CN208182779U - 用于垃圾中转站的污水处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于垃圾中转站的污水处理装置，包括油水分离器，升流式厌氧污泥床UASB，A/O生物反应池，膜生物反应器MBR和曝气生物滤池BAF,油水分离器，UASB，A/O生物反应池，MBR、BAF之间先后用管道连接。A/O生物反应池、二次沉淀池、MBR和控制室集成在一个长方形的综合箱内，油水分离器位于综合箱左侧顶部，BAF位于综合箱的右侧顶部；UASB为塔式结构，位于综合箱的侧面。本实用新型去除了现有技术普遍采用的渗透反渗透***，不产生高毒害、难以处理的垃圾浓缩液。并且能确保出水水质达标，实现处理后尾水的回用。本实用新型设计简单、造价低廉、易实现，运行费用低，值得在城镇垃圾中转站领域推广应用。

Description

用于垃圾中转站的污水处理装置

技术领域

本实用新型涉及污水处理技术领域，尤其涉及到用于垃圾中转站的污水处理装置。

背景技术

垃圾中转站是进行城市垃圾收集处理的重要枢纽，是连接垃圾产生源和末端处置***的枢纽，是城市生活垃圾收运处置***中一个必不可少的环节，但是垃圾中转站的污水处理问题一直是一个“老大难”问题，对周边环境造成了很大影响。

垃圾中转站渗滤液是垃圾在压实、发酵等生物化学降解作用，同时在降水和冲洗的渗流作用下产生的一种高浓度有机或无机成分的液体。

垃圾渗滤液水质复杂，含有多种有毒有害的无机物和有机物。其中有机污染物经技术检测有99种之多，还有22种已经被列入我国和美国国家环保署的重点控制名单，一种可直接致癌，五种可诱发致癌。除此之外渗滤液中还含有难以生物降解的萘、菲等非氯化芳香族化合物、氯化芳香族化合物，磷酸醋，酚类化合物和苯胺类化合物等。

膜处理技术是水处理领域中最安全可靠的技术之一。膜技术包括微滤膜 (MF)、超滤膜(UF)、纳滤膜(NF)和反渗透膜(RO)等技术，膜技术的发展首先是在满足人们引用水处理的基础上不断发展起来的，随着环境污染日益严重以及水资源的严重短缺，膜技术在污水治理及回用中已作为一项实用技术。根据欧洲一些垃圾中转站的实践，渗滤液经过简单的过滤后可以直接进入反渗透***进行处理后排放，可以达到相关标准。但是，包括膜处理技术在内的现有垃圾中转站存在以下严重缺陷：

(1)反渗透膜后产生的约总水量30％的浓缩液必须依靠其他工艺另行处理。(2)建设成本高，日后运行费用也很高。(3)控制繁琐，需要专人管理。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种用于垃圾中转站的污水处理装置，以克服上述现有技术的缺陷。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种用于垃圾中转站的污水处理装置，包括油水分离器，升流式厌氧污泥床UASB，A/O生物反应池，膜生物反应器MBR和曝气生物滤池BAF,所述油水分离器，升流式厌氧污泥床UASB， A/O生物反应池，膜生物反应器MBR、曝气生物滤池BAF之间先后用管道连接。垃圾中转站的污水首先进入油水分离器进行垃圾中的油与水的分离，在油水分离区内去除胶体悬浮物、油脂以及Hg、Gr等重金属，减少对后续生化***的抑制，同时对后续的MBR膜有一定的保护作用，延长膜的使用寿命。

油水分离器出水提升至UASB***去除大部分的COD；然后进入A/O生物反应池，在A/O生化反应池，生化去除可生物降解有机物和氨氮及总氮。然后进入膜生物反应器MBR，利用膜的截留作用将SS及污染物截去，并将污泥回流A池，MBR的池水进入曝气生物滤池，曝气生物滤池的中水达标可直接排放。

