申请日2018.05.18
公开(公告)日2018.09.28
IPC分类号C02F9/14; B01J23/847
摘要
本发明提供一种引流生物膜污水一体化处理工艺，包括以下步骤：S1、建立引流生物膜污水处理系统，引流生物膜污水处理系统包括格栅、调节池、厌氧池、水解酸化池、二级好氧池、沉淀池、快滤池、臭氧池、紫外消毒管和清水出水管;S2、污水经格栅去除污水中的悬浮或漂浮物，经调节池进行初步沉降、分离、水质和水量调节，经厌氧池进行厌氧处理，经水解酸化池进行水解酸化处理;S3、在二级好氧池中进行好氧处理，再经沉淀池、快滤池、臭氧池和紫外消毒管处理，由清水出水管流出，即完成引流生物膜污水一体化处理工艺。本发明提出的处理工艺，利用构建的引流生物膜污水处理系统完成污水的高效处理，适用范围广，运维简便，性价比高。
翻译权利要求书
1.一种引流生物膜污水一体化处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1、建立引流生物膜污水处理系统，所述引流生物膜污水处理系统包括格栅(1)、调节池(2)、厌氧池(3)、水解酸化池(28)、二级好氧池(4)、沉淀池(5)、快滤池(6)、臭氧池(7)、紫外消毒管(8)和清水出水管(9)，所述调节池(2)、厌氧池(3)、二级好氧池(4)、沉淀池(5)、快滤池(6)、臭氧池(7)、清水出水管(9)依次通过管道连接;所述格栅(1)设置在调节池(2)上侧一角;所述调节池(2)设置格栅(1)的一侧连接有进水管(10);所述厌氧池(3)靠近调节池(2)的一侧设置有厌氧引流管(11);所述水解酸化池(28)靠近厌氧池(3)的一侧设置有水解酸化引流管(29);所述二级好氧池(4)靠近水解酸化池(28)的一侧设置有好氧引流管(12);所述二级好氧池(4)内填充有MNBR除氮脱磷生物填料(13)，且二级好氧池(4)底部设置有氧气曝气装置(14);所述沉淀池(5)靠近二级好氧池(4)的一侧设置有沉淀池引流管(15);所述快滤池(6)靠近沉淀池(5)的一侧设置有石英砂滤料器(16);所述石英砂滤料器(16)连接有快滤池引流管(17);所述臭氧池(7)靠近快滤池(6)的一侧设置有臭氧池引流管(18);所述臭氧池(7)内填充有臭氧催化填料(19);所述臭氧池(7)底部设置有臭氧曝气装置(20);所述紫外消毒管(8)设置在臭氧池(7)靠近清水出水管(9)一侧的上部;所述臭氧催化填料(19)包括以下重量份的原料：焦炭20～30份、有机膨润土20～30份、氧化铜5～15份、五氧化二钒5～15份;
S2、污水通过进水管(10)进入格栅(1)，在格栅(1)的作用下去除污水中的悬浮或漂浮物，当拦截的栅渣量大于0.2m3/d时，采用机械清渣方式，当拦截的栅渣量小于0.2m3/d时，采用人工清渣方式或机械清渣方式中的一种，通过格栅(1)后的污水经管道引流至调节池(2)，在调节池(2)中污水进行初步沉降、分离、水质和水量调节，并在事故状态下得到缓冲，经过调节池(2)处理后的污水通过厌氧引流管(11)进入厌氧池(3)进行厌氧处理，再经水解酸化引流管(29)进入到水解酸化池(28)进行水解酸化处理;
S3、水解酸化池(28)中的污水经好氧引流管(12)进入到二级好氧池(4)中，污水在二级好氧池(4)内进行好氧反应，去除水中的有机物及杂质，处理后的污水再依次经过沉淀池(5)、快滤池(6)、臭氧池(7)和紫外消毒管(8)处理后由清水出水管(9)流出，即完成引流生物膜污水一体化处理工艺。
2.根据权利要求1所述的一种引流生物膜污水一体化处理工艺，其特征在于，所述格栅(1)为电动格栅或手动格栅中的任意一种，且格栅(1)的栅条间隙可根据不同污水杂物的特点进行调节，栅条间隙为16mm～25mm。
