申请日2012.08.13
公开(公告)日2012.11.14
IPC分类号C02F9/14
摘要
高效低能耗城镇生活污水处理系统，其包括强化预处理部分、射流式曝气生物滤池部分和复合式生物接触氧化池部分，采用多级缺氧—厌氧—好氧—沉淀—过滤，污水先经强化预处理部分缺氧—厌氧处理，可去除降解大部分有机污染物并提高了污水的可生化性，再经射流式曝气生物滤池部分好氧—缺氧—厌氧—沉淀—过滤处理，去除大量的有机污染物、氨氮和磷酸盐，再由复合式生物接触氧化池部分好氧—缺氧—厌氧—沉淀—过滤处理，并去除降解污水中剩余的部分有机污染物，从而提高了整个生活污水的污染物去除率。本系统占地少、投资小、运行成本低、维护管理简便且污水净化处理后达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级标准A标准。
权利要求书
1.高效低能耗城镇生活污水处理系统，其包括强化预处理部分、射流式曝气生物滤池部分和复合式生物接触氧化池部分;其特征在于：
所述强化预处理部分包括依次通过管道连接的格栅池、调节池、缺氧池、厌氧池和混合液池;所述调节池内安装有污水提升泵;混合液池内安装有一套或一套以上的低压循环提升泵，所述混合液池进水口与厌氧池、射流式曝气生物滤池部分的SBR曝气池相通;混合液池内设置混合液回流出水口，与调节池连接;所述混合液池内还设置有连接缺氧池的混合液回流支管，污水经低压循环提升泵循环提升一部分污水通过混合液回流支管进入缺氧池，污水循环脱氮除磷处理，一部分污水通过混合液提升主管进入后续射流式曝气生物滤池部分的高负荷生物滤池继续处理;
所述射流式曝气生物滤池部分包括依次通过管道连接的高负荷生物滤池、自吸式射流曝气器和SBR曝气池;所述高负荷生物滤池的进水口连接混合液池的低压循环提升泵的混合液提升主管，高负荷生物滤池底部设置集水槽，并通过射流主管连接自吸式射流曝气器，所述自吸式射流曝气器连接SBR曝气池，SBR曝气池两侧设置污泥自动回流设备，SBR曝气池与混合液池的进水口由混合液连通口连通，SBR曝气池内的含活性污泥的污水不断进入混合液池，由混合液池内设置的低压循环提升泵提升进入高负荷生物滤池，污水经高负荷生物滤池处理后又进入SBR曝气池，往复循环，周而复始;
所述复合式生物接触氧化池部分包括依次通过管道连接的一级生物接触氧化池、一级复合式生物滤池、二级生物接触氧化池、二级复合式生物滤池;所述一级生物接触氧化池的进水与所述SBR曝气池的出水连接，SBR曝气池出水口与生物接触氧化池进水口之间设置流量控制阀。
2.根据权利要求1所述处理系统，其特征在于所述厌氧池有至少两级，均采用折流式厌氧反应器(ABR+F)。
3.根据权利要求1或2所述处理系统，其特征在于所述缺氧池内底部设置安装布水器，缺氧池顶部设置出水堰板和水槽。
4.根据权利要求1或2所述处理系统，其特征在于所述高负荷生物滤池顶部设置混合液布水槽，布水槽底部设置有均匀分布的布水管，布水管下方安装有溅水板，溅水板下方装有复合生物填料;所述高负荷生物滤池底部安装有气体连通管，中部安装有溢流管。
5.根据权利要求1或2所述处理系统，其特征在于所述射流式曝气生物滤池部分，其中高负荷生物滤池设置在上端，自吸式射流曝气器设置在中部，SBR曝气池及污泥自动回流设备设置在下端。
6.根据权利要求5所述系统，其特征在于所述WMF污泥自动回流设备内装有除磷生物填料，还设置有出水堰板和水槽。
7.根据权利要求1或2所述处理系统，其特征在于所述一级和二级生物接触氧化池内安装有曝气器和鼓风机。
