CN108249590A - 一种污水处理***及污水处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种污水处理***及污水处理方法，污水处理***包括LSP主体水池，LSP主体水池内设置有横向隔断和竖向隔断，横向隔断和竖向隔断将LSP主体水池的内部分隔为若干个方格，若干个方格呈矩阵排列，若干个方格的底部均设置有微孔曝气器和生物载体填料；第一个方格上设置有进水口，最后一个方格上设置有出水口；LSP主体水池内还设置有用于污水流通的水体通道，水体通道依次连通若干个方格。本发明通过横向隔断和竖向隔断对LSP主体水池进行分段、分格，使菌胶团、原生动物、后生动物以及水生动物形成阶梯性富集，以提高对难降解物质的去除效率，同时利用完善的生物、食物链体系，降低剩余活性污泥的产量，保证出水水质。

Description

一种污水处理***及污水处理方法
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，特别是涉及一种污水处理***及污水处理方法。
背景技术
在水处理工艺中，生物处理工艺是必不可少的。利用生物亦即细菌、菌胶团、原生动物、后生动物以及水生动物的代谢作用处理污水的方法，称为生物处理，生物处理可分为好氧性和厌氧性处理两种。污泥的产生是生物处理的必然结果，剩余污泥的处理成为当下最严苛的问题，处理方式复杂，处理资金庞大，措施不当会严重破坏环境并造成二次污染。
中国专利：CN101087734B中叙述了一种多级生物废水处理用的生物反应器***，采用纤维填料，池子中设置隔断。这种多级生物废水处理用的生物反应器***在原水水质中SS浓度高的情况下，会严重阻塞纤维填料，影响微生物附着及繁殖，处理效率大大降低。由于不排放污泥，导致出水磷含量过高。在供氧方面没有明确的好氧段与厌氧段的区分，且没有污泥回流，总氮不能有效去除。
因此提供一种污水处理***及污水处理方法，以消除现有技术所存在的上述缺点，成为现在亟待解决技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种污水处理***及污水处理方法，以解决上述现有技术存在的问题，增大微生物附着量、提高处理效率并通过对池体分段、分格形成菌胶团、原生动物、后生动物以及水生动物的阶梯性富集，以提高对难降解物质的去除效率，同时利用完善的生物、食物链体系，降低剩余活性污泥的产量，保证出水水质。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种污水处理***，包括LSP主体水池，所述LSP主体水池内设置有横向隔断和竖向隔断，所述横向隔断和所述竖向隔断将所述LSP主体水池的内部分隔为若干个方格，若干个所述方格呈矩阵排列，若干个所述方格的底部均设置有微孔曝气器和生物载体填料；第一个所述方格上设置有进水口，最后一个所述方格上设置有出水口；所述LSP主体水池内还设置有用于污水流通的水体通道，所述水体通道依次连通若干个所述方格。
优选的，所述方格设置有偶数个，所述方格通过所述竖向隔断对称设置为两列，所述方格通过所述横向隔断分为若干排。
优选的，所述方格设置有6-20个。
优选的，所述方格的第一排为第一方格和第二方格，所述方格的第二排为第三方格和第四方格，所述第三方格靠近所述第二方格设置，所述第四方格靠近所述第一方格设置，剩余所述方格依次设置。
优选的，所述水体通道包括底部通道和顶部通道，所述竖向隔断与所述LSP主体水池的底部之间留有间隙形成所述底部通道，所述横向隔断与所述LSP主体水池的顶部之间留有间隙形成所述顶部通道。
