CN113149336A - 一种多级污水深化处理*** - Google Patents

Abstract

本发明涉及污水处理技术领域，更具体地，涉及一种多级污水深化处理***。该***改善了污水深化处理净化工艺，对传统缺氧池、好氧池结构进行改善，有效将有机污染物及氮磷等物质去除，提高净化效果且不产生大量污泥，避免了二次污染，污水处理效果明显。同时也结合了磁混凝沉淀分离技术，采用的磁粉和絮凝剂对细菌、病毒、油及多种微小粒子都有很好的吸附作用，去除效果比传统工艺要好。***具体包括依次连通的集水池、缺氧生态滤池、好氧生态滤池、回流池、磁分离池和清水池，原水逐级进行有效过滤。本发明改善了传统处理工艺，更加科学地布置各级净水流程，污水处理效果明显，有效将有机污染物及氮磷等物质去除。

Description

一种多级污水深化处理***

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，更具体地，涉及一种多级污水深化处理***。

背景技术

污水深度处理是指城市污水或工业废水经一级、二级处理后，为了达到一定的回用水标准使污水作为水资源回用于生产或生活的进一步水处理过程。针对污水(废水)的原水水质和处理后的水质要求可进一步采用三级处理或多级处理工艺。传统处理工艺中，缺氧池和好氧池采用的都是接触氧化法，池里面只设有生物填料和水，且水占绝大部分，在净化处理过程中会产生大量污泥，容易造成二次污染。

公开号为CN203238141U的中国专利在2013年10月16日公开了一种污水生物处理膜过滤***，包括依次接通的格栅井、调节池、缺氧池、好氧池、膜过滤池及清水池，污水依次通过各个池子进行分级净化。其中缺氧池、好氧池采用的是传统处理工艺，通过布置生物填料和水，培养微生物进行净水，这种传统工艺容易产生大量污泥，虽然池子底部通过回流泵进行污泥回流，但是难以避免地对水造成二次污染。

发明内容

本发明为克服上述现有技术所述的缺陷，提供一种多级污水深化处理***，改善了传统处理工艺，更加科学地布置各级净水流程，污水处理效果明显，有效将有机污染物及氮磷等物质去除。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种多级污水深化处理***，包括依次连通的集水池、缺氧生态滤池、好氧生态滤池、回流池、磁分离池和清水池。所述缺氧生态滤池包括由上至下依次铺设的植被层、细砂层、粗砂层、藤棉层、第一碳粉层、生物填料层、第二碳粉层、粗石层和滤布层，所述植被层设置有用于进水的布水管，所述滤布层下方设有出水管，所述布水管、出水管均匀设有水孔；所述好氧生态滤池与缺氧生态滤池的结构相似，所述好氧生态滤池还包括布气***。

其中，污水集中到集水池中，依次通过缺氧生态滤池、好氧生态滤池、回流池、磁分离池，最后储存在清水池中，污水在缺氧池、好氧池都是由上至下进行过滤净化的，例如污水通过布水管进入到缺氧池，依次经过植被层、细砂层、粗砂层、藤棉层、第一碳粉层、生物填料层、第二碳粉层、粗石层、滤布层，最后从底部出水管排出。好氧池不同之处在于，在净化时布气***持续通气以培养好氧微生物。

进一步地，所述植被层为净水植物，所述藤棉层用于培养硝化细菌；所述第一碳粉层、第二碳粉层均混有细砂。净水植物一般采用的是象草、美人蕉等植物，净水植物的存在，可以防止堵塞。藤棉层采用的为生化棉，主要用于培养硝化细菌，硝化菌分解污水中有毒的NH3/NH4和NO2，转化成无毒的NO3，可以改善水质，提高鱼类成活率，是一种兼有物理和生化过滤效果的过滤材料，它的弹性好，表面积较大，不易损坏，同时能有效过滤水中杂物。

进一步地，所述生物填料层包括生物挂膜填料和颗粒物混合形成，所述颗粒物为塑料颗粒或陶粒；所述颗粒物为球形结构，颗粒物嵌有贮水材料。生物填料主要用作微生物载体，通过吸附在生物填料上的微生物的作用，将有机污染物及氮磷等去除。其中，贮水材料如海绵等，为微生物储备水分。

