公布日：2023.03.17
申请日：2022.12.16
分类号：C02F9/00(2023.01)I;C02F1/52(2023.01)N;C02F1/56(2023.01)N;C02F1/00(2023.01)N;C02F3/30(2023.01)N
摘要
本发明公开一种农村生活污水的生物滤池一体化处理系统，包括预处理池、两级生物滤池、管道系统和储水池；所述预处理池、两级生物滤池和储水池依次连通；所述预处理池用于去除污水固体颗粒杂质，分别设置有三级沉淀区和清水区；第三级沉淀区为混凝沉淀区，通过管道系统投加复配的PAC与PAM作为絮凝剂进行吸附沉淀污水固体颗粒杂质；所述两级生物滤池包括曝气生物滤池和反硝化生物滤池；所述清水区与曝气生物滤池底部连通；所述曝气生物滤池的底部设置有曝气装置，曝气装置上方由下至上设置有滤板和滤料层；所述反硝化生物滤池内由上至下设置滤料层和滤板；所述反硝化生物滤池内多余进水经管道系统回流至所述预处理池；所述储水池接收反硝化生物滤池出水。
权利要求书
1.一种农村生活污水的生物滤池一体化处理系统，其特征在于，包括预处理池(1)、两级生物滤池、管道系统和储水池(4)；所述预处理池(1)、两级生物滤池和储水池(4)依次连通；所述预处理池(1)用于去除污水固体颗粒杂质，分别设置有三级沉淀区和清水(14)；第三级沉淀区(13)为混凝沉淀区，通过管道系统投加复配的PAC与PAM作为絮凝剂进行吸附沉淀污水固体颗粒杂质；所述两级生物滤池包括曝气生物滤池(2)和反硝化生物滤池(3)；所述清水区(14)与曝气生物滤池(2)底部连通；所述曝气生物滤池(2)的底部设置有曝气装置(21)，曝气装置(21)上方由下至上设置有滤板(5)和滤料层(6)；所述反硝化生物滤池(3)内由上至下设置滤料层(6)和滤板(5)；所述反硝化生物滤池(3)内多余进水经管道系统回流至所述预处理池(1)；所述储水池(4)接收反硝化生物滤池(3)出水。
2.如权利要求1所述的一种农村生活污水的生物滤池一体化处理系统，其特征在于，所述管道系统包括与预处理池(1)连通的PAC投料管(71)、PAM投料管(72)和沉积物排料管(73)，与反硝化生物滤池(3)连通的碳源补充管(74)和溢流管(75)，与储水池(4)连通的溶药用水管(76)；所述PAC投料管(71)外接分管(78)还与反硝化生物滤池(3)连通。
3.如权利要求1所述的一种农村生活污水的生物滤池一体化处理系统，其特征在于，所述预处理池(1)的第一级沉淀区(11)设置10目过滤钢砂网，阻隔2mm以上的污水固体颗粒杂质，第二级沉淀区(12)设置30目过滤钢砂网，阻隔0.6mm以上的污水固体颗粒杂质；所述预处理池(1)底部设置有抽吸泵，与各级沉淀区底部的排污管道连通。
4.如权利要求1所述的一种农村生活污水的生物滤池一体化处理系统，其特征在于，所述曝气生物滤池(2)的滤料层(6)为陶粒滤料层；所述反硝化生物滤池(3)的滤料层(6)为2-4mm粒径的石英砂滤料层。
5.如权利要求1至4任一所述的一种农村生活污水的生物滤池一体化处理系统，其特征在于，所述农村生活污水的生物滤池一体化处理系统还包括反冲洗系统；所述反冲洗系统包括反冲水洗系统和反冲气洗系统；所述反冲水洗系统包括反冲水洗管(81)和反冲洗泵(82)；所述反冲水洗管(81)一端与储水池(4)连通，另一端延伸至曝气生物滤池(2)和反硝化生物滤池(3)，通过两分管接头分别于曝气生物滤池(2)和反硝化生物滤池(3)；反冲水洗管(81)上设置所述反冲洗泵(82)；所述反冲气洗系统包括反洗风机(83)和反冲气洗管(84)；反冲气洗管一端连接反洗风机，管路上衍生两分管接头分别与曝气生物滤池(3)和反硝化生物滤池(4)底部连通。
