申请日2008.11.24
公开(公告)日2009.04.08
IPC分类号C02F9/14; C02F1/72; C02F3/12
摘要
本发明涉及污水及污泥处理技术，提供一种无污泥污水处理系统，包括依次连接的格栅、曝气沉砂池、水解酸化池、氧化池和二沉池，还可以包括消毒池、渣池、渣浓缩塔和污泥脱水机。运作时：污水经过粗、细格栅除去较大杂物后进入曝气沉砂池进行沉砂处理，出水进入水解酸化池，经水解酸化池中的污泥床将污水和回流渣泥截留，将渣泥消解;经沉淀后的污水再进入氧化池中的固定式生物床，经其进行生物处理之后，出水进入二沉池，沉渣后出水进入消毒池进行消毒处理，处理后的水即可排放或循环利用，而所述沉渣即送入渣池，再经渣浓缩塔浓缩后送入污泥脱水机进行脱水处理。本发明提供的该种无污泥污水处理系统，其设备投资少、运行费用低、污水处理效果好。
翻译权利要求书
1、一种无污泥污水处理系统，其特征在于，包括依次连接的格栅、 曝气沉砂池、水解酸化池、氧化池和二沉池。
2、根据权利要求1所述的无污泥污水处理系统，其特征在于，该系 统再包括消毒池，该消毒池与二沉池相连接。
3、根据权利要求1所述的无污泥污水处理系统，其特征在于，该系 统再包括渣池、渣浓缩塔和污泥脱水机，所述渣池与二沉池相连接，所 述渣浓缩塔和污泥脱水机再依次连接于所述渣池。
4、根据权利要求2所述的无污泥污水处理系统，其特征在于，该系 统再包括渣池、渣浓缩塔和污泥脱水机，所述渣池与二沉池相连接，所 述渣浓缩塔和污泥脱水机再依次连接于所述渣池。
5、根据权利要求1-4中的任意一项权利要求所述的无污泥污水处理 系统，其特征在于，所述格栅再包括粗格栅和细格栅两个部分。
6、根据权利要求1-4中的任意一项权利要求所述的无污泥污水处理 系统，其特征在于，所述氧化池中包括固定式生物床，固定式生物床包 括硬质活性填料高炉渣层、光合细菌优势菌群、曝气系统以及渣泥回流 系统，硬质活性填料高炉渣层用于作为光合细菌优势菌群的载体，所述 曝气系统布置于所述硬质活性填料高炉渣层的底部，所述渣泥回流系统 再连接于所述水解酸化池，用于将不可生物分解的渣泥回流到水解酸化 池。
7、根据权利要求6所述的无污泥污水处理系统，其特征在于，所述 光合细菌优势菌群是通过处理印染、制革、餐厅、啤酒、洗水等废水时 分离选育出光合细菌，并将其作为一种广谱细菌，和其他优势菌种，包 括高效脱色菌、油脂降解菌、表面活性剂降解菌、氧化硫杆菌、高效有 机磷降解菌、芳香有机物分解菌、产酸菌、产碱菌、低温菌、高温菌共 同组成。
8、根据权利要求7所述的无污泥污水处理系统，其特征在于，所述 光合细菌优势菌群包括1200种微生物，每克含有10亿～60亿个微生物， 其与固定式生物床挂膜时，按照水∶菌种=10∶1的比例加入到固定式生 物床中，控制溶解氧DO在4mg/L～6mg/L之间，水温在10℃～25℃之间， 连续曝气2～3天在固定式生物床挂膜。
9、根据权利要求6所述的无污泥污水处理系统，其特征在于，所述 硬质活性填料高炉渣层的高度优选为1.5～2m大小，其硬质活性填料高炉 渣的大小优选为Φ50～100mm。
10、根据权利要求6所述的无污泥污水处理系统，其特征在于，所 述曝气系统的曝气量按水∶气=2～2.5∶1控制，水温控制在10℃～25℃之 间，停留时间为0.5～1h。
说明书
无污泥污水处理系统
技术领域