进一步地，所述布气***包括第一鼓风机和进气管，所述进气管水平设于滤布层下方，进气管均匀设有气孔；所述进气对外接通第一鼓风机。第一鼓风机向进气管吹气，空气通过进气管上的气孔进入好氧生态滤池，空气分散为微小气泡，增加了水中的溶解氧。通常也可以采用一个竖直气管贯穿各层，直到连通底部的水平进气管，进行布气，流动方向是自上而下。生物填料层作为微生物生长的载体，由此，在有氧环境下，微生物对水中的有机物进一步分解，从而进一步降低了化学需氧量(COD)的浓度。

进一步地，所述集水池包括并排设置的第一水池和第二水池，所述第一水池和第二水池底部连通，所述第一水池设有格栅，第二水池设有用于将水抽排至缺氧生态滤池的提升泵。格栅用于过滤大件垃圾，由于格栅为常见的现有技术，因此不作具体描述。经过格栅过滤的污水从第一水池底部进入到第二水池。

进一步地，所述回流池设有将水抽吸回流至缺氧生态滤池的回流泵。回流池作为一个中转池，其中一个作用是将水抽吸回流，进行二次或三次缺氧生态滤池、好氧生态滤池的过滤。

进一步地，所述磁分离池包括一次连通的一级混合池、二级混合池、三级混合池和沉淀池，所述一级混合池、二级混合池、三级混合池均独立设有加药泵，所述沉淀池设有刮泥机。污水依次通过三个混合池，与各种药剂混合后形成较大的絮体颗粒，最后进入沉淀池快速沉降，并由刮泥机促进完成分离，出水进入到清水池中。

进一步地，所述一级混合池、二级混合池、三级混合池均设有搅拌桨，各加药泵分别装有混凝剂、磁粉和絮凝剂。待处理污水首先进入处理装置的一级混合池，同时一级混合池投加混凝剂PAC，二者充分混合后进入二级混合池，在此与磁粉混合絮凝，然后进入三级混合池，与在此加入的絮凝剂PAM进行反应，生成较大的絮体颗粒。搅拌桨用于加速污水与各药剂的混合。

进一步地，所述刮泥机设有叶轮式转棍，所述沉淀池底部为中间低、四周高的斜面结构，所述叶轮式转棍与斜面相适配。叶轮式转棍促使沉淀的絮体颗粒与出水分离，絮体颗粒、污泥在重力的作用下，沿沉淀池低部流至排出，完成清水分离过程。

进一步地，所述沉淀池底部中心连通有用于污泥排放处理的排泥泵。沉淀池底部中心为较低位置，经过刮泥机叶轮式转棍作用后，絮体颗粒、污泥在重力的作用下聚集在底部中心位置，排泥泵将其抽排出去，进行排出或回收。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明公开了一种多级污水深化处理***，改善了污水深化处理净化工艺，对传统缺氧池、好氧池结构进行改善，有效将有机污染物及氮磷等物质去除，提高净化效果且不产生大量污泥，避免了二次污染，污水处理效果明显。而且，采用磁混凝沉淀分离技术，采用的磁粉和絮凝剂对细菌、病毒、油及多种微小粒子都有很好的吸附作用，因此对该类污染物的去除效果比传统工艺要好，特别是除磷效果尤其显著。

附图说明

图1是本发明的整体连接结构图。

图2是本发明实施例的好氧生态滤池结构图。

图3是本发明实施例的集水池结构图。

图4是本发明实施例的缺氧生态滤池、好氧生态滤池、回流池连接结构图。

图5是本发明实施例的磁分离池、清水池连接结构图。

其中，1集水池，2缺氧生态滤池，3好氧生态滤池，4回流池，5磁分离池，6清水池，7植被层，8细砂层，9粗砂层，10藤棉层，11第一碳粉层，12生物填料层，13第二碳粉层，14粗石层，15滤布层，16布水管，17出水管，18第一鼓风机，19进气管，20第一水池，21第二水池，22格栅，23提升泵，24回流泵，25一级混合池，26二级混合池，27三级混合池，28沉淀池，29加药泵，30刮泥机，31搅拌桨，32叶轮式转棍，33排泥泵。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。

本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”“长”“短”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的具体描述：

