公布日：2022.01.04
申请日：2021.10.13
分类号：C02F9/14(2006.01)I;C02F11/121(2019.01)I;C02F11/13(2019.01)I;C02F11/14(2019.01)I;C02F11/147(2019.01)I;C02F11/02(2006.01)I;
C02F101/16(2006.01)N;C02F101/30(2006.01)N
摘要
本发明涉及一种高海拔条件下污水处理用工艺，属于污水处理技术领域，本发明先去除污水的大体积漂浮物，然后再利用旋流反应沉淀槽使污水和污泥分离，并分送至不同的环节处理；污水通过热交换器进入到蠕动床生物滤池，蠕动床生物滤池处理后流入到太阳能聚热反应器；污水经太阳能聚热反应器处理后达标排放或者回流到热交换器；污泥以及太阳能聚热反应器脱落的生物膜均进入到污泥浓缩池进行沉降脱水，得到浓度较高的污泥层，然后将污泥层进行机械脱水，最后进行太阳能干化处理。本发明在高原地区特殊的环境下也可以达到优良的污水处理效果，且处理效率高，耗电量低，无二次污染。
权利要求书
1.一种高海拔条件下污水处理用工艺，其特征在于：包括如下步骤：S1：手动或通过机械格栅去除污水中的大体积漂浮物；S2：将步骤S1中得到的污水泵入到旋流反应沉淀槽中，污水中悬浮的固体颗粒和胶体颗粒在离心力的作用下从污水中分离出来，沉淀物与污水分送至不同处理环节；S3：步骤S2中得到的污水经过热交换器后进入好氧~缺氧蠕动床生物滤池，通过好氧~缺氧蠕动床生物滤池内的微生物降解污水中的有机污染物和氨氮；S4：步骤S3中的好氧~缺氧蠕动床生物滤池出水流到太阳能聚热反应器，太阳能聚热反应器采用立式上下双层结构，上层采用PE斜管生物填料聚集微藻类微生物，PE斜管生物填料的管径为50~80mm；下层为高效群落区采用聚氨酯生物填料聚集细菌类微生物，聚氨酯生物填料占太阳能聚热反应器总体积的15~30％，且填料密度为20~60kg/m3，孔隙率为30~90％，利用细菌类微生物去除污水中的营养物质，并且利用微藻类微生物减少污水处理过程中的碳排放；PE斜管生物填料和聚氨酯生物填料均呈蜂窝状设置，且蜂窝状的聚氨酯生物填料内部还填充有1~60目的活性炭、硅藻土、火山岩或改性沸石；经过太阳能聚热反应器净化后的出水达标排放或回用；若回用，则太阳能聚热反应器出水回流到热交换器，太阳能聚热反应器出水中的热量通过热交换器的作用使从旋流反应沉淀槽排出的污水升温后进入到蠕动床生物滤池内；S5：步骤S2中经旋流反应沉淀槽处理得到的初级沉淀污泥和步骤S4中太阳能聚热反应器脱落的生物膜均进入到污泥浓缩池进行脱水，最终在污泥浓缩池的底部得到浓度较高的污泥层，污泥层收集到污泥浓缩池的中心并从排料管排出；S6：将步骤S5中经污泥浓缩池排出得到的污泥层进行机械脱水处理，方便后续资源化利用。S7：将步骤S6中脱水后的污泥层进行太阳能干化处理，使含水率降低至40％以下后用作矿山修复及土壤修复。
2.根据权利要求1所述的一种高海拔条件下污水处理用工艺，其特征在于：步骤S7中太阳能干化具体包括：S71：原料调配：向经过机械脱水后的污泥层加入调理剂和可对污泥进行氧化分解的嗜温好氧生物菌剂混合后调配污泥混合物含水率至65~85％；S72：太阳能生物强化处理：将调配后的污泥混合物在太阳板房的高温破胶区堆叠成高度50~100cm的长方形条垛；S73：破碎筛分：翻抛机每天定时对呈长方形条垛的污泥混合物进行翻抛，待嗜温好氧生物菌剂繁殖破坏污泥混合物胶体后，翻抛机再将污泥混合物耙入太阳能脱水干化区，平铺为高度10~15cm的泥层，最后将泥层的含水率调节降低至30~40％。