优选的，所述第四方格或之后的一所述方格通过污泥回流泵与所述第一方格连接，用于使污泥回流，进行反硝化脱氮。
优选的，所述LSP主体水池后部的所述方格通过所述微孔曝气器进行减量曝气。
优选的，所述生物载体填料为纳米纤维载体填料，所述纳米纤维载体填料经改性后，纳米纤维呈内凹三棱形结构，主丝直径为微米级，三棱末端直径为纳米级，横纵比≥2500:1，比表面积≥20000m2/kg。
优选的，所述微孔曝气器为微孔曝气盘，所述微孔曝气盘连接有外设的鼓风机。
本发明还提供了一种污水处理方法，包括如下步骤：
1)、根据实际水质确定，将LSP主体水池通过横向隔断、竖向隔断分为6-20个方格，竖向隔断与LSP主体水池的底部之间留有间隙形成底部通道，横向隔断与LSP主体水池的顶部之间留有间隙形成顶部通道，以获得最长的水流路径，使水与载体微生物充分接触；
2)、在LSP主体水池的各方格内设置纳米纤维载体填料，微生物的附着量增加3-5倍及以上，为微生物的附着提供最优环境；同时通过对污水处理***进行分格与纳米纤维载体填料的结合，使菌胶团、原生动物、后生动物以及水生动物分段富集，形成生物链和食物链阶梯性的良性结合，使活性污泥原位减量；
3)、通过鼓风机对各方格渐减曝气，使菌胶团、原生动物、后生动物及水生动物按生态链和食物链从低级到高级分段富集，并达到数量与种群的相对独立，通过分段富集在后段方格中的原生动物、后生动物的直接作用，将废水中化学稳定性强的大分子难降解物质氧化还原分解为CO2和H2O；
4)、根据进水水质NH3-N的含量，以及LSP主体水池方格数量的不同，第四方格或之后的一所述方格设有污泥回流泵，回流至第一方格和第二方格，进行反硝化脱氮；同时纳米纤维载体填料自身附着好氧细菌、兼氧细菌及厌氧细菌，通过好氧细菌将水中的氨氮转化为硝态氮，进行硝化反应；通过厌氧细菌进行反硝化反应，将水中的硝态氮转化为氮气排放出去，从而降低水中氨氮含量，达到排放要求。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
1、本发明中采用纳米纤维载体填料作为生物载体填料，微生物的附着量为传统载体填料的3-5倍及以上，增大微生物附着量、提高处理效率；
2、并通过横向隔断和竖向隔断对池体分段、分格，使菌胶团、原生动物、后生动物以及水生动物形成阶梯性富集，以提高对难降解物质的去除效率，同时利用完善的生物、食物链体系，降低剩余活性污泥的产量，保证出水水质。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明污水处理***的平面结构示意图；
图2为本发明污水处理***的立体结构示意图；
图3为本发明污水处理***的污水处理流程示意图；
图4为本发明污水处理***的生物群落进化示意图；
其中，1、LSP主体水池，2、横向隔断，3、竖向隔断，4，微孔曝气器，5、第一方格，6、第二方格，7、第三方格，8、第四方格，9、进水口，10、出水口，11、菌胶团，12、原生动物，13、后生动物。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种污水处理***及污水处理方法，以解决上述现有技术存在的问题，增大微生物附着量、提高处理效率并通过对池体分段、分格形成菌胶团、原生动物、后生动物以及水生动物的阶梯性富集，以提高对难降解物质的去除效率，同时利用完善的生物、食物链体系，降低剩余活性污泥的产量，保证出水水质。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1-4所示，本发明提供一种污水处理***，包括LSP主体水池1，LSP主体水池1内设置有横向隔断2和竖向隔断3，横向隔断2和竖向隔断3将LSP主体水池1的内部分隔为若干个方格，若干个方格呈矩阵排列，若干个方格的底部均设置有微孔曝气器4和生物载体填料；第一个方格上设置有进水口9，最后一个方格上设置有出水口10；LSP主体水池1内还设置有用于污水流通的水体通道，水体通道依次连通各个方格。