进一步，还包括二次沉淀池，A/O生物反应池的出水通过管道连接所述二次沉淀池，所述二次沉淀池的出水通过管道连接所述膜生物反应器MBR。

进一步，还包括控制室，所述控制室内安装PLC控制器、污泥回流泵、循环泵、UASB提升泵、风机、自吸泵；所述PLC控制器分别与污泥回流泵、循环泵UASB提升泵、风机、自吸泵电连接，分别控制它们的启动、关闭和运转状态；所述污泥回流泵用于将二次沉淀池、膜生物反应器的污泥回流至A/O 生物反应池；

所述循环泵用于UASB内污水的循环，所述UASB提升泵用于将油水分离器的出水提到UASB上端，作为UASB的入水。

所述风机分别为A/O生物反应池，膜生物反应器MBR、曝气生物滤池BAF 供气。

所述自吸泵用于将膜生物反应器MBR的出水吸水至曝气生物滤池BAF。

所述A/O生物反应池、二次沉淀池、膜生物反应器MBR和控制室集成在一个长方形的综合箱内，所述油水分离器位于所述综合箱左侧顶部，所述曝气生物滤池BAF位于所述综合箱的右侧顶部。

所述升流式厌氧污泥床UASB为塔式结构，位于所述综合箱的侧面。

所述油水分离器为箱体结构，箱体内部通过第一隔板、第三隔板分为左右排列的第一油水分离区，第二油水分离区和中间水池。第二油水分离区内设有第二隔板，将第二油水分离区分为前处理区、后处理区，第二隔板的水平位置低于油水分离器的顶部位置；前处理区、后处理区的底部相互连通。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

①设计简单、造价低廉、易实现。本实用新型与现有垃圾中转站的最大区别特征在于：去除了现有技术普遍采用的渗透反渗透***，不产生高毒害、难以处理的垃圾浓缩液。并且能确保出水水质达标，实现处理后尾水的回用。

②启动很快：将集成式装置运至垃圾中转站即可运行，先启动MBR 15天左右，之后硝化、反硝化菌激活，即可正常运转。

③自动控制，无需专业人员亦可操作，解决了城镇运行管理不善的难题。

④运行费用低：去除了现有技术普遍采用的渗透反渗透***，大大减少了用电量，减少运行成本。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型的技术方案作进一步具体说明。

图1为本实用新型一种具体实施方式的整体结构示意图。

图2为图1的俯视图。

图3为图1的A-A向剖视图。

图4为本实用新型的油水分离器的俯视结构图。

图5为本实用新型的油水分离器的部分主视结构剖面图。

具体实施方式

本实用新型从整体结构来看，有效整合了以下五大功能器件：

(一)油水分离器

目前常用的油水分离法主要有膜法分离、重力分离、离心分离、电分离、吸附分离及气浮分离。本实用新型采用重力式和离心式相结合的方式生产油水分离器。重力式分离由于油、气和水的相对密度不一样，有一定比例的油水混合物在标准大气压和常温下，当含油废水水处理***处于平衡时，油、水、气就会分层。利用离心分离原理工作是水利旋流器，它用于将作为连续相的液体与作为分散相的固粒、液滴或气泡进行物理分离的设备。分散相与连续相之间的密度差越大，两相就越容易分离。采用涡流发生装置，360度旋转，使得渗滤液产生涡流现象，渗滤液中的三相油、水泥由于比重不同从而产生离心力不同，油、水、泥从而迅速高效分离。餐厨油脂有别于工业废油，必须多层除油。调节池调节后的废水通过提升泵泵入油水分离器，在分离区来去除胶体悬浮物、油脂以及Hg、Gr等重金属，减少对后续生化***的抑制，同时对后续的MBR膜有一定的保护作用，延长膜的使用寿命。

