申请日2017.10.01
公开(公告)日2017.12.12
IPC分类号C02F9/14
摘要
本发明公开了一种大流量连续排放污水处理系统，包括污水处理单元，所述污水处理单元有若干个，该若干个污水处理单元相互并联于污水总管和清水总管之间;所述污水处理单元经单元污水阀与污水收集池相连通;在污水收集池内设置有收集池曝气器。其污水处理方法包括以下步骤：(1)将污水收集至污水收集池;(2)将污水分别泵送至各个污水处理单元;(3)电絮凝和曝气充氧;(4)通过单元滤膜组萃取清水;(5)第一污水处理单元萃取净水结束，第二污水处理单元恰巧开始萃取清水;(6)、如此循环，在清水总管中形成连续的萃取水流;(7)净水排放。本发明不仅处理效率高，而且能够满足对污水收集设施的大处理量要求，实现处理水的连续排放。
权利要求书
1.大流量连续排放污水处理系统，包括污水处理单元(8)，其特征在于：所述污水处理单元(8)有若干个，该若干个污水处理单元(8)相互并联于污水总管(6)和清水总管(10)之间;每一污水处理单元(8)均包括有处理器本体(812)，在处理器本体(812)内设置有絮凝正负电极(803)、单元曝气器(809)和单元滤膜组(810)，单元滤膜组(810)经单元萃取真空泵(805)连向清水总管(10);所述污水处理单元(8)经单元污水阀(813)与污水总管(6)相连通，污水总管(6)的进口端经污水输送泵(5)与污水收集池(1)相连通;在污水收集池(1)内设置有收集池曝气器(2)，该收集池曝气器(2)通过收集池曝气管(15)与收集池曝气泵(14)相连通;每一污水处理单元(8)还通过与其对应的单元粉碎泵(808)连向返送总管(4)，该返送总管(4)出口端连向污水收集池(1)。
2.根据权利要求1所述的大流量连续排放污水处理系统，其特征在于：所述单元污水阀(813)为电磁控制阀。
3.根据权利要求1所述的大流量连续排放污水处理系统，其特征在于：所述污水收集池(1)被分隔为若干污水仓，每一污水仓中均设置有收集池曝气器(2)，每一收集池曝气器(2)均连向收集池曝气泵(14)。
4.根据权利要求1所述的大流量连续排放污水处理系统，其特征在于：所述单元粉碎泵(808)经粉碎泵后阀(811)连向返送总管(4)，该粉碎泵后阀(811)为电磁控制阀。
5.根据权利要求1所述的大流量连续排放污水处理系统，其特征在于：所述单元曝气器(809)与单元曝气泵(814)相连通，所述絮凝正负电极(803)与絮凝电源(801)相互电连接。
6.根据权利要求1所述的大流量连续排放污水处理系统，其特征在于：所述污水处理单元(8)的处理器本体(812)上安装有单元取样阀(802);所述污水处理单元(8)内设置有加热器器;所述净水总管(10)的出水端依次串接有消毒器(13)和排放流量计(12)。
7.一种应用于权利要求1所述污水处理装置的污水处理方法，其特征是该污水处理方法包括以下步骤：
(1)、将污水收集至污水收集池，并对污水收集池中的污水进行曝气充氧，使活性污泥消解污水中的有机物;
(2)、将污水收集池中经曝气后的污水分别泵送至各个污水处理单元，使污水处理单元中的污水达到高水位时停止泵送;
(3)接通污水处理单元中絮凝正负电极的电源，并对污水处理单元中的污水进行曝气充氧;
(4)、在电絮凝和曝气充氧后，首先停止对第一污水处理单元的曝气充氧，停止曝气充氧10—30分钟后，启动与该污水处理单元对应的单元萃取真空泵，通过单元滤膜组萃取清水，当污水处理单元水位到达设定低位时，单元萃取真空泵停止工作，对应的单元污水阀打开向该污水处理单元输入污水，并再次对第一污水处理单元进行曝气充氧;
