使污泥減量化。④調(diào)節(jié)水量、均化水質(zhì)。
[0020]3.厭氧段:厭氧段的功能:在厭氧段，由污泥酸化段回流過來的活性污泥，一旦處于厭氧狀態(tài)，其中的磷以正磷酸鹽的形式釋放到混合液中，進入到泥膜共生好氧池中，處于好氧狀態(tài)時，又將混合液中的正磷酸鹽大量吸收到活性污泥中，使污水中含磷達到很低，經(jīng)過斜板沉淀段固液分離后，將含磷的剩余污泥排出，達到除磷和初步降低BOD的目的。
[0021]4.缺氧段:缺氧段的功能:去碳、反硝化。污水在缺氧段內(nèi)與從泥膜共生好氧段回流過來的硝化液和回流污泥完全混合。經(jīng)過一段時間的缺氧分解，去除一部分碳(BOD5)，并將回流的硝化液中的Ν03_-Ν轉化為N2而逸出污水。
[0022]5.泥膜共生好氧段:所述彈性立體填料的體積占池容的一半，垂直高度為池壁深度的一半。泥膜共生好氧段的功能:去碳(BOD)、硝化。活性污泥和彈性立體填料各占池容一半，以形成泥膜共生的環(huán)境，使兩類不同的微生物共居在一起，相互分工協(xié)作，協(xié)同增效，從而充分地去除有機物。因為硝化反應只有在充分除磷的基礎上進行，也就是說先去碳，再硝化。
[0023]6.斜板沉淀段:斜板沉淀段的功能:進行固液分離，即泥水分離。
[0024]7.污泥酸化段:污泥酸化段的功能:污泥曝氣再生。在池內(nèi)設置的空氣攪拌管每4小時攪拌一次，一次30分鐘，以活化再生污泥。經(jīng)活化和酸化后的污泥再回流至調(diào)節(jié)段以降解硝化污泥，回流至缺氧段內(nèi)以補充反硝化時所需要碳源?；亓髦羺捬醵我葬尫帕?。污泥經(jīng)綜合利用處理后，可減量化一半。
[0025]8.脫氮段:脫氮段的功能:去除殘留的有機物(BOD)、氨氮和亞硝氮、保證整個系統(tǒng)的出水穩(wěn)定。
[0026]脫氮段是利用曝氣推動力驅(qū)動硝化液在缺氧/好氧區(qū)循環(huán)流動的復合式反應器，斜板沉淀段的來水首先進入缺氧區(qū)，與好氧區(qū)回流硝化液混合并完成微生物反硝化反應，將NOx-N轉化成N2和N2O逸出污水。隨后污水進入供氧充足的好氧區(qū)連續(xù)曝氣，其中上序工藝殘留的有機物和氨氮在好氧區(qū)降解。硝化液在缺氧/好氧區(qū)的循環(huán)則利用了曝氣器的推動力，無須外加水泵，節(jié)約了動力消耗。
[0027]9.多介質(zhì)過濾段:多介質(zhì)過濾段的功能:去除懸浮物SS及深度除磷。多介質(zhì)濾料由鐵屑、石灰石、桔桿生物質(zhì)炭按1:1:1配比進行熱加工成型，粒徑為8?1mm,該濾料表面粗糙，比表面積大，機械強度高，具有良好的吸附氮磷，固定微生物和電建有機物的作用。
[0028]10.消毒與排放段:消毒與排放處理達標的水。
[0029]11.設備間:所述設備間內(nèi)設置有消毒設施，向消毒與排放段投加消毒劑。設置有鼓風機，通過供氣總管分別向空氣攪拌管和曝氣系統(tǒng)供氣。另外設置有電控柜。
[0030]應用上述一種鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理及深度凈化的一體化設備:污水由進水管依次進入格柵井、調(diào)節(jié)段、厭氧段、缺氧段、泥膜共生好氧段、斜管沉淀段等一級生化處理后，主要去除大部分可以生化降解的有機物(BOD)和氨氮，同時進行反硝化，去除部分總氮；斜板沉淀池出水經(jīng)脫氮段、多介質(zhì)過濾段等二級生化處理后，去除殘留的有機物(BOD)、氨氮和亞硝酸氮、保證整個系統(tǒng)出水穩(wěn)定達標。全程不用化學除磷。
[0031]本實用新型具有以下特點:
[0032]1.調(diào)節(jié)段:具有預曝氣、污泥酸化及消化，從而減量化的功能。
[0033]2.泥膜共生好氧段:使兩類不同的微生物共居在一起，相互分工協(xié)作，協(xié)同增效，從而充分去除有機物(BOD)和硝化反應。
[0034]3.污泥酸化段:對污泥進行曝氣再生，將活化和酸化后的污泥回流至調(diào)節(jié)段以降解消化污泥，回流至缺氧段內(nèi)以補充反硝化時所需要的碳源，整個系統(tǒng)無需補充碳源。污泥在系統(tǒng)內(nèi)綜合處理利用后，其剩余污泥量比其他類比工藝減少了一半，實現(xiàn)了在工藝流程內(nèi)的污泥減量化。
[0035]4.脫氮段:利用曝氣推動力硝化液在缺氧/好氧區(qū)循環(huán)流動，無須外加水泵，節(jié)約了動力消耗。
[0036]5.多介質(zhì)過濾段:利用多介質(zhì)濾料深度除磷，無需化學除磷。
[0037]本實用新型主要控制參數(shù)如下:
[0038]BOD 污泥負荷:0.I ?0.2kgB0D5/ (kgMLSS.d)
[0039]污泥濃度(MLSS):2000 ?6000mg/L
[0040]污泥齡:20?30d
[0041]水力停留時間:12?14h(含生化部分)
[0042]污泥回流比:100%
[0043]硝化液回流比:200%[0044]厭氧段需氧量:基本為零
[0045]缺氧段需氧量:0.5~1.0mg/L
