申请日2018.12.31
公开(公告)日2019.03.15
IPC分类号C02F9/14; C02F101/16; C02F101/38; C02F101/10
摘要
本发明涉及一种矿化脱氮除磷和污泥减量化与生态滤池耦合处理系统，包括调节池、第一节净化槽、第二节净化槽、第三节净化槽和生态滤池，上述的调节池、第一节净化槽、第二节净化槽、第三节净化槽和生态滤池依次串联连接;第一节净化槽、第二节净化槽和第三节净化槽内均设置曝气装置，第三节净化槽内安装电解除磷装置。本发明是一种具有费用低、能耗小、效率高等诸多优点的矿化脱氮除磷和污泥减量化与生态滤池耦合处理系统，使用本系统不但能提高处理污水效果，使出水满足一级A的标准，而且进行污水处理的过程中不用回流，且实现了同步脱氮，从而减少了能源消耗、降低了污泥后期处理费用。本系统适用范围广，可广泛应用于水源地、景观水、工厂、农村、生活等污水处理。
权利要求书
1.一种矿化脱氮除磷和污泥减量化与生态滤池耦合处理系统，其特征在于：包括调节池、第一节净化槽、第二节净化槽、第三节净化槽和生态滤池，上述的调节池、第一节净化槽、第二节净化槽、第三节净化槽和生态滤池依次串联连接;第一节净化槽、第二节净化槽和第三节净化槽内均设置曝气装置，第三节净化槽内安装电解除磷装置。
2.根据权利要求1所述的一种矿化脱氮除磷和污泥减量化与生态滤池耦合处理系统，其特征在于：所述的调节池包括池体、导流板和出口挡板，池体的左侧壁制出污水进口，池体的右侧壁制出污水出口，在池体内部安装多个竖直的导流板，在靠近污水出口一侧的池体内设置竖直的出口挡板。
3.根据权利要求1所述的一种矿化脱氮除磷和污泥减量化与生态滤池耦合处理系统，其特征在于：所述的第一节净化槽、第二节净化槽和第三节净化槽均包括槽体、隔板和填料，该槽体的左侧壁制出进口，槽体的右侧壁制出出口;槽体内部由隔板分割成三个处理单元，每个处理单元内均安装填料，不仅具有过滤作用，而且还为生物膜生长提供必要的场所。
4.根据权利要求3所述的一种矿化脱氮除磷和污泥减量化与生态滤池耦合处理系统，其特征在于：所述的曝气装置为曝气管和曝气控制开关，在第一节净化槽、第二节净化槽和第三节净化槽的每个处理单元的填料下方均设置一个曝气管，每个曝气管上均安装一个独立的曝气控制开关;第一节净化槽的三个曝气管均连接第一曝气泵，第二节净化槽的三个曝气管均连接第二曝气泵，第三节净化槽的三个曝气管均连接第三曝气泵，该第一曝气泵、第二曝气泵和第三曝气泵分别位于第一节净化槽、第二节净化槽和第三节净化槽的外部。
5.根据权利要求3所述的一种矿化脱氮除磷和污泥减量化与生态滤池耦合处理系统，其特征在于：所述的第一节净化槽的第三处理单元和第二节净化槽的三个处理单元组成一个可以调节曝气的系统，其中两个处理单元为曝气状态，另两个处理单元为不予曝气状态，且不予曝气的两个处理单元为相邻的两个，形成厌氧缺氧反硝化单元，该两个不予曝气的处理单元上方设置用于补充碳源的污水管，该污水管连接污水泵，该污水泵设置在调节池内。
6.根据权利要求1所述的一种矿化脱氮除磷和污泥减量化与生态滤池耦合处理系统，其特征在于：所述的第三节净化槽的第二个处理单元的滤床上部设置电解除磷装置，该电解除磷装置包括外框架和电极板，外框架安装在第三节净化槽内，电极板为多个，其均布安装在外框架内并连接电源，电极板的下端位于第三节净化槽的第二个处理单元的液面下方。
7.根据权利要求1所述的一种矿化脱氮除磷和污泥减量化与生态滤池耦合处理系统，其特征在于：所述的外框架采用聚氯乙烯制成，极板极均为50cm×30cm的铁电极板，极板数量为7+2(接电极)，板间距为1cm，电极板连接的电源为WYJ-10A30V DC直流稳压电源。