(5)、在第一污水处理单元的单元萃取真空泵停止工作前的10—30分钟，停止第二污水处理单元的曝气充氧，在第二污水处理单元停止曝气充氧10—30分钟后，启动对应单元萃取真空泵并通过单元滤膜组萃取清水，当第二污水处理单元水位到达设定低位时，单元萃取真空泵停止工作，对应的单元污水阀打开向该污水处理单元输入污水，并再次对第二污水处理单元进行曝气充氧;第一污水处理单元萃取净水结束，第二污水处理单元恰巧开始萃取清水;
(6)、如此循环，依次进行各污水处理单元的萃取清水，并将萃取清水输送至清水总管，在清水总管中形成连续的萃取水流;
(7)、将清水总管中的清水经消毒处理后形成净水排放。
8.根据权利要求7所述的大流量连续排放污水处理系统，其特征在于：将所述污水处理单元中的沉淀物定期返送至污水收集池。
9.根据权利要求7所述的大流量连续排放污水处理系统，其特征在于：所述消毒处理方法为紫外线消毒、臭氧消毒或充氯消毒。
10.根据权利要求7所述的大流量连续排放污水处理系统，其特征在于：所述污水处理单元停止曝气充氧20分钟后，再启动单元粉碎泵20秒把沉淀污泥泵送到污水瀑气池后，通过单元滤膜组萃取清水。
说明书
大流量连续排放污水处理系统及其污水处理方法
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，尤其涉及用来收集处理点源生活污水的污水处理装置，如对生活污水收集船、城市乡镇生活污水池进行污水处理的装置。本发明还涉及应用该处理装置进行污水处理的方法。
背景技术
生活污水是人类生产生活过程中所产生的污水，它主要有粪便和各种洗涤污水，含有大量的有机物，如纤维素、淀粉、糖类等，也含有病原菌、病毒和寄生虫卵，是水体的主要污染源。生活污水的无序排放不仅加剧了水资源的短缺，而且直接影响到人们的生存环境并带来水体恶化，己成为经济发展和人们生活质量提高的严重障碍，人们面临着资源性和水质性双重缺水的严峻考验。
点源式生活污水具有面广量大，分布广泛不便集中处理的特点。如航行于内陆江海湖泊的船舶所产生的生活污水，是内陆水资源的主要污染源;海洋工程装备及远洋船舶生活污水的排放则严重影响海洋环境;城市乡镇各种分散式生活污水不仅污染了水资源，而且对人们的生存环境造成了严重的负面影响。这些点源式的生活污水由于具有分散不便集中的特点，往往只作简单处理或根本不作任何处理就直接排放，给环境造成了非常直接和严重的危害。目前将这些点源污水进行收集处理又缺乏大流量和高效的处理设备和处理方法。
目前最为先进高效的污水处理技术主要是膜生物反应器(MBR)，它由膜分离技术与生物反应技术相结合而形成的一种生化反应系统，其实质是生物降解与膜分离相互影响、共同作用的过程，它利用微生物对水中生物降解有机污染物进行转化，使之生成对环境无害的二氧化碳和水，同时截留生化反应物，具有固液分离率高、有机污染物降解效率高、剩余污泥少等优势。但其也存在一些不足：首先膜生物反应器采用序批式污水处理工艺，处理水为间隙式排放。一是处理量十分有限，仅适于对有限量污水的处理，明显不适应对大量收集污水的高效处理，二是接触氧化池受到空间体积的限制，生化反应不充分，加大了后道的处理负担，使整个处理效率受到直接影响。再者膜生物反应器膜磷效果不理想。由于在MBR反应器中有机物的消化降解依赖于对活性污泥进行充氧曝气，但脱氮除磷过程中的反硝化作用需要缺氧环境，而曝气作用对反硝化有着很大的影响，因此对于总氮的处理效果不尽人意，也由于充氧曝气过程的存在，事实上膜生物反应器中无法形成绝对的厌氧条件，这对释磷过程十分不利，即使采用间隙式曝气方法，对于磷的去除效果也不很理想。还有膜生物反应器中污泥活性降低。膜生物反应器能有效地截留反应器中的活性污泥，从而获得较高的污泥浓度，进而降低污泥产出率，减少反应器体积，然而这种工艺方法也使得污泥龄过长，不可避免地引起污泥菌体细胞活性的降低，具有污泥停留时间越长、污泥活性越低的趋势。因此，现有独立式生活污水处理装置污水处理量十分有限，不能实现连续式处理水排放，且处理效率也受到空间和处理工艺的限制，难以满足对大量收集污水的高效率、大流量连续处理。
