申请日2018.08.20
公开(公告)日2018.11.06
IPC分类号C02F9/14
摘要
本发明公开了一种处理市政分散污水的方法及其组合设备，由微氧催化池、厌氧催化池、缺氧催化池和好氧催化池组成;微氧催化池内悬挂有第一纤维状特种生物填料，厌氧催化池内填放有反硝化填料，缺氧催化池内悬挂有第二纤维状特种生物填料，好氧催化池内填放有悬浮填料;微氧催化池、缺氧催化池和好氧催化池的内底端均布置有曝气管，微氧催化池、厌氧催化池、缺氧催化池和好氧催化池的外顶端均设置有溶解氧在线监测仪和种植固定架，污水泵通过连接管连通微氧催化池;好氧催化池内设置有DMBR动态膜组件，好氧催化池外通过连接管连通抽水泵;本发明处理能力强,可截留大部分污染颗粒物，实现同步催化分解和生化分解，实现了废水资源化效果。
权利要求书
1.一种处理市政分散污水的组合设备，包括同步催化生化反应装置;其特征在于：所述同步催化生化反应装置由微氧催化池(1)、厌氧催化池(2)、缺氧催化池(3)和好氧催化池(4)组成，且所述微氧催化池(1)、厌氧催化池(2)、缺氧催化池(3)和好氧催化池(4)通过连接孔依次连通;所述微氧催化池(1)内悬挂有第一纤维状特种生物填料(11)，所述厌氧催化池(2)内填放有反硝化填料(21)，所述缺氧催化池(3)内悬挂有第二纤维状特种生物填料(31)，所述好氧催化池(4)内填放有悬浮填料(41);所述微氧催化池(1)、缺氧催化池(3)和好氧催化池(4)的内底端均布置有曝气管(6)，所述微氧催化池(1)、厌氧催化池(2)、缺氧催化池(3)和好氧催化池(4)的外顶端均设置有溶解氧在线监测仪(8)和种植固定架(9)，所述种植固定架(9)位于溶解氧在线监测仪(8)的正上方;所述微氧催化池(1)的外侧设置有鼓风机(5)、液位控制器(7)和污水泵(13)，所述鼓风机(5)连通曝气管(6)，所述液位控制器(7)电性连接电磁阀，且所述电磁阀均安装于连接孔处，所述污水泵(13)通过连接管连通微氧催化池(1);所述好氧催化池(4)内设置有DMBR动态膜组件(42)，所述好氧催化池(4)外通过连接管连通抽水泵(10)。
2.根据权利要求1所述的一种处理市政分散污水的组合设备，其特征在于：所述第一纤维状特种生物填料(11)为炭纤维填料或玄武岩填料或水草状填料，且负载Ca、Mg、Zn、Mo、Co、Mn、Cu和Fe微量元素化合物中的一种或多种，且所述第一纤维状特种生物填料(11)填料事先包埋固定微生物或酶。
3.根据权利要求1所述的一种处理市政分散污水的组合设备，其特征在于：所述反硝化填料(21)为纳米铁微球、海绵铁、双金属或铁碳类催化还原性填料，且所述反硝化填料(21)的堆放体积为厌氧催化池(2)体积的30%-80%。
4.根据权利要求1所述的一种处理市政分散污水的组合设备，其特征在于：所述第二纤维状特种生物填料(31)为炭纤维填料或玄武岩填料或水草状填料或植物秸秆生物质填料，且负载Ca、Mg、Zn、Mo、Co、Mn、Cu和Fe微量元素化合物中的一种或多种，且所述第二纤维状特种生物填料(31)事先包埋固定微生物或酶。
5.根据权利要求1所述的一种处理市政分散污水的组合设备，其特征在于：所述悬浮填料(41)为膨胀珍珠岩或膨胀蛭石或膨胀石墨或多面空心球或聚氨酯海绵或浮石颗粒或植物秸秆类生物质，且所述悬浮填料(41)的堆放体积为好氧催化池(4)体积的30%-80%。
6.根据权利要求1所述的一种处理市政分散污水的组合设备，其特征在于：所述DMBR动态膜组件(42)为大通量动态膜或微滤膜，且过滤孔径为3-300um，所述DMBR动态膜组件(42)的基材为不锈钢筛网或玄武岩纤维布，且所述DMBR动态膜组件(42)的表面喷涂固定Ti、Si、Al氧化物。
7.根据权利要求1所述的一种处理市政分散污水的方法，其特征在于：污水处理方法由以下步骤组成：
步骤一：污水抽取，利用污水泵(13)将市政分散污水抽取到微氧催化池(1)的输入端，通过液位控制器(7)打开电磁阀，污水流向微氧催化池(1)、厌氧催化池(2)、缺氧催化池(3)和好氧催化池(4)中;