实施例

在现有技术中，一般仅采用单一的生物处理单元同时完成脱氮除磷的功能复杂的原因在于：生物除磷的原理为聚磷微生物在厌氧环境下释磷、在好氧环境下超量聚磷。由此，生物***如要具备除磷功能，必须要增加一个厌氧池。厌氧与缺氧的区别在于：两个环境都要求较低的溶解氧，但是厌氧更严格，除了氧以外不能有任何其他的电子受体，如硝酸盐。而缺氧只低溶解氧，但有硝酸盐的环境，因为有了硝酸盐才完成了硝酸盐向氮气的转化，即反硝化，所以厌氧环境需更严格的控制。此外，由于聚磷菌需要依次经历厌氧与好氧两个环境才能完成除磷，微生物的存在形式必须是能够流动的活性污泥，即悬浮生长微生物，这样就不能在反应器内增加填料，增加填料微生物会附着在填料上，因为填料可为微生物提供附着载体，提高生物量，但也使得微生物被固定住不能流动，所以无法在厌氧、好氧环境下的切换。由此，也不能在反应器内加填。不增加填料，一方面不能通过填料提高生物量，另一方面，没有填料的固定，微生物悬浮生长，会随水流出反应器，最后沉淀在沉淀池，从而还必须增加污泥回流，即把污泥再回流到反应器中，这样使得工艺流程相当复杂，而且除磷效果低

为了解决这个问题，本实施例提供了一种多级污水深化处理***，对污水深化处理净化工艺进行改善，对传统缺氧池、好氧池结构进行改善，有效将有机污染物及氮磷等物质去除，提高净化效果且不产生大量污泥，避免了二次污染，污水处理效果明显。

如图1所示，本***包括了依次连通的集水池1、缺氧生态滤池2、好氧生态滤池3、回流池4、磁分离池5和清水池6。

其中，污水先集中到集水池1中，集水池1包括了并排设置的第一水池20和第二水池21，第一水池20和第二水池21底部连通，第一水池20设有用于过滤大件垃圾格栅22，第二水池21设有用于将水抽排至缺氧生态滤池2的提升泵23，经过格栅22过滤的污水从第一水池20底部进入到第二水池21，然后受提升泵23作用，注入至缺氧生态滤池2，如图3所示。

具体地，如图2所示，缺氧生态滤池2包括由上至下依次铺设的植被层7、细砂层8、粗砂层9、藤棉层10、第一碳粉层11、生物填料层12、第二碳粉层13、粗石层14和滤布层15，位于最顶部的植被层7设置有用于进水的布水管16，位于最底部的滤布层15下方则设有出水管17，布水管16、出水管17均匀设有水孔，污水由上至下逐层过滤最后从出水管17排出。

本实施例中，植被层7为净水植物，一般采用的是象草、美人蕉等植物，净水植物具有适宜长期水中生长并能快速、大量吸收磷的作用，同时可以防止堵塞。同时，细砂层8、粗砂层9分别采用的是外径3-5mm、外径1-3mm的砂砾，整层均匀铺设。

另外，藤棉层10采用的为生化棉，主要用于培养硝化细菌，硝化菌分解污水中有毒的NH3/NH4和NO2，转化成无毒的NO3，可以改善水质，提高鱼类成活率，是一种兼有物理和生化过滤效果的过滤材料，它的弹性好，表面积较大，不易损坏，同时能有效过滤水中杂物。而第一碳粉层11、第二碳粉层13均混有细砂，碳粉为100-500目的活性碳粉。

此外，生物填料层12包括了生物挂膜填料和颗粒物混合形成，颗粒物为塑料颗粒或陶粒，颗粒物为球形结构，外径50-150mm按实际情况选定，颗粒物嵌有贮水材料，贮水材料如海绵等，为微生物储备水分。而粗石层14为外径20-40mm的石粒，滤布层15为密度为500g/m3的聚酯材质滤布。

本实施例中，好氧生态滤池3与缺氧生态滤池2的结构相似，但是好氧生态滤池3还包括布气***，布气***包括第一鼓风机18和进气管19，进气管19水平设于滤布层15下方，进气管19均匀设有气孔，而且进气对外接通第一鼓风机18，用于向好氧生态滤池3中曝气。

