申请日2017.04.28
公开(公告)日2017.06.27
IPC分类号C02F3/30; C02F3/10; C02F1/44; C02F101/10; C02F101/16; C02F101/20; C02F101/30
摘要
本发明公开了一种用于城市污水处理的装置，包括依次管路连通的生物滤池、装水池、超滤装置和清水池;清水池的出水口分别与生物滤池出水口和装水池入水口管路连通;当进行水处理时，污水经过生物滤池进入装水池，装水池中的污水混合清水池中的水再进入超滤装置，最后进入清水池;当进行反冲洗时，清水池中的水回流进入超滤装置，清水池中的水回流进入生物滤池，反冲洗后的污水排入污水管道;所述生物滤池中的滤料为椭圆形的陶粒。本装置对COD等污染物具有较高的去除率，可用于城镇污水的二级和三级处理。同时，加入中空纤维超滤装置，可进一步保证出水水质，使出水水质达到中水回用标准，同时还大大节约了土地利用面积。
权利要求书
1.一种用于城市污水处理的装置，其特征在于，包括依次管路连通的生物滤池、装水池、超滤装置和清水池;清水池的出水口分别与生物滤池出水口和装水池入水口管路连通;当进行水处理时，污水经过生物滤池进入装水池，装水池中的污水混合清水池中的水再进入超滤装置，最后进入清水池;当进行反冲洗时，清水池中的水回流进入超滤装置，清水池中的水回流进入生物滤池，反冲洗后的污水排入污水管道;所述生物滤池中的滤料为椭圆形的陶粒。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述超滤装置采用聚偏氟乙烯PVDF中空纤维膜。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述超滤装置的出水口连接装药罐，装药罐中的药剂进入超滤装置进行反冲洗。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述清水池入口连接清水管路，清水管路上配有清水缓冲器。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的装置，其特征在于，所述生物滤池中的滤料为脱水50%～60%的荷塘底泥、黏土以及白泥按质量比2:1:1混合高温烧结成椭圆形的陶粒。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述的高温为800℃。
说明书
一种用于城市污水处理的装置
技术领域
本发明涉及一种用于城市污水处理的装置，尤其是城市生活污水二级及三级处理，属于环境工程水处理技术领域。
背景技术
目前由于我国大量城镇快速发展，但配套的城镇管网系统及污水处理系统相对来说较为落后，导致我国许多地方的城镇污水处理的氨氮、总磷、微生物、重金属等指标都达不到国家排放标准。
曝气生物滤池是在一级处理以后，以滤池中填料上的生物膜作为主要的处理单元，对污水中的氨氮、磷、有机物等进行处理，处理机理主要为生物氧化、过滤截留、生物絮凝和食物链分级捕食作用四部分组成，物理、化学、生物共同作用净水，省略了二沉池的使用，大大节约了占地面积。
生物滤池的填料是生物膜的载体，填料的性能直接影响着曝气生物滤池的性能和经济合理性，是最关键的元素。目前填料主要有陶瓷无机填料以及有机填料。我国研究最多的为陶粒，相比于有机填料，陶粒的主要优势体现在价格低廉、性质稳定不易失活、固着微生物量大、挂膜快、充氧能力强等优点。但同时陶粒也存在着比重较大、曝气需求量大、反冲洗频繁的缺点。
超滤技术是今年来使用较多的技术，相比传统的物理处理方法，超滤具有过滤效率高，出水水质高，占地面积小等显著特点，其对有机物、微生物、重金属等有非常高的去除率，并且其过滤水可用于工业用水、农业灌溉用水、市政绿化景观用水等城市杂用水，中水回用节约大量清水。
发明内容
本发明的目的在于提供一种城市生活污水二级及三级处理的方法及装置，解决城市污水处理不达标的问题，同时提供一种中水回用的方法，实现污水的再次利用，弥补现有工艺的不足。
本发明的技术方案如下：
