申请日2012.08.31
公开(公告)日2013.03.20
IPC分类号C02F9/14
摘要
本发明涉及一种零排放的小区污水资源化处理装置,经本装置处理后的水质可到达回用要求。本发明装置由生化处理系统、物化处理系统、消毒系统和生物除臭系统组成。生化处理系统由格栅、调节池、提升泵、曝气生物滤池依次通过管路连接组成。曝气生物滤池内设有填料，填料装填高度1-2米。物化系统由中间水池、石英砂过滤器和活性炭过滤器组成。消毒系统包括消毒池和二氧化氯发生器，消毒池内接触时间2min。调节池内污水所产生的臭气经收集后被生物除臭系统吸附降解。本发明装置充分发挥生物处理工艺的优势，同时尽量减少了物化处理费用，设备简单，运行费用低，是一项针对小区污水处理和回用的实用可行技术。
权利要求书
1.一种零排放的小区污水资源化处理装置，其特征在于由所述的生化处理系统、物化处理系统、消毒系统及生物除臭系统组成，各系统之间通过管路连接:
(1)所述生化处理系统由格栅、调节池、提升泵及曝气生物滤池依次通过管路连接组成。
2.(2)所述物化处理系统由中间水池和活性炭过滤器组成。
3.(3)所述消毒系统包括消毒池和二氧化氯发生器，需消毒原水通过管路进入消毒池，与二氧化氯发生器提供的二氧化氯溶液进行接触，接触时间2min，达到消毒目的。
4.如权利要求1所述由格栅、调节池及曝气生物滤池所组成的生化处理系统采用埋地设计，格栅置于调节池的污水入流端。
5.如权利要求1所述处理装置的曝气生物滤池内设有填料，填料装填高度1-2米。
6.如权利要求1所述处理装置的石英砂过滤器前设投药系统，投加少量絮凝剂可以获得更为优质的出水，同时也可以获得更好的除磷效果。
7.如权利要求1所述处理装置的投药系统包括加药单元和快速配药混合单元。
8.其中加药单元主要加注絮凝剂，采用直接投加。
9.快速配药混合单元采用混合池，内设搅拌机，转速为260-300rpm,加药泵从混合池提升药液直接注入石英砂过滤器的进水前端，并通过道混合器的水力混合作用与原水充分混均。
10.如权利要求1所处理装置采用长污泥停留时间运行，最佳工况匹配如下：曝气生物滤池：HRT=1.5-2h,BOD5负荷=3-6 kgBOD5/m3/d;石英砂过滤器：滤速v=8-12m/s,活性炭过滤器滤 速v=8-10m/s，消毒池接触时间2min。
说明书
一种零排放的小区污水资源化处理装置
技术领域
本发明属于污水处理与资源化技术的领域，特别涉及一种零排放的小区污水资源化处理装置,处理后的水质可到达不同的回用要求。
背景技术
我国水资源人均占有量不足2200m3，仅为世界平均水平的1/4，是美国的20%，俄罗斯的15%。全国每年缺水近400亿m3，全国660多座城市中有400多座城市面临缺水问题，城市、工业年缺水近60亿m3，农业每年因旱减产粮食280多亿公斤。随着中国工业化和城市化进程的快速推进，城市的缺水现象更加严重。同时，随着国家经济的飞速发展，城市规模不断向周围扩展。在众多城市的边缘地区以及旅游景区出现了新的建筑小区，有宾馆、住宅、学校、休闲娱乐设施、医院等。由于小区位置分散，若全部污水依靠城市污水厂处理，收集输送难度较大,小区的污水若都就近排入地面水体，会污染了周围环境，特别是有些旅游景点，地面水体水质恶化，与周围环境极不协调。另外，小区绿化、水景等引起用水量不断加大，使城市供水能力显得不足，造成我国水资源危机日益严重。为了缓解水资源危机，针对居民小区污水状况及杂用水要求，建立小区污水处理站，将污水处理达标后作为杂用水回用于小区，这是解决现有生活污水排放污染及及解决用水不足问题行之有效的手段
生活污水是一种稳定的水资源，小区的生活污水经过适当处理后，不仅可以为水资源匮乏地区提供了新的“水源”，即使对水源丰沛的地区,也可以起到防治污染的作用，减轻城市下水管网和污水处理的压力，具有很好的社会效益和经济效益。
但目前常用的污水处理和中水制备方法大多是建造大型污水处理厂或污水处理装置，而缺少适用于社区、园区、楼宇乃至家庭的污水处理技术与设备。
小区生活污水处理及回用工艺是在传统的城市污水处理工艺的基础上起来的，多采用生物处理+物化处理工艺。对于生物处理单元，通常采用活性污泥法或生物膜法，虽然这些技术较成熟，但活性污泥法对冲击负荷适应能力差,易发生污泥膨胀,处理构筑物多，占地面积大,基建投资和运行费用高,管理复杂等，不适宜小区污水处理。生物膜法具有抗冲击负荷、适宜中小水量等优点，但其负荷较低，投资高，其中，生物接触氧化是应用最广泛的方法，主要优点是停留时间短、易挂膜，尤其适合设备化，埋地建设倍受用户青睐，但由于维修管理及设备防腐等方面的问题，近年来应用受到限制。对于物化处理，主要采用混凝沉淀+ 过滤+消毒处理，具有占地面积小，异味小等优点，但运行管理复杂，投资和运行成本高。近年新兴的膜生物反应器虽可省去二沉池和砂滤池，但由于膜材料价格昂贵，使膜生物反应器的投资成本及运行费用都较高。因此开发经济高效的污水处理与回用方法仍然是很必要的。
