CN110028198A - 一种超效一体化污水的处理设备及其处理工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超效一体化污水的处理设备及其处理工艺，涉及污水处理的技术领域。包括依次设置的过滤处理单元、生化处理单元以及分离排放单元；过滤处理单元包括调节池，调节池内架设有格栅；生化处理单元包括依次连通的缺氧池、厌氧池、好氧池，好氧池与缺氧池之间还连通有污水管，缺氧池内沿深度方向固定有多个导流板，导流板的下端面开设有多个微孔，缺氧池内开设有用于通过微孔扩散碳源的补碳通道；分离排放单元包括沉淀池、与沉淀池连通的膜池、以及与膜池连通的消毒池和污泥池。本发明通过导流板使污水逐层流动，反应更加充分，配合微孔扩散碳源，促进脱氮与除磷的高效进行，从而提高整体的处理效率。

Description

一种超效一体化污水的处理设备及其处理工艺

技术领域

本发明涉及污水处理的技术领域，尤其是涉及一种超效一体化污水的处理设备及其处理工艺。

背景技术

污水处理中比较常用的是A2O法，即厌氧-缺氧-好氧，具有良好的脱氮除磷效果。其中，厌氧池中的分子态氧及化合态氧的含量（文中均简称为含氧量）低于缺氧池，缺氧池中的含氧量低于好氧池，污水在厌氧池中，主要通过各种厌氧菌等微生物对有机物进行分解，进行除磷，同时，聚磷菌在厌氧环境下大量繁殖，为后续在好氧环境下大量吸收磷酸盐做准备。而缺氧的环境下，微生物则与污水中的硝态氮、氨氮、亚硝态氮等进行反硝化反应，氮元素最终以氮气的形式排放，达到脱氮的目的。好氧池则通过高含氧量的环境，将剩余的有机物氧化成H2O和CO2等无机物进行排放，同时部分好氧菌与剩余的氮、磷进行反应，进一步降低氮磷的含量。

专利公开号为CN108862828A的中国专利，提出了一种城市污水脱氮除磷处理工艺，包括如下步骤：先把生活污水过滤后混合搅拌，在依次经过厌氧反应池、缺氧反应池和好氧反应池对污水进行处理，污水处理达标后进入消毒池消毒除臭，污水不达标回流到缺氧反应池处理，而厌氧反应池、缺氧反应池和好氧反应池对污水处理产生的废气会经过空气净化装置处理后排到空气中，减少空气污染，消毒后的污水再经过沉淀池沉淀后排出，而污泥则经过脱水处理把水通入混合池，脱水的污泥排出。

上述中的现有技术方案存在以下缺陷：由于厌氧池与好氧池中的部分微生物进行脱氮除磷时均需要消耗碳源，从而使得从厌氧池中流出的污水其碳源低于流入的污水，这使得缺氧池中，污水的反硝化速率会受到影响，从而延长缺氧池内的处理时间，降低了处理效率。

发明内容

本发明的目的一是提供延长缺氧池内污水的流动路径、补充碳源以促进脱氮反应高效且充分进行的一种超效一体化污水的处理设备。

为实现上述目的，本发明是提供了如下技术方案：

一种超效一体化污水的处理设备，包括依次设置的过滤处理单元、生化处理单元以及分离排放单元；

所述过滤处理单元包括调节池，所述调节池内架设有格栅；

所述生化处理单元包括依次排列且相互连通的缺氧池、厌氧池、好氧池，所述缺氧池与所述调节池连通，所述好氧池与所述缺氧池之间连通有污水管，所述缺氧池内设置有反硝化模块；

所述反硝化模块包括沿所述缺氧池的深度方向固定的多个导流板，多个所述导流板之间形成有用于污水从高到低流动的蛇形通道，所述导流板的下端面开设有多个微孔，所述缺氧池内开设有用于通过微孔扩散碳源的补碳通道；

