申请日2017.01.10
公开(公告)日2017.05.31
IPC分类号C02F9/14; C02F101/16; C02F101/30
摘要
本发明公开了一体化XHBF高效除磷小城镇污水处理设备，属于环境工程和废水处理领域。本发明的一体化污水处理设备和污水处理方法，COD去除率达92.8%、TN去除率达到98.71%、NH3‑N去除率达98.26%、TP去除率达到99.43%。
权利要求书
1.一种一体化污水处理设备，其特征在于，所述设备包括厌氧区、缺氧区、好氧区、沉淀区;厌氧区与缺氧区采用倒置U型管联通;好氧区和缺氧区合为一体，上面为好氧区，下面为缺氧区，中间用折行板隔开;缺氧区内设有搅拌装置，好氧区内含有曝气装置。
2.根据权利要求1所述的一体化污水处理设备，其特征在于，沉淀区采用斜板沉淀，斜板倾角相对于水平面倾斜45°。
3.根据权利要求1所述的一体化污水处理设备，其特征在于，所述曝气装置为可提式纤维软管曝气装置。
4.根据权利要求1所述的一体化污水处理设备，其特征在于，所述一体化污水处理设备还包括设置在沉淀区后端的过滤池。
5.根据权利要求1所述的一体化污水处理设备，其特征在于，所述过滤池中设有多层滤料。
6.根据权利要求1所述的一体化污水处理设备，其特征在于，所述过滤池中滤料，底层滤料为石英砂和硅酸钙的混合物，中间层滤料为生物陶粒，顶层滤料为细沙石。
7.一种污水处理方法，其特征在于，所述方法是利用权利要求1～6任一所述的一体化污水处理设备。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法包括控制厌氧区的水力停留时间为13～17h;好氧区的溶解氧控制在3-6mg/L，好氧区的水力停留时间在7～9h。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法中，污泥浓度保持在2.2～4.3g/L，污泥负荷为0.07～0.12kg·BOD5/kg·VSS·d。
10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法包括在沉淀区投加吸附剂;所述吸附剂为改性硅酸钙，粒径小于1μm;含有钙来源物质30%-60%、硅来源物质30%-60%、分散剂0.3%-6%、水0%-30%，粒径为1μm以下;其中，钙来源物质为硝酸钙、氢氧化钙或氯化钙，硅来源物质为硅酸钠、硅酸钾、正硅酸四乙酯或正硅酸盐，分散剂为无水乙醇、聚乙二醇、乙二醇或丙三醇，分散剂的添加剂量是钙源物质质量的1%-10%，钙:硅摩尔比为0.5-2:1。
说明书
一体化XHBF高效除磷小城镇污水处理设备
技术领域
本发明涉及一体化XHBF高效除磷小城镇污水处理设备，属于环境工程和废水处理领域。
背景技术
随着我国城市化进程的加速发展，小城镇污水处理技术及设备已成为各界研究和应用的热点。然而大量未经处理的小城镇生活与工业污水流入江河、湖泊或地下水中，将会给水体造成严重污染，对渔业用水、生活用水等产生影响。因而，小城镇污水污染已成为制约我国新农村建设的重要因素之一。小城镇污水一般包括生活污水、养殖废水和少量乡镇企业废水，这类水的主要特点是可生化性较好，但同时氮磷含量也较高。作为水体富营养化的决定性因素，水体中氮、磷的过量积累将会引起藻类及其它浮游生物迅速繁殖、水体溶解氧下降，进而导致水质恶化甚至水体黑臭现象。因此控制小城镇污水中磷的排放浓度尤为重要，我国制定并严格执行的《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)明确要求，在2006年1月1日以后所有新建、扩建的污水处理厂的尾水综合排放按照一级A的标准执行，即TP≤0.5mg/L，而原先执行的一级B标准的TP≤1.0mg/L。
目前，目前我国小城镇生活污水处理率偏低，一体化污水处理装置因其建设和运行成本便宜、占地面积小以及运行管理简便，因而在城市排水管网不能到达的地区开发一体化处理工艺及装置有广阔的发展前景和推广空间。通常，小型城镇污水处理装置进行就地处理，其工艺主要为接触氧化法、改进型活性污泥法、间歇式活性污泥法和膜生物反应器等方法。但由于直接利用这些工艺往往会造成投资大、运行费用高、缺乏管理，这些工艺对分散型生活污水的针对性并不强。并且这些工艺一般只注重COD，BOD5等一类有机物的去除，不能很好的对污水进行脱氮除磷处理，排出的氮磷等营养元素，会造成受体水体的富营养化。
发明内容
为了克服现有技术存在的问题，本发明提供一种不仅能去除COD，BOD，SS，TN，而且能高效去除TP的一体化污水处理装置，并提供了一种污水处理方法。