3.根据权利要求1所述的一种高海拔条件下污水处理用工艺，其特征在于：在步骤S4中蠕动床生物滤池为2~6段多级反应池串联结构。
4.根据权利要求2所述的一种高海拔条件下污水处理用工艺，其特征在于：所述调理剂为麸皮、锯末或两者组合。
5.根据权利要求1所述的一种高海拔条件下污水处理用工艺，其特征在于：步骤S5中，污泥浓缩池上部的清水则回流到污水处理的进水端，进入污水处理流程进行处理。
6.根据权利要求1所述的一种高海拔条件下污水处理用工艺，其特征在于：步骤S6中，污泥层脱水出水流到污水处理的进水端，进入污水处理流程进行处理。
发明内容
为了克服现有的污水处理方法不适用于高海拔地区、高原地区污水处理困难等的缺点，本发明设计了一种高海拔条件下污水处理用工艺，其在高原地区特殊的环境下也可以达到优良的污水处理效果，且处理效率高，耗电量低，无二次污染。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种高海拔条件下污水处理用工艺，包括如下步骤：
S1：手动或通过机械格栅去除污水中的大体积漂浮物；
S2：将步骤S1中得到的污水泵入到旋流反应沉淀槽中，污水中悬浮的固体颗粒和胶体颗粒在离心力的作用下从污水中分离出来，沉淀物与污水分送至不同处理环节；
S3：步骤S2中得到的污水经过热交换器后进入好氧~缺氧蠕动床生物滤池，通过好氧~缺氧蠕动床生物滤池内的微生物降解污水中的有机污染物和氨氮；
S4：步骤S3中的好氧~缺氧蠕动床生物滤池出水流到太阳能聚热反应器，太阳能聚热反应器采用立式上下双层结构，上层采用PE斜管生物填料聚集微藻类微生物，PE斜管生物填料的管径为50~80mm；下层为高效群落区采用聚氨酯生物填料聚集细菌类微生物，聚氨酯生物填料占太阳能聚热反应器总体积的15~30％，且填料密度为20~60kg/m3，孔隙率为30~90％，利用细菌类微生物去除污水中的营养物质，并且利用微藻类微生物减少污水处理过程中的碳排放；PE斜管生物填料和聚氨酯生物填料均呈蜂窝状设置，且蜂窝状的聚氨酯生物填料内部还填充有1~60目的活性炭、硅藻土、火山岩或改性沸石；经过太阳能聚热反应器净化后的出水达标排放或回用；若回用，则太阳能聚热反应器出水回流到热交换器，太阳能聚热反应器出水中的热量通过热交换器的作用使从旋流反应沉淀槽排出的污水升温后进入到蠕动床生物滤池内；
S5：步骤S2中经旋流反应沉淀槽处理得到的初级沉淀污泥和步骤S4中太阳能聚热反应器脱落的生物膜均进入到污泥浓缩池进行脱水，最终在污泥浓缩池的底部得到浓度较高的污泥层，污泥层收集到污泥浓缩池的中心并从排料管排出；
S6：将步骤S5中经污泥浓缩池排出得到的污泥层进行机械脱水处理，方便后续资源化利用。
S7：将步骤S6中脱水后的污泥层进行太阳能干化处理，使含水率降低至40％以下后用作矿山修复及土壤修复。
进一步地，步骤S7中太阳能干化具体包括：
S71：原料调配：向经过机械脱水后的污泥层加入调理剂和可对污泥进行氧化分解的嗜温好氧生物菌剂混合后调配污泥混合物含水率至65~85％；
