本發(fā)明涉及一種污水處理方法及系統(tǒng)，屬于污水處理領域。

背景技術：

目前，國內外城市生活污水及工業(yè)有機污水處理，廣泛采用厭氧-缺氧-好氧處理方法，亦稱活性污泥法。該法要排放大量活性污泥，帶來了大量復雜的活性污泥處理問題。由于活性污泥具有活性，生物降解難度大，有機物去除率很低，費用很貴，還會帶來二次污染；而傳統(tǒng)污水處理廠具有幾個顯著的缺陷：(1)占地面積大且不美觀--大型產能集中型水泥建筑群。(2)氣味大--多為敞口，污泥處理及預處理設施分散布置。(3)輸送難--遠離市區(qū)，大量管網、泵站用于污水及再生水輸送。此外，為提高污水處理系統(tǒng)對環(huán)境的適應性，需要研究污水處理系統(tǒng)適應寒冷環(huán)境的方法。

綜上，需要研究一種占地面積小、無氣味、耗能低、易于生物降解、污染物去除率高且可適應寒冷環(huán)境的污水處理方法。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于，提供一種污水處理方法及系統(tǒng)，采用本發(fā)明的方法可減少污水處理裝置的占地面積、降低污水處理廠臭味污染，耗能低、易于生物降解，且廢水中污染物去除率高；還可降低污泥產量，降低污泥處理及處置難度。本發(fā)明還提供了一種實現(xiàn)前述污水處理方法的系統(tǒng)。

為解決上述技術問題，本發(fā)明采用如下的技術方案：一種污水處理方法，包括以下步驟：

S01：預處理污水，將污水經過一級預處理系統(tǒng)，以去除漂浮物和懸浮物；

S02：將經步驟S01處理后的污水通入二級反應系統(tǒng)，依次經缺氧段和好氧段，使污水在二級反應系統(tǒng)的平均停留時間為8～14小時，在缺氧段及好氧段均鋪設有挺水植物和人工填料，從而利用附著于挺水植物及人工填料表面的微生物降解污水中的主要污染物；利用挺水植物自身的生長吸收污水中的氮和磷等營養(yǎng)物質，強化污染物去除效果。主要污染物為有機物，氮磷等營養(yǎng)物質，有毒有害微生物，無機物等。

通過在反應池上方設置陽光棚，保證污水處理系統(tǒng)和植物在冬季的正常運行。

通過好氧段的出水部分回流至缺氧段，以加強污水處理效果；

生化反應池出水經過混凝、絮凝、沉淀和過濾處理，完成水中主要污染物的去除；

S03：將經步驟S02處理后的污水經深度消毒處理，去除殘留污染物以達到排放或回收利用的標準。

前述的這種污水處理方法中，通過好氧段的混合液回流比為100％～200％，以保證污水處理的強化效果。

一種污水處理系統(tǒng)，包括預處理裝置、生化反應裝置、深度消毒裝置和污泥處理裝置，預處理裝置與生化反應裝置連接，生化反應裝置分別與污泥處理裝置和深度消毒裝置連接，生化反應裝置包括缺氧反應池、好氧反應池、混凝池、絮凝池、二沉池、濾池、曝氣系統(tǒng)，缺氧反應池與相鄰的好氧反應池連接，缺氧反應池通過進水管與預處理裝置連接，好氧反應池通過輸水管依次與混凝池、絮凝池相連，絮凝池與二沉池連接，二沉池與濾池連接，濾池與深度消毒裝置連接，缺氧反應池、好氧反應池均與曝氣系統(tǒng)連接。

待處理的污水通過預處理裝置的過濾處理，可去除污水中明顯的漂浮物和懸浮物，通過生化反應裝置的缺氧反應池和好氧反應池的生化處理，可降解污水中的有機物，并脫除大量的氮和磷；通過深度消毒裝置對生化處理后水進行消毒處理，以達到排放標準或者回收利用的標準；曝氣系統(tǒng)的曝氣裝置通過鼓風機提供的氣源向缺氧反應池和好氧反應池內提供氧氣，曝氣裝置還包括曝氣頭，曝氣頭安裝于缺氧反應池和好氧反應池內，曝氣頭的數(shù)量及組合方式根據(jù)缺氧反應池及好氧反應池的溶氧量的需求來確定。