6.一种农村生活污水的生物滤池一体化处理工艺，其特征在于，包括如下步骤：S1、集水井先对农村生活污水进行收集后利用提升泵将污水输送至预处理池(1)；S2、经过预处理池(1)的两级物理过滤以及复配PAC和PAM进行混凝吸附沉淀去除污水中固体悬浮物，控制进水SS；上清液通过溢流进入预处理池(1)的清水区(14)出水；S3、预处理池(1)出水由提升泵从曝气生物滤池(2)底部输入，形成上向流曝气生物滤池(2)，培养异养菌去除水中有机物，培养硝化细菌去除污水中的氨氮去除污水中氨氮；S4、经曝气生物滤池(2)的出水进入下向流反硝化生物滤池(3)，培养富集反硝化菌将硝态氮还原成氮气排出；同时在反硝化生物滤池(3)内投加PAC进行除磷；S5、经由反硝化生物滤池(3)的出水进入储水池(4)后排出或用于反冲洗用水或用于溶药用水。
7.如权利要求6所述的一种农村生活污水的生物滤池一体化处理工艺，其特征在于，曝气生物滤池(2)与反硝化生物滤池(3)通过定时反冲洗，老化脱落的生物膜排出滤池。
8.如权利要求6所述的一种农村生活污水的生物滤池一体化处理工艺，其特征在于，反冲洗的模式循环设置为气洗、气水洗和水洗。
9.如权利要求6所述的一种农村生活污水的生物滤池一体化处理工艺，其特征在于，根据实际水质情况，在反硝化生物滤池(3)内补充碳源。
发明内容
为了解决现有技术中生物滤池工艺用于农村生活污水处理存在的问题，本发明提供一种农村生活污水的生物滤池一体化处理系统及处理工艺，增加了脱氮除磷的能力，也方便了运维人员的操作；本发明的主体设备为两级生物滤池联用来实现脱氮除磷的同时，还设计预处理池对进水的SS进行控制，设置储水池储存部分出水。
本发明的技术方案如下：
本发明提供一种农村生活污水的生物滤池一体化处理系统，其特征在于，包括预处理池、两级生物滤池、管道系统和储水池；所述预处理池、两级生物滤池和储水池依次连通；所述预处理池用于去除污水固体颗粒杂质，分别设置有三级沉淀区和清水区；第三级沉淀区为混凝沉淀区，通过管道系统投加复配的PAC与PAM作为絮凝剂进行吸附沉淀污水固体颗粒杂质；所述两级生物滤池包括曝气生物滤池和反硝化生物滤池；所述清水区与曝气生物滤池底部连通；所述曝气生物滤池的底部设置有曝气装置，曝气装置上方由下至上设置有滤板和滤料层；所述反硝化生物滤池内由上至下设置滤料层和滤板；所述反硝化生物滤池内多余进水经管道系统回流至所述预处理池；所述储水池接收反硝化生物滤池出水。
进一步的，所述管道系统包括与预处理池连通的PAC投料管、PAM投料管和沉积物排料管，与反硝化生物滤池连通的碳源补充管和溢流管，与储水池连通的溶药用水管；所述PAC投料管外接分管还与反硝化生物滤池连通。
进一步的，所述预处理池的第一级沉淀区设置10目过滤钢砂网，阻隔2mm以上的污水固体颗粒杂质，第二级沉淀区设置30目过滤钢砂网，阻隔0.6mm以上的污水固体颗粒杂质；所述预处理池底部设置有抽吸泵，与各级沉淀区底部的排污管道连通。
进一步的，所述曝气生物滤池的滤料层为陶粒滤料层；所述反硝化生物滤池的滤料层为2-4mm粒径的石英砂滤料层。