8.根据权利要求1所述的一种矿化脱氮除磷和污泥减量化与生态滤池耦合处理系统，其特征在于：所述的生态滤池包括池体和吸附材料，池体内填充设置吸附材料，池体内安装多个竖直设置的挡板，使水流向形成折流。
9.根据权利要求1所述的一种矿化脱氮除磷和污泥减量化与生态滤池耦合处理系统，其特征在于：所述的生态滤池的出水口连接观水井。
说明书
矿化脱氮除磷和污泥减量化与生态滤池耦合处理系统
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，尤其是一种矿化脱氮除磷和污泥减量化与生态滤池耦合处理系统。
背景技术
水是人类生存必不可少的一种生活资源，是保证社会和谐稳定与生产发展的重要因素。随着我国城市化进程及工业的加速发展，环保问题，特别是污水处理已成为研究的热点。然而随着大量的生活与工业污水流入江河、湖泊或地下水中，给水体造成严重污染，对渔业用水、生活用水等产生影响。污水污染已成为制约国家发展的重要因素之一，因此国家对污水处理厂的排放标准也愈发严格。越来越多的城市污水处理厂为响应国家节能减排号召，排放标准由原来的《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002中的一级B标准提升为一级A或者更高标准，即：对污水中的COD、氨氮、总氮、总磷等等的排放指标提高。
目前，污水处理工艺基本采用活性污泥处理方法，处理后所排出的污泥如果不加以合理、有效的处理，也会成为二次污染，势必给处理过程增加投资成本和处理处置成本，特别是脱氮过程，需要对好氧段出水进行部分回流，结合缺氧段的反硝化过程，实现系统的脱氮，所以污泥的发生和硝态氮污水的回流大大地增加了处理成本，污泥排放也会引起环境问题。为了实现脱氮降磷，污水处理通常采用A-A-O模式，将好氧区的含有硝态氮和亚硝态氮的水用泵回流至厌氧区、缺氧区进行反硝化，实现脱氮处理。由于脱氮工艺采用回流技术势必要使用水泵，必然要消耗大量能源、增加费用。而且，最为重要的一点是，采用现有的A-A-O模式是不能够让出水达到一级A标准的，尤其是出水总磷。
此外，目前对处理后的污水进行检测时，即使是难以溶解的盐酸盐，也会因测定时采用消解方法，将这部分的盐酸盐从新分解成可溶态的磷，导致出水中磷含量值增加，不符合一级A的标准。因此，需要对已经形成难以溶解的磷酸盐加以分离，才能够使出水不被检出难溶的磷酸盐。
综上所述，由于对污水中的COD、氨氮、总氮、总磷等等的排放要求越来越严格，现有的污水处理设备已无法满足现有要求，因此需要研制出一种新型的符合脱氮除磷、污泥减量化、能耗小、出水符合一级A等要求的污水处理系统。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种能够节能减排，并能在无回流情况下实现同步脱氮的矿化脱氮除磷和污泥减量化与生态滤池耦合处理系统。
本发明解决其技术问题是通过以下技术方案实现的：
一种矿化脱氮除磷和污泥减量化与生态滤池耦合处理系统，其特征在于：包括调节池、第一节净化槽、第二节净化槽、第三节净化槽和生态滤池，上述的调节池、第一节净化槽、第二节净化槽、第三节净化槽和生态滤池依次串联连接;第一节净化槽、第二节净化槽和第三节净化槽内均设置曝气装置，第三节净化槽内安装电解除磷装置。
而且，所述的调节池包括池体、导流板和出口挡板，池体的左侧壁制出污水进口，池体的右侧壁制出污水出口，在池体内部安装多个竖直的导流板，在靠近污水出口一侧的池体内设置竖直的出口挡板。
而且，所述的第一节净化槽、第二节净化槽和第三节净化槽均包括槽体、隔板和填料，该槽体的左侧壁制出进口，槽体的右侧壁制出出口;槽体内部由隔板分割成三个处理单元，每个处理单元内均安装填料，不仅具有过滤作用，而且还为生物膜生长提供必要的场所。