本发明涉及污水及污泥处理技术，特别是涉及一种污水和污泥的处 理系统。
背景技术
随着中国城市化的脚步加快以及工业化的迅猛推进，每年中国人口 增加了一个大纽约的人口，从工业化来讲，每年GDP维持在8%左右， 这样带来了需水量和水资源非常大的矛盾，同时中国也像其他发展国家 所经历的过程一样，这个阶段水污染最严重，城市生活污水、工业污水 和农业污水三大污染源没得到有效地控制和治理，污水对城市地下水和 内陆湖泊的污染情况日益凸显，已对我们的生活和健康构成严重的威胁。 另外，污水处理是能源密集型的综合技术，长期以来，能耗大、运行费 高、处理技术低一定程度阻碍了我国污水处理厂的建设与运营。调查研 究表明，我国污水处理厂能耗主要用于生物处理供氧及污泥处理过程， 占污水厂直接运行成本的60%以上。同时，污泥是污水处理的副产物， 污泥的大量产生引起了日益严峻的二次污染。
针对现有技术的相对不足，提出本发明。
发明内容
鉴于以上问题，本发明的主要目的在于提供一种无污泥污水处理系 统，该种无污泥污水处理系统设备投资少、运行费用低、污水处理效果 好。
为了达到以上目的，本发明提供的该种无污泥污水处理系统，至少 包括依次连接的格栅、曝气沉砂池、水解酸化池、氧化池和二沉池，还 可以包括消毒池、渣池、渣浓缩塔和污泥脱水机，所述消毒池和渣池分 别连接于二沉池，所述渣浓缩塔和污泥脱水机再依次连接于渣池。
其中所述格栅再包括粗格栅和细格栅两个部分;
所述氧化池中包括固定式生物床，所述固定式生物床包括硬质活性 填料高炉渣、光合细菌(PSB)优势菌群、曝气系统以及渣泥回流系统;
所述PSB光合细菌是由处理印染、制革、餐厅、啤酒、洗水等废水 时分离选育，其作为一种广谱细菌，和其他优势菌种(包括高效脱色菌、 油脂降解菌、表面活性剂降解菌、氧化硫杆菌、高效有机磷降解菌、芳 香有机物分解菌、产酸菌、产碱菌、低温菌、高温菌等十几种菌株)共 同组成光合细菌(PSB)优势菌群，作用于处理各种高、中、低浓度的有 机废水;
所述PSB优势菌群具备1200种微生物，可以针对不同的污水组合为 不同的微生物菌剂，这种高效的微生物菌群，每克含有10亿～60亿个微 生物。按水∶菌种=10∶1的比例加入到固定式生物床中，控制溶解氧DO 在4mg/L～6mg/L之间，水温在10℃～25℃之间，连续曝气2～3天可在固 定式生物床挂膜。采用它治理污水，不会产生第二次污染，不会有新的 活性污泥产生;
所述硬质活性填料高炉渣的大小优选为Φ50～100mm，用于作为优势 菌群的载体，其高度为1.5～2m;
所述曝气系统布置于上述高炉渣层的底部，曝气量按水∶气=2～2.5∶ 1控制，水温控制在10℃～25℃之间，停留时间为0.5～1h;
所述渣泥回流系统用于将不可生物分解的渣泥回流到水解酸化池进 行消解，控制污泥浓度在3g/L和溶解氧浓度为0.2mg/L左右，实现处理 系统无污泥排放。
本发明提供的该种无污泥污水处理系统运作过程如下：
污水经过粗、细格栅除去较大杂物后进入曝气沉砂池进行沉砂处理， 出水进入水解酸化池，经水解酸化池中的污泥床将污水和回流渣泥截留， 控制污泥浓度在3g/L和溶解氧浓度为0.2mg/L左右，将渣泥消解;经沉 淀后的污水再进入氧化池中的固定式生物床，经其进行生物处理之后， 出水进入二沉池，沉渣后出水进入消毒池进行消毒处理，处理后的水即 可排放或循环利用，而所述沉渣即送入渣池，再经渣浓缩塔浓缩后送入 污泥脱水机进行脱水处理。