(二)UASB***

UASB上升式厌氧污泥床有配水***、污泥反应区、三相分离器、沉淀区、出水***、沼气收集***组成。废水自底部进入，通过配水***尽可能均匀的将废水分布于反应器底部，废水自下而上通过UASB反应器。反应器底部有一个高浓度、高活性的污泥床，污水中的大部分有机污染物在此间经过厌氧发酵降解为甲烷和二氧化碳。废水从污泥床底部流入，与颗粒污泥混合接触，污泥中的微生物分解有机物，同时产生的微小沼气气泡不断放出。微小气泡上升过程中，不断合并，逐渐形成较大的气泡，部分附着在颗粒污泥上。在颗粒污泥层的上部，因水流和气泡而搅动，由于沼气的搅动，形成一个污泥浓度较小的悬浮污泥层，可进一步分解有机物。气、固、液混合体逐渐上升经三相分离器后，其沼气进入气室，污泥在沉淀区进行沉淀，并经回流缝回流到污泥床。经沉淀澄清后的废水作为处理水排出反应器。

(三)A/O生化反应池

生化反应池的功能是降解原水中可生化降解的污染物，可以为普通的好氧反应器工艺或反硝化和硝化工艺，就垃圾渗滤液而言，由于其中氨氮浓度和COD浓度都较高，政策对该指标排放要求一般都很严格，因此生化反应器需要生化反应器具备良好的有机污染物降解及生物脱氮功能，生化反应器根据进水水量和水质条件，配置和控制适宜的反应条件以实现高效的反硝化和硝化反应并同时降解有机污染物。为了充分利用进水中的碳源来进行反硝化反应，生化反应器采用反硝化前置，硝化后置的形式，同时可以减少硝化池中用于降解有机污染物所需的氧量。

生化反应池的硝化池内根据均匀配置了微孔曝气器。可以培养出高活性的好氧微生物，使污水中的可生化降解的有机污染物在硝化池内几乎完全降解，同时把氨氮和有机氮氧化为硝酸盐，由于MBR膜分离单元把菌体(活性污泥)和净化水完全分离，使得在生化***中经过不断驯化产生的微生物菌群得以繁殖，对渗滤液中相对普通污水处理工艺而言难降解的有机物也能逐步降解，可以获得高品质的出水水质。MBR膜分离池内的污泥不断回流至反硝化池中，在缺氧环境中还原成氮气排出，达到脱氮的目的，反硝化池内设液下搅拌装置。

硝化反硝化是主要的生化处理单元，渗滤液在此进行有机污染物的去除，氨氮氧化和反硝化脱氮。

降解COD和氨氮的机理如下：

根据渗滤液废水COD和氨氮含量高的特点，专为其设计硝化和反硝化生物降解COD并脱氮单元，硝化作用指NH3氧化成NO₃ ^－的过程，硝化作用由两类细菌参与，亚硝化菌将NH3氧化成NO₂ ^－；硝化杆菌将NO₂ ^－氧化为NO₃ ^－。它们都利用氧化过程释放的能量，使CO₂合成为细胞的有机物质，因其为一类化能自养细菌，在运行管理时，应创造适合自养性的硝化细菌生长繁殖的环境，硝化过程是生物脱氮的关键。

NH₄ ⁺+2O₂→NO₃ ^－+2H⁺+H₂O+(307.1～438.9)×10³J

硝化作用过程要耗去大量的氧，使一分子NH₄ ⁺-N完全氧化成NO₃ ^－需要耗去2分子的氧，即4.57mgO₂/mgNH₄+-N。硝化过程使环境酸性增强。

在硝化反应中，通过控制较低的负荷，延长污泥停留时间确保硝化作用的顺利进行。

反硝化作用是通过反硝化菌将硝酸盐和亚硝酸盐还原成气态氮和氧化亚氮的过程。反硝化菌多为异养的兼性厌氧细菌，它利用各种各样的有机质作为反硝化过程中的电子供体(碳源)，在反硝化过程中，有机物的氧化为：

