申请日2009.12.28
公开(公告)日2010.12.29
IPC分类号C02F3/30; C02F9/14
摘要
本发明公开了一种生态敏感区污水处理方法及系统。该方法包括：用入口设有机械粗格栅的集水井去除污水中较大悬浮物，然后进入预处理池，粗格栅进一步去除悬浮物，然后隔油池去除动植物油与矿物油，最后进入调节池进行水量水质均衡;预处理后的污水进入厌氧池，同来自缺氧池的回流混合液混合;厌氧池出水与来自膜池的回流混合液混合进入缺氧池，然后出水进入好氧池;好氧池出水进入膜池，完成生物降解后通过膜过滤处理出水。本发明采用厌氧-缺氧-好氧-MBR联用，有较高的处理效率和稳定性，满足对污水中COD，BOD，TN，TP及油类的高效去除，出水满足一级A排放要求，也作为回用水源、环保、节约水资源，尤其适用于生态敏感区的农村生活污水与餐饮废水处理。
权利要求书
1.一种生态敏感区污水处理方法，其特征在于，包括步骤：
S1，预处理：使用入口设置有机械粗格栅的集水井(1)去除污水中较大的悬浮物，之后污水进入预处理池(2)，设置在预处理池(2)入口的粗格栅进一步去除污水中的悬浮物，然后采用隔油池去除污水中的动植物油和矿物油，最后污水进入调节池(3)进行处理;
S2，生物处理及污泥处理：预处理后的污水进入厌氧池(4)，在厌氧池(4)中同来自缺氧池(5)的回流混合液混合;厌氧池(4)出水与来自膜池(7)的回流混合液混合进入缺氧池(5)，同时实现混合液与污泥回流，缺氧池(5)出水进入好氧池(6);好氧池(6)出水进入膜池(7)，在膜池(7)完成生物降解以及负压条件下的过滤处理。
2.如权利要求1所述的生态敏感区污水处理方法，其特征在于，污水在集水井中的停留时间为1～2小时;污水在隔油池中的停留时间为2～4小时，且隔油池内设置带式撇油器;污水在调节池中的停留时间为8～16小时，且在调节池内设置搅拌机或在其底部布置穿孔管用于曝气。
3.如权利要求1所述的生态敏感区污水处理方法，其特征在于，所述机械粗格栅的栅条间距为20mm;所述粗格栅的栅条间距为5mm;在调节池(3)和厌氧池(4)之间设置细格栅，其栅条间距为0.5mm。
4.如权利要求1所述的生态敏感区污水处理方法，其特征在于，污水在厌氧池中的处理时间为2～4小时;在缺氧池中的处理时间为2～4小时;在好氧池中的处理时间为3～5小时，泥龄为15-25d;在好氧池内设置微孔曝气头，以便向好氧池供氧，微孔曝气头孔径为￠215，好氧池内的气水比为8∶1。
5.如权利要求1～4之任一项所述的生态敏感区污水处理方法，其特征在于，所述膜池为膜生物反应器，污水在所述膜生物反应器中的处理时间为3～5小时，其中的污泥浓度为2000～5000mg/L、气水比为20～30∶1、混合液回流比为500～150%;膜生物反应器的自吸泵运行时间为运行13min，停止2min，其鼓风机的切换时间为8小时、膜通量为10～20L/m2h。
6.一种生态敏感区污水处理系统，其特征在于，包括：依次连接的集水井(1)、预处理池(2)、厌氧池(4)、缺氧池(5)、好氧池(6)和膜池(7)，从集水井(1)来的污水经过预处理池(2)处理之后调节池，然后进入厌氧池(4)，在厌氧池(4)中污水同来自缺氧池(5)的回流混合液相混合;厌氧池(4)出水与来自膜池(7)的回流混合液混合进入缺氧池(5);缺氧池(5)出水进入好氧池(6);好氧池(6)出水进入膜池，在膜池(7)中完成过滤处理。
7.如权利要求6所述的生态敏感区污水处理系统，其特征在于，还包括机械粗格栅，其位于所述集水井(1)的入口处;还包括粗格栅，其位于所述预处理池(2)的入口处;还包括细格栅，其位于所述调节池(3)和厌氧池(4)之间。
8.如权利要求6所述的生态敏感区污水处理系统，其特征在于，所述膜池(7)为膜生物反应器MBR，其包括膜组件、穿孔曝气管、出水系统、反洗系统、清洗系统、吹扫系统以及吊装系统，所述膜组件位于所述穿孔曝气管正上方，所述吹扫系统设置在所述膜组件的下方。
9.如权利要求6所述的生态敏感区污水处理系统，其特征在于，还包括可编程逻辑控制器系统，其用于调节污水在调节池(3)中的停留时间、调节设置于调节池(3)和厌氧池(4)之间的提升泵的流量，并调节分别设置于好氧池(6)和膜池(7)内的风机的运行时间与风量。