經生化反應裝置處理后的污水通過二沉池的絮凝、沉淀工藝，將分離出的污泥通過污泥處理裝置外排至后續(xù)處理工藝；與污泥分離的污水則通過濾池進行過濾處理，通過深度消毒裝置消毒后外排或回收?；炷丶靶跄刂蟹謩e加入混凝劑和絮凝劑進行化學除磷。

前述的這種污水處理系統(tǒng)中，所述缺氧反應池與好氧反應池均包括蓋板和池體，池體包括曝氣層，填料層和植物區(qū)，池體內還設置有定植籃。該池體的有效深度為4.5米～5.5米，每個缺氧反應池與好氧反應池內均布置有挺水植物，并通過池體內設置的定植籃來固定挺水植物的根系，定植籃內裝有疏水性、吸附性中空生物陶粒，生物陶?？善鸬焦潭ㄍλ参锏淖饔谩４送庋b設在定植籃內的陶粒還能吸附除臭，并作為水體中微生物的附著載體，增加生物濃度。

前述的這種污水處理系統(tǒng)中，所述曝氣系統(tǒng)包括曝氣裝置和鼓風機，曝氣裝置與鼓風機連接，曝氣裝置與缺氧反應池和好氧反應池連接。曝氣裝置包括曝氣頭和射流泵，曝氣頭和射流泵位于缺氧反應池和好氧反應池的池體的曝氣層。

前述的這種污水處理系統(tǒng)中，所述好氧反應池還通過回流管與缺氧反應池連接。設置于尾端的好氧反應池與設置于首端的缺氧反應池通過回流管連接，使通過好氧反應池的出水部分回流至缺氧反應池內，以強化污水處理效果。

前述的這種污水處理系統(tǒng)中，所述缺氧反應池連接的曝氣裝置為粗孔曝氣方式或射流曝氣方式，好氧反應池連接的曝氣裝置為微孔曝氣方式；缺氧反應池的個數(shù)為2或3個，且多個缺氧反應池依次連接；好氧反應池的個數(shù)為3或4或5個，且多個好氧反應池依次連接。

前述的這種污水處理系統(tǒng)中，所述二沉池與污泥處理裝置連接，經污泥處理裝置處理后的污泥填埋或再利用。

前述的這種污水處理系統(tǒng)中，還包括出水池，出水池與深度消毒裝置連接。

前述的這種污水處理系統(tǒng)中，還包括陽光棚系統(tǒng)，陽光棚系統(tǒng)上設有陽光棚骨架、通風系統(tǒng)、保溫采暖系統(tǒng)、遮蔽帷幔系統(tǒng)、中水噴淋系統(tǒng)和光伏系統(tǒng)，中水噴淋系統(tǒng)與出水池連接。

光伏系統(tǒng)所發(fā)電可用于陽光棚系統(tǒng)自身用電，也可用于通風系統(tǒng)、保溫采暖系統(tǒng)、中水噴淋系統(tǒng)。中水噴淋系統(tǒng)所用中水來自于污水處理系統(tǒng)的最終出水，通過深度消毒裝置處理后達到使用標準的水經出水池直接輸送至中水噴淋系統(tǒng)；采用陽光棚系統(tǒng)，可以強化污水處理效果，同時可以控制污水處理系統(tǒng)的環(huán)境溫度，以保證污水處理系統(tǒng)在溫度較低地區(qū)也能夠滿足挺水植物的生長環(huán)境要求，特別是在中國北方冬季的寒冷環(huán)境下能夠保持挺水植物及人工填料上附著的微生物的活性，維持其降解效果，從而有利于本發(fā)明系統(tǒng)的推廣和應用。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有如下技術優(yōu)點：