一种用于城市污水处理的装置，包括依次管路连通的生物滤池、装水池、超滤装置和清水池;清水池的出水口分别与生物滤池出水口和装水池入水口管路连通;当进行水处理时，污水经过生物滤池进入装水池，装水池中的污水混合清水池中的水再进入超滤装置，最后进入清水池;当进行反冲洗时，清水池中的水回流进入超滤装置，清水池中的水回流进入生物滤池，反冲洗后的污水排入污水管道;所述生物滤池中的滤料为椭圆形的陶粒。
所述超滤装置采用聚偏氟乙烯PVDF中空纤维膜。
所述超滤装置的出水口连接装药罐，装药罐中的药剂进入超滤装置进行反冲洗。
所述清水池入口连接清水管路，清水管路上配有清水缓冲器。
所述生物滤池中的滤料为脱水50%～60%的荷塘底泥、黏土以及白泥按质量比2:1:1混合高温烧结成椭圆形的陶粒。所述的高温为800℃。其中白泥中的Al2O3、Fe2O3成分有效的增加了陶粒的孔隙率，使其孔隙率高达82%，同时孔隙率的提高充分减小了陶粒的比重，其比重能达到0.98g/cm3，约为水的比重，这就使填料本身可以悬浮于水中，减少曝气量以及水流阻力，比表面积同时可以达到800cm2/g，相对于纯底泥制陶粒有明显增大，该方法制备的椭圆形陶粒由于含铝和铁，导致填料表面带正电性，对于提高微生物和污染物的附着量有明显的优势。同时三种材料制得的陶粒强度较大，磨损率和破碎率都接近于零。
一级处理水从下部进入生物滤池，陶粒填料上为自然附着的微生物层，外部为好氧微生物，内部为厌氧微生物，实现同时生物脱氮除磷。同时填料床的吸附和截留作用使污水中的大部分颗粒污染物被截留在滤床空隙中，实现对污染物的截留，减小出水SS，最后通过反冲洗过程将吸附的固体污染物从滤床中清除，这样就可不必使用二沉池，节约了占地面积。同时曝气生物滤池内部还生长大量的丝状菌，这些微生物不仅可以降解有机物，还同时为生物膜的形成提供了骨架，形成了滤床空间的网状结构，强化了生物絮凝和过滤功能，也提高了生物膜的抗反冲洗能力。并且生物膜的作用，使反应器内固体停留时间与水力停留时间实现分离，使过滤作用更加明显。
经过生物过滤的二级处理水进入超滤装置，超滤采用聚偏氟乙烯PVDF中空纤维膜，大大节省占地面积，并对其进行荷电改性。二级处理水经过后，截留下来的污染物在膜表面形成一层过滤层，从而达到对污染物更加高效的截留，因为一般有机物都带有负电荷，荷电可以使膜对天然有机物有更高效的过滤效果。同时超滤可有效去除水中的盐分，对重金属等有很好的去除效果。针对上一步生物滤池所不能降解的复杂有机物以及重金属等污染物，超滤可以很好的将其过滤。
使用超滤后的三级处理水回流进入超滤装置，同时管道连接生物滤池，用于生物滤池的定期反冲洗，充分利用了原污水，节约了大量的清水。超滤装置的出水口连接清水管道，用来实现超滤装置的反冲洗。
与现有的城市污水处理技术相比，本发明具有如下优点：
(1)本处理装置处理效果更高且相对占地面积更小，更加节约资源，可用于城镇污水的二级和三级处理。生物滤池相比于其他二级处理装置占地面积较小，且填料的循环利用更加节约了资源。超滤装置的引入更是大大节约了土地利用面积。同时中空纤维超滤装置，能实现高效率的过滤，可进一步保证出水水质，使出水水质达到中水回用标准。
(2)目前的城市污水处理还没有引入超滤技术，本专利引入超滤，大大提高了处理后水的利用价值，经本专利处理后的水资源可直接用于城市绿化和城市清洁当中，大大提高了水资源的循环利用效率。
(3)本专利首次提出生物滤池与超滤的结合，生物滤池中厌氧微生物有很好的降解无机物的效能，同时吸附悬浮颗粒，但对难降解有机物仍然处理不佳，与超滤结合正好互补，超滤可以去除生物滤池所不能处理的剩余有机物，生物滤池可以处理干扰超滤的悬浮物和无机物，对COD等污染物具有较高的去除率。
(4)本发明中生物滤池所涉及的滤料是为城市污水处理生物滤池而研发，首次使用脱水50%～60%的荷塘底泥、黏土以及白泥三种原料的混合，达到了废物循环利用的目的，同时制得的填料具有比重能达到0.98g/cm3，比表面积同时可以达到800cm2/g，具有很强的悬浮力和吸附性。