3.根据权利要求1所述的一种引流生物膜污水一体化处理工艺，其特征在于，所述MNBR除氮脱磷生物填料(13)包括：内环层、中环层、外环层、填料基体;所述填料基体包括膜壳骨架、拉筋、中心轴;所述外环层设置在所述填料基体的外围;所述中心轴贯通整个填料基体;所述拉筋支撑在中心轴和填料基体外部边缘之间;所述内环层设置在膜壳骨架中间;所述中环层设置在内环层的外围。
4.根据权利要求1所述的一种引流生物膜污水一体化处理工艺，其特征在于，所述厌氧池(3)底部设置有第一布水管，厌氧池(3)内设置有厌氧菌;所述二级好氧池(4)底部设置有第二布水管，所述二级好氧池(4)由第一好氧池和第二好氧池串联而成，所述第一好氧池内的活性污泥富集的是高浓度污染物降解的微生物种群，所述第二好氧池内的活性污泥富集的是低浓度污染物降解的微生物种群。
5.根据权利要求1所述的一种引流生物膜污水一体化处理工艺，其特征在于，所述沉淀池(5)采用竖流式沉淀池，所述竖流式沉淀池中间设置隔板(23);所述隔板(23)与竖流式沉淀池底部之间有空隙;所述竖流式沉淀池底部设有锥形斗状挡板，所述竖流式沉淀池底部连接有管道，管道一端与二级好氧池(4)连通;另一端与外部连通。
6.根据权利要求1所述的一种引流生物膜污水一体化处理工艺，其特征在于，所述调节池(2)、厌氧池(3)、二级好氧池(4)、沉淀池(5)顶部设置有排气人孔(25)。
7.根据权利要求1所述的一种引流生物膜污水一体化处理工艺，其特征在于，所述氧气曝气装置(14)通过曝气管连接有曝气风机(26)，所述曝气风机(26)的曝气量控制在3～5mg/L，气水比为12：1，所述氧气曝气装置(14)为微孔膜曝气器，在曝气时微孔膜曝气器上的表面膜片自动打开，形成微小气泡，布气均匀，不曝气时微孔自动关闭，所述氧气曝气装置(14)的材质为ABS，曝气膜片的材质为橡胶，且在曝气膜片上安装有不锈钢丝网罩;所述臭氧曝气装置(20)通过臭氧引入管连接有臭氧发生器(27)。
8.根据权利要求1所述的一种引流生物膜污水一体化处理工艺，其特征在于，所述氧化铜和五氧化二钒的质量比为1：1。
9.根据权利要求1所述的一种引流生物膜污水一体化处理工艺，其特征在于，所述臭氧催化填料(19)由以下方法制备而来：按照焦炭20～30份、有机膨润土20～30份、氧化铜5～15份、五氧化二钒5～15份分别称取各原料;将称取的氧化铜和五氧化二钒加入到球磨机中，同时加入质量为氧化铜和五氧化二钒总质量的1%的球磨助剂进行球磨细化3～5h，再进行干燥、粉碎即得混合物A，再将混合物A和有机膨润土一同加入到有机膨润土质量的15～20倍的乙醇中，超声分散30min，得混合物B，备用;将焦炭进行活化、烘干，得固体活性焦炭，备用;将固体活性焦炭加入到混合物B中，以100～200r/min的速度进行搅拌，再烘干、烧结即得臭氧催化填料(19)。
10.根据权利要求9所述的一种引流生物膜污水一体化处理工艺，其特征在于，所述球磨助剂为异辛醇聚氧乙烯醚和乙醇的混合物，且异辛醇聚氧乙烯醚和乙醇的质量比为2：4～5。
说明书
一种引流生物膜污水一体化处理工艺
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，尤其涉及一种引流生物膜污水一体化处理工艺。
背景技术
近年来随着乡镇、农村经济的发展，人民生活水平有了很大的提高，农村基础设施和居住环境发生了很大的变化。与此同时农村生活污水的排放量不断增加,据相关统计，预计到2020年中国农村污水排放量达到270亿吨。