本发明针对小区中水处理常用技术存在的缺陷和不足，以及城市用水量剧增，对中水回用量以及回用用途激增等现状，综合活性污泥法和生物膜法的优势，提出一种零排放的小区污水资源化处理技术，并在此技术的基础上开发发明一种零排放的小区污水资源化处理装置，通过负荷匹配实现生化-物化联合调控优化组合，对小区污水进行有效稳定的处理并回用。
发明内容
本发明的目的在于开发一种零排放的小区污水资源化处理装置。该装置具有投资少、占地面积小、运行费用低、管理方便的特点，适合于小型化、商品化和定型化。
本发明提出的一种零排放的小区污水资源化处理装置由生化处理系统、物化处理系统、消毒系统及臭气处理系统组成，各系统之间通过管路连接。
所述生化处理系统由格栅、调节池、提升泵及曝气生物滤池依次通过管路连接组成。其中格栅、调节池可以合建，可以将格栅置于调节池的污水入流端，主要作用是去除大块悬浮物和固体颗粒，调节水量水质。调节池内设提升泵，用于将调节后的水提升至曝气生物池。曝气生物滤池是集好氧或缺氧的生物降解和过滤为一体的污水处理工作单元，具有去除SS、COD、BOD、硝化、脱氮、降磷的作用。其特点是在一级强化处理的基础上集生物氧化与过滤于一体，节省了二次沉淀池，其容积负荷大，水力停留时间短，基建投资少，出水水质好，能源消耗低，运行费用省。
所述由格栅、调节池及曝气生物滤池组成的生化系统采用埋地设计，格栅置于调节池的污水入流端、调节池采用密闭设计，臭气收集后进入生物除臭系统。
所述生物除臭系统采用生物滤池技术除臭，气体接触停留时间30s。
所述曝气生物滤池内设有填料，填料装填密度为20%-30%(体积比)，填料装填高度1-2米。填料不仅起到过滤作用，而且其表面附着生物膜，能提高系统的生物量，尤其是为生长缓慢的硝化细菌提供了附着表面，有效提高系统的内的硝化菌数量，同时，填料生物膜内部的缺氧或厌氧环境为反硝化菌和聚磷菌提供了合适的生长环境，进而提高系统的脱氮除磷效果。
所述物化系统采用石英砂过滤器-活性炭过滤器所组成的过滤吸附工艺，由中间水池、石英砂过滤器和活性炭过滤器组成。其中中间水池的作用主要是缓冲作用，内设中间提升泵，污水依次经过石英砂过滤器和活性炭过滤器，去除细小悬浮物和部分有机物后进入清水池，短暂停留后进入消毒系统。
所述石英砂过滤器前设投药系统，包括加药单元和快速配药混合单元。其中加药单元主要加注絮凝剂，采用直接投加。快速配药混合单元采用混合池，内设搅拌机，转速为260-300rpm,加药泵从混合池提升药液直接注入石英砂过滤器的进水前端，并通过道混合器的水力混合作用与原水充分混均。
所述消毒系统包括消毒池和二氧化氯发生器，需消毒原水进入消毒池，与二氧化氯发生器提供的二氧化氯溶液进行接触，接触时间2min，达到消毒目的。消毒后的水可以通过变频泵直接供给用户用于冲厕或杂用。
所述零排放的小区污水资源化处理装置在运行过程所产生的少量剩余污泥、设备排污及过滤器反冲洗水均收集进入调节水池，进入系统，达到零排放。
本发明装置经效能优化形成的负荷匹配关系，可实现生化处理+物化处理联合调控优化组合。
所述系统的最佳工况匹配如下：曝气生物滤池：HRT=1.5-2h, BOD5负荷=3-6 kgBOD5/m3/d;石英砂过滤：滤速v=8-12m/s,活性炭过滤滤速v=8-10m/s，消毒池接触时间2min。
本发明提出的处理装置和工作过程如下：
第一步：小区污水通过曝气生物滤池的生化处理工艺段，去除大部分的COD,SS,TN,TP等污染物;
第二步：生化处理出水进入中间水池，由提升泵提升，依次进入石英砂过滤器和活性炭过滤器，进一步去除SS，COD及TP等污染物，经消毒后既达到城市杂用水水质标准;
本发明的优点如下：
1、本发明适用于小区污水处理并回用，本系统充分发挥生物处理工艺的优势，同时尽量减少了物化处理费用。由于该组合工艺受水质影响小，设备简单，运行费用低，是一种基于小区污水处理和回用的实用可行技术的小区污水处理与资源化装置。
2、本发明具有高效节能、全自动控制，操作简单，维护方便，出水水质稳定可靠，出水可回用于冲厕、浇花、养鱼及建筑施工用水等，特别适用于水质性缺水和水资源紧缺地区以及生态旅游风景区、各类中小型生活污水处理、中水回用、节能节水零排放工程等。