步骤二：曝气供氧，打开鼓风机(5)，利用鼓风机(5)向微氧催化池(1)、缺氧催化池(3)和好氧催化池(4)内底端的曝气管(6)实行供氧，且通过溶解氧在线监测仪(8)控制各池中的曝气强度，其中微氧催化池(1)的溶解氧含量在0.5ppm左右，厌氧催化池(2)的溶解氧含量在0-0.1ppm、缺氧催化池(3)的溶解氧含量在0.2-0.4ppm，好氧催化池(4)的溶解氧含量在2ppm左右;
步骤三：微氧催化，通过第一纤维状特种生物填料(11)和溶解氧进行微氧催化反应;
步骤四：厌氧催化，通过反硝化填料(21)进行厌氧催化反应;
步骤五：缺氧催化，通过第二纤维状特种生物填料(31)和溶解氧进行缺氧催化;
步骤六：好氧催化，通过悬浮填料(41)和溶解氧进行好氧催化反应;
步骤七：泥水分离，通过DMBR动态膜组件(42)过滤泥水，进行泥水分离截留活性污泥;
步骤八：处理水抽取，抽水泵(10)抽走处理水;
其中，所述步骤二为步骤一、步骤三、步骤四、步骤五和步骤六中的实施步骤，且所述步骤一、步骤三、步骤四、步骤五和步骤六中的污水均在步骤二处理后流向下一步骤;所述污水泵(13)和液位控制器(7)均采用连续进水或间歇出水的运行方式。
说明书
一种处理市政分散污水的方法及其组合设备
技术领域
本发明涉及一种组合设备，尤其是涉及一种处理市政分散污水的方法及其组合设备，涉及水污染治理技术领域。
背景技术
目前，针对市政分散污水的处理技术较多，常用的处理方式有高级氧化法、物化法、生物法(含生化法和生态法)等，其中高级氧化法一般包括Fenton氧化、臭氧催化氧化、物理场协同高级氧化等技术，物化法一般包括混凝法、磁分离法、活性炭吸附法等技术，生化法一般包括厌氧、兼氧和好氧处理技术，生态法多采用湿地和植物来处理。以上几种技术各有优点，分别适用于不同场合的有机废水的处理，通过合理使用可以达到较佳的效果。但同时也存在着各自的缺陷，具体表现为：
(1)常规的高级氧化技术投资大、运行费用高，特别是在大水量处理过程则更大，也难以处理达标，须有后续生化(或其他技术)设施，通过将大分子难降解有机物氧化成微生物易于分解的小分子有机物，但该工艺占地面积较大且运行费用较高，强氧化剂的使用对后续生化处理产生不良影响。采用物理场协同(如超声、紫外、微波)虽然可加快反应速度和提高去除率，但仍难以确保达标排放，而且物理场一般作用距离较短，对于面积较大的水体或装置效果较差;
(2)物化法处理效果较好，且比较稳定。但在水体中直接用混凝法则不能从根本上去除污染物，混凝剂还会引起二次污染;如用磁分离等处理系统设备费用和日常运行费用较高，消耗较多的能源和物料;如用吸附法则吸附材料再生性能差，造成投资及水处理费用高，因而难以广泛使用。
(3)生化法处理市政分散污水是主流技术，但往往发生难以培菌或受冲击能力差等问题，虽运行费用较高级氧化等技术低，但一次投资费用较高、占地大，对付复杂混合污染物的废液往往难以达标。此外水中难降解有机物难以分解或利用，对反硝化无贡献甚至有副作用，TN、TP难以达标。近期多见采用膜生物反应器(MBR)在一定程度上可避免以上问题，但也存在投资大、能耗及运行费用偏高和维护保养复杂等问题。最近有用大孔径的过滤材料(如筛网、无纺布等)代替微孔的超滤膜，即DMBR系统，虽然提高了膜通量和减少投资，但膜污染问题仍然未能较好解决，改性膜材料的应用将是日后一个重要方向。此外废水中往往缺乏微生物新陈代谢所需的Mg、Zn、Mo、Co、Mn和Fe等微量元素，也是造成生化效果不佳的一个重要原因;
(4)生态法多采用湿地和植物组合，虽然具有简单易行、节省投资和运行费用的优点，但也存在占地大、效率低的问题。
目前常规的单一技术已经难以令市政分散污水达到日益严格的环保要求，因此采用不同技术之间组合的处理方式，并整合在同一反应装置(或设施)中，如A/O工艺一体化设备、一体化间歇生物膜反应器等，可发挥各自优势，并克服各自缺点，来确保达标排放。