进一步，回流池4设有将水抽吸回流至缺氧生态滤池2的回流泵24，循环进行过滤净化，去除污水中的有机污染物和硝态氮。污水中的氮大部分以氨氮形式存在，所以氨氮含量是污水的一个重要水质指标，通常只有在其转化为硝酸盐后，才能通过反硝化作用，最终转化为氮气被去除。

如图4所示，缺氧生态滤池2、好氧生态滤池3以及回流池4的过滤净化原理如下：待处理的污水(也称为原水)首先经过进水管进入到缺氧生态滤池2内，同时原水也进入到好氧生态滤池3内。在好氧生态滤池3中布气***持续通气，曝气一段时间后，水中产生有一定硝酸盐，由此，回流池4将硝化液从好氧生态滤池3向缺氧生态滤池2的回流。

本实施例的缺氧生态滤池2、好氧生态滤池3里面有很多种生态填料填满整个池体，包括植被层7、细砂层8、粗砂层9、藤棉层10、第一碳粉层11、生物填料层12、第二碳粉层13、粗石层14、滤布层15，其中水占比较相对较少，仅是填料间的空隙，大约占比30～50％。传统缺氧池、好氧池里面只设有生物填料和水，且水占绝大部分，在净化处理过程中会产生大量污泥，容易造成二次污染。

由于缺氧生态滤池2内布置有生物填料，该生物填料上附着生长缺氧厌氧类的微生物，微生物会利用原水中的有机物作为碳源，对通过回流池4从好氧生态滤池3内抽吸送至缺氧生态滤池2内的含有硝酸盐的硝化液进行还原，使硝酸盐中的氮最终转化为氮气脱除，即进行反硝化过程。同时，原水中的有机物被转化成二氧化碳或者水，从而降低了水中化学需氧量(COD)的浓度。在缺氧反应单元中经过了反硝化处理，反硝化处理需要消耗有机物，进而会进一步降低COD。降低了化学需氧量的水通过进入到好氧生态滤池3内。

在好氧生态滤池3内，硝化菌在有氧的环境下，将原水中的氨氮转化为硝酸盐氮，其一方面降低了氨氮浓度，另一方面也为缺氧生态滤池2的反硝化过程做好准备，即产生含有硝酸盐的硝化液，以便其被抽吸送到缺氧生态滤池2内进行反硝化处理。在反硝化过程中，硝酸盐中的氮被还原成氮气逸出，使总氮量减少。此外，在好氧生态滤池3，生物填料中的好氧菌能够对水中的有机物进一步分解，以进一步降低化学需氧量(COD)的浓度。布气***通过进气管19向好氧生态滤池3提供氧气，氧气再经进气管19表面的气孔分散成小气泡向水中传送。由于好生态滤池内设置有生物填料，这些填料作为微生物生长的载体，由此，有氧环境下，微生物对水中的有机物进一步分解，从而进一步降低了化学需氧量(COD)的浓度。在好氧生态滤池3中处理过的水含有在该池生成的部分硝酸盐，因而一部分水通过回流池4回流到缺氧生态滤池2内，以在缺氧生态滤池2进行反硝化作用，被还原成氮气，整个过程循环进行。

同时，缺氧生态滤池2、好氧生态滤池3中各层的生态填料层对原水分别进行过滤净化，消除水中杂质和有机污染物。

此外，如图5所示，磁分离池5包括一次连通的一级混合池25、二级混合池26、三级混合池27和沉淀池28。磁混凝沉淀分离工艺就是在普通的混凝沉淀工艺中同步加入磁粉，使之与污染物絮凝结合成一体，以加强混凝、絮凝的效果，使生成的絮体密度更大、更结实，从而达到高速沉降的目的。其高速沉淀的性能，使其与传统工艺相比，具有速度快、效率高、占地面积小、投资小等诸多优点。

其中，一级混合池25、二级混合池26、三级混合池27均独立设有加药泵29和搅拌桨31，一级混合池25、二级混合池26、三级混合池27的加药泵29分别用于投放调配好的混凝剂、磁粉和絮凝剂，待处理污水首先进入处理装置的一级混合池，同时一级混合池25投加混凝剂PAC，二者充分混合后进入二级混合池26，在此与磁粉混合絮凝，然后进入三级混合池27，与在此加入的絮凝剂PAM进行反应，混凝生成较大的絮体颗粒，并进入沉淀池28。一级混合池25、二级混合池26、三级混合池27中的搅拌桨31用于加速污水与各药剂的混合。混凝沉淀中增加磁粉，使得混凝产生的絮体与磁粉有效结合，磁粉的比重为5.2～5.3，因此大大增加了混凝絮体的比重，从而大大加快了絮体的沉降速度。

