申请日20200324
公开(公告)日20200707
IPC分类号C02F3/30; C02F101/16
摘要
本发明涉及一种序批式流化床污水处理系统、控制系统及处理方法，包括池体，池体内由一端依次设置沉淀池、流化床、多功能过滤池以及出水渠，池体内还设置有回流控制槽，回流控制槽分别于流化床以及沉淀池相邻，流化床连接有进水管，出水渠上设置有出水管，流化床、多功能过滤池以及出水渠底部向联通设置，流化床内安装有曝气装置，曝气装置将流化床内的原水排入到沉淀池，沉淀池内的水溢出置回流控制槽，回流控制槽上安装有气提装置，气提装置将回流控制槽内的水输送至多功能过滤池以及出水渠内，出水渠以及经多功能过滤池处理的水由底部联通位置回流至流化床内形成循环。本发明具有优化污染物降解去除的效果。
权利要求书
1.一种序批式流化床污水处理系统，包括池体(1)，其特征在于：所述池体(1)内由一端依次设置沉淀池(4)、流化床(3)、多功能过滤池(7)以及出水渠(6)，所述池体(1)内还设置有回流控制槽(5)，所述回流控制槽(5)分别于流化床(3)以及沉淀池(4)相邻，所述流化床(3)连接有进水管(31)，所述出水渠(6)上设置有出水管(11)，所述流化床(3)、多功能过滤池(7)以及出水渠(6)底部向联通设置，所述流化床(3)内安装有曝气装置(33)，所述曝气装置(33)将流化床(3)内的原水排入到沉淀池(4)，所述沉淀池(4)内的水溢出置回流控制槽(5)，所述回流控制槽(5)上安装有气提装置(8)，所述气提装置(8)将回流控制槽(5)内的水输送至多功能过滤池(7)以及出水渠(6)内，所述出水渠(6)以及经多功能过滤池(7)处理的水由底部联通位置回流至流化床(3)内形成循环。
2.根据权利要求1所述的序批式流化床污水处理系统，其特征在于：所述曝气装置(33)设置在流化床(3)底部，所述流化床(3)内填充有悬浮生物填料(34)，且悬浮生物填料(34)填充至流化床(3)内的比例为10%-50%。
3.根据权利要求1所述的序批式流化床污水处理系统，其特征在于：所述多功能过滤池(7)内填充有组合填料，组合填料厚度设置为1-4m，所述组合填料由上往下依次设置成砾石填料(71)、沸石填料(72)以及磷吸附功能填料(73)，所述砾石填料(71)的粒径、沸石填料(72)的粒径以及磷吸附功能填料(73)的粒径依次增大设置，且砾石填料(71)的填充厚度、沸石填料(72)的填充厚度以及磷吸附功能填料(73)的填充厚度依次增大设置;所述多功能过滤池(7)表面设置有绿色植物(8)。
4.根据权利要求3所述的序批式流化床污水处理系统，其特征在于：所述多功能过滤池(7)表面设置有绿色植物(8)。
5.根据权利要求3所述的序批式流化床污水处理系统，其特征在于：所述砾石填料(71)粒径为3-5mm，且砾石填料(71)厚300mm，所述沸石填料(72)粒径为8-10mm，且沸石填料(72)厚度为500mm，所述磷吸附功能填料(73)粒径为20-40mm，且磷吸附功能填厚度为1000mm。
6.根据权利要求3所述的序批式流化床污水处理系统，其特征在于：所述磷吸附功能填料(73)采用富含钙、铁、铝等成分的多孔吸附材料构成。
7.根据权利要求3所述的序批式流化床污水处理系统，其特征在于：所述砾石填料(71)内部排布有若干布水管(74)，所述布水管(74)延伸至出水渠(6)内，所述布水管(74)上开设有若干透水孔(741)，所述多功能过滤池(7)上还设置有布水总管(75)，所述布水管(74)均与布水总管(75)联通，所述布水总管(75)上连接有气提水管(76)，所述气提水管(76)延伸至回流控制槽(5)，所述回流控制槽(5)内设置延伸引管(77)，延伸引管(77)与气提水管(76)连接，且延伸引管(77)朝回流控制槽(5)底部延伸，所述气提装置(8)安装在延伸引管(77)或气提水管(76)上，所述布水管(74)上设置有若干透水孔(741)。