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有市政分散污水处理的缺陷，提供一种处理市政分散污水的组合设备，从而解决上述问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种处理市政分散污水的组合设备，包括同步催化生化反应装置;所述同步催化生化反应装置由微氧催化池、厌氧催化池、缺氧催化池和好氧催化池组成，且所述微氧催化池、厌氧催化池、缺氧催化池和好氧催化池通过连接孔依次连通;所述微氧催化池内悬挂有第一纤维状特种生物填料，所述厌氧催化池内填放有反硝化填料，所述缺氧催化池内悬挂有第二纤维状特种生物填料，所述好氧催化池内填放有悬浮填料;所述微氧催化池、缺氧催化池和好氧催化池的内底端均布置有曝气管，所述微氧催化池、厌氧催化池、缺氧催化池和好氧催化池的外顶端均设置有溶解氧在线监测仪和种植固定架，所述种植固定架位于溶解氧在线监测仪的正上方;所述微氧催化池的外侧设置有鼓风机、液位控制器和污水泵，所述鼓风机连通曝气管，所述液位控制器电性连接电磁阀，且所述电磁阀均安装于连接孔处，所述污水泵通过连接管连通微氧催化池;所述好氧催化池内设置有DMBR动态膜组件，所述好氧催化池外通过连接管连通抽水泵。
作为本发明的一种优选技术方案，所述第一纤维状特种生物填料为炭纤维填料或玄武岩填料或水草状填料，且负载Ca、Mg、Zn、Mo、Co、Mn、Cu和Fe微量元素化合物中的一种或多种，且所述第一纤维状特种生物填料填料事先包埋固定微生物或酶。
作为本发明的一种优选技术方案，所述反硝化填料为纳米铁微球、海绵铁、双金属或铁碳类催化还原性填料，且所述反硝化填料的堆放体积为厌氧催化池体积的30%-80%。
作为本发明的一种优选技术方案，所述第二纤维状特种生物填料为炭纤维填料或玄武岩填料或水草状填料或植物秸秆生物质填料，且负载Ca、Mg、Zn、Mo、Co、Mn、Cu和Fe微量元素化合物中的一种或多种，且所述第二纤维状特种生物填料事先包埋固定微生物或酶。
作为本发明的一种优选技术方案，所述悬浮填料为膨胀珍珠岩或膨胀蛭石或膨胀石墨或多面空心球或聚氨酯海绵或浮石颗粒或植物秸秆类生物质，且所述悬浮填料的堆放体积为好氧催化池体积的30%-80%。
作为本发明的一种优选技术方案，所述DMBR动态膜组件为大通量动态膜或微滤膜，且过滤孔径为3-300um，所述DMBR动态膜组件的基材为不锈钢筛网或玄武岩纤维布，且所述DMBR动态膜组件的表面喷涂固定Ti、Si、Al氧化物。
作为本发明的一种优选技术方案，污水处理方法由以下步骤组成：
步骤一：污水抽取，利用污水泵将市政分散污水抽取到微氧催化池的输入端，通过液位控制器打开电磁阀，污水流向微氧催化池、厌氧催化池、缺氧催化池和好氧催化池中;
步骤二：曝气供氧，打开鼓风机，利用鼓风机向微氧催化池、缺氧催化池和好氧催化池内底端的曝气管实行供氧，且通过溶解氧在线监测仪控制各池中的曝气强度，其中微氧催化池的溶解氧含量在0.5ppm左右，厌氧催化池的溶解氧含量在0-0.1ppm、缺氧催化池的溶解氧含量在0.2-0.4ppm，好氧催化池的溶解氧含量在2ppm左右;
步骤三：微氧催化，通过第一纤维状特种生物填料和溶解氧进行微氧催化反应;
步骤四：厌氧催化，通过反硝化填料进行厌氧催化反应;
步骤五：缺氧催化，通过第二纤维状特种生物填料和溶解氧进行缺氧催化;
步骤六：好氧催化，通过悬浮填料和溶解氧进行好氧催化反应;
步骤七：泥水分离，通过DMBR动态膜组件过滤泥水，进行泥水分离截留活性污泥;
步骤八：处理水抽取，抽水泵抽走处理水;
其中，所述步骤二为步骤一、步骤三、步骤四、步骤五和步骤六中的实施步骤，且所述步骤一、步骤三、步骤四、步骤五和步骤六中的污水均在步骤二处理后流向下一步骤;所述污水泵和液位控制器均采用连续进水或间歇出水的运行方式。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、处理能力强，有机负荷高，具有耐冲击负荷，出水水质较传统处理工艺好，效果稳定，占地少、操作维护简便等优点，适用于针对复杂污染的市政分散污水的处理。
2、采用由大通量抗污染纤维布组成的DMBR膜组，由3-300um过滤孔径组成，可截留大部分污染颗粒物。此外，自动清洗设置可节省清理时间及运行费用。
3、采用负载多种具有催化作用的金属氧化物的生物填料、轻质天然矿物材料，实现同步催化分解和生化分解。
4、可通过种植蔬菜(或水培植物)，进一步去除水中氮、磷等物质，即保证出水水质的同时也实现了废水资源化效果。