由于目前大多数乡镇、农村都没有污水处理系统，污水处理率低，大部分生活污水都随意排放直接进入河流或排出室外空地后任意渗入地下，少部分经化粪池简单处理后渗入地下，严重污染河水和地下水。所以生活污水已成为目前乡镇、农村水体污染的主要污染源之一，使乡镇、农村地区环境状况日益恶化，环境质量明显下降，直接威胁着广大群众的生存环境与身体健康，制约了经济的健康发展。
导致有乡镇、农村生活污水处理现状不良的原因主要以以下几方面：一是大部分乡镇村民环保意识薄弱，对生活污水的危害性认识不足;二是乡镇村庄缺乏规划，居住分布较分散，污水管网收集系统不健全;三是村镇经济力量较为薄弱，政府对农村生活污水处理投入较少;四是乡村的环境保护机构不健全，缺乏专业的环保人才;五是建成的污水处理设施因各种原因不能正常运行，导致出水不合格;六是现有生活污水处理工艺不符合实际情况，尤其是北方冬季温度较低，生物反应不充分，影响污水处理效果，出水不达标。
传统的生活污水处理技术包括厌氧沼气池处理技术、氧化塘处理技术、人工湿地处理技术、一体化地埋式生活污水处理技术等。
厌氧沼气池处理技术，将污水中的大部分有机物经厌氧发酵后产生沼气，发酵后的污水被去除大部分有机物，产生的沼气可作为家庭用能源;厌氧发酵处理后的污水可用作浇灌用水，但该技术受温度影响较大，一般适合于常年气温较高的地区，而且处理后水还需进一步处理才能排放。
氧化塘处理技术，是利用水塘中的微生物和藻类对污水和有机废水进行需氧生物处理的方法，基本原理是通过水塘中的"藻菌共生系统"进行废水净化。CODcr的平均去除率在70%以上，氨氮(NH3-N)的平均去除率90%以上，磷的平均去除率50%以上。该技术存在占地大，速度慢，氧化塘周围卫生条件差等问题。
人工湿地处理技术，利用自然生态系统中物理、化学和生物的三重共同作用来实现对污水的净化。在进水污染物浓度较低的条件下，人工湿地对BOD5的去除率可达85%～95%，对CODcr的去除率可达80%以上，对磷和氮的去除率分别可达到90%和60%。但该技术存在受气候温度影响较大、基质易堵塞、易受植物、基质、水力负荷、运行方式等的影响、缺乏科学的管理理念等问题，导致人工湿地系统在运营一段时间后污水处理效果急剧下降。
一体化污水处理装置，是将一沉池、I、II级接触氧化池、二沉池、污泥池集中一体的设备，并在I、II级接触氧化池中进行鼓风曝气，使接触氧化法和活性污泥法有效的结合起来的一种工艺。抗冲击负荷的能力强，接触氧化法的平均停留时间在6小时以上。具有脱氮除磷能力，接触氧化池内的填料比表面积大，生物膜附着能力强，出水水质稳定，污泥产量少并易于处理。设备可设于地面上，也可埋于地下。埋于地下时，上部覆上可用于绿化，厂区占地面积少，地面构筑物少。但该技术存在着不利于维修、填料易堵塞、对环境适应性差，冬天出水水质不达标等缺点。
基于传统污水处理工艺存在的不足，迫切需要研发一种适合各地气候环境、运维简便、性价比高的新型污水处理工艺。
生物膜处理工艺是使微生物附着在载体表面上，污水在流经载体表面过程中，通过有机营养物的吸附、氧向生物膜内部的扩散以及在膜中所发生的生物氧化等作用，对污染物进行分解。生物膜沿水流方向分布及微生物组成及对有机物降解功能达到平衡和稳定的状态，生物膜成熟，形成有机物、细菌、原生动物、后生动物的复合生态系统。具有微生物种类多、生物食物链长、微生物量大、污泥沉降性能好、宜于固液分离、能够处理低浓度污水、运行维护简便等优点，越来越得到广泛的应用。
发明内容
本发明的目的是为了解决传统污水处理工艺存在的设计不合理、冬季气温低时出水不达标、日常运行维护复杂、运行成本高的不足，而提出的一种引流生物膜污水一体化处理工艺。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种引流生物膜污水一体化处理工艺，包括以下步骤：