所述分离排放单元包括沉淀池、与所述沉淀池连通的膜池、以及与所述膜池连通的消毒池和污泥池。

通过采用上述技术方案，污水首先进入到调节池内，经过格栅后，大颗粒杂质被过滤后，污水继续流动，依次经过缺氧池、厌氧池和好氧池，在不同含氧量的环境中，污水中的微生物与有机物进行不同的反应，完成脱氮除磷。脱氮除磷后的污水进入到沉淀池内进行第一次沉淀，降低膜池的沉淀分离压力，再经过膜池进行第二次沉淀，最终分离出的污泥和水分开排放，完成整个污水处理的流程。

其中污水在缺氧池内流动时，沿着导流板之间的蛇形通道逐渐流入到缺氧池的底部，蛇行通道的设置增加了污水的流动路径，延长污水中反硝化的反应时间，同时，多个导流板的排列设置将缺氧池划分成几个含氧量不同的区域，越靠近缺氧池底部的区域其含氧量越低，微生物的反应环境越好，且由于导流板限制了进入该区域的污水体积，单位体积内的污水能得到充分的反应，在不扩建缺氧池体积的情况下，脱氮效率更高，节省了成本。同时，通过导流板下端面的微孔，向缺氧池内扩散碳源，提高反硝化的速率，最大程度地优化缺氧池的脱氮效率，并且，多个导流板的微孔使得碳源的扩散更广，无需搅拌，碳源便可与污水进行充分的混合，使得脱氮反应更加充分。

缺氧池底部的污水脱氮后逐渐被抽入到厌氧池内，有利于继续保持低含氧量的状态，满足厌氧池内的微生物反应的环境要求，同时通过缺氧池对碳源的补充，还能促进厌氧池内的除磷反应，提高了生化处理单元整体的处理效率。

进一步设置为：所述沉淀池的底部连通有第一污泥管，所述第一污泥管远离所述沉淀池的一端分别与所述缺氧池、所述厌氧池以及所述好氧池连通。

通过采用上述技术方案，污水在沉淀池进行沉淀后，沉淀出的污泥通过第一污泥管回流到缺氧池、厌氧池与好氧池内，污泥中混合着部分生化处理单元未反应完全的物质以及反应的中间物质，回流后可继续进行化学反应，使有机物的分解更加充分。

进一步设置为：所述沉淀池的底部与所述污泥池之间连通有第二污泥管。

通过采用上述技术方案，第二污泥管将沉淀池中通过第一污泥管回流后剩余的污泥及时排入到污泥池内进行累积，避免再次混合污染，待累积到一定数量后外运即可。

进一步设置为：所述膜池的底部与所述污泥池之间连通有第三污泥管。

通过采用上述技术方案，第三污泥管将膜池中沉淀出的污泥及时排入到污泥池内，避免再次混合，从而降低膜池的分离压力，提高膜池的分离效果。

进一步设置为：所述厌氧池的上端面固定有上盖，所述上盖内连通有排气管。

通过采用上述技术方案，上盖将厌氧池的顶部封住，保证厌氧池内部环境的密闭，提供优质的厌氧环境，促进有机物的分解，同时，反应过程中产生的气体通过排气管及时排出处理，降低厌氧池内的压强。

进一步设置为：所述好氧池的底部固定有多个曝气管。

通过采用上述技术方案，通过曝气管为好氧池中的污水扩散氧气，随着氧气在污水中的上升，逐步溶解在污水中，形成溶解氧，提供了优质的氧化环境，促进各种氧化反应的进行，提高污水处理的效率。

本发明的目的二在于提供分步有序处理、提高处理效率的一种超效一体化污水的处理工艺。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种超效一体化污水的处理工艺，采用如上所述的一种超效一体化污水的处理设备，包括以下步骤：

