公布日：2024.02.23
申请日：2023.12.05
分类号：C02F9/00(2023.01)I;C04B33/135(2006.01)I;C04B33/132(2006.01)I;C04B33/13(2006.01)I;C04B33/24(2006.01)I;C04B38/10(2006.01)I;C02F3/28(2023.01)N;
C02F1/00(2023.01)N;C02F3/30(2023.01)N;C02F3/34(2023.01)N;C02F11/00(2006.01)N;C02F11/12(2019.01)N
摘要
本发明公开了一种农村污水处理及污泥和磷资源化利用的方法及系统，涉及农村污水处理技术领域，为解决现有农村污水间接资源化系统中污泥浓缩池污泥未有效原位利用，且磷资源也被浪费的问题；本发明将农村生活污水预处理并过滤掉大颗粒杂物，再经过调节池处理后，送入到生物处理单元，将生物处理单元的出水引入人工湿地继续处理后中水回用；生物处理单元排出的剩余污泥排入磷吸附池，除磷后的污泥进入污泥浓缩池浓缩，浓缩后的污泥制成陶粒，置换人工湿地和磷吸附池中的陶粒填料，置换出来的含磷陶粒作为肥料还田；本发明工艺步骤简单合理，成本低廉，污水处理得当，污泥制成的陶粒吸附磷后可用作农田肥料，能够有效对污泥和磷原位利用。
权利要求书
1.一种农村污水处理及污泥和磷资源化利用的方法，其特征在于，包括以下具体内容：将农村生活污水按照分类，黑水经过化粪池预处理，与灰水混合并过滤掉大颗粒杂物，再经过调节池处理后，送入到以排除剩余污泥的方式实现磷的去除的生物处理单元，将生物处理单元的出水引入人工湿地继续处理，人工湿地中设置有陶粒填料用于除磷，人工湿地的出水进行中水回用；生物处理单元排出的剩余污泥排入磷吸附池，其中设置有陶粒填料用于与污泥充分接触吸附磷，除磷后的污泥进入污泥浓缩池浓缩，上清液溢流回到调节池，浓缩后的污泥采用免烧结工艺制成陶粒，待人工湿地和磷吸附池中的陶粒填料吸附足够的磷或吸附饱和，将制好的陶粒与之置换，置换出来的含磷陶粒作为肥料还田。
2.根据权利要求1所述的一种农村污水处理及污泥和磷资源化利用的方法，其特征在于：所述免烧结工艺包括，将浓缩后的污泥与黏土、粉煤灰掺拌后给料至混合装置，混合的同时加入发泡剂，充分发泡后，用模具成型塑造，成型后经养护得到陶粒成品。
3.根据权利要求2所述的一种农村污水处理及污泥和磷资源化利用的方法，其特征在于：所述污泥、粉煤灰、粘土三者比例为3:3:1，发泡剂采用二氧化碳。
4.根据权利要求2所述的一种农村污水处理及污泥和磷资源化利用的方法，其特征在于：所述人工湿地若采用水平潜流式，则陶粒成品的粒径控制为10～80mm，人工湿地若采用垂直潜流式，则陶粒成品的粒径控制为5～30mm。
5.根据权利要求2所述的一种农村污水处理及污泥和磷资源化利用的方法，其特征在于：所述养护采用自然养护和/或蒸汽养护，养护时间7～15天。
6.根据权利要求1所述的一种农村污水处理及污泥和磷资源化利用的方法，其特征在于：所述调节池处理为均质均量处理。
7.根据权利要求1所述的一种农村污水处理及污泥和磷资源化利用的方法，其特征在于：所述生物处理单元采用AAO工艺、AO工艺或MBR工艺。
8.根据权利要求7所述的一种农村污水处理及污泥和磷资源化利用的方法，其特征在于：所述生物处理单元中填充MBBR填料，采用泥膜法增加生物量。
9.根据权利要求1所述的一种农村污水处理及污泥和磷资源化利用的方法，其特征在于：所述置换出来的含磷陶粒先经过粉碎机粉碎后再作为肥料还田。
10.一种用于实现权利要求1至9任意一项所述方法的系统，其特征在于：包括按污水流向顺序依次连接的化粪池、提篮格栅、调节池、一体化生物处理设备、人工湿地，还包括按污泥物料的走向顺序依次设置的磷吸附池、污泥浓缩池、混合装置、陶粒模具、养护设备，其中一体化生物处理设备排出的剩余污泥通向磷吸附池，污泥浓缩池的上清液溢流通向调节池，磷吸附池和人工湿地中分别设置有采用养护设备出产的陶粒作为填料的填料层。
发明内容
本发明的目的在于提供一种农村污水处理及污泥和磷资源化利用的方法及系统，以解决现有农村污水间接资源化系统中污泥浓缩池污泥未有效原位利用，且磷资源也被浪费的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种农村污水处理及污泥和磷资源化利用的方法，包括以下具体内容：
将农村生活污水按照分类，黑水经过化粪池预处理，与灰水混合并过滤掉大颗粒杂物，再经过调节池处理后，送入到以排除剩余污泥的方式实现磷的去除的生物处理单元，将生物处理单元的出水引入人工湿地继续处理，人工湿地中设置有陶粒填料用于除磷，人工湿地的出水进行中水回用；
生物处理单元排出的剩余污泥排入磷吸附池，其中设置有陶粒填料用于与污泥充分接触吸附磷，除磷后的污泥进入污泥浓缩池浓缩，上清液溢流回到调节池，浓缩后的污泥采用免烧结工艺制成陶粒，待人工湿地和磷吸附池中的陶粒填料吸附足够的磷或吸附饱和，将制好的陶粒与之置换，置换出来的含磷陶粒作为肥料还田。
优选的，免烧结工艺包括，将浓缩后的污泥与黏土、粉煤灰掺拌后给料至混合装置，混合的同时加入发泡剂，充分发泡后，用模具成型塑造，成型后经养护得到陶粒成品。
优选的，污泥、粉煤灰、粘土三者比例为3:3:1，发泡剂采用二氧化碳。
优选的，人工湿地若采用水平潜流式，则陶粒成品的粒径控制为10～80mm，人工湿地若采用垂直潜流式，则陶粒成品的粒径控制为5～30mm。
优选的，养护采用自然养护和/或蒸汽养护，养护时间7～15天。
优选的，调节池处理为均质均量处理。
优选的，生物处理单元采用AAO工艺、AO工艺或MBR工艺。
优选的，生物处理单元中填充MBBR填料，采用泥膜法增加生物量。
优选的，置换出来的含磷陶粒先经过粉碎机粉碎后再作为肥料还田。
本发明提供的另一技术方案：一种用于实现上述方法的系统，包括按污水流向顺序依次连接的化粪池、提篮格栅、调节池、一体化生物处理设备、人工湿地，还包括按污泥物料的走向顺序依次设置的磷吸附池、污泥浓缩池、混合装置、陶粒模具、养护设备，其中一体化生物处理设备排出的剩余污泥通向磷吸附池，污泥浓缩池的上清液溢流通向调节池，磷吸附池和人工湿地中分别设置有采用养护设备出产的陶粒作为填料的填料层。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
该农村污水处理及污泥和磷资源化利用的方法及系统，工艺步骤简单合理，成本低廉，污水处理得当，处理后的水可以用于农田灌溉或冲厕等，污泥可制成陶粒用于磷吸附池和人工湿地的填料，吸附磷之后的陶粒可以用作农田的肥料，能够有效对污泥和磷原位利用，可实现农村污水低成本处理与资源循环利用。
（发明人：刘晓辉;朱红生;於仲清;孟璇）