8.根据权利要求1或2所述处理系统，其特征在于所述一级和二级生物接触氧化池的进水口在上端，出水口在下端，一级和二级复合式生物滤池进水口在底部，一级和二级生物接触氧化池内安装有曝气装置;所述一级和二级复合式生物滤池内装有生物填料，并设置出水堰板，一级复合式生物滤池设置水槽，二级复合式生物滤池内设置生物氧化管，一级和二级复合式生物滤池完成生物接触氧化池混合液的泥水分离，同时污泥自动回流到一级和二级生物接触氧化池内。
9.根据权利要求8所述处理系统，其特征在于所述一级、二级生物接触氧化池池底设排泥主管、排泥阀门和排泥出泥管，连接污泥干化池，所述污泥干化池装有污泥干化滤料，污泥干化池的干化滤液出管连接调节池。
10.根据权利要求9所述处理系统，其特征在于所述一级、二级生物接触氧化池内的溶解氧浓度控制在2.0～5.0mg/L;
污水在一级、二级生物接触氧化池内的停留时间9～12小时，优选10.8小时;
污水在一级复合式生物滤池内的停留时间1～3小时，优选2小时;
污水在二级复合式生物滤池内的停留时间2～4小时，优选3小时;
风机工作时间为8～16小时，优选12小时，由时间继电器控制，运行30分钟，停机30分钟。
说明书
高效低能耗城镇生活污水处理系统
技术领域
本发明涉及环境保护领域，尤其是涉及一种高效低能耗城镇生活污水处理系统。
背景技术
中华人民共和国住房和城乡建设部编制了东北、华北、东南、中南、西南、西北等地区农村生活污水处理技术指南(试行)，于2010年09月21日颁布了《关于印发分地区农村生活污水处理技术指南的通知》(建村[2010]149号)文件。技术指南就不同的地区选择了东北技术：化粪池、厌氧生物膜池、生物接触氧化池、土地渗滤、人工湿地、稳定塘;华北技术：化粪池、污水净化沼气池、普通曝气池、序批式生物反应器(SBR)、氧化沟、生物接触氧化池、人工湿地、土地处理、稳定塘;东南技术：化粪池、厌氧生物膜池、沼气池、生物接触氧化池、氧化沟、人工湿地、生态滤池、土地渗滤;中南技术：化粪池、厌氧生物膜反应池、生物接触氧化池、氧化沟、人工湿地、稳定塘、土地渗滤、生物浮岛;西南技术：化粪池、沼气池、厌氧生物膜池、生物接触氧化池、生物滤池、氧化沟、人工湿地、土地渗滤;西北技术：化粪池、污水净化沼气池、厌氧生物膜池、生物接触氧化池、氧化沟、人工湿地、稳定塘、土地渗滤。
建设部、国家环境保护总局和科学技术部联合颁布了《城市污水处理及污染防治技术政策》(建成[2000]124号 2000-05-29实施)文件，文件中总则明确：鼓励城市污水处理的科学技术进步，积极开发应用新工艺、新材料和新设备。污水处理工艺中要求：一级强化处理工艺选用物化强化处理法、AB法前段工艺、水解好氧法前段工艺、高负荷活性污泥法等技术。二级处理工艺日处理能力在10万立方米以下的污水处理设施，可选用氧化沟法、SBR法、水解好氧法、AB法和生物滤池法等技术，也可选用常规活性污泥法。二级强化处理工艺是指除有效去除碳源污染物外，且具备较强的除磷脱氮功能的处理工艺。日处理能力在10万立方米以下的污水处理设施，除采用A/O法、A/A/0法外，也可选用具有除磷脱氮效果的氧化沟法、SBR法、水解好氧法和生物滤池法等。
国务院办公厅关于印发“十二五”全国城镇污水处理及再生利用设施建设规划的通知(国办发〔2012〕24号)：《规划》以提升我国城镇生活污水处理及再生利用能力和水平为总体目标，明确了“十二五”期间的建设任务，提出了保障《规划》实施的具体措施，是指导各地加快城镇污水处理设施建设和安排政府投资的重要依据。《规划》范围包括全国所有地区的设市城市、县城及建制镇(港澳台地区除外)。