S1，污水经过格栅过滤后进入到调节池内，向调节池内投入PH调节剂；

S2，调节完PH值后的污水依次经过缺氧池的反硝化脱氮、厌氧池的除磷反应、好氧池的深化处理，同时，好氧池内反应形成的硝化液通过污水管回流进入到缺氧池；

S3，从S2中的好氧池中流出的污水进入到沉淀池内进行第一次沉淀，获得高浓度污泥和澄清水；

S4，高浓度污泥分别流入到缺氧池、厌氧池、好氧池以及污泥池中，澄清水则流入到膜池内，并向膜池内投入除磷絮凝剂，进行第二次沉淀，获得除磷污泥和待排放水；

S5，除磷污泥流入到污泥池内，污泥池内的高浓度污泥和除磷污泥定期外运，待排放水则流入到消毒池内进行消毒，检测达标后排放。

通过采用上述技术方案，由于缺氧池内的脱氮与厌氧池内的除磷均需要消耗碳源，而磷更容易用物化法去除，且厌氧池对低含氧量的要求更加严格，所以调节完PH值后的污水首先进入到缺氧池内，从而有充足的碳源进行反硝化脱氮反应，然后进入到厌氧池内，厌氧池的碳源不足时，配合好氧池的深化处理以及膜池的物化法除磷，能弥补碳源不足对厌氧池除磷的影响，从而使得脱氮除磷在碳源有限的情况下也能达标，加速污水的处理效率。且从好氧池中回流到缺氧池内的硝化液为缺氧池内的反硝化提供了硝态氮，促进反硝化反应的进行。

脱氮除磷后，对污水进行两次沉淀分离，沉淀池降低了膜池的出水负担，也有利于降低膜池的体积，节省成本。沉降性能极好的污泥在沉淀池内进行第一次沉淀，形成的高浓度污泥中含有丰富的生化活性物质，回流到缺氧池、厌氧池与好氧池内促进各自内部的化学反应进行；而沉淀性能较差的污泥则混合着澄清水流入到膜池内进行第二次沉淀，逐级分离，效果更佳。

进一步设置为：所述S4中的膜池内投入有除磷絮凝剂。

通过采用上述技术方案，除磷絮凝剂与膜池内的磷生成难容沉淀物同时还能吸附磷，使磷从澄清水中分离，最后沉淀在除磷污泥中，弥补了厌氧池中碳源不足时导致的除磷不理想，而除去磷的澄清水则形成待排放水，进一步降低污水中的磷含量，使其达到排放标准。

综上所述，本发明的有益技术效果为：

1．多个导流板组成的蛇形通道使得污水逐层流动，在每一层不同含氧量的环境下，污水体积小，有利于各自的充分反应，同时，导流板还保障了缺氧池底部优质的缺氧环境，使得污水进入到厌氧池后能快速开始反应，提高处理速度；

2．导流板下端面的微孔补充了缺氧池内的碳源，碳源扩散后与污水能充分均匀地混合，促进反硝化反应的进行，同时，也能提高进入到厌氧池内的污水含碳量，保障除磷的正常进行，提高污水的处理效率；

3．将缺氧池放置在厌氧池的前面，为反硝化提供充足的碳源，同时不影响物化法除磷，保障两个工序的高效进行，从而提高整体的效率；

4．沉淀池与膜池配合进行两次沉淀分离，降低了膜池的分离压力，提高了污水的处理质量。

附图说明

图1是一种超效一体化污水的处理设备的整体结构示意图；

图2是图1中A部份的局部放大示意图；

图3是一种超效一体化污水的处理工艺流程图。

附图标记：1、调节池；2、格栅；3、缺氧池；4、厌氧池；5、好氧池；6、导流板；7、微孔；8、补碳通道；9、沉淀池；10、膜池；11、消毒池；12、污泥池；13、第一污泥管；14、第二污泥管；15、第三污泥管；16、上盖；17、排气管；18、曝气管；19、污水管。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例一

参照图1，为本发明公开的一种超效一体化污水的处理设备，包括依次设置的过滤处理单元、生化处理单元以及分离排放单元；

参照图1，过滤处理单元包括调节池1，调节池1为上端面开口设置，调节池1的一端固定有入水管，调节池1内于入水管处架设有格栅2，通过格栅2将进入到调节池1内的污水进行初步过滤，使大颗粒杂质被拦截，便于污水的后续处理。