综上所述，无污泥优势菌群系统用于处理城市污水，具有处理效率 高、处理效果好、处理后出水的主要水质指标已达到中水回用水质标准， 而且可以降低工程造价，节省占地、节省运行费，对原水水质变化适应 性强，工艺运行稳定、管理简单的优点，具体描述如下：
1、耐冲击
当BOD5(CODcr)负荷大幅度变化，处理效果不受影响，出水效果均 能稳定达标，甚至可以停止通气的时间较长，停止运行可长达半年，在 重新启动仅1～2天即可又恢复正常，处理效果不变，这是其他方法一般 做不到的，一般的好氧生化法(活性污泥法、氧化沟、SBR等)在BDO5 负荷变化大或长期停机停水时，微生物大量死亡，一旦重新启动，效果 大大降低，很难恢复。
2、无污泥排放
在固定式生物床投加的PSB优势菌能耐高盐分、直接降解油脂、硫 和分解环状化合物，还能脱氮除磷。在污水处理厂第一年的运行期间发 现，该PSB优势菌群系统产生和排放的生物体或剩余污泥几乎没有，这 主要是因为活性填料上丰富的微量元素促进了生物膜的附着生长，形成 了较长的食物链，食物链不仅包括主体PSB优势菌，还包括原生动物和 后生动物，如线虫和轮虫，它们能够消解掉多余的细菌和藻类;不同的 细菌在共同协同作用下，不管污水如何变化，均可以维持生物膜的动态 稳定，保持生物膜的优势地位。另外，在二沉池中也不产生污泥，这主 要是因为生物膜的存在，降低了固定式生物床的出水污泥，出水TSS可 达30mg/L或更低，因此运行中始终未使用渣浓缩塔、污泥脱水机和污泥 回流系统。
3、能耗低
由于脱水机和回流系统未运转，能耗仅来自粗细格栅机、曝气沉砂 池、提升泵和鼓风机等。粗细格栅机的能耗为1.5KW，每天运行3h;除 砂器的能耗为2.5KW;提升泵的能耗为7.5KW，2用2备，每天运行3 小时;鼓风机的能耗为45KW，一用一备，每台每天运行6小时，污水 处理厂的总能耗为157KW.h，每立方污水的能耗是0.05KW.h，运行费用 为0.2元/m3污水，远远低于传统的活性污泥系统。
4、易于操作运行及维护
从污水处理厂第一年的运行中认识到，无污泥优势菌群处理系统可 以进一步改造成更为简单的系统，没有渣浓缩塔和脱水机这些污泥处理 单元。此外，二沉池可简化成带有斜板的沉淀区，缩短停留时间，及 45～50min。
与传统的活性污泥法比，由于能耗低得多以及污水处理厂使用的操 作人员少(每班一人)，无污泥优势菌群处理系统可以在很低的运行和维 护费用下运行。
运行实践表明，在适宜的条件下，运用该系统的污水处理厂运行性 能良好，即
气水比 (2.0～2.5)∶1 平均出水BOD5 1.1mg/L
氧化池DO 3～5mg/L 平均出水COD 10.2mg/L
平均BOD5去除率 97% 平均出水TSS 7.5mg/L
CODcr去除率 84.6% 平均出水NH3-N 0.2mg/L
NH3-N去除率 98% 平均出水TP 0.5mg/L
TP去除率 55%
从以上数据可以看出，CODcr、BOD5、TSS和NH3-N去除率高，不 产生和排放剩余污泥和生物体。这使得能够通过取消渣浓缩塔和脱水设 备这些污泥处理单元，并采用有斜板的沉降区以及缩短氧化池末端的 HRT来取代二沉池，进一步简化采用无污泥优势菌群处理系统的污水处 理厂，进而大大节省资金和运行维护成本。