发明内容
针对现有技术所存在的上述不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种大流量连续排放污水处理系统，它不仅处理效率高，能有效增强污泥菌体细胞活性，强化和稳定脱氮除磷效果，而且能够满足对污水收集设施的大处理量要求，实现处理水的连续排放。本发明另一要解决的技术问题是提供一种应用于该处理装置的污水处理方法。
为了解决上述技术问题，本发明的大流量连续排放污水处理系统，包括污水处理单元，所述污水处理单元有若干个，该若干个污水处理单元相互并联于污水总管和清水总管之间;每一污水处理单元均包括有处理器本体，在处理器本体内设置有絮凝正负电极、单元曝气器和单元滤膜组，单元滤膜组经单元萃取真空泵连向清水总管;所述污水处理单元经单元污水阀与污水总管相连通，污水总管的进口端经污水输送泵与污水收集池相连通;在污水收集池内设置有收集池曝气器，该收集池曝气器通过收集池曝气管与收集池曝气泵相连通;每一污水处理单元还通过与其对应的单元粉碎泵连向返送总管，该返送总管出口端连向污水收集池。
优选地，所述单元污水阀为电磁控制阀。
优选地，所述污水收集池被分隔为若干污水仓，每一污水仓中均设置有收集池曝气器，每一收集池曝气器均连向收集池曝气泵。
优选地，所述单元粉碎泵经粉碎泵后阀连向返送总管，该粉碎泵后阀为电磁控制阀。
优选地，所述单元曝气器与单元曝气泵相连通，所述絮凝正负电极与絮凝电源相互电连接。
优选地，所述污水处理单元的处理器本体上安装有单元取样阀;所述污水处理单元内设置有加热器器;所述净水总管的出水端依次串接有消毒器和排放流量计。
本发明应用于上述大流量连续排放污水处理系统的污水处理方法，该污水处理方法包括以下步骤：
(1)、将污水收集至污水收集池，并对污水收集池中的污水进行曝气充氧，使活性污泥消解污水中的有机物;
(2)、将污水收集池中经曝气后的污水分别泵送至各个污水处理单元，使污水处理单元中的污水达到高水位时停止泵送;
(3)接通污水处理单元中絮凝正负电极的电源，并对污水处理单元中的污水进行曝气充氧;
(4)、在电絮凝和曝气充氧后，首先停止对第一污水处理单元的曝气充氧，停止曝气充氧10—30分钟后，启动与该污水处理单元对应的单元萃取真空泵，通过单元滤膜组萃取清水，当污水处理单元水位到达设定低位时，单元萃取真空泵停止工作，对应的单元污水阀打开向该污水处理单元输入污水，并再次对第一污水处理单元进行曝气充氧;
(5)、在第一污水处理单元的单元萃取真空泵停止工作前的10—30分钟，停止第二污水处理单元的曝气充氧，在第二污水处理单元停止曝气充氧10—30分钟后，启动对应单元萃取真空泵并通过单元滤膜组萃取清水，当第二污水处理单元水位到达设定低位时，单元萃取真空泵停止工作，对应的单元污水阀打开向该污水处理单元输入污水，并再次对第二污水处理单元进行曝气充氧;第一污水处理单元萃取净水结束，第二污水处理单元恰巧开始萃取清水;
(6)、如此循环，依次进行各污水处理单元的萃取清水，并将萃取清水输送至清水总管，在清水总管中形成连续的萃取水流;
(7)、将清水总管中的清水经消毒处理后形成净水排放。
优选地，将所述污水处理单元中的沉淀物定期返送至污水收集池。
优选地，所述消毒处理方法为紫外线消毒、臭氧消毒或充氯消毒。
优选地，所述污水处理单元停止曝气充氧20分钟后，再启动单元粉碎泵20秒把沉淀污泥泵送到污水收集池后，通过单元滤膜组萃取清水。这样定时将污水处理单元的少量电絮凝液补充入污水收集池，使活性污泥的活性更强，消解污水中的有机物更快。