参照图1和图2，生化处理单元包括与调节池1连通的缺氧池3，与缺氧池3连通的厌氧池4以及与厌氧池4连通的好氧池5。缺氧池3为长方体状，且上端面开口设置，其侧壁于上端面处固定有与调节池1连通的第一水管，第一水管远离缺氧池3的一端与调节池1的侧壁连通。缺氧池3内沿其深度方向固定有多个水平设置的导流板6，本实施例中为四个，导流板6的长度小于缺氧池3的长度，相邻两个导流板6相互远离的一端分别固定在缺氧池3的两端侧壁上，从而使得多个导流板6之间形成一条供污水流动的蛇形通道。

参照图1和图2，污水从第一水管流入到缺氧池3内，沿着导流板6从上至下，延长了流动路径，有利于延长反应时间，污水最后进入到缺氧池3的底部，由于多个导流板6的交错设置，使得缺氧池3底部的含氧量最低，位于最下层导流板6下方的污水在较佳的缺氧环境下能进行充分的反硝化反应。同时，导流板6的下端面开始有多个微孔7，多个微孔7在导流板6的下端面呈矩形阵列分布，导流板6内开设有补碳通道8，通过泵向补碳通道8内送入碳源，最终从微孔7中喷出，与污水进行混合，提高反硝化的反应速率，其中，碳源优选为乙醇。

参照图1，缺氧池3的底部与厌氧池4之间连通有第二水管，通过反硝化反应后的污水流入到第二水管内，同时，缺氧池3内上层的污水继续沿着导流板6向下流动，从缺氧池3底部流出的污水能继续保持较低的含氧量，有利于在厌氧池4内的反应。厌氧池4为长方体状且上端面开口设置，厌氧池4的上端面固定有上盖16，通过上盖16使厌氧池4内部保持密闭环境，有利于降低厌氧池4内的含氧量，促进厌氧微生物的反应。上盖16的中心处连通有排气管17，反应产生的气体通过排气管17排除厌氧池4，保障厌氧池4内部的压强。

参照图1，厌氧池4的侧壁与好氧池5之间连通有第三水管，在厌氧池4内反应后的污水通过第三水管进入到好氧池5内，为长方体状且上端面开口设置，好氧池5的底部固定有多个呈网格状分布的曝气管18，通过曝气管18向好氧池5内的污水中通入氧气，促进氧化反应的进行。好氧池5的侧壁与缺氧池3的侧壁之间连通有污水管19，污水经过氧化反应后形成含硝态氮和亚硝态氮的硝化液，部分硝化液通过污水管19回流进入缺氧池3内，为缺氧池3内的反硝化反应提供微生物和反硝化反应所需的硝态氮以及亚硝态氮。

参照图1，分离排放单元包括沉淀池9、与沉淀池9连通的膜池10、以及与膜池10连通的消毒池11和污泥池12。沉淀池9为长方体状且上端面开口设置，其侧壁与好氧池5之间连通有第四水管，沉淀池9的底部连通有第一污泥管13和第二污泥管14，第一污泥管13远离沉淀池9的一端设置有三个端口，三个端口分别连通在缺氧池3、厌氧池4和好氧池5的侧壁；第二污泥管14远离沉淀池9的一端则与污泥池12连通。这使得沉淀池9内沉淀分离出的污泥一部分回流进入到缺氧池3、厌氧池4和好氧池5内，促进有机物的分解，另一部分则直接流入到污泥池12内进行储蓄。