另外，沉淀池28设有刮泥机30，刮泥机30设有叶轮式转棍32，同时沉淀池28底部为中间低、四周高的斜面结构，叶轮式转棍32与斜面相适配，而且沉淀池28底部中心连通有用于污泥排放处理的排泥泵33。随着叶轮式转棍32的转动，絮体颗粒、污泥在重力的作用下聚集在较低的中心位置，排泥泵33将其抽排出去，进行排出或回收利用。

磁分离池5中，污水依次通过三个混合池，与各种药剂混合后形成较大的絮体颗粒，最后进入沉淀池28快速沉降，并由刮泥机30促进完成分离，出水则进入到清水池6中。

在上述具体实施方式的具体内容中，各技术特征可以进行任意不矛盾的组合，为使描述简洁，未对上述各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种多级污水深化处理***，包括依次连通的集水池(1)、缺氧生态滤池(2)、好氧生态滤池(3)、回流池(4)、磁分离池(5)和清水池(6)，其特征在于：所述缺氧生态滤池(2)包括由上至下依次铺设的植被层(7)、细砂层(8)、粗砂层(9)、藤棉层(10)、第一碳粉层(11)、生物填料层(12)、第二碳粉层(13)、粗石层(14)和滤布层(15)，所述植被层(7)设置有用于进水的布水管(16)，所述滤布层(15)下方设有出水管(17)，所述布水管(16)、出水管(17)均匀设有水孔；

所述好氧生态滤池(3)与缺氧生态滤池(2)的结构相似，所述好氧生态滤池(3)还包括布气***。

2.根据权利要求1所述多级污水深化处理***，其特征在于：所述植被层(7)为净水植物，所述藤棉层(10)用于培养硝化细菌；所述第一碳粉层(11)、第二碳粉层(13)均混有细砂。

3.根据权利要求2所述多级污水深化处理***，其特征在于：所述生物填料层(12)包括生物挂膜填料和颗粒物混合形成，所述颗粒物为塑料颗粒或陶粒；所述颗粒物为球形结构，颗粒物嵌有贮水材料。

4.根据权利要求3所述多级污水深化处理***，其特征在于：所述布气***包括第一鼓风机(18)和进气管(19)，所述进气管(19)水平设于滤布层(15)下方，进气管(19)均匀设有气孔；所述进气对外接通第一鼓风机(18)。

5.根据权利要求1-4任一项所述多级污水深化处理***，其特征在于：所述集水池(1)包括并排设置的第一水池(20)和第二水池(21)，所述第一水池(20)和第二水池(21)底部连通，所述第一水池(20)设有格栅(22)，第二水池(21)设有用于将水抽排至缺氧生态滤池(2)的提升泵(23)。

6.根据权利要求5所述多级污水深化处理***，其特征在于：所述回流池(4)设有将水抽吸回流至缺氧生态滤池(2)的回流泵(24)。

7.根据权利要求6所述多级污水深化处理***，其特征在于：所述磁分离池(5)包括一次连通的一级混合池(25)、二级混合池(26)、三级混合池(27)和沉淀池(28)，所述一级混合池(25)、二级混合池(26)、三级混合池(27)均独立设有加药泵(29)，所述沉淀池(28)设有刮泥机(30)。

8.根据权利要求7所述多级污水深化处理***，其特征在于：所述一级混合池(25)、二级混合池(26)、三级混合池(27)均设有搅拌桨(31)，各加药泵(29)分别装有混凝剂、磁粉和絮凝剂。

9.根据权利要求8所述多级污水深化处理***，其特征在于：所述刮泥机(30)设有叶轮式转棍(32)，所述沉淀池(28)底部为中间低、四周高的斜面结构，所述叶轮式转棍(32)与斜面相适配。

10.根据权利要求9所述多级污水深化处理***，其特征在于：所述沉淀池(28)底部中心连通有用于污泥排放处理的排泥泵(33)。

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