公布日：2023.05.09
申请日：2022.12.27
分类号：C02F9/00(2023.01)I;C02F1/52(2023.01)N;C02F1/56(2023.01)N;C02F1/32(2023.01)N;C02F3/30(2023.01)N;C02F1/50(2023.01)N;C02F101/30(2006.01)N;C02F1/
48(2023.01)N
摘要
本发明公开了一种污水深度处理系统及工艺，其特征在于：百乐克工艺段二级处理后，包括水位提升池、生物接触氧化池、磁混凝澄清池、消毒接触池、尾水井、储泥池和污泥浓缩脱水机房。本发明采用生物接触氧化池，可有效去除污水中的有机污染物，池内填料比表面积大，充氧条件良好，具有较高的容积负荷，对水质水量的骤变有较强的适应能力，不存在污泥膨胀问题，运行管理简便，无污泥回流，易于培菌驯化；磁混凝澄清池内投加磁粉，磁粉颗粒微小，密度高，使得水中胶体颗粒与磁粉颗粒很容易碰撞脱稳形成絮体，大大提高了悬浮物去除效率和沉淀速度，非常适合针对去除TP和SS的深度处理，磁混凝澄清池出水SS、TP、TN、NH3‑N、COD、BOD5均可达到一级A标准排放。
权利要求书
1.一种污水深度处理系统，其特征在于：包括水位提升池、生物接触氧化池、磁混凝澄清池、消毒接触池、尾水井、储泥池和污泥浓缩脱水机房；所述水位提升池与百乐克工艺段二级污水处理系统相连，内部设有潜水轴流泵，用于将百乐克工艺段二级处理的出水提升至生物接触氧化池；所述生物接触氧化池与水位提升池相连，包括依次连接的第一好氧段、缺氧段和第二好氧段，所述生物接触氧化池池内投加悬浮填料，填料上布满微生物生物膜，所述缺氧段中微生物生物膜包含苯环类、杂环类降解菌种，用于降解污水中的COD和SS污染物，所述第一好氧段、第二好氧段中微生物生物膜包含糖类、有机酸、烃类和其他有机物降解菌种，用于降解污水中的COD、氨氮、总氮、色度、SS污染物，所述第一好氧段、第二好氧段的池边设有曝气鼓风机，底部设有穿孔管曝气，用于给生物膜上的微生物提供氧气，生物膜生长至一定厚度后，填料上的微生物会因缺氧而进行厌氧代谢，产生的气体及曝气形成的冲刷作用会造成生物膜的脱落，并促进新生物膜的生长，所述缺氧段内设有低速潜水推流器，使污水以一定的流速流过微生物生物膜；所述磁混凝澄清池设于澄清池室内，与生物接触氧化池相连，包括依次连接的混凝反应区、磁粉反应区、絮凝反应区和磁混凝区；所述混凝反应区设有两个反应池；所述混凝反应区投加有PAC混凝剂，内部设有Ⅰ型立式反应池搅拌器；所述磁粉反应区投加有磁粉，内部设有Ⅱ型立式反应池搅拌器；所述絮凝反应区投加有PAM助凝剂，内部设有Ⅲ型立式反应池搅拌器；所述磁混凝区上部设有若干斜管，底部中间设有污泥沉降室，磁混凝区内污水中形成的絮体经重力沉降在斜管壁上，滑入池底污泥沉降室内，使絮体得以从水中分离，所述污泥沉降室上方设有中心传动刮泥机，用于防止底部磁粉、污泥的沉积，方便更好的回流；所述污泥沉降室侧壁上设有出污泥管，所述出污泥管通过污泥回流泵、污泥回流管与磁粉反应区相连，所述污泥回流泵设有1～2件，所述出污泥管通过剩余污泥泵、剩余污泥管与高剪机连接，所述高剪机的污泥出口连接有磁分离器，所述磁分离器的污泥出口连接储泥池，所述磁分离器中分离的磁粉通过磁粉回收管返回磁粉反应区，所述储泥池用于储存污水处理过程中产生的污泥并泵送至污泥浓缩脱水机房，所述储泥池内部设有潜水搅拌机，用于防止污泥沉积；所述污泥浓缩脱水机房内设有带式浓缩脱水一体机，用于对污泥进行浓缩脱水处理；所述磁混凝区上部与消毒接触池相连，所述消毒接触池内设有若干低压高强、固态水银合金紫外灯和电子镇流器；所述尾水井与消毒接触池相连，用于存储消毒净化后的水并通过排水管道向外排放；所述潜水轴流泵、曝气鼓风机、低速潜水推流器、Ⅰ型立式反应池搅拌器、Ⅱ型立式反应池搅拌器、Ⅲ型立式反应池搅拌器、中心传动刮泥机、污泥回流泵、剩余污泥泵、高剪机、磁分离器、潜水搅拌机、带式浓缩脱水一体机、电子镇流器均与PLC控制系统相联。