参照图1，膜池10内固定有生物膜反应器，且膜池10为长方体状且上端面开口设置，膜池10的侧壁与沉淀池9之间连通有第五水管，经过沉淀池9的沉淀分离后，位于上层的污水通过第五水管流入到膜池10内，通过生物膜反应器进行第二次沉淀分离，配合沉淀池9的第一次沉淀，减轻了膜池10的分离压力，有利于提高分离效果。膜池10的侧壁与消毒池11之间连通有第六水管，膜池10的底部与污泥池12之间连通有第三污泥管15，经过膜池10沉淀分离后的污水与污泥分别通过第六水管流入到消毒池11内和污泥池12内，完成污水的处理。

本实施例的实施原理及有益效果为：

污水沿着调节池1、缺氧池3、厌氧池4、好氧池5、沉淀池9以及膜池10流动，其中，调节池1主要完成大颗粒杂质的过滤，缺氧池3主要完成脱氮，厌氧池4主要完成除磷，好氧池5主要完成氧化，整个生化反应单元完成对有机物的分解，最后沉淀池9与膜池10完成沉淀分离，最终使污水达到排放标准。

缺氧池3内导流板6的设置延长了污水的流动路径，随着污水往低处流动，缺氧池3内的缺氧环境越好，反应更加充分，同时通过微孔7向缺氧池3内扩散碳源，促进反应的速率，在不用扩建缺氧池3的条件下，最大限度地优化缺氧池3内的反应环境，同时也能为后续的厌氧池4提供良好的反应条件，从而保障污水的高效处理。

实施例二

一种超效一体化污水的处理工艺，参照图1和图3，根据一种超效一体化污水的处理设备，包括以下步骤：

S1，污水经过格栅2过滤后进入到调节池1内，向调节池1内投入PH调节剂，对污水的PH值进行调节，PH调节剂包括NaOH和Na2CO3中的至少一种。

S2，调节完PH值后的污水依次经过缺氧池3、厌氧池4和好氧池5；污水在缺氧池3的环境中，微生物与含氮的有机物进行反硝化反应，形成氮气，从而完成脱氮；随后，污水在厌氧池4的环境中，进行部分除磷反应。

除磷后的污水流入到好氧池5内，好氧池5将污水中的各种有机物氧化分解成H2O和CO2等无机物，氨氮氧化成硝态氮或亚硝态氮，从而形成硝化液，再取部分硝化液通过污水管19回流至缺氧池3内，为缺氧池3的反硝化反应提供硝态氮或亚硝态氮。

S3，从S2中的好氧池5中流出的污水进入到沉淀池9内静置，进行第一次沉淀，获得高浓度污泥和澄清水，沉淀性能较好污泥在沉淀池9内首先被沉淀分离出来，而沉淀性能较差的污泥则混合在澄清水中，进入到下一步处理工序中。

S4，高浓度污泥通过第一污泥管13分别流入到缺氧池3、厌氧池4和好氧池5内，通过第二污泥管14流入到污泥池12中，由于高浓度污泥中含有大量微生物，可促进缺氧池3、厌氧池4和好氧池5内的生化反应，提高有机物分解的效率。

同时，澄清水流入到膜池10内，并向膜池10内投入S2中使用的除磷絮凝剂，进一步去除厌氧池4中由于碳源不足导致反应后剩余的磷，除磷絮凝剂为FeCl3及AlCl3溶液充分混合均匀后加入NaOH溶液，三者摩尔比为3∶2∶14；混合反应并静置后滤出生成物，用水反复洗涤至出水为中性；于100℃下烘干并制成尺寸合适的粒状吸附剂。除磷絮凝剂可吸附澄清水中的磷及其他杂质然后沉淀，完成除磷，沉淀性能较差的污泥则可以通过生物膜反应器进行第二次沉淀，获得除磷污泥和待排放水；

S5，除磷污泥流入到污泥池12内，污泥池12内的高浓度污泥和除磷污泥定期外运，待排放水则流入到消毒池11内进行消毒，检测达标后排放。

本实施例的实施原理及有益效果为：

整个处理工艺将缺氧脱氮放置在厌氧除磷的前面，通过缺氧池3内导流板6以及微孔7的设置，使得脱氮能充分高效的进行，流入到厌氧池4内的污水含氧量能较快地满足更严格的厌氧环境，且微孔7补充的碳源也能随着污水进入到厌氧池4内，促进除磷的进行，同时还可通过膜池10的物化法进一步降低磷的含量。