5C(有机C)+H₂O+4NO₃ ^－→2N₂+4OH^－+5CO₂

在硝化作用过程中耗去的氧能被重复用到反硝化过程中，使有机质氧化。

(四)MBR***

使用MBR法处理垃圾渗滤液的基本工艺为生化(BIO-REACTOR) +膜(MEMBRANE)。MBR是一种高效的废水处理技术，是生物降解和膜分离的有效结合，首先是通过曝气由污泥将有机物降解，然后通过管式膜将污泥与水分开。MBR紧凑简洁的处理结构特别适合处理复杂的废水。使用MBR法进行高难度的污水处理，污泥浓度高，停留时间短，降解效率高，停留时间短，出水水质好，污泥量少。

使用MBR法处理垃圾中转站渗滤液，垃圾中转站渗滤液进水进行预处理后进入MBR***，生物反应器内的污泥浓度可达到20～30g/L，处理效率大幅度提高，主要污染物COD、BOD和氨氮得到有效降解，出水水质好。占地少，运行费用低。使用该技术处理垃圾渗滤液可满足排放要求。

与传统生化处理工艺相比，微生物菌体通过高效超滤***从出水中分离，确保大于20nm的颗粒物、微生物和与COD相关的悬浮物安全地截留在***内。超滤清液进入反渗透进水池。由于超滤实现泥水分离，因此生化反应器中的污泥浓度可以达到15-30g/l

膜管由储存有清水或清液的“清洗槽”通过清洗泵来完成。自动压缩空气控制阀能同时切断进料，留在管内的污泥随冲刷水去生化池。CIP是一种偶频过程，清洗后期阀门按程序打开，允许清洗水在膜环路中循环后回到“清洗槽”，直到充分清洗。如需要，清洗后期可向清洗槽少量滴加膜清洗药剂。超滤的药剂清洗周期一般为一月一次。

膜生化反应器的COD设计去除率大于96％，经过膜生化反应器处理，处理出水氨氮及重金属离子等已经达到排放标准。超滤出水进入后续深度处理单元。

(五)BAF***(BIOSTYR工艺)

BIOSTYR是法国OTV公司采用的水处理工艺技术，由于采用新型轻质悬浮填料--BIOSTYRENE(主要成分是聚苯乙烯，且比重小于1g/cm3) 而得名。下面以去除BOD、SS并具有硝化脱氮功能的反应器为例说明其工艺结构与基本原理。

BIOSTYR工艺是一种上流生物滤池，是一种运行可靠、自动化程度高、出水水质好、抗冲击能力强和节约能耗的新一代污水处理革新工艺，工艺成熟高效。

污水通过滤料层，水体含有的污染物被滤料层截留，并被滤料上附着的生物降解转化，同时，溶解状态的有机物和特定物质也被去除，所产生的污泥保留在过滤层中，而只让净化的水通过，这样可在一个密闭反应器中达到完全的生物处理而不需在下游设置二沉池进行污泥沉降。

滤池底部设有进水和排泥管，中上部是填料层，厚度一般为2.5～3.5m，为防止滤料流失，滤床上方设置装有滤头的混凝土挡板，滤头可从板面拆下，不用排空滤床，方便维修。挡板上部空间用作反冲洗水的储水区，其高度根据反冲洗水头而定。

该区内设有回流泵用于将滤池出水泵至配水廊道，继而回流到滤池底部实现反硝化，在不需要反硝化的工艺中没有该回流***。填料层底部与滤池底部的空间留作反冲洗再生时填料膨胀之用。

滤池供气***分两套管路，置于填料层内的工艺空气管用于工艺曝气 (主要由曝气风机提供增氧曝气)，并将填料层分为上下两个区：上部为好氧区，下部为缺氧区。根据不同的原水水质、处理目的和要求，填料层的高度不同，好氧区、厌氧区所占比例也相应变化；滤池底部的空气管路是反冲洗空气管。

BIOSMEDI生物滤池是一种新型生物滤塔，该滤塔以轻质颗粒滤料为过滤介质，滤料比重较小，一般约在0.1左右，粒径的大小为4～5mm左右，比重及粒径的大小可根据实际需要选择确定，这种滤料具有来源广泛、滤料比表面积大、表面适宜微生物生长、价格便宜、化学稳定性好等一系列优点。