由此可见，城镇生活污水处理已经迫在眉睫，研发适用于全国各地区的城镇生活污水处理技术势在必行。
目前，全国大部分地区，尤其是三峡库区已经建成的许多城镇生活污水处理厂，其污水处理技术大都是采用以上两种或两种以上的处理工艺，如强化预处理+人工湿地或人工快渗工艺技术。通过对全国各地数十座类似污水处理厂运行状况的调查了解，大部分污水处理厂建成后因市政管网未完善且管网雨污混流等原因，导致污水收集率较低，营运初期，效果明显，随着污水处理厂营运时间和污水收集率的增加，污水中污染物的去除效果并没有达到预期的目的，部分污水处理厂处于停运或荒废状态。另外，如以人工湿地和人工快渗技术为主的城镇污水处理厂的综合营运成本已经大大超过了预期，成为当地行政主管部门的负担。
实践证明，以上技术如人工湿地或人工快渗工艺存在如受气候温度条件影响较大、容易产生堵塞现象、易受水力负荷及污染负荷影响的问题。
为了解决以上问题，研究人员陈静等人采用了两种填充深度(60cm和40cm) 的人工复合生态床对滇池地区低浓度农村生活污水进行了处理试验研究，施春雨等采用传统的气浮─生化技术与人工湿地相结合的联合处理工艺，对某采油厂采油废水进行了处理试验。很多学者已在传统人工湿地的基础上提出了一些改进的方法，如在传统潜流湿地的基础上，提高水流曲折性，改用波形方式的流态，使污水反复多次地经过土壤基质。从而增强了吸附、沉淀的效果。更为有效地提高污染物的去除效果，采用多级串联的表面流人工湿地。建造按一定面积比例分配的、多级的表面流+潜流组合人工湿地。WH ITE等采用二级潜流式人工湿地系统并在第二级湿地前设置不饱和区域和出水回流，以加强氨氮的去除。
以上措施，并不能有效地彻底解决城镇污水处理厂的技术问题，反之增加了处理工艺的复杂性，增大了维护管理营运成本。
随着经济的发展、城市扩大、城镇化率提高、人口增加，生活污水量在逐渐加大，控制生活污水污染，开发一种经济、适用且适合中国国情的城镇生活污水处理装置，具有重要的意义。
发明内容
本发明的目的是克服现有城镇生活污水处理技术的不足，提供一种高效低能耗城镇生活污水处理系统，将污水厌氧处理新技术、活性污泥法及生物膜法好氧处理新技术有机地结合起来，实现占地少、投资小、运行成本低、维护管理简便且污水净化处理后达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级标准A标准。
本发明的技术方案如下：
高效低能耗城镇生活污水处理系统由包括依次连接的进水管、格栅池、调节池、缺氧池、厌氧池、混合液池、高负荷生物滤池、SBR曝气池、一级生物接触氧化池、一级复合式生物滤池、二级生物接触氧化池、二级复合式生物滤池、消毒池、明渠流量池、监测井，上述各反应单元通过管道连接。
它们分成三个部分：一是强化预处理部分、二是射流式曝气生物滤池部分、三是复合式生物接触氧化池部分。
强化预处理部分由格栅池、调节池、污泥干化池、提升泵、缺氧池、厌氧池、混合液池、循环提升泵组成。格栅池、调节池、缺氧池、厌氧池和混合液池通过管道依次连接。所述调节池内安装有污水提升泵;混合液池内安装有一套或一套以上的低压循环提升泵，所述混合液池进水口与厌氧池、SBR曝气池相通;混合液池内设置混合液回流出水口，混合液回流出水口与调节池连接;所述混合液池内还设置有连接缺氧池的混合液回流支管，污水经低压循环提升泵循环提升通过混合液回流支管进入缺氧池，污水循环脱氮除磷处理。