8.根据权利要求1所述的序批式流化床污水处理系统，其特征在于：所述沉淀池(4)、流化床(3)、多功能过滤池(7)、出水渠(6)以及回流控制槽(5)之间分别采用挡板(2)隔离形成，所述流化床(3)与多功能过滤池(7)之间的挡板(2)以及出水渠(6)与多功能过滤池(7)之间的挡板(2)上均设置有若干内穿孔(21)，所述内穿孔(21)设置在靠近多功能过滤池(7)的池底设置，所述池体(1)上安装有出水管(11)，出水管(11)与出水渠(6)底部之间留有间隙。
9.一种如权利要求1-8任意一项所述的序批式流化床污水处理系统所应用的控制系统，其特征在于：包括控制器(91)、设置在流化床(3)内的水位传感器(92)、安装在出水管(11)上的控制阀(12)以及安装在进水管(31)上的原水泵(32)，所述水位传感器(92)与控制器(91)连接，所述控制器(91)分别与控制阀(12)、原水泵(32)、气提装置(8)以及曝气装置(33)连接，所述水位传感器(92)将水位信号传输至控制器(91)，所述控制器(91)控制控制阀(12)、原水泵(32)、气提装置(8)以及曝气装置(33)工作。
10.一种采用如权利要求1-8任意一项所述的序批式流化床污水处理系统进行污水处理方法，其特征在于包括如下操作步骤：
STEP1：保持出水管(11)上的控制阀(12)闭合，启动原水泵(32)向流化床(3)内注水，通过流化床(3)、多功能过滤池(7)和出水渠(6)底部联通，同时向流化床(3)、多功能过滤池(7)和出水渠(6)注水;
STEP2：进行爆气，并持续注水：
STEP3：将流化床(3)、多功能过滤池(7)和出水渠(6)注满水填充满时，进水关闭，气提开启;
STEP4：继续爆气和气提，让水在系统内循环处理，然后关闭气提装置(8)和曝气装置(33);
STEP5：将出水管(11)打开，将水从出水渠(6)排水，池体(1)内部水不排空，排水完成后，再关闭出水管(11);
STEP6：启动原水泵(32)进行注水，进入下一个运行周期。
说明书
一种序批式流化床污水处理系统、控制系统及处理方法
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，尤其是涉及一种序批式流化床污水处理系统、控制系统及处理方法。
背景技术
水资源是人们生存的重要物质基础，目前，水污染已经日渐严重，而生活污水也是水污染的一个重要来源，目前大多数农村的生活污水是直接排放，通过简单的生物降解进行处理，这种处理方式效率低，处理不完善。
公开号为CN106219883A的中国专利公开了一种农村废水处理方法，其经过曝气、沉淀后，将废水注入调节池调节pH，然后在依次经过好氧池、砂滤池、厌氧池完成氨氮的硝化和生物耗氧量的降解，在进入到浓缩污泥管中处理，最后再进行过滤和曝气，完成整改处理。在该方案中，水需要经过多个处理最后再排出，每个设备进行一次处理，且处理的方式比较单一，更从而整体处理不完全，因此，需要对其进行能改进。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的第一目的是提供一种高利用率的序批式流化床污水处理系统。
本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种序批式流化床污水处理系统，包括池体，所述池体内由一端依次设置沉淀池、流化床、多功能过滤池以及出水渠，所述池体内还设置有回流控制槽，所述回流控制槽分别于流化床以及沉淀池相邻，所述流化床连接有进水管，所述出水渠上设置有出水管，所述流化床、多功能过滤池以及出水渠底部向联通设置，所述流化床内安装有曝气装置，所述曝气装置将流化床内的原水排入到沉淀池，所述沉淀池内的水溢出置回流控制槽，所述回流控制槽上安装有气提装置，所述气提装置将回流控制槽内的水输送至多功能过滤池以及出水渠内，所述出水渠以及经多功能过滤池处理的水由底部联通位置回流至流化床内形成循环。