10.如权利要求6～9之任一项所述的生态敏感区污水处理系统，其特征在于，所述调节池(3)内设置用于监测水位的在线液位计。
说明书
生态敏感区污水处理方法及系统
技术领域
本发明涉及一种用于生态敏感区的生活污水与餐饮废水处理的一体化MBR(Membrane Bioreactor，膜生物反应器)处理方法及系统。
背景技术
生态敏感区是指沙尘暴源区、荒漠中的绿洲、严重缺水地区、珍稀动植物栖息地或特殊生态系统、天然林、热带雨林、红树林、珊瑚礁、鱼虾产卵场、重要湿地和天然渔场等。生态敏感区水资源珍贵，用以维持特殊物种的生存。在这些区域，对排放污水的水质要求高或者要求零排放，而且水资源紧张，污水再生回应用的需求明显。因此防止污水对排放水资源的污染在保护生态敏感区的工程中尤为重要。
在这些区域中，除国家重点保护区等一些强制性禁止住人的地区外，往往以村落为单位居住着我国部分农民，而我国的农村排污体制还不健全，除部分经济发达地区的农村建设了污水处理设备外，大部分地区的农村都没有有效的污水处理设施，而是直接排放到周围的水系中。农村生活污水中含有大量的有机物及N、P等元素，排入水体会引起水体中叶绿素a的含量呈现出数量级的上升，导致水体中的藻类大量繁殖，引发富营养化现象，造成受纳水体的水质恶化，严重影响生态敏感地区的生态环境。随着市场经济的不断发展与深入，很多农村地区根据敏感生态区域优越的地理生态环境特点，发展了旅游业，开发了农家乐、度假区等形式的娱乐设施。在提高整个农村的经济发展水平的同时，餐饮废水的增加更加快了生态敏感地区的环境污染。因此，加强生态敏感区域周边农村的生活污水的治理工作刻不容缓。
我国农村污水治理工作尚属起步阶段。由于传统大范围城镇式污水收集后集中处理模式不能普遍推广到农村，尤其对于处于生态敏感的农村地区，对排水水质要求高，而且水资源紧张，污水再生回用需求明显。因此可以采取一定区域范围内收集，建设分散式污水处理站实现污水处理后达标排放或回用。
目前农村污水分散治理主要采用人工湿地处理系统、接触氧化工艺、生物滤池、SBR(Sequencing Batch Reactor Activated Sludge，序批式活性污泥法)等工艺。人工湿地尽管具有良好的景观效果，但是也存在很多缺点：其建设占用耗费了大量的土地面积，这对于我国土地资源匮乏的国情有着不可忽视的影响;人工湿地建设的开挖量大，对环境的影响较大，尤其是对工程建设区域的复耕具有非常重大而长远的影响;人工湿地的管理体制不完善，以至于人工湿地在建成后很多都成为了当地政府的一个累赘。接触氧化工艺对水质有较高的容积负荷，对水质水量变化有较好的适应能力，同时污泥产生量较少，缺点是池内填料间的生物膜有时会出现堵塞现象，后续管理不方便，在农村地区基本无专业的从事污水治理的管理人员，则无法进行相关问题的处理，最终导致污水处理不达标的现象发生。生物滤池处理效果好，运行稳定，易于管理，节省能源，但是占地面积大，滤料容易堵塞，容易产生臭味和滤池蝇，恶化环境卫生。SBR适用于分散处理污水，其工艺流程简单、处理效果稳定、占地面积小、耐冲击负荷强及具有脱氮除磷能力等优点，但是在农村这种没有较高环保意识的地区，对反应器的开启运行，农民往往不够在意，也影响最终的污水处理效果。
现有的MBR处理系统主要针对城镇污水的处理，鉴于城镇污水与农村污水特征有明显的不同，利用相关的设计运行数据来指导农村污水处理系统建设往往是不合理的，需要调研分析农村排水的地域特点、收集方式与污水水量与水质变化等情况，得出结合农村生活习惯 的基础数据，最终确定处理系统的参数设计。我国目前还没有结合生态敏感地域农村污水的处理特点的一体化MBR处理系统的设计参数以及运行参数。在这些区域，农村污水处理后排放标准严格，或不允许有污水排放，要求污水处理系统运行稳定，因此，研究MBR单项处理技术用于农村污水处理的相关参数，能够保证这些环境敏感区域的污水处理效果。另外，在我国东部经济发达地区的农村，可以推广MBR污水处理技术，进行小型化、分散式、庭院污水处理。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中存在的缺陷和不足，提供一种主要用于处理生态敏感区的生活污水的系统。
为达到上述目的，本发明提供了一种生态敏感区污水处理方法，包括步骤：