2.根据权利要求1所述的一种污水深度处理系统，其特征在于：还包括PAM加药间、混凝剂储罐、碳源储罐和次氯酸钠储罐；所述PAM加药间用于配制、储存和投放PAM助凝剂，设于澄清池室内絮凝反应区旁边，并通过加药泵和加药管与絮凝反应区相连通；所述混凝剂储罐、碳源储罐和次氯酸钠储罐均设于澄清池室外侧，分别用于储存PAC混凝剂、碳源和次氯酸钠，所述混凝剂储罐通过混凝剂隔膜计量泵、第一输液管与混凝反应区相连通，所述碳源储罐通过碳源隔膜计量泵、第二输液管与缺氧段相连通，所述次氯酸钠储罐通过次氯酸钠隔膜计量泵、第三输液管与消毒接触池进水端相连通；所述加药泵、混凝剂隔膜计量泵、碳源隔膜计量泵、次氯酸钠隔膜计量泵均与PLC控制系统相联。
3.根据权利要求1所述的一种污水深度处理系统，其特征在于：所述磁粉粒径设为90～110µm；所述斜管平均表面负荷设为14.7m/h，峰值表面负荷设为19.1m/h。
4.根据权利要求1所述的一种污水深度处理系统，其特征在于：所述悬浮填料采用辫带式填料，池内的生物固体浓度设为5～10g/l，容积负荷可达2.0～3.0kgBOD5/m3.d。
5.根据权利要求2所述的一种污水深度处理系统，其特征在于：所述缺氧段内投加有碳源，所述碳源设为醋酸钠，帮助反硝化脱氮。
6.根据权利要求2所述的一种污水深度处理系统，其特征在于：所述消毒接触池进水端投加次氯酸钠消毒剂，用于强化对大肠杆菌的去除。
7.根据权利要求1所述的一种污水深度处理系统，其特征在于：所述固态水银合金紫外灯外侧套设有可自动清洗的紫外灯套管，用于清洗吸附于套管壁上的污垢膜，确保不会降低对紫外光强度传送和保证连续灭菌功能。
8.一种权利要求1至7任一项所述污水深度处理系统的处理工艺，其特征在于包括如下步骤：S1、出水提升：将百乐克工艺段二级处理后出水排入中间水位提升池，并通过潜水轴流泵泵入生物接触氧化池；S2、强化生化处理：进入生物接触氧化池的污水依次经过第一好氧段、缺氧段、第二好氧段三个处理段，三个处理段污水停留时间分别为1h、1.25h及0.25h，并通过低速潜水推流器的作用，以一定的流速流经池底填料上布满的生物膜，污水与生物膜广泛接触，在生物膜上微生物的新陈代谢的作用下，可最终除去污水中的有机污染物；S3、磁混凝沉淀工艺：经步骤S2净化的出水进入磁混凝澄清池，依次经过混凝反应区、磁粉反应区、絮凝反应区和磁混凝区，混凝反应区、磁粉反应区、絮凝反应区内分别投入PAC混凝剂、磁粉、PAM助凝剂，PAC混凝剂投加量设为50～80mg/l，PAM助凝剂投加量设为0.5～0.8mg/l，混凝反应区、磁粉反应区、絮凝反应区污水停留时间均设为10min，同时池内Ⅰ型立式反应池搅拌器、Ⅱ型立式反应池搅拌器、Ⅲ型立式反应池搅拌器以200～300r/min的速度搅拌，磁混凝区污水停留时间设为30min，磁混凝澄清池主要去除污水中的TP和SS，同时对COD、BOD5也有部分去除效果，磁混凝区34出水SS、TP、TN、NH3-N、COD、BOD5均可达到一级A标准排放；S4、污泥回流工艺：步骤S3中进入磁混凝区内污水中形成的絮体经重力沉降在上端斜管壁上，并顺着斜管壁滑入池底污泥沉降室内，使絮体得以从水中分离，污泥沉降室内的污泥通过出污泥管、污泥回流泵、污泥回流管返回絮凝反应区，继续参与絮凝反应，随污泥回流的PAC混凝剂、磁粉、PAM助凝剂还能再次发挥作用，有助于减少PAC混凝剂、磁粉、PAM助凝剂的投加量；污泥回流泵35的频率设为0～50HZ，污泥的回流比为进水量的8%～12%；S5、定期排泥工艺：剩余污泥泵定期将磁混凝区内的剩余污泥通过剩余污泥管泵入高剪机，排泥比设为进水量的2%，经过高剪机粉碎后进入磁分离器，分离出的磁粉返回磁粉反应区继续参与反应，可以减少磁粉投加量，从磁分离器出来的剩余污泥泵入储泥池；S6、消毒工艺：将磁混凝区出水进入消毒接触池，向消毒接触池进水端投加次氯酸钠消毒剂，用于去除大肠杆菌，再经过低压高强、固态水银合金紫外灯发射的C波段紫外光的强力杀菌消毒，可以杀灭水中的各种细菌、病毒、寄生虫、水藻以及其他病原体，粪大肠菌群数低于1000个/L，达到一级A标准；S7、尾水井出水：将步骤S6杀菌消毒后的水排入尾水井，并通过排水管向外排放；S8、污泥浓缩脱水工艺：将步骤S5中储泥池的污泥泵入污泥浓缩脱水机房，经过带式浓缩脱水一体机脱水浓缩至含水率80%以下后运至污泥深度处理车间。
9.根据权利要求8所述的处理工艺，其特征在于：所述步骤S2中缺氧段内根据需要投加醋酸钠作为补充碳源，帮助反硝化脱氮，降低污水中总氮指标。
10.根据权利要求8所述的处理工艺，其特征在于：所述步骤S6中紫外灯外面套设的紫外灯套管可定期自动清洗吸附于套管壁上的污垢膜，确保不会降低对紫外光强度传送和保证连续灭菌功能。
发明内容
为了解决上述现有污水处理百乐克工艺出水水质还会残留有少部分难生物降解有机物、氮和磷的化合物，未能沉淀的固体颗粒、致病微生物以及无机盐等污染物质，BOD5、SS、NH3-N、TP等指标均有不同程度概率难以达到一级A标准，其中主要是TP和SS难以达标的问题，本发明提供了一种污水深度处理系统及工艺。
为了达到上述目的，本发明提供了一种污水深度处理系统，其特征在于：包括水位提升池、生物接触氧化池、磁混凝澄清池、消毒接触池、尾水井、储泥池和污泥浓缩脱水机房；
所述水位提升池与百乐克工艺段二级污水处理系统相连，内部设有潜水轴流泵，用于将百乐克工艺段二级处理的出水提升至生物接触氧化池；
所述生物接触氧化池与水位提升池相连，包括依次连接的第一好氧段、缺氧段和第二好氧段，所述生物接触氧化池池内投加悬浮填料，填料上布满微生物生物膜，所述缺氧段中微生物生物膜包含苯环类、杂环类降解菌种，用于降解污水中的COD和SS污染物，所述第一好氧段、第二好氧段中微生物生物膜包含糖类、有机酸、烃类和其他有机物降解菌种，用于降解污水中的COD、氨氮、总氮、色度、SS污染物，所述第一好氧段、第二好氧段的池边设有曝气鼓风机，底部设有穿孔管曝气，用于给生物膜上的微生物提供氧气，生物膜生长至一定厚度后，填料上的微生物会因缺氧而进行厌氧代谢，产生的气体及曝气形成的冲刷作用会造成生物膜的脱落，并促进新生物膜的生长，所述缺氧段内设有低速潜水推流器，使污水以一定的流速流过微生物生物膜；
所述磁混凝澄清池设于澄清池室内，与生物接触氧化池相连，包括依次连接的混凝反应区、磁粉反应区、絮凝反应区和磁混凝区；所述混凝反应区设有两个反应池；
所述混凝反应区投加有PAC混凝剂，内部设有Ⅰ型立式反应池搅拌器；
所述磁粉反应区投加有磁粉，内部设有Ⅱ型立式反应池搅拌器；
所述絮凝反应区投加有PAM助凝剂，内部设有Ⅲ型立式反应池搅拌器；
所述磁混凝区上部设有若干斜管，底部中间设有污泥沉降室，磁混凝区内污水中形成的絮体经重力沉降在斜管壁上，滑入池底污泥沉降室内，使絮体得以从水中分离，所述污泥沉降室上方设有中心传动刮泥机，用于防止底部磁粉、污泥的沉积，方便更好的回流；