射流式曝气生物滤池部分包括依次通过管道连接的高负荷生物滤池、自吸式射流曝气器、SBR曝气池;所述高负荷生物滤池的进水口连接混合液提升主管，高负荷生物滤池底部设置集水槽，并通过射流主管连接自吸式射流曝气器，所述自吸式射流曝气器连接SBR曝气池，SBR曝气池两侧设置污泥自动回流设备，SBR曝气池与混合液池由混合液连通口连通。SBR曝气池内的含活性污泥的污水不断进入混合液池，由混合液池内设置低压循环提升泵提升进入高负荷生物滤池，污水经高负荷生物滤池处理后又进入SBR曝气池，往复循环，周而复始。
复合式生物接触氧化池部分由风机、一级生物接触氧化池、一级复合式生物滤池、滗水器、二级生物接触氧化池、二级复合式生物滤池、WY生物氧化管、消毒设备、消毒池、明渠流量池、流量计、监测井组成。一级生物接触氧化池、一级复合式生物滤池、二级生物接触氧化池、二级复合式生物滤池依次通过管道连接，一级生物接触氧化池的进水与所述SBR曝气池的出水连接。所述复合式生物接触氧化池由改良型生物接触氧化法和生物滤池结合起来的工艺，该工艺的主要特点是在具有CASS工艺的特征的同时，又具有污泥自动回流、污水净化过滤的功能，节省了二次沉淀池。
所述的格栅池由进水管、集水井与人工格栅或机械格栅组成，由已知技术实现。
所述的调节池内安装有污水提升泵，实现提升的同时剩余回水对调节池进行水力搅拌，防止污泥积累，可由已知技术实现。
所述的缺氧池内安装布水器、出水堰板、水槽，后续好氧处理系统中的硝化液或污泥回流到缺氧池内。
所述的厌氧池由一格或多格组成，反应器安装有生物填料、出水堰板、水槽。
所述的混合液池内安装有低压循环泵。
所述的高负荷生物滤池由池体、布水槽、布水管、溅水板、生物填料、透气孔、溢流管、自吸式射流曝气器组成。
所述的高负荷生物滤池池体可以是方形的，也可以是圆形的。
所述的射流式曝气生物滤池的高负荷生物滤池在上端，自吸式射流曝气器在中部，SBR曝气池及WMF污泥自动回流设备在下端。
所述的SBR曝气池内装有活性污泥，池内安装了污泥自动回流设备。
所述的一级、二级生物接触氧化池内安装有曝气管、球形悬浮生物填料。
所述的一级复合式生物滤池内安装有生物填料、滗水器。
所述的滗水器由出水堰板、水槽组成。
所述的二级复合式生物滤池内安装有生物填料、生物氧化管。
所述的消毒设备可以是紫外线消毒设备或臭氧发生器，也可以是二氧化氯发生器或其他消毒设备。消毒剂的投加方式可以采用常规的任意一种。根据相关法律法规，余氯需要脱除。
所述的消毒接触池满足污水与消毒剂的有效接触。
所述的超声波明渠流量池内安装有流量计，可以用明渠超声波流量计或其他流量计。
高效低能耗城镇生活污水处理系统采用多级缺氧—厌氧—好氧—沉淀—过滤，污水先经强化预处理部分缺氧—厌氧处理，可去除降解大部分有机污染物并提高了污水的可生化性，再经射流式曝气生物滤池部分好氧—缺氧—厌氧—沉淀—过滤处理，去除大量的有机污染物、氨氮和磷酸盐，再由复合式生物接触氧化池部分好氧—缺氧—厌氧—沉淀—过滤处理，并去除降解污水中剩余的部分有机污染物，从而提高了整个生活污水的污染物去除率。
本发明与现有城镇生活污水处理装置相比较具有如下优点：
1、安全、稳定、可靠、自动化程度高。
2、占地少、投资小、运行费用低、低维护。
3、反应器内永远维持高浓度的微生物，确保有机污染物质的氧化分解。采用低压泵作为主设备，应用自吸式射流曝气器，确保了污水中溶解氧的供给。
4、低能耗、处理效率高、产泥量少、无污泥膨胀、固液分离效果好、装置容积小、脱氮除磷效果显著。
5、对水量、水质、水温变动有较强的适应性。
6、污水经装置处理后，出水可稳定达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级标准A标准。