S1、建立引流生物膜污水处理系统，所述引流生物膜污水处理系统包括格栅、调节池、厌氧池、水解酸化池、二级好氧池、沉淀池、快滤池、臭氧池、紫外消毒管和清水出水管，所述调节池、厌氧池、二级好氧池、沉淀池、快滤池、臭氧池、清水出水管依次通过管道连接;所述格栅设置在调节池上侧一角;所述调节池设置格栅的一侧连接有进水管;所述厌氧池靠近调节池的一侧设置有厌氧引流管;所述水解酸化池靠近厌氧池的一侧设置有水解酸化引流管;所述二级好氧池靠近水解酸化池的一侧设置有好氧引流管;所述二级好氧池内填充有MNBR除氮脱磷生物填料，且二级好氧池底部设置有氧气曝气装置;所述沉淀池靠近二级好氧池的一侧设置有沉淀池引流管;所述快滤池靠近沉淀池的一侧设置有石英砂滤料器;所述石英砂滤料器连接有快滤池引流管;所述臭氧池靠近快滤池的一侧设置有臭氧池引流管;所述臭氧池内填充有臭氧催化填料;所述臭氧池底部设置有臭氧曝气装置;所述紫外消毒管设置在臭氧池靠近清水出水管一侧的上部;所述臭氧催化填料包括以下重量份的原料：焦炭20～30份、有机膨润土20～30份、氧化铜5～15份、五氧化二钒5～15份;
S2、污水通过进水管进入格栅，在格栅的作用下去除污水中的悬浮或漂浮物，当拦截的栅渣量大于0.2m3/d时，采用机械清渣方式，当拦截的栅渣量小于0.2m3/d时，采用人工清渣方式或机械清渣方式中的一种，通过格栅后的污水经管道引流至调节池，在调节池中污水进行初步沉降、分离、水质和水量调节，并在事故状态下得到缓冲，经过调节池处理后的污水通过厌氧引流管进入厌氧池进行厌氧处理，再经水解酸化引流管进入到水解酸化池进行水解酸化处理;
S3、水解酸化池中的污水经好氧引流管进入到二级好氧池中，污水在二级好氧池内进行好氧反应，去除水中的有机物及杂质，处理后的污水再依次经过沉淀池、快滤池、臭氧池和紫外消毒管处理后由清水出水管流出，即完成引流生物膜污水一体化处理工艺。
优选的，所述格栅为电动格栅或手动格栅中的任意一种，且格栅的栅条间隙可根据不同污水杂物的特点进行调节，栅条间隙为16mm～25mm。
优选的，所述MNBR除氮脱磷生物填料包括：内环层、中环层、外环层、填料基体;所述填料基体包括膜壳骨架、拉筋、中心轴;所述外环层设置在所述填料基体的外围;所述中心轴贯通整个填料基体;所述拉筋支撑在中心轴和填料基体外部边缘之间;所述内环层设置在膜壳骨架中间;所述中环层设置在内环层的外围。
优选的，所述厌氧池底部设置有第一布水管，厌氧池内设置有厌氧菌;所述二级好氧池底部设置有第二布水管，所述二级好氧池由第一好氧池和第二好氧池串联而成，所述第一好氧池内的活性污泥富集的是高浓度污染物降解的微生物种群，所述第二好氧池内的活性污泥富集的是低浓度污染物降解的微生物种群。
优选的，所述沉淀池采用竖流式沉淀池，所述竖流式沉淀池中间设置隔板;所述隔板与竖流式沉淀池底部之间有空隙;所述竖流式沉淀池底部设有锥形斗状挡板，所述竖流式沉淀池底部连接有管道，管道一端与二级好氧池连通;另一端与外部连通。
优选的，所述调节池、厌氧池、二级好氧池、沉淀池顶部设置有排气人孔。
优选的，所述氧气曝气装置通过曝气管连接有曝气风机，所述曝气风机的曝气量控制在3～5mg/L，气水比为12：1，所述氧气曝气装置为微孔膜曝气器，在曝气时微孔膜曝气器上的表面膜片自动打开，形成微小气泡，布气均匀，不曝气时微孔自动关闭，所述氧气曝气装置的材质为ABS，曝气膜片的材质为橡胶，且在曝气膜片上安装有不锈钢丝网罩;所述臭氧曝气装置通过臭氧引入管连接有臭氧发生器。
优选的，所述氧化铜和五氧化二钒的质量比为1：1。