所述污泥沉降室侧壁上设有出污泥管，所述出污泥管通过污泥回流泵、污泥回流管与磁粉反应区相连，所述污泥回流泵设有1～2件，所述出污泥管通过剩余污泥泵、剩余污泥管与高剪机连接，所述高剪机的污泥出口连接有磁分离器，所述磁分离器的污泥出口连接储泥池，所述磁分离器中分离的磁粉通过磁粉回收管返回磁粉反应区，所述储泥池用于储存污水处理过程中产生的污泥并泵送至污泥浓缩脱水机房，所述储泥池内部设有潜水搅拌机，用于防止污泥沉积；
所述污泥浓缩脱水机房内设有带式浓缩脱水一体机，用于对污泥进行浓缩脱水处理；
所述磁混凝区上部与消毒接触池相连，所述消毒接触池内设有若干低压高强、固态水银合金紫外灯和电子镇流器；
所述尾水井与消毒接触池相连，用于存储消毒净化后的水并通过排水管道向外排放；
所述潜水轴流泵、曝气鼓风机、低速潜水推流器、Ⅰ型立式反应池搅拌器、Ⅱ型立式反应池搅拌器、Ⅲ型立式反应池搅拌器、中心传动刮泥机、污泥回流泵、剩余污泥泵、高剪机、磁分离器、潜水搅拌机、带式缩脱水一体机、电子镇流器均与PLC控制系统相联。
作为本技术的进一步改进，还包括PAM加药间、混凝剂储罐、碳源储罐和次氯酸钠储罐；6
所述PAM加药间用于配制、储存和投放PAM助凝剂，设于澄清池室内絮凝反应区旁边，并通过加药泵和加药管与絮凝反应区相连通；
所述混凝剂储罐、碳源储罐和次氯酸钠储罐均设于澄清池室外侧，分别用于储存PAC混凝剂、碳源和次氯酸钠，所述混凝剂储罐通过混凝剂隔膜计量泵、第一输液管与混凝反应区相连通，所述碳源储罐通过碳源隔膜计量泵、第二输液管与缺氧段相连通，所述次氯酸钠储罐通过次氯酸钠隔膜计量泵、第三输液管与消毒接触池进水端相连通；
所述加药泵、混凝剂隔膜计量泵、碳源隔膜计量泵、次氯酸钠隔膜计量泵均与PLC控制系统相联。
作为本技术的进一步改进，所述磁粉粒径设为90～110μm；所述斜管平均表面负荷设为14.7m/h，峰值表面负荷设为19.1m/h。
作为本技术的进一步改进，所述悬浮填料采用辫带式填料，池内的生物固体浓度设为5～10g/l，容积负荷可达2.0～3.0kgBOD5/m3.d。
作为本技术的进一步改进，所述缺氧段内投加碳源，所述碳源设为醋酸钠，帮助反硝化脱氮。
作为本技术的进一步改进，所述消毒接触池进水端投加次氯酸钠消毒剂，用于强化对大肠杆菌的去除。
作为本技术的进一步改进，所述固态水银合金紫外灯外侧套设有可自动清洗的紫外灯套管，用于清洗吸附于套管壁上的污垢膜，确保不会降低对紫外光强度传送和保证连续灭菌功能。
本发明还提供了上述污水深度处理系统的处理工艺，其特征在于包括如下步骤：
S1、出水提升：将百乐克工艺段二级处理后出水排入中间水位提升池，并通过潜水轴流泵泵入生物接触氧化池；
S2、强化生化处理：进入生物接触氧化池的污水依次经过第一好氧段、缺氧段、第二好氧段三个处理段，三个处理段污水停留时间分别为1h、1.25h及0.25h，并通过低速潜水推流器的作用，以一定的流速流经池底填料上布满的生物膜，污水与生物膜广泛接触，在生物膜上微生物的新陈代谢的作用下，可最终除去污水中的有机污染物；
S3、磁混凝沉淀工艺：经步骤S2净化的出水进入磁混凝澄清池，依次经过混凝反应区、磁粉反应区、絮凝反应区和磁混凝区，混凝反应区、磁粉反应区、絮凝反应区内分别投入PAC混凝剂、磁粉、PAM助凝剂，PAC混凝剂投加量设为50～80mg/l，PAM助凝剂投加量设为0.5～0.8mg/l，混凝反应区、磁粉反应区、絮凝反应区污水停留时间均设为10min，同时池内Ⅰ型立式反应池搅拌器、Ⅱ型立式反应池搅拌器、Ⅲ型立式反应池搅拌器以200～300r/min的速度搅拌，磁混凝区污水停留时间设为30min，磁混凝澄清池主要去除污水中的TP和SS，同时对COD、BOD5也有部分去除效果，磁混凝区34出水SS、TP、TN、NH3-N、COD、BOD5均可达到一级A标准排放；