1通過接觸氧化法和植物景觀的結合，既可以克服常規(guī)處理方法的缺點，減少占地面積，又能實現(xiàn)傳統(tǒng)接觸氧化法和植物景觀的優(yōu)勢互補，獲得低能耗、穩(wěn)定高效的“花園式”污水處理新工藝。

2傳統(tǒng)活性污泥法的生物濃度低，而本發(fā)明通過使微生物在二級生化反應裝置內的人工填料和挺水植物根系上附著生長，可使生物濃度為常規(guī)活性污泥法的3～4倍，可有效節(jié)約污水處理廠占地面積，減少征地費用投入，提高經濟效益。

3通過在預處理污水之后采用缺氧反應池和好氧反應池，降解污水中的污染物，并脫除污水中的氮、磷物質，降低了污泥的產量，相應的降低污泥處理工藝的難度及處理費用；

4通過陽光棚系統(tǒng)的配合設置，使得整個系統(tǒng)在環(huán)境溫度較低時，特別是在中國北方寒冷環(huán)境下能夠滿足植物生長環(huán)境要求并保持生化系統(tǒng)的活性，維持其降解效果，獲得良好的運行狀況。

5通過光伏系統(tǒng)的引入，在沒有增加占地的情況下，充分利用空間和太陽能資源，獲得清潔電能，供自身系統(tǒng)使用，降低了整體系統(tǒng)的能耗。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一種實施例的結構示意圖。

附圖標記：1-預處理裝置，2-生化反應裝置，3-深度消毒裝置，4-缺氧反應池，5-好氧反應池，6-進水管，7-輸水管，8-蓋板，9-池體，10-曝氣層，11-填料層，12-定植籃，13-二沉池，14-污泥處理裝置，15-濾池，16-回流管，17-絮凝池，18-曝氣系統(tǒng)，19-混凝池，20-曝氣裝置，21-鼓風機，22-陽光棚系統(tǒng)，23-出水池，24-光伏系統(tǒng)。

下面結合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進一步的說明。

具體實施方式

本發(fā)明的實施例1：一種污水處理方法，包括以下步驟：

S01：預處理污水，將污水經過一級預處理系統(tǒng)，以去除漂浮物和懸浮物；

S02：將經步驟S01處理后的污水通入二級反應系統(tǒng)，依次經缺氧段和好氧段，使污水在二級反應系統(tǒng)的平均停留時間為8～14小時，在缺氧段及好氧段均鋪設有挺水植物和人工填料，從而利用附著于挺水植物及人工填料表面的微生物降解污水中的主要污染物，利用挺水植物自身的生長吸收污水中的氮和磷等營養(yǎng)物質，強化污染物去除效果；通過在反應池上方設置陽光棚，保證污水處理系統(tǒng)和植物在冬季的正常運行；通過好氧段的出水部分回流至缺氧段，以加強污水處理效果；生化反應池出水經過混凝、絮凝、沉淀和過濾處理，完成污水中主要污染物的去除；

S03：將經步驟S02處理后的污水經深度消毒處理，去除殘留污染物以達到排放或回收利用的標準。

通過好氧段的混合液回流比為100％～200％，以保證污水處理的強化效果。

本發(fā)明的實施例2：一種污水處理方法，包括以下步驟：

S01：預處理污水，將污水經過一級預處理系統(tǒng)，以去除漂浮物和懸浮物；

S02：將經步驟S01處理后的污水通入二級反應系統(tǒng)，依次經缺氧段和好氧段，使污水在二級反應系統(tǒng)的平均停留時間為8～14小時，在缺氧段及好氧段均鋪設有挺水植物和人工填料，從而利用附著于挺水植物及人工填料表面的微生物降解污水中主要污染物，利用挺水植物自身的生長吸收污水中的氮和磷等營養(yǎng)物質，強化污染物去除效果。通過在反應池上方設置陽光棚，保證污水處理系統(tǒng)和植物在冬季的正常運行；通過好氧段的出水部分回流至缺氧段，以加強污水處理效果；生化反應池出水經過混凝、絮凝、沉淀和過濾處理，完成污水中主要污染物的去除；