通过采用上述技术方案，将原水从流化床注入，由于底部与多功能过滤池以及出水渠联通，即能够同时将水注入，从回流控制槽内进行气提作用的气提回流水抬高多功能滤池和出水渠的液位，在压差和流化床曝气提升的联合作用下，出水渠和滤池内的水以垂直流、水平流和斜向流等复杂流态向流化床流动，并经过沉淀池后进入回流控制区。多功能过滤池上部和靠近流化床的局部区域形成好氧硝化状态，发生氨氮的硝化反应，而滤池下部区域尤其接近出水渠区域，形成厌氧和缺氧环境，原水中的碳源污染物在此与硝化水发生反硝化及释磷反应。原水中剩余的碳源污染物在流化床好氧降解并降解TP。在循环往复过程中，原水中的COD(化学需氧量)、TN(总氮)、TP(总磷)等污染物逐渐降解去除。初始回流时，因整体污染物浓度高，溶解氧供应不足，以厌氧和好氧的除磷反应为主，而氨氮被吸附富集于沸石上。后期随着系统整体溶解氧水平的提高，以缺氧和好氧的TN去除为主，并对氨氮进行了生物再生。厌氧、缺氧和好氧的反应过渡变化，避免了TN、TP去除时对碳源的抢夺，优化生物除磷效果。沸石和除磷功能填料对原水TN、TP偶发性波动，有削峰调节稳定作用。在流化床位置，原水发生碳源污染物去除反应，速度快、负荷高、溶解氧利用率高，整个系统能够持续性的进行水循环和处理，并且将污水处理过程中，污泥产量最大的环节(碳源污染物的降解)，将这一环节从多功能过滤池中剥离，可以有效缓解滤池区的产泥和堵塞问题，使农村污水处理操作更便捷、更省心。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述曝气装置设置在流化床底部，所述流化床内填充有悬浮生物填料，且悬浮生物填料填充至流化床内的比例为10%-50%。
通过采用上述技术方案，通过悬浮生物填料能够进行生物碳源污染物去除，同时通过曝气，为反应提供充足的氧气。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述多功能过滤池内填充有组合填料，组合填料厚度设置为1-4m，所述组合填料由上往下依次设置成砾石填料、沸石填料以及磷吸附功能填料，所述砾石填料的粒径、沸石填料的粒径以及磷吸附功能填料的粒径依次增大设置，且砾石填料的填充厚度、沸石填料的填充厚度以及磷吸附功能填料的填充厚度依次增大设置。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述多功能过滤池表面设置有绿色植物。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述砾石填料粒径为3-5mm，且砾石填料厚300mm，所述沸石填料粒径为8-10mm，且沸石填料厚度为500mm，所述磷吸附功能填料粒径为20-40mm，且磷吸附功能填厚度为1000mm。
通过采用上述技术方案，经过不同粒径、厚度的填料的配置利于植物生长、硝化反硝化反应、除磷，最上层采用细粒径，从而让原水中残留的有机物遗留在上方，并且方便种植绿色植物。绿色植物的种植可以进一步吸附去除污染物质并利用发达的根系，为滤池输送氧气。同时，沸石填料可以利用阳离子交换作用吸附氨氮，对于进水高氨氮波动有削峰稳定作用。沸石表面附着生长硝化菌，将吸附的氨氮转化为硝态氮，实现沸石的生物再生。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述磷吸附功能填料采用富含钙、铁、铝等成分的多孔吸附材料构成。