本发明通过横向隔断2和竖向隔断3对池体进行分段、分格，使菌胶团11、原生动物12、后生动物13以及水生动物形成阶梯性富集，以提高对难降解物质的去除效率，同时利用完善的生物、食物链体系，降低剩余活性污泥的产量，保证出水水质(COD、BOD、SS、TN等指标)。
方格设置有偶数个，方格通过竖向隔断3对称设置为两列，方格通过横向隔断2分为若干排，根据水质的不同，本发明中方格优选设置有6-20个。方格的第一排为第一方格5和第二方格6，方格的第二排为第三方格7和第四方格8，第三方格7靠近第二方格6设置，第四方格8靠近第一方格5设置，剩余方格按上述顺序一条龙依次设置。水体通道包括底部通道和顶部通道，竖向隔断3与LSP主体水池1的底部留有间隙形成底部通道，方格的偶数格靠近下一方格处的横向隔断2与LSP主体水池1的顶部留有间隙形成顶部通道。
对污水进行处理时，污水首先通过上部进水孔进入LSP主体水池1的第一方格5内，然后通过第一方格5与第二方格6之间的纵向隔断底部的底部通道进入第二方格6，再通过第二方格6与第三方格7之间横向隔断2上的顶部通道进入第三方格7，以此类推，使水流成折流方式流动，达到最长的水流路径，使水与载体、以及载体上附着的微生物最充分接触，提高污水处理效率。
微孔曝气器4为微孔曝气盘，微孔曝气盘连接有外设的鼓风机，各方格根据水质和工艺要求，决定是否曝气和曝气量的大小。LSP主体水池1的第一方格5和第二方格6分别为厌氧、兼氧区，根据废水水质(NH3-N的含量)，确定第一方格5是否曝气和第二方格6的曝气量，以便达到厌氧和兼氧的工艺要求，最终利用反硝化细菌进行反硝化反应，达到脱氮的要求；根据LSP主体水池1分格数量的多少，第一方格5和第二方格6的容积为LSP主体水池1总容积的三分之一至十分之一；若废水水质中NH3-N的含量极低，亦可对第一方格5和第二方格6进行充足曝气，与后续其它方格池体一样作为好氧池使用。
LSP主体水池1所有方格内的生物载体填料均为特有的纳米纤维载体填料，本材料经改性后其丝呈内凹三棱形结构，主丝直径为微米级，三棱末端为纳米级，由于特殊的结构造就了其超大的横纵比(≥2500:1)和比表面积(≥20000m2/kg)，为微生物的附着提供了最优的环境，微生物的附着量是其它常规填料的3-5倍以上。通过污水处理***的分格和特有纳米生物载体填料的特殊性能的结合，使菌胶团11、原生动物12、后生动物13以及水生动物阶梯性分段富集，形成生物链和食物链阶梯性的良性结合，最终达到活性污泥大大减量；同时，废水中化学稳定性强的大分子难降解物质，通过分段富集在后段方格中大量原生动物12、后生动物13的代谢作用，直接将其氧化还原分解CO2和H2O，提高去除效率。
根据进水水质NH3-N的含量，以及LSP主体水池1方格数量的不同，在第四方格或之后的一个方格设置回流泵，一般在第四方格8至第十四个方格中选择一方格设置污泥回流泵，污泥回流泵与第一方格5连接，使污泥回流至第一方格5和第二方格6中，进行反硝化脱氮。LSP主体水池1后部的方格通过微孔曝气器4进行减量曝气。本发明中根据LSP主体水池1的分格数量，分别从第五格(LSP主体水池1分六格情况下)、第六格(LSP主体水池1分八格情况下)、第七格(LSP主体水池1分十格情况下)、第八格(LSP主体水池1分十二格情况下)、第十格(LSP主体水池1分十六格情况下)、第十二格(LSP主体水池1分二十格情况下)进行减量曝气。