BIOSMEDI生物滤池原理：

滤池上部采用钢筋混凝土板(板上采用倒滤头出气和水)抵制滤料的浮力及运行的阻力。在滤层下部，用混凝土板或钢板分隔在滤层下部形成气囊，在反冲洗时下部形成空气室。

原水从进水阀进入气室，通过中空管进入滤层，在滤料阻力的作用下使滤池进水均匀，空气布气管安装在滤层下部，空气通过穿孔布气管进行布气，经过滤层去除水中的有机物、氨氮后，出水经倒滤头进入上部清水区域排出。

滤池反冲洗采用脉冲冲洗的方法，首先关闭进水阀及曝气管，打开滤池下部的反冲洗气管，在滤层下部形成一段气垫层，当气垫层达到一定高度后，此时瞬时把气垫层中的空气通过阀门或虹吸的方法迅速排空，此时滤层中从上到下冲洗的水流量瞬时忽然加大，导致滤料层忽然向下膨胀，脉冲几次后，可以把附着在滤料上的悬浮物质脱落，再打开排泥阀，利用生物滤池的出水进行水漂洗，可有效地达到清洁滤料的目的。

具有以下优点：

①、较小的滤层阻力；采用气水同向流，避免了气水逆向流时水流速度和气流速度的相对抵消而造成能量的浪费，另外，滤料粒径较均匀，大大增加滤层的孔隙率，减少滤池运行时的水头损失。

②、价格低、性能优的滤料；滤料具有来源广泛、滤料比表面积大、表面适宜微生物生长、价格便宜(一般价格低于500元/立方米)、化学稳定性好；滤料比表面积大，有利于氧气的传质，大大提高了充氧效率，布气可采用穿孔管布气即可，节省工程投资。

③、独特的脉冲反冲洗形式；传统的水反冲、气水反冲均难以奏效，该滤池采用独特的脉冲反冲洗方式，不需要专门的反冲洗水泵及鼓风机，是一种高效、低能耗的反冲洗形式。

下面结合附图面对本实用新型具体实施方式作进一步描述和说明。

结合图1、2所示，用于垃圾中转站的污水处理装置，包括油水分离器1，升流式厌氧污泥床UASB 2，综合箱3和曝气生物滤池BAF 4,油水分离器1 位于综合箱3左侧顶部，曝气生物滤池BAF 4位于综合箱3的右侧顶部。

结合图3所示，综合箱3内集成了A/O生物反应池10、二次沉淀池11、膜生物反应器MBR 12和控制室13，综合箱3上设有门5，门5连通控制室13。

油水分离器，升流式厌氧污泥床UASB，A/O生物反应池，膜生物反应器 MBR、曝气生物滤池BAF之间先后用管道连接。

控制室13内安装PLC控制器、污泥回流泵14、循环泵15、UASB提升泵 16、风机17、自吸泵18；PLC控制器分别与污泥回流泵、循环泵UASB提升泵、风机、自吸泵电连接，分别控制它们的启动、关闭和运转状态；所述污泥回流泵用于将二次沉淀池、膜生物反应器的污泥回流至A/O生物反应池；

循环泵15用于UASB内污水的循环，UASB提升泵16用于将油水分离器的出水提到UASB上端，作为UASB的入水。

风机17分别为A/O生物反应池，膜生物反应器MBR、曝气生物滤池BAF 供气。

自吸泵18用于将膜生物反应器MBR的出水吸水至曝气生物滤池BAF。

由于城市垃圾中转站的垃圾含有大量餐厨垃圾，餐厨垃圾是渣、水、油的混合物，混合了大量油分。油分的存在对后续的生化反应中的微生物菌群的生长、存活带来严重的负面影响。如果不能有效去除掉垃圾渗滤液中的油分，势必对后续的A/O生化反应造成不良影响。因此，本实用新型重点对油水分离器做了新的技术方案。