本发明与现有技术相比的显著区别主要有：在污水总管和清水总管之间并联有若干个污水处理单元，且该若干个污水处理单元依序工作形成连续排水;污水处理单元中同时设置了絮凝正负电极、单元曝气器和单元滤膜组，形成了电絮凝技术、生物处理技术、膜分离技术的综合处理系统;与若干污水处理单元相连通污水收集池，实现大容积收集来至各种点源的污水，各污水处理单元的处理沉淀物能通过返送总管适时地返送至污水收集池，强化了处理效果。因此，本发明与现有技术相比具有如下显著的优点：
本发明能实现大排量连续污水处理。本发明中由于在污水总管和清水总管之间并联有若干个污水处理单元，使得各污水处理单元同时工作，依顺排放处理清水，实现了处理水的连续排放;并且多个污水处理单元的同时工作，又成倍地提升了整个污水处理装置的处理容量和处理效率，而且各污水处理单元的工作过程独立进行不相互干扰，克服了单个处理装置的间隙工作，序批排水的不足。更由于采用多个污水处理单元，单元处理装置的处理效率容易得到控制，污水处理水质能够得到充分保证，而且单元处理装置的污水处理状况不会影响整个工作系统的处理质量水平，系统处理效率稳定。
本发明具有较好的脱氮除磷效果。由于本发明的污水处理单元设置有絮凝正负极、单元曝气器及单元滤膜组，通过综合处理技术强化了单元的污水处理效果。絮凝正负极所形成的电絮凝在外电场作用下可溶性金属阳极产生大量的阳离子和污水水体中的悬浮物絮凝沉淀，电絮凝在此过程中通过对污染物的吸附聚集、压缩絮凝、以及污染物与水的分离沉淀，实现对水体中污染物的净化去除效果。由于在反应器中产生了独特的絮凝环境，一方面电极金属失去电子而生成金属离子与反应器污水中的磷酸根离子发生絮凝作用而生成沉淀去除物，另一方面金属离子由于发生水解作用而生成高价聚合离子絮体网，具有极强的综合吸附水中污染物和悬浮物的作用，从而具有极好的固磷固氮作用。再者电絮凝作用通过增强生物反应系统、膜分离系统中活性污泥菌体细胞的活性，改善污水中活性污泥的聚集密度，以及污水中污染物和悬浮物的絮凝聚集、吸附分离，强化生物反应系统、膜分离系统中对有机物的生物降解和固磷作用，抑制和弥补了膜生物反应器在污水处理中所存在的污泥活性不足。尤其是电絮凝步骤和工艺结构处于生物反应系统和膜分离系统之中，使电絮凝作用于污水处理流程的高浓度污水中，而不是作用于经膜生物反应系统处理的低浓度污水中，强化了电絮凝的絮凝作用和脱氮除磷效率，既减轻了膜生物反应器的脱氮除磷负担，又使膜生物反应系统的优势得以强化和充分发挥。处理水的连续排放，连续排放的处理水满足了国际标准MEPC227(64)。
本发明强化了前道缓冲和生化作用效果。由于本发明设置了大容积的污水收集池，首先污水收集池具有极好的缓冲作用，污水收集池通过污水总管与各污水处理单元相连通，从而阻隔了不均匀生活污水流量突变对处理单元的冲击，而这种突变流量所带来的冲击会严重破坏处理单元的电絮凝和生化作用，因此，本发明能确保处理单元的均衡、平稳工作，使处理单元能持续保持高效工作状态;又由于在污水收集池中设置了收集池曝气器，污水中大量的有机物在污水收集池中通过生化作用被消解，收集池曝气器不断地向污水收集池中通入空气，池内存在着依靠溶解氧来消解有机物的好氧菌，使大部分污水中所含的碳、氧、氢和氮等元素成份被转化成二氧化碳和水，并生成新的细胞。这种强化的前道生化消解工艺，减轻了处理单元的负担，更容易保证处理水质指标。污水收集池不仅能大容量地贮存来至点源的污水，具有良好的蓄纳作用，而且污水在收集池中还可以先进行厌氧处理，再进行好氧处理，或者进行厌氧和好氧的交替处理，便于强化对污水的生化消解作用。
本发明有利于实现沉淀固体物的零排放。由于在每一污水处理单元中还通过返送总管与污水收集池相连通，这种污水处理单元经较长时期所产生的少量絮凝沉淀物仍然返送到污水收集池中进行循环消解处理，使污水中的有机物全部消解为对环境友好的二氧化碳等气体和水。定期对处理单元中沉淀物返送清理，也优化了处理单元的生化环境、电絮凝环境和滤膜工作环境，确保了污水处理单元的稳定、高效运行。