在膜池10之前通过沉淀池9进行第一次沉淀，将沉淀性能较好的污泥首先分离出去，沉淀性能较差的污泥则通过膜池10进行分离，分级沉淀，能有效降低膜池10的压力，延长膜池10的使用寿命，保障较优的分离效果，从而提高污水处理的质量。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种超效一体化污水的处理设备，其特征在于，包括依次设置的过滤处理单元、生化处理单元以及分离排放单元；

所述过滤处理单元包括调节池（1），所述调节池（1）内架设有格栅（2）；

所述生化处理单元包括依次排列且相互连通的缺氧池（3）、厌氧池（4）、好氧池（5），所述缺氧池（3）与所述调节池（1）连通，所述好氧池（5）与所述缺氧池（3）之间连通有污水管（19），所述缺氧池（3）内设置有反硝化模块；

所述反硝化模块包括沿所述缺氧池（3）的深度方向固定的多个导流板（6），多个所述导流板（6）之间形成有用于污水从高到低流动的蛇形通道，所述导流板（6）的下端面开设有多个微孔（7），所述缺氧池（3）内开设有用于通过微孔（7）扩散碳源的补碳通道（8）；

所述分离排放单元包括沉淀池（9）、与所述沉淀池（9）连通的膜池（10）、以及与所述膜池（10）连通的消毒池（11）和污泥池（12）。

2.根据权利要求1所述的一种超效一体化污水的处理设备，其特征在于，所述沉淀池（9）的底部连通有第一污泥管（13），所述第一污泥管（13）远离所述沉淀池（9）的一端分别与所述缺氧池（3）、所述厌氧池（4）以及所述好氧池（5）连通。

3.根据权利要求2所述的一种超效一体化污水的处理设备，其特征在于，所述沉淀池（9）的底部与所述污泥池（12）之间连通有第二污泥管（14）。

4.根据权利要求3所述的一种超效一体化污水的处理设备，其特征在于，所述膜池（10）的底部与所述污泥池（12）之间连通有第三污泥管（15）。

5.根据权利要求1所述的一种超效一体化污水的处理设备，其特征在于，所述厌氧池（4）的上端面固定有上盖（16），所述上盖（16）内连通有排气管（17）。

6.根据权利要求1所述的一种超效一体化污水的处理设备，其特征在于，所述好氧池（5）的底部固定有多个曝气管（18）。

7.一种超效一体化污水的处理工艺，其特征在于，该处理工艺依据权利要求3或4所述的一种超效一体化污水的处理设备，包括以下步骤：

S1，污水经过格栅（2）过滤后进入到调节池（1）内，向调节池（1）内投入PH调节剂；

S2，调节完PH值后的污水依次经过缺氧池（3）的反硝化脱氮、厌氧池（4）的除磷反应、好氧池（5）的深化处理，同时，好氧池（5）内反应形成的硝化液通过污水管（19）回流进入到缺氧池（3）；

S3，从S2中的好氧池（5）中流出的污水进入到沉淀池（9）内进行第一次沉淀，获得高浓度污泥和澄清水；

S4，高浓度污泥分别流入到缺氧池（3）、厌氧池（4）、好氧池（5）以及污泥池（12）中，澄清水则流入到膜池（10）内，并向膜池（10）内投入除磷絮凝剂，进行第二次沉淀，获得除磷污泥和待排放水；

S5，除磷污泥流入到污泥池（12）内，污泥池（12）内的高浓度污泥和除磷污泥定期外运，待排放水则流入到消毒池（11）内进行消毒，检测达标后排放。

8.根据权利要求7所述的一种超效一体化污水的处理工艺，其特征在于，所述S4中的膜池（10）内投入有除磷絮凝剂。