本发明的第一个目的是提供一种一体化污水处理设备，所述设备包括厌氧区、缺氧区、好氧区、沉淀区;厌氧区与缺氧区采用倒置U型管联通;好氧区和缺氧区合为一体，上面为好氧区，下面为缺氧区，中间用折行板隔开;缺氧区内设有搅拌装置，好氧区内含有曝气装置。
在一种实施方式中，厌氧区、缺氧区、好氧区、沉淀区的组合，称为功能区。
在一种实施方式中，沉淀区采用斜板沉淀，斜板倾角相对于水平面倾斜45°。
在一种实施方式中，所述曝气装置为纤维软管曝气装置。
在一种实施方式中，所述曝气装置为可提式纤维软管曝气装置。
在一种实施方式中，所述一体化污水处理设备还包括设置在沉淀区后端的过滤池。
在一种实施方式中，所述过滤池中设有多层滤料。
在一种实施方式中，所述过滤池中滤料，底层滤料为石英砂和硅酸钙的混合物，中间层滤料为生物陶粒，顶层滤料为细沙石。
在一种实施方式中，所述过滤池中中底层滤料、中间层滤料、顶层滤料的高度比为1:1:1。合理的用量比，能够更加有效地处理污水。
在一种实施方式中，所述一体化污水处理设备，还包括设置在功能区前端的格栅、调节池、初沉池。
本发明的第二个目的是提供一种污水处理方法，是利用本发明的一体化污水处理设备。
在一种实施方式中，所述方法包括控制厌氧区的水力停留时间为13～17h;好氧区的溶解氧控制在3-6mg/L，好氧区的水力停留时间在7～9h;
在一种实施方式中，所述方法中，污泥浓度保持在2.2～4.3g/L，污泥负荷为0.07～0.12kg·BOD5/kg·VSS·d。
在一种实施方式中，所述方法包括在沉淀区投加吸附剂;所述吸附剂改性硅酸钙，粒径小于1μm;含有钙来源物质30%-60%、硅来源物质30%-60%、分散剂0.3%-6%、水0%-30%，粒径为1μm以下;其中，钙来源物质为硝酸钙、氢氧化钙或氯化钙，硅来源物质为硅酸钠、硅酸钾、正硅酸四乙酯或正硅酸盐，分散剂为无水乙醇、聚乙二醇、乙二醇或丙三醇，分散剂的添加剂量是钙源物质质量的1%-10%，钙:硅摩尔比为0.5-2:1。
在一种实施方式中，所述改性硅酸钙的投加量为0.5-10g/L，吸附反应时间为0.5-2h，絮凝沉降时间为0.5-2h。
在一种实施方式中，所述污水中，COD平均浓度为450～550mg/L，进水TN平均浓度为70～85mg/L，NH3-N平均浓度为40～52mg/L，TP浓度为70～90mg/L。
本发明的优点：
本发明的设备功能区由厌氧区、缺氧区、好氧区及沉淀区组成。(1)功能区最左边为厌氧区，水力停留时间控制在15h，厌氧区和缺氧区之间采用到U型管联通;好氧区和缺氧区合为一体，上面为好氧区，下面为缺氧区，中间用折行板隔开，氧气流通受阻，缺氧环境更容易形成;缺氧区内设有搅拌装置，混合均匀，提前配合好氧区脱氮除磷，将大分子有机颗粒分解成小分子有机颗粒，提高废水的可生化性;缺氧区上面是好氧区，设有曝气装置，可根据需要自由调节曝气装置在水中的深度，且通过控制可提式纤维软管曝气装置气流量大小，溶解氧控制在3-6mg/l，可大大提高除磷效果;好氧区和厌氧区之间用折行板物理性隔开，污水通过折行方式进入好氧区，有效控制水力停留时间在8h，并且两者之间可直接进行污水处理交换，交换形式及量的大小是依靠搅拌器的控制来实施，因此节省能耗。当搅拌器运转时，湍流增强，好氧区与缺氧区混合程度增强;当搅拌器停止运转时，两区之间的混合程度较低。(2)功能区尾端设有沉淀区，采用斜板沉淀，斜板倾角相对于水平面为45°，，沉淀效果最佳;污泥可自滑回流至缺氧区，一方面提高了功能区的污泥浓度，提高反应效率;另一方面，回流的污泥进入功能区中继续消化分解，减少排泥量，可缓解污泥处置问题;另外，沉淀区投加除磷药剂改性硅酸钙，可使出水达到一级A的标准。(3)曝气装置不是一般的鼓风和机械曝气，而是采用纤维软管曝气，上面的A、B、C、D、E五个浮子通过浮力将软管控制在某一水深处，可根据需要自由调节曝气装置在水中的深度，需要更换软管时，将浮子和拉绳提出水面即可，不需要进行拆卸维修。(4)好氧区与缺氧区集成一体，设备结构紧凑，占地面积相对较少且运行操作简便。(5)PAOs(聚磷菌)在厌氧池有效地利用碳源，充分释磷，从而提高除磷效率;同时控制最佳厌氧有效时间为2到3个小时，避免因厌氧时间过长或者过短都对PAO释磷产生一定的负作用，从而进一步提高除磷效果。(6)过滤池中水下往上流通，里面设有多层滤料，低层滤料为石英砂和硅酸钙的混合物，中间层滤料为生物陶粒，顶层滤料为细沙石。过滤池中的滤料一方面通过化学反应，将PO43-沉淀下来;另一方面，滤料具有较大的表面积因为具有较强的物理吸附能力，可以吸附污水中的COD和SS、氮磷等;第三方面滤料供微生物附着，形成复杂的微生物生态系统，可进一步提高出水标准