S03：將經步驟S02處理后的污水經深度消毒處理，去除殘留污染物以達到排放或回收利用的標準。

通過好氧段的混合液回流比為150％，以保證污水處理的強化效果。

本發(fā)明的實施例3：一種污水處理系統(tǒng)，包括預處理裝置1、生化反應裝置2、深度消毒裝置3和污泥處理裝置14，預處理裝置1與生化反應裝置2連接，生化反應裝置2分別與污泥處理裝置14和深度消毒裝置3連接，生化反應裝置2包括缺氧反應池4、好氧反應池5、混凝池19、絮凝池17、二沉池13、濾池15、曝氣系統(tǒng)18，缺氧反應池4與相鄰的好氧反應池5連接，缺氧反應池4通過進水管6與預處理裝置1連接，好氧反應池5通過輸水管7依次與混凝池19、絮凝池17相連，絮凝池17與二沉池13連接，二沉池13與濾池15連接，濾池15與深度消毒裝置3連接，缺氧反應池4、好氧反應池5均與曝氣系統(tǒng)18連接。

本發(fā)明污水處理系統(tǒng)還包括出水池23，出水池23與深度消毒裝置3連接。

本發(fā)明污水處理系統(tǒng)還包括陽光棚系統(tǒng)22，陽光棚系統(tǒng)22上設有陽光棚骨架、通風系統(tǒng)、保溫采暖系統(tǒng)、遮蔽帷幔系統(tǒng)、中水噴淋系統(tǒng)和光伏系統(tǒng)24，中水噴淋系統(tǒng)與出水池23連接。

本發(fā)明的實施例4：一種污水處理系統(tǒng)，包括預處理裝置1、生化反應裝置2、深度消毒裝置3和污泥處理裝置14，預處理裝置1與生化反應裝置2連接，生化反應裝置2分別與污泥處理裝置14和深度消毒裝置3連接，生化反應裝置2包括缺氧反應池4、好氧反應池5、混凝池19、絮凝池17、二沉池13、濾池15、曝氣系統(tǒng)18，缺氧反應池4與相鄰的好氧反應池5連接，缺氧反應池4通過進水管6與預處理裝置1連接，好氧反應池5通過輸水管7依次與混凝池19、絮凝池17相連，絮凝池17與二沉池13連接，二沉池13與濾池15連接，濾池15與深度消毒裝置3連接，缺氧反應池4、好氧反應池5均與曝氣系統(tǒng)18連接。

本發(fā)明污水處理系統(tǒng)還包括出水池23，出水池23與深度消毒裝置3連接。

本發(fā)明污水處理系統(tǒng)還包括陽光棚系統(tǒng)22，陽光棚系統(tǒng)22上設有陽光棚骨架、通風系統(tǒng)、保溫采暖系統(tǒng)、遮蔽帷幔系統(tǒng)、中水噴淋系統(tǒng)和光伏系統(tǒng)24，中水噴淋系統(tǒng)與出水池23連接。

缺氧反應池4與好氧反應池5均包括蓋板8和池體9，池體9包括曝氣層10，填料層11和植物區(qū)，池體9內還設置有定植籃12。填料層11為用于微生物附著生長的人工填料，定植籃12用于固定鋪設在水池內的挺水植物的根系，以使微生物在挺水植物根系上附著生長。

曝氣系統(tǒng)18包括曝氣裝置20和鼓風機21，曝氣裝置20與鼓風機21連接，曝氣裝置20與缺氧反應池4和好氧反應池5連接。

好氧反應池5還通過回流管16與缺氧反應池4連接。2個缺氧反應池4和4個好氧反應池5依次順序排列，位于末尾的好氧反應池5與位于首位的缺氧反應池4通過回流管16連接，使通過好氧反應池5的出水部分回流至位于首位的缺氧反應池4內，以強化污水處理效果。為降低混合液回流對缺氧反應池4的影響，將末尾的好氧反應池5內溶氧量控制在1～2mg/L，其余3個好氧反應池5的溶氧量為2～4mg/L，每個缺氧反應池4的溶氧量為0.5～1mg/L。