优选的，所述臭氧催化填料由以下方法制备而来：按照焦炭20～30份、有机膨润土20～30份、氧化铜5～15份、五氧化二钒5～15份分别称取各原料;将称取的氧化铜和五氧化二钒加入到球磨机中，同时加入质量为氧化铜和五氧化二钒总质量的1%的球磨助剂进行球磨细化3～5h，再进行干燥、粉碎即得混合物A，再将混合物A和有机膨润土一同加入到有机膨润土质量的15～20倍的乙醇中，超声分散30min，得混合物B，备用;将焦炭进行活化、烘干，得固体活性焦炭，备用;将固体活性焦炭加入到混合物B中，以100～200r/min的速度进行搅拌，再烘干、烧结即得臭氧催化填料。
优选的，所述球磨助剂为异辛醇聚氧乙烯醚和乙醇的混合物，且异辛醇聚氧乙烯醚和乙醇的质量比为2：4～5。
本发明提供的无卤阻燃聚碳酸酯组合物，与现有技术相比优点在于：
1、本发明提出的引流生物膜污水处理系统在传统膜处理工艺的基础上进行了改进，结合了活性污泥及过滤杀菌工艺，大大提高处理效果，彻底解决了寒冷地区生活污水处理不达标的问题，且系统中的装置安装时无需建造厂房和保温措施，在高寒地区，冬季也无需采取任何措施，即可保证出水达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002一级A标准，即COD≤50mg/L，BOD≤10mg/L，悬浮物≤10mg/L，氨氮≤5(8)mg/L，总氮≤15mg/L，总磷≤0.5mg/L，PH6～9。
2、本发明提出的引流生物膜污水处理系统，利用引流技术将水从上一级通过引流管引入下一级，不用提升泵，节约处理装置的能耗，污水在每个装置内均采用下进上出模式，污水在自下而上的流动过程中得到充份混合，而且本发明使用的MNBR除氮脱磷生物填料，集处理BOD5、COD、NH3-N、粪大肠杆菌、pH值于一身，除氮脱磷效果优异，除此之外，本发明使用的污水处理系统，整套设备可埋入地下，地表可进行绿化，环境适应性好，产生的噪声低，异味少，对周围环境影响小，净化程度高，整套系统污泥产生量少，自动化程度高，管理方便，不需要专人管理，技术稳定，运行和维护方便，能耗低，运行成本低，适用于乡镇、农村、住宅小区、商场、宾馆、饭店、疗养院、机关、学校、部队、医院、高速公路、铁路、工厂、矿山、旅游景区等生活污水处理及与之类似的养殖、屠宰、食品加工等中小型规模工业有机废水的处理和回用。
3、本发明提出的引流生物膜污水处理系统，使用的臭氧催化填料由焦炭、有机膨润土、氧化铜和五氧化二钒复配而成，当与水接触时水中的有机物吸附在氧化铜和五氧化二钒的表面，形成具有亲和性的表面螯合物，使臭氧氧化更高效，而且本发明使用的臭氧催化填料能够活化产生的臭氧分子，生成羟基自由基类有高氧化性的自由基，从而提高臭氧的氧化效率，加速臭氧池的处理速度和处理效率，提高处理后的出水达标率。
4、本发明提出的引流生物膜污水处理系统，利用格栅去除污水中较大的悬浮或漂浮物，减轻后续水处理工艺的处理负荷，并起到保护水泵、管道、仪表的作用。
5、本发明提出的引流生物膜污水处理系统中的厌氧池内利用厌氧菌的作用，使有机物发生水解、酸化和甲烷化，去除废水中的有机物，并提高污水的可生化性，有利于后续的好氧处理，整个厌氧降解过程分为四个阶段：水解阶段、酸化阶段、产乙酸阶段和产甲烷阶段，四个阶段的反应速度依废水的性质而异，通过上述四个阶段的反应将废水中高分子有机物分解为小分子，去除废水中的有机物，降低后续生物处理的生物负荷并提高其生化性。
6、本发明提出的引流生物膜污水处理系统中的二级好氧池是通过第一好氧池和第二好氧池串联实现好氧处理，第一好氧池内的活性污泥富集的是高浓度污染物降解的微生物种群，第二好氧池内的活性污泥富集的是低浓度污染物降解的微生物种群，两个池子中的微生物群落结构是不同的，串联起来可以有效提高好氧处理效率。