S1，预处理：使用入口设置有机械粗格栅的集水井去除污水中较大的悬浮物，之后污水进入预处理池，设置在预处理池入口的粗格栅用来进一步去除污水中的悬浮物，然后采用隔油池去除污水中的浮油和重油，最后污水进入调节池进行处理;
S2，生物处理及污泥处理：预处理后的污水进入厌氧池，在厌氧池中同来自缺氧池的回流混合液混合;厌氧池出水与来自膜池的回流混合液混合进入缺氧池;缺氧池出水进入好氧池，以同时实现混合液与污泥回流;好氧池出水进入膜池，在膜池的负压条件下完成过滤处理。
其中，污水在集水井中的停留时间为1～2小时。
其中，所述机械粗格栅的栅条间距为20mm;所述粗格栅的栅条间距为5mm;在调节池和厌氧池之间设置细格栅，其栅条间距为0.5mm。
其中，污水在隔油池中的停留时间为2～4小时，且隔油池内设置带式撇油器。
其中，污水在调节池中的停留时间为8～16小时，且在调节池内设置搅拌机或在其底部布置穿孔管用于曝气。
其中，污水在厌氧池中的处理时间为2～4小时;在缺氧池中的处理时间为2～4小时;在好氧池中的处理时间为3～5小时，泥龄为15-25d;在好氧池内设置微孔曝气头，以便向好氧池供氧，微孔曝气头孔径为￠215，好氧池内的气水比为8∶1。
其中，所述膜池为膜生物反应器，污水在所述膜生物反应器中的处理时间为3～5小时，其中的污泥浓度为2000～5000mg/L、气水比为20～30∶1、混合液回流比为500～150%;膜生物反应器的自吸泵运行时间为运行13min，停止2min，其鼓风机的切换时间为8小时、膜通量为10～20L/m2h。
本发明还提供了一种生态敏感区污水处理系统，包括：依次连接的集水井、预处理池、厌氧池、缺氧池、好氧池和膜池，从集水井来的污水经过预处理池处理之后调节池，然后进入厌氧池，在厌氧池中污水同来自缺氧池的回流混合液相混合;厌氧池出水与来自膜池的回流混合液混合进入缺氧池;缺氧池出水进入好氧池;好氧池出水进入膜池，在膜池中完成过滤处理。
其中，还包括机械粗格栅，其位于所述集水井的入口处;还包括粗格栅，其位于所述预处理池的入口处;还包括细格栅，其位于所述调节池和厌氧池之间。
其中，所述膜池为膜生物反应器MBR，其包括膜组件、穿孔曝气管、出水系统、反洗系统、清洗系统、吹扫系统以及吊装系统，所述膜组件位于所述穿孔曝气管正上方，所述吹扫系统设置在所述膜组件的下方。
其中，该系统还包括可编程逻辑控制器系统，其用于调节污水在调节池中的停留时间、调节设置于调节池和厌氧池之间的提升泵的流量，并调节分别设置于好氧池和膜池内的风机的运行时间与风量。
其中，所述调节池内设置用于监测水位的在线液位计。
该系统的特点包括：
1)本发明的系统主要用于农村污水与餐饮废水处理，能够满足对污水中COD，BOD，TN，TP以及油类的高效去除，出水满足一级A排放要求的同时，也可回用水源，同时达到环境保护与节约水资源的目标;
2)采用从膜池回流混合液，同时实现混合液与污泥回流，减少污泥回流环节，使得系统更易操作控制，并减少了污泥回流泵，减少投资与运行费用;
3)针对农村污水以及餐饮废水水量波动大的特点，采用了优化的控制系统，在调节池设置在线液位计，监测调节池水位并通过PLC(Programmable Logic Control，可编程逻辑控制器)系统调节污水置于调节池内的时间与提升泵流量、调节好氧池与膜池内风机的运行时间与风量，实现系统运行参数以及系统能耗随水量日变化以及淡旺季节变化而调节，在保证处理效果基础上达到节能降耗;
4)采用合理的预处理，如多级细格栅与精细格栅，以及优化的运行条件，如组合式曝气、气体吹扫与优化的曝气量，间歇出水等实现膜在生物反应池中通过曝气与间歇出水等的自清洁，从而减轻膜在运行中的污染程度，减少膜清洗频率，保证膜系统水通量，延长膜使用寿命，降低运行费用。
5)处理系统采用合理高程设计，尽可能利用重力流，减少污水提升，大部分处理设施可置于地下，地上可进行绿化，满足景观要求。而且系统设施均便于维护。
6)膜区设置MBR膜组件系统及配套的出水、反洗、清洗、吹扫、吊装等系统。所处膜组件位于所述穿孔曝气管正上方。膜组件下部设置专用的吹扫系统，吹扫抖动膜元件，以延缓膜元件周边的污泥浓度累积。
综上，上述技术方案具有如下优点：采用厌氧-缺氧-好氧联用技术，具有较高的处理效率和稳定处理效果，尤其适用于生态敏感区中 的农村的生活污水与餐饮废水处理。