缺氧反應池4連接的曝氣裝置20為粗孔曝氣方式，好氧反應池5連接的曝氣裝置20為微孔曝氣方式；缺氧反應池4的個數(shù)為2個，且2個缺氧反應池4依次連接。好氧反應池5的個數(shù)為4個，且4個好氧反應池5依次連接。

二沉池13與污泥處理裝置14連接，經污泥處理裝置14處理后的污泥填埋或再利用。

本發(fā)明的實施例5：一種污水處理系統(tǒng)，包括預處理裝置1、生化反應裝置2、深度消毒裝置3和污泥處理裝置14，預處理裝置1與生化反應裝置2連接，生化反應裝置2分別與污泥處理裝置14和深度消毒裝置3連接，生化反應裝置2包括缺氧反應池4、好氧反應池5、混凝池19、絮凝池17、二沉池13、濾池15、曝氣系統(tǒng)18，缺氧反應池4與相鄰的好氧反應池5連接，缺氧反應池4通過進水管6與預處理裝置1連接，好氧反應池5通過輸水管7依次與混凝池19、絮凝池17相連，絮凝池17與二沉池13連接，二沉池13與濾池15連接，濾池15與深度消毒裝置3連接，缺氧反應池4、好氧反應池5均與曝氣系統(tǒng)18連接。

本發(fā)明污水處理系統(tǒng)還包括出水池23，出水池23與深度消毒裝置3連接。

本發(fā)明污水處理系統(tǒng)還包括陽光棚系統(tǒng)22，陽光棚系統(tǒng)22上設有陽光棚骨架、通風系統(tǒng)、保溫采暖系統(tǒng)、遮蔽帷幔系統(tǒng)、中水噴淋系統(tǒng)和光伏系統(tǒng)24，中水噴淋系統(tǒng)與出水池23連接，光伏系統(tǒng)24分別與通風系統(tǒng)、保溫采暖系統(tǒng)、中水噴淋系統(tǒng)連接。

缺氧反應池4與好氧反應池5均包括蓋板8和池體9，池體9包括曝氣層10，填料層11和植物區(qū)，池體9內還設置有定植籃12。填料層11為用于微生物附著生長的人工填料，定植籃12用于固定鋪設在水池內的挺水植物的根系，以使微生物在挺水植物根系上附著生長。

曝氣系統(tǒng)18包括曝氣裝置20和鼓風機21，曝氣裝置20與鼓風機21連接，曝氣裝置20與缺氧反應池4和好氧反應池5連接。

好氧反應池5還通過回流管16與缺氧反應池4連接。3個缺氧反應池4和5個好氧反應池5順序依次排列，位于末尾的好氧反應池5與位于首位的缺氧反應池4通過回流管16連接，使通過好氧反應池5的出水部分回流至位于首位的缺氧反應池4內，以強化污水處理效果。為降低混合液回流對缺氧反應池4的影響，將末尾的好氧反應池5內溶氧量控制在1.5mg/L，其余3個好氧反應池5的溶氧量為3mg/L，每個缺氧反應池4的溶氧量為0.8mg/L。

缺氧反應池4連接的曝氣裝置20為射流曝氣方式，好氧反應池5連接的曝氣裝置20為微孔曝氣方式；缺氧反應池4的個數(shù)為3個，且3個缺氧反應池4依次連接。好氧反應池5的個數(shù)為5個，且5個好氧反應池5依次連接。

二沉池13與污泥處理裝置14連接，經污泥處理裝置14處理后的污泥填埋或再利用。

本發(fā)明的工作原理：

污水通過預處理裝置1的過濾處理，去除污水中明顯的漂浮物和懸浮物，然后通過生化反應裝置2的缺氧反應池4、好氧反應池5的處理，使污水中的主要污染物降解，脫除污水中的氮和磷；通過混凝池19、絮凝池17、二沉池13、濾池15及深度消毒裝置3對污水進行絮凝、沉淀、過濾和消毒處理，以使污水最終可達到排放標準或者回收利用的標準。