S4、污泥回流工艺：步骤S3中进入磁混凝区内污水中形成的絮体经重力沉降在上端斜管壁上，并顺着斜管壁滑入池底污泥沉降室内，使絮体得以从水中分离，污泥沉降室内的污泥通过出污泥管、污泥回流泵、污泥回流管返回絮凝反应区，继续参与絮凝反应，随污泥回流的PAC混凝剂、磁粉、PAM助凝剂还能再次发挥作用，有助于减少PAC混凝剂、磁粉、PAM助凝剂的投加量；
污泥回流泵35的频率设为0～50HZ，污泥的回流比为进水量的8％～12％；
S5、定期排泥工艺：剩余污泥泵定期将磁混凝区内的剩余污泥通过剩余污泥管泵入高剪机，排泥比设为进水量的2％，经过高剪机粉碎后进入磁分离器，分离出的磁粉返回磁粉反应区继续参与反应，可以减少磁粉投加量，从磁分离器出来的剩余污泥泵入储泥池；
S6、消毒工艺：将磁混凝区出水进入消毒接触池，向消毒接触池进水端投加次氯酸钠消毒剂，用于去除大肠杆菌，再经过低压高强、固态水银合金紫外灯发射的C波段紫外光的强力杀菌消毒，可以杀灭水中的各种细菌、病毒、寄生虫、水藻以及其他病原体，粪大肠菌群数低于1000个/L，达到一级A标准；
S7、尾水井出水：将步骤S6杀菌消毒后的水排入尾水井，并通过排水管向外排放；
S8、污泥浓缩脱水工艺：将步骤S5中储泥池的污泥泵入污泥浓缩脱水机房，经过带式浓缩脱水一体机脱水浓缩至含水率80％以下后运至污泥深度处理车间。
作为本技术的进一步改进，所述步骤S2中缺氧段内根据需要投加醋酸钠作为补充碳源，帮助反硝化脱氮，降低污水中总氮指标。
作为本技术的进一步改进，所述步骤S6中紫外灯外面套设的紫外灯套管可定期自动清洗吸附于套管壁上的污垢膜，确保不会降低对紫外光强度传送和保证连续灭菌功能。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：1、本发明采用生物接触氧化池，可有效去除污水中的有机污染物，由于池内填料比表面积大，充氧条件良好，具有较高的容积负荷，占地面积小；由于生物接触氧化池内单位容积的生物固体量较高，水流完全混合，故对水质水量的骤变有较强的适应能力；由于生物接触氧化池剩余污泥量少，不存在污泥膨胀问题，运行管理简便，无污泥回流，易于培菌驯化；2、本发明采用磁混凝澄清池，池内投加磁粉，磁粉颗粒微小，作为沉淀析出晶核，使得水中胶体颗粒与磁粉颗粒很容易碰撞脱稳而形成絮体，悬浮物去除效率也大大提高；同时由于磁粉密度高，使得絮体密度远大于常规混凝絮体，从而大幅提高沉淀速度；磁混凝沉淀工艺运行费用低、占地面积小，非常适合针对去除TP和SS的深度处理，磁混凝池出水SS、TP、TN、NH3-N、COD、BOD5均可达到一级A标准排放；3、本发明磁混凝沉淀工艺设有污泥回流，PAC混凝剂、磁粉、PAM助凝剂还能再次发挥作用，有助于减少PAC混凝剂、磁粉、PAM助凝剂的投加量，节省成本；没有磁分离器，使剩余污泥中磁粉可以返回磁粉反应区，减少了磁粉投加量，大大节省了污水深度处理成本；4、本发明采用低压高强、固态水银合金紫外灯发射的C波段紫外光的强力杀菌消毒，紫外C对细菌、病毒的杀菌作用一般在一秒以内，对几乎所有的细菌，病毒都能高效率杀灭，并且对一些对人类危害极大的，而氯气以至臭氧无法或不能有效杀灭的寄生虫类(例如隐性包囊虫cryptosporidium，贾第鞭毛虫giardia等)都能有效杀灭；紫外C杀菌没有二次污染，运行安全、可靠；5、本发明在消毒接触池进水端投加次氯酸钠消毒剂，用于去除大肠杆菌，使消毒后的尾水达到一级A排放标准。
（发明人：朱招生;陈海康;杨东;郑军;苏建波;李军平;邓华荣;刘军）