通过采用上述技术方案，在植物吸收、生物去除部分磷后，可以进一步强化去除。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述砾石填料内部排布有若干布水管，所述布水管延伸至出水渠内，所述布水管上开设有若干透水孔，所述多功能过滤池上还设置有布水总管，所述布水管均与布水总管联通，所述布水总管上连接有气提水管，所述气提水管延伸至回流控制槽，所述回流控制槽内设置延伸引管，延伸引管与气提水管连接，且延伸引管朝回流控制槽底部延伸，所述气提装置安装在延伸引管或气提水管上，所述布水管上设置有若干透水孔。
通过采用上述技术方案，布水管铺设在砾石填料内，并原水可以从透水孔内透出，从而让水能够分别从多功能过滤池的上表面更加均匀的分别渗透，让原水尽可能多的铺满整个多功能过滤池的面积，方便原水的处理，提高处理效率和速度。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述沉淀池、流化床、多功能过滤池、出水渠以及回流控制槽之间分别采用挡板隔离形成，所述流化床与多功能过滤池之间的挡板以及出水渠与多功能过滤池之间的挡板上均设置有若干内穿孔，所述内穿孔设置在靠近多功能过滤池的池底设置，所述池体上安装有出水管，出水管与出水渠底部之间留有间隙。
通过采用上述技术方案，挡板可以将池体进行隔断，内穿孔可以防止多功能过滤池内的填料进入到流化床以及出水渠内，保持多功能过滤池内的结构的稳定的同时，让多功能过滤池以分别与出水渠以及流化床底部联通。出水管用于排水，其与出水渠留有一定间隙，一方面可以让水中残留的杂质不会轻易进入到出水管内造成堵塞，同时，可以预留部分水进行下一周期的处理，在下一周周期的进水注入时，原水中的碳源污染物与池内上一周期残留的硝化液混合，在反硝化作用下，去除部分总氮，并降低碳源污染物浓度。
本发明的第二目的是为了提供一种方便控制上述污水处理系统所应用的控制系统。
一种控制系统，包括控制器、设置在流化床内的水位传感器、安装在出水管上的控制阀以及安装在进水管上的原水泵，所述水位传感器与控制器连接，所述控制器分别与控制阀、原水泵、气提装置以及曝气装置连接，所述水位传感器将水位信号传输至控制器，所述控制器控制控制阀、原水泵、气提装置以及曝气装置工作
通过采用上述技术方案，采用控制器至各个设备的启闭，让其自动化程度高，不需要人工看守，提高其实用性。
本发明的第三目的是为了提供一种采用上述污水处理系统的污水处理方法。
一种污水处理的方法，包括如下操作步骤：
STEP1：保持出水管上的控制阀闭合，启动原水泵向流化床内注水，通过流化床、多功能过滤池和出水渠底部联通，同时向流化床、多功能过滤池和出水渠注水;
STEP2：进行爆气，并持续注水：
STEP3：将流化床、多功能过滤池和出水渠注满水填充满时，进水关闭，气提开启;
STEP4：继续爆气和气提，让水在系统内循环处理，然后关闭气提装置和曝气装置;
STEP5：将出水管打开，将水从出水渠排水，池体内部水不排空，排水完成后，再关闭出水管;
STEP6：启动原水泵进行注水，进入下一个运行周期。
通过采用上述技术方案，采取上述方法进行污水处理，好氧、厌氧和缺氧的可以进行过度变化，从而避免了TN、TP去除时对碳源的抢夺，优化了生物除磷效果，同时，让原水中的碳源污染物与池内上一周期残留的硝化液混合，在反硝化作用下，去除部分总氮，并降低碳源污染物浓度。
综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：
1.在循环往复过程中，原水中的COD(化学需氧量)、TN(总氮)、TP(总磷)等污染物逐渐降解去除;
2.有效缓解滤池区的产泥和堵塞问题，使农村污水处理操作更便捷、更省心;
3.好氧、厌氧和缺氧的可以进行过度变化，从而避免了TN、TP去除时对碳源的抢夺，优化了生物除磷效果，同时，让原水中的碳源污染物与池内上一周期残留的硝化液混合，在反硝化作用下，去除部分总氮，并降低碳源污染物浓度。（发明人赵统刚;陈龙;张兰;陈阳波）