S72：太阳能生物强化处理：将调配后的污泥混合物在太阳板房的高温破胶区堆叠成高度50~100cm的长方形条垛；
S73：破碎筛分：翻抛机每天定时对呈长方形条垛的污泥混合物进行翻抛，待嗜温好氧生物菌剂繁殖破坏污泥混合物胶体后，翻抛机再将污泥混合物耙入太阳能脱水干化区，平铺为高度10~15cm的泥层，最后将泥层的含水率调节降低至30~40％。
进一步地，在步骤S4中蠕动床生物滤池为2~6段多级反应池串联结构。
进一步地，所述调理剂为麸皮、锯末或两者组合。
进一步地，步骤S5中，污泥浓缩池上部的清水则回流到污水处理的进水端，进入污水处理流程进行处理。
进一步地，步骤S6中，污泥层脱水出水流到污水处理的进水端，进入污水处理流程进行处理。
与现有技术相比本发明有以下特点和有益效果：
1、本发明通过立式上下双层的太阳能聚热反应器的设置，在太阳能聚热反应器上层设置微藻类微生物，下层设置细菌类微生物，通过细菌类微生物处理污水内复杂成分的污染物，同时分解过程产生的二氧化碳又被上层的微藻类微生物吸收利用，实现不同种群微生物之间的分工合作，既完成了污染物的讲解去除，又实现了降低碳排放的功能，节能环保；同时，经太阳能聚热反应器净化后的高温水回流到热交换器内，在热交换器的作用下，可以使得从旋流反应沉淀槽流出的污水的温度得到升高，克服了高原地区气温低、升温难的问题，不需要设置额外的电力装置来升温，大大降低了污水净化成本，提高污水净化的效率；立式上下双层的太阳能聚热反应器的设置，大大减少了装置占地面积，克服了高原地区可利用面积少的问题。
2、本发明的太阳能聚热反应器采用蜂窝状的PE斜管生物填料和蜂窝状的聚氨酯生物填料，并在聚氨酯生物填料内填充有多孔材料(活性炭、硅藻土、火山岩或改性沸石)，方便各种类型的细菌类微生物附着、繁殖和生长，有效提高了单位面积的生物量，便于形成生物膜，故优势菌种不易流失，通过生物膜分解污水中复杂成分的污染物，大大提高了污水处理的效果，且成本低廉适宜推广，同时由于可以富集长泥龄微生物，可实现痕量污染物的去除。
3、本发明通过将处理后的污泥层进行太阳能干化处理，在经机械脱水后的污泥层加入麸皮、锯末或两者混合后的调理剂，然后再加入嗜温好氧生物菌剂，嗜温好氧生物菌剂能够让污泥层稳定升温，有利于脱水，同时微生物的分解作用能够使污泥混合物的胶体被破坏、脱稳，有利于水分蒸发，使含水率降低，然后再将混合好的污泥层堆叠成长方形条垛防止在太阳能板房内，充分利用太阳能的作用进行增温保温，促进污泥脱水，使水分进一步降低，最后利用翻抛机进行翻抛，翻抛机能够打碎大颗粒污泥，同时也能够翻动污泥，使上下两侧污泥翻转，最后将水分调节到需要的比例；太阳能干化处理有利于污泥后续的资源化利用，利用高原高寒地带昼夜温差大、日照强、太阳能丰富的优势处理污泥，大大降低了污泥处理过程中的能耗，且无污染，简单易操作。
4、本发明充分利用高原高寒地带昼夜温差大、日照强、太阳能丰富的优势，利用太阳能进行污水处理，污泥太阳能干化，实现低能耗、低成本和高效率的污水净化和污泥处理，将污水处理技术进行简化，便于推广，同时工艺设备模块化设计，具有充氧效率高、运行稳定、节约占地、简单易操作、施工周期短等优点，有利用工程应用；2~6段多级好氧~缺氧蠕动床生物滤池的设计，多段A/O生化反应单元，提高系统对有机物、氨氮、总氮去除率，同时降低能耗，节约资源。
（发明人：王之峰;马文臣;汪晶;张利;张鲜;庞小文;韩琦;任冠红）