本发明中还提供了一种基于上述污水处理***的污水处理方法，包括如下步骤：
1)、根据实际水质确定，将LSP主体水池1通过横向隔断2、竖向隔断3分为6-20个方格，竖向隔断3与LSP主体水池1的底部留有间隙形成底部通道，横向隔断2与LSP主体水池1的顶部留有间隙形成顶部通道，以获得最长的水流路径，使水与载体微生物充分接触；
2)、根据实际水质确定将LSP主体水池1通过横向、竖向隔断3分为6-20格，并通过在LSP主体水池1内各方格设置纳米纤维载体填料，该材料经改性后其丝呈内凹三棱形结构，主丝直径为微米级，三棱末端为纳米级，由于特殊的结构造就了其超大的横纵比(≥2500:1)和比表面积(≥20000m2/kg)，微生物的附着量为其他传统填料3-5倍及以上，为微生物的附着提供了最优环境；同时通过污水处理***的分格和纳米纤维载体填料特殊性能的结合，使菌胶团11、原生动物12、后生动物13以及水生动物分段富集，形成生物链和食物链阶梯性的良性结合，在提高处理效率的同时，达到活性污泥原位大幅度减量的效果；
3)、通过鼓风机对各方格渐减曝气，使菌胶团11、原生动物12、后生动物13及水生动物按生态链和食物链的低级到高级分段富集，并达到数量与种群的相对独立，通过分段富集在后段方格中的原生动物12、后生动物13的直接作用，将废水中化学稳定性强的大分子难降解物质氧化还原分解为CO2和H2O。提高废水整体的去除效率；
4)、根据进水水质NH3-N的含量，以及LSP主体水池1方格数量的不同，在第四方格或之后的一个方格设置回流泵，一般在第四方格8至第十四个方格中选择一方格设置污泥回流泵，回流至第一方格5和第二方格6，进行反硝化脱氮；同时纳米纤维载体填料自身附着好氧细菌、兼氧细菌及厌氧细菌，通过好氧细菌将水中的氨氮转化为硝态氮，进行硝化反应；通过厌氧细菌进行反硝化反应，将水中的硝态氮转化为氮气排放出去，从而降低水中氨氮含量，达到排放要求。
本发明污水的处理过程如下：
污水通过水泵提升后，由上部进水孔进入LSP主体水池1的第一方格5，然后通过第一方格5与第二方格6之间的纵向隔断底部的底部通道进入第二方格6，再通过第二方格6与第三方格7之间横向隔断2上的顶部通道进入第三方格7，以此类推，使水流成折流方式流动；通过鼓风机对水体进行鼓风供氧，从前往后依次渐减曝气。同时根据水质和分格数量的不同，在第五格或第六格或第七格或第八格或第十格或第十二格进行回流，回流至第一方格5和第二方格6，例如LSP主体水池1分六格时，在第五个方格设置污泥回流泵进行回流。根据废水中NH3-N的含量高低，通过回流并控制第一方格5和第二方格6是否曝气或曝气量的大小，进行反硝化反应，把水中的硝态氮转化为氮气排放。
废水中化学稳定性强的大分子难降解物质，通过分段富集在后段分格中的大量原生动物12、后生动物13的代谢作用，直接将其氧化还原分解，提高废水整体的去除效率。通过池体内各方格设有特有纳米纤维载体填料，为微生物的附着提供了最优的环境，微生物的附着量是其它常规填料的3-5倍以上，更适合于菌胶团11、原生动物12、后生动物13以及水生动物分段富集，形成生物链和食物链阶梯性的良性结合，达到活性污泥大大减量的结果。
本发明中采用纳米纤维载体填料作为生物载体填料，微生物的附着量为传统载体填料的3-5倍及以上，增大微生物附着量、提高处理效率；并通过横向隔断2和竖向隔断3对池体分段、分格，使菌胶团11、原生动物12、后生动物13以及水生动物形成阶梯性富集，以提高对难降解物质的去除效率，同时利用完善的生物、食物链体系，降低剩余活性污泥的产量，保证出水水质；污水处理***总COD去除率90-99％；BOD去除率98-99.9％；TN去除率92-99％；NH4+去除率95％-99％以上，剩余污泥减量相对于活性污泥法减少70％-99％。