[0046]泥膜共生好氧段需氧量:2~4mg/L
[0047]深度脫氮池需氧量:3~5mg/L
[0048]本實用新型的原理及控制條件
[0049]核心工藝:二級生化處理，性價比高的硝化-反硝化工藝(工藝流程見附圖3)
[0050](I)硝化反應(泥膜共生好氧段)
[0051]
【權利要求】
1.一種鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理及深度凈化的一體化設備，包括設有進水管(Ia)的格柵井(1)，其特征是，格柵井(I)之后依次連通有調(diào)節(jié)段(2)、厭氧段(3)、缺氧段(4)、泥膜共生好氧段(5)、斜板沉淀段(6)、污泥酸化段(7)、脫氮段(8)、多介質(zhì)過濾段(9)、側壁上設有出水管(1a)的消毒與排放段(10);所述調(diào)節(jié)段(2)、厭氧段(3)、缺氧段(4)、泥膜共生好氧段(5)和脫氮段(8)內(nèi)部均設有填料；所述調(diào)節(jié)段(2)、缺氧段(4)、污泥酸化段(7)底部均設有空氣攪拌管；所述泥膜共生好氧段(5)、脫氮段(8)的底部均設有曝氣系統(tǒng)；所述多介質(zhì)過濾段(9)底部設置有承托層(9a)，承托層(9a)上方有多介質(zhì)濾料(9b)。
2.根據(jù)權利要求1所述鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理及深度凈化的一體化設備，其特征是，所述格柵井(I)的前端設置有進水管(la),進水管(Ia)后方設有粗格柵(Ib)和細格柵(lc)。
3.根據(jù)權利要求1所述鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理及深度凈化的一體化設備，其特征是，所述調(diào)節(jié)段(2)在前半部分底部設置有空氣攪拌管I (2a)，在后半部分底部設置有空氣攪拌管II(2c)，所述空氣攪拌管II (2c)上方設置有組合填料I (2b)。
4.根據(jù)權利要求1所述鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理及深度凈化的一體化設備，其特征是，所述厭氧段(3)內(nèi)設置有辨帶式填料(3a)。
5.根據(jù)權利要求1所述鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理及深度凈化的一體化設備，其特征是，所述缺氧段(4)底部設置有空氣攪拌管III (4a)，所述空氣攪拌管III (4a)上方設置有組合填料II(4b)。
6.根據(jù)權利要求1所述鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理及深度凈化的一體化設備，其特征是，所述泥膜共生好氧段(5)底部設置有曝氣系統(tǒng)I (5a)，所述曝氣系統(tǒng)I (5a)上方設置有彈性立體填料I (5b);所述泥膜共生好氧段(5)尾部設置有硝化液回流泵(5c)，所述硝化液回流泵(5c)通過池外硝化液回流管(5cl)與缺氧段(4)連通。
7.根據(jù)權利要求1所述鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理及深度凈化的一體化設備，其特征是，所述斜板沉淀段(6)內(nèi)設置有玻璃鋼波紋斜板(6a)。
8.根據(jù)權利要求1所述鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理及深度凈化的一體化設備，其特征是，所述污泥酸化段(7)底部設置有空氣攪拌管IV (7a);所述污泥酸化段(7)尾部設置有污泥回流泵(7b)，所述污泥回流泵(7b)通過池外污泥回流管路分別與調(diào)節(jié)段(2)、厭氧段(3)和缺氧段(4)連通。
9.根據(jù)權利要求1所述鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理及深度凈化的一體化設備，其特征是，所述脫氮段(8)中設有隔板(Sc)，所述隔板(Sc)將脫氮段(8)分為缺氧脫氮段和好氧脫氮段，缺氧脫氮段內(nèi)設置有彈性立體填料II (8b)，好氧脫氮段底部設置有曝氣系統(tǒng)II (8a)，所述曝氣系統(tǒng)II (8a)上方設置有彈性立體填料II (8b)。
10.根據(jù)權利要求1所述鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理及深度凈化的一體化設備，其特征是，還包括位于消毒與排放段(10)之后的設備間(11)。
【文檔編號】C02F9/14GK203820608SQ201420219353
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年4月30日 優(yōu)先權日:2014年4月30日
【發(fā)明者】鐘儒波, 游建軍, 黃志紅, 曾睿, 唐傳祥 申請人:湖南艾布魯環(huán)保科技有限公司