而且，所述的曝气装置为曝气管和曝气控制开关，在第一节净化槽、第二节净化槽和第三节净化槽的每个处理单元的填料下方均设置一个曝气管，每个曝气管上均安装一个独立的曝气控制开关;第一节净化槽的三个曝气管均连接第一曝气泵，第二节净化槽的三个曝气管均连接第二曝气泵，第三节净化槽的三个曝气管均连接第三曝气泵，该第一曝气泵、第二曝气泵和第三曝气泵分别位于第一节净化槽、第二节净化槽和第三节净化槽的外部。
而且，所述的第一节净化槽的第三处理单元和第二节净化槽的三个处理单元组成一个可以调节曝气的系统，其中两个处理单元为曝气状态，另两个处理单元为不予曝气状态，且不予曝气的两个处理单元为相邻的两个，形成厌氧缺氧反硝化单元，该两个不予曝气的处理单元上方设置用于补充碳源的污水管，该污水管连接污水泵，该污水泵设置在调节池内。
而且，所述的第三节净化槽的第二个处理单元的滤床上部设置电解除磷装置，该电解除磷装置包括外框架和电极板，外框架安装在第三节净化槽内，电极板为多个，其均布安装在外框架内并连接电源，电极板的下端位于第三节净化槽的第二个处理单元的液面下方。
而且，所述的外框架采用聚氯乙烯制成，极板极均为50cm×30cm的铁电极板，极板数量为7+2(接电极)，板间距为1cm，电极板连接的电源为WYJ-10A30V DC直流稳压电源。
而且，所述的生态滤池包括池体和吸附材料，池体内填充设置吸附材料，池体内安装多个竖直设置的挡板，使水流向形成折流。
而且，所述的生态滤池的出水口连接观水井。
本发明的优点和有益效果为：
1、本系统中的调节池、第一节净化槽、第二节净化槽、第三节净化槽依次串联，建立了A-O-A-O工艺系统。本发明通过滤床挂膜的形式，达到了在无回流情况下进行脱氮的目的，提高了生物反应器内部的有效利用率，平时连续化处理过程依靠的是滤床生长的微生物膜，降解污水中的污染物，而不是传统的活性污泥法，因此使用本系统不但抑制了污泥的产生，减少了后期污泥处理的费用，而且还不用进行回流，从而大大的降低了能耗。
2、本系统对污泥进行了厌氧水解、好氧曝气、缺氧以及再次好氧处理，有效的去除了污水中的污染物，在稳定状态下，滤床生长的生物膜取决于污水中的污染物浓度，随着不断的降解，后段的净化槽中BOD基本在10mg/L以下，与此成平衡的微生物也是有限的，SS极少，抑制了出水的活性污泥，降低了污染。
3、本系统的第一节净化槽的第三格和第二节净化槽的三个格为一个可以调节曝气的系统，平时只有两个相连的二个格不予曝气，形成厌氧缺氧反硝化单元，并且它的上部有调节池中的污水泵送来一定量的污水，确保反硝化的碳源，该污水泵可以起到向净化槽加碳源的作用，促使反硝化的顺利进行，实现无回流的脱氮过程，节省了因回流所消耗的动力。此外，四个格子系统定期交换，确保该系统有两个相连的格子为厌氧状态，达到厌氧缺氧反硝化，同时也保证系统不因厌氧生物难以降解的颗粒物沉降引起的阻塞。
4、本系统在第三节净化槽的第二个处理单元内设置电解除磷装置，将可溶解的离子态含磷化合物转化成难以溶解的分子(固体)形式，并在第三节净化槽后连接一个生态滤池，对分子(固体)含磷化合物进行物理或物理化学吸附处理，而不是传统的离子交换，对于稳定态的分子来说相对于传统的离子交换而言，更有利于生态滤床的吸附，其容量要比离子交换很多，去除能力强，可以大幅降低出水中的磷含量，实现总磷排放达标一级A。
5、本系统在净化槽处理系统的后续，增加了一个生态滤池，通过单分子层或多分子层吸附有效地吸附分子态的磷酸盐，真正使出水达标。
6、本发明是一种具有费用低、能耗小、效率高等诸多优点的矿化脱氮除磷和污泥减量化与生态滤池耦合处理系统，使用本系统不但能提高处理污水效果，使出水满足一级A的标准，而且进行污水处理的过程中不用回流，且实现了同步脱氮，从而减少了能源消耗、降低了污泥后期处理费用。此外，本系统适用范围广，可广泛应用于水源地、景观水、工厂、农村、生活等污水处理。