本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种污水处理***，其特征在于：包括LSP主体水池，所述LSP主体水池内设置有横向隔断和竖向隔断，所述横向隔断和所述竖向隔断将所述LSP主体水池的内部分隔为若干个方格，若干个所述方格呈矩阵排列，若干个所述方格的底部均设置有微孔曝气器和生物载体填料；第一个所述方格上设置有进水口，最后一个所述方格上设置有出水口；所述LSP主体水池内还设置有用于污水流通的水体通道，所述水体通道依次连通若干个所述方格。
2.根据权利要求1所述的污水处理***，其特征在于：所述方格设置有偶数个，所述方格通过所述竖向隔断对称设置为两列，所述方格通过所述横向隔断分为若干排。
3.根据权利要求2所述的污水处理***，其特征在于：所述方格设置有6-20个。
4.根据权利要求2或3所述的污水处理***，其特征在于：所述方格的第一排为第一方格和第二方格，所述方格的第二排为第三方格和第四方格，所述第三方格靠近所述第二方格设置，所述第四方格靠近所述第一方格设置，剩余所述方格依次设置。
5.根据权利要求4所述的污水处理***，其特征在于：所述水体通道包括底部通道和顶部通道，所述竖向隔断与所述LSP主体水池的底部之间留有间隙形成所述底部通道，所述横向隔断与所述LSP主体水池的顶部之间留有间隙形成所述顶部通道。
6.根据权利要求5所述的污水处理***，其特征在于：所述第四方格或之后的一所述方格通过污泥回流泵与所述第一方格连接，用于使污泥回流，进行反硝化脱氮。
7.根据权利要求6所述的污水处理***，其特征在于：所述LSP主体水池后部的所述方格通过所述微孔曝气器进行减量曝气。
8.根据权利要求1所述的污水处理***，其特征在于：所述生物载体填料为纳米纤维载体填料，所述纳米纤维载体填料经改性后，纳米纤维呈内凹三棱形结构，主丝直径为微米级，三棱末端直径为纳米级，横纵比≥2500:1，比表面积≥20000m2/kg。
9.根据权利要求1所述的污水处理***，其特征在于：所述微孔曝气器为微孔曝气盘，所述微孔曝气盘连接有外设的鼓风机。
10.一种污水处理方法，其特征在于：包括如下步骤：
1)、根据实际水质确定，将LSP主体水池通过横向隔断、竖向隔断分为6-20个方格，竖向隔断与LSP主体水池的底部之间留有间隙形成底部通道，横向隔断与LSP主体水池的顶部之间留有间隙形成顶部通道，以获得最长的水流路径，使水与载体微生物充分接触；
2)、在LSP主体水池的各方格内设置纳米纤维载体填料，微生物的附着量增加3-5倍及以上，为微生物的附着提供最优环境；同时通过对污水处理***进行分格与纳米纤维载体填料的结合，使菌胶团、原生动物、后生动物以及水生动物分段富集，形成生物链和食物链阶梯性的良性结合，使活性污泥原位减量；
3)、通过鼓风机对各方格渐减曝气，使菌胶团、原生动物、后生动物及水生动物按生态链和食物链从低级到高级分段富集，并达到数量与种群的相对独立，通过分段富集在后段方格中的原生动物、后生动物的直接作用，将废水中化学稳定性强的大分子难降解物质氧化还原分解为CO2和H2O；
4)、根据进水水质NH3-N的含量，以及LSP主体水池方格数量的不同，第四方格或之后的一方格设有污泥回流泵，回流至第一方格和第二方格，进行反硝化脱氮；同时纳米纤维载体填料自身附着好氧细菌、兼氧细菌及厌氧细菌，通过好氧细菌将水中的氨氮转化为硝态氮，进行硝化反应；通过厌氧细菌进行反硝化反应，将水中的硝态氮转化为氮气排放出去，从而降低水中氨氮含量，达到排放要求。
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