进一步的，所述农村生活污水的生物滤池一体化处理系统还包括反冲洗系统；所述反冲洗系统包括反冲水洗系统和反冲气洗系统；所述反冲水洗系统包括反冲水洗管和反冲洗泵；所述反冲水洗管一端与储水池连通，另一端延伸至曝气生物滤池和反硝化生物滤池，通过两分管接头分别于曝气生物滤池和反硝化生物滤池；反冲水管上设置所述反冲洗泵；所述反冲气洗系统包括反洗风机和反冲气洗管；反冲气洗管一端连接反洗风机，管路上衍生两分管接头分别与曝气生物滤池和反硝化生物滤池底部连通。
本发明还提供一种农村生活污水的生物滤池一体化处理工艺，包括如下步骤：
S1、集水井先对农村生活污水进行收集后利用提升泵将污水输送至预处理池；
S2、经过预处理池的两级物理过滤以及复配PAC和PAM进行混凝吸附沉淀去除污水中固体悬浮物，控制进水SS；上清液通过溢流进入预处理池的清水区出水；
S3、预处理池出水由提升泵从曝气生物滤池底部输入，形成上向流曝气生物滤池，培养异养菌去除水中有机物，培养硝化细菌去除污水中的氨氮去除污水中氨氮；
S4、经曝气生物滤池的出水进入下向流反硝化生物滤池，培养富集反硝化菌将硝态氮还原成氮气排出；同时在反硝化生物滤池内投加PAC进行除磷；
S5、经由反硝化生物滤池的出水进入储水池后排出或用于反冲洗用水或用于溶药用水。
进一步的，曝气生物滤池与反硝化生物滤池通过定时反冲洗，老化脱落的生物膜排出滤池。
进一步的，反冲洗的模式循环设置为气洗、气水洗和水洗。
进一步的，根据实际水质情况，在反硝化生物滤池内补充碳源。
相较于现有技术，本发明的有益效果在于：
1、本发明设置曝气生物滤池与反硝化滤池两级联用处理生活污水，曝气生物滤池完成除碳/硝化，反硝化滤池完成反硝化脱氮；曝气生物滤池主要发挥两项功能，利用进水端氨氧化菌群将有机氮转化成氨氮，富氧区的硝化菌群以溶解氧为电子受体，将氨氮氧化成硝态氮与亚硝态氮，曝气生物滤池出水氮污染物的赋存形态为硝酸盐氮；反硝化生物滤池为缺氧池，反硝化菌以碳源为电子供体，以硝态氮与亚硝态氮为电子供体，将其还原为氮气，排出水体实现脱氮。将曝气生物滤池与反硝化滤池联用，实现低浓度总氮出水；采用生物膜工艺中的生物滤池工艺处理低浓度生活污水，相比于活性污泥工艺，低污泥产量的优点，可以在进水碳源浓度有限的情况下，去除更多的TN、TP。
2、本发明通过合理设置气水流向，两级生物滤池采用异向流设计，将曝气生物滤池设置为上向流，保证生物膜系统、水中污染物、溶解氧在流动过程中可以充分接触，溶解氧可以快速被生物膜所吸收，提升碳化、硝化等生化反应效果；反硝化滤池设置为下向流，充分利用水的重力流动，就可实现污水与生物膜的接触，截留过滤除水中悬浮杂质；两级生物滤池异向流动，仅使用一台提升泵为污水的提供动力传输，减小建设成本和能耗。
3、为克服现有技术中对于生物滤池进水的严格要求常影响出水水质等问题，本发明在生物滤池前端设置合理的预处理池，拦截生活原污水的大颗粒杂质，降低进水SS浓度，保证进水SS浓度小于50mg/L，增强污水中有机与无机污染物与生物膜的接触效果，减少反冲洗频率，降低能耗。
4、为了避免强化除磷过程中出现的二次污染，本发明采用微絮凝直接过滤技术强化处理曝气池出水中的部分溶解态磷，在反硝化生物滤池进水处投加少量PAC，流动过程中，铝离子先与可溶性的磷酸盐形成悬浮态磷酸铝，滤料层再将其截留，最终使出水总磷达标。
（发明人：蒋柱武;沈浩;郑仲剑;张宏宇）