结合图4和图5所示，油水分离器为箱体结构，箱体内部通过第一隔板 27、第三隔板29分为左右排列的第一油水分离区21，第二油水分离区和中间水池25。第二油水分离区内设有第二隔板28，将第二油水分离区分为前处理区24、后处理区22，第二隔板28的水平位置低于油水分离器的顶部位置；前处理区24、后处理区22的底部连通。

污水从A管口进入油水分离器的颗粒分离器20，颗粒分离器20的顶部设有取渣口H。从颗粒分离器20出来后进入第一油水分离区21，第一油水分离区21上部分别设有油水分离器溢流口E、油水分离器排气口F，C1、C2分别为第一油水分离区21，第二油水分离区的排油口，D1、D2、D3分别为第一油水分离区21，第二油水分离区和中间水池25的放空口，G1为第一油水分离区21的检修口，G2为第二油水分离区和中间水池25共用的检修口，B管口为油水分离器的最终出水口。

在第一油水分离区21初步分离后，渣、水、油分别大致处于下、中、上三层。因此，在第一油水分离区21的中部设过水孔26，含有少量油的水通过过水孔26从第一油水分离区21进入前处理区24。前处理区24进行油水分离后的部份难以分离的油水混合物进入后处理区22。后处理区22顶部设有搅拌器和加药孔，通过向后处理区22加药、物理搅拌对难以分离的油水作进一步分离。

第二油水分离区的水通过第三隔板29上的水孔进入中间水池25。中间水池的水沉淀后，通过其下部的B管口连接UASB反应器，进入UASB反应器的垃圾渗滤液中几乎没有油分，减少对后续生化***的抑制，同时对后续的MBR膜有一定的保护作用。

本实用新型的实际运行指标如下表所示：

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (5)

1.一种用于垃圾中转站的污水处理装置，其特征在于，包括油水分离器，升流式厌氧污泥床UASB，A/O生物反应池，膜生物反应器MBR和曝气生物滤池BAF,所述油水分离器，升流式厌氧污泥床UASB，A/O生物反应池，膜生物反应器MBR、曝气生物滤池BAF之间先后用管道连接。

2.根据权利要求1所述的用于垃圾中转站的污水处理装置，其特征在于，还包括二次沉淀池，A/O生物反应池的出水通过管道连接所述二次沉淀池，所述二次沉淀池的出水通过管道连接所述膜生物反应器MBR。

3.根据权利要求2所述的用于垃圾中转站的污水处理装置，其特征在于，还包括控制室，所述控制室内安装PLC控制器、污泥回流泵、循环泵、UASB提升泵、风机、自吸泵；所述PLC控制器分别与污泥回流泵、循环泵UASB提升泵、风机、自吸泵电连接，分别控制它们的启动、关闭和运转状态；

所述污泥回流泵用于将二次沉淀池、膜生物反应器的污泥回流至A/O生物反应池；所述循环泵用于UASB内污水的循环，所述UASB提升泵用于将油水分离器的出水提到UASB上端，作为UASB的入水；所述风机分别为A/O生物反应池，膜生物反应器MBR、曝气生物滤池BAF供气；所述自吸泵用于将膜生物反应器MBR的出水吸水至曝气生物滤池BAF。

4.根据权利要求3所述的用于垃圾中转站的污水处理装置，其特征在于，所述A/O生物反应池、二次沉淀池、膜生物反应器MBR和控制室集成在一个长方形的综合箱内，所述油水分离器位于所述综合箱左侧顶部，所述曝气生物滤池BAF位于所述综合箱的右侧顶部；

所述升流式厌氧污泥床UASB为塔式结构，位于所述综合箱的侧面。

5.根据权利要求1所述的用于垃圾中转站的污水处理装置，其特征在于，所述油水分离器为箱体结构，箱体内部通过第一隔板、第三隔板分为左右排列的第一油水分离区，第二油水分离区和中间水池；第二油水分离区内设有第二隔板，将第二油水分离区分为前处理区、后处理区，第二隔板的水平位置低于油水分离器的顶部位置；前处理区、后处理区的底部相互连通。