申请日2017.05.11
公开(公告)日2017.08.18
IPC分类号C02F9/14
摘要
本发明公开了一种生活污水在线处理系统，包括缓冲区、电渗析区、厌氧反应区、好氧硝化反应区、减阻辅助区、反重力交换区和紫外消毒区。本发明提供的污水在线处理系统既能处理含有选悬浮和含油高的重度生活污水，也可以自动处理浓缩处理污水，污水处理效率更高，出水处理效果更好，杜绝了污泥结板等现象，可以实现无人操作连续自动清洗。另外，本发明所述处理系统的出水指标能达到国家一级A的水平。
摘要附图
权利要求书
1.一种生活污水在线处理系统，其特征在于，按污水处理顺序依次包括：缓冲区、电渗析区、厌氧反应区、好氧硝化反应区、减阻辅助区、反重力交换区和紫外消毒区;
所述缓冲区包括初级过滤池和调节池;初级过滤池设置有细格栅，调节池用于调节待处理污水的pH值;调节池通过管路与电渗析区的淡水室连通;
所述电渗析区包括两个浓缩室和一个淡化室，浓缩室和淡化室之间分别通过阳离子交换膜和阴离子交换膜分隔开;淡化室设置有与调节池连通的进水口，以及通过管路与进水口连接的出水口;浓缩室设置有与厌氧反应区进水口连通的出水口;
所述厌氧反应区包括搅拌装置、微生物投料器、温度监测仪、pH监测仪及溶解氧监测仪，厌氧反应区通过管路与好氧硝化反应区连通;
所述好氧硝化反应区包括悬浮填料、溶解氧监测仪、旋混式曝气器和空气搅拌装置;另外，好氧硝化区还设置有通入厌氧反应区进水口的管路以使硝化液回流至厌氧反应区;好氧硝化反应区的出水口与减阻辅助区进水口连通;
所述减阻辅助区设置有减阻剂添加装置，进水口处设置有流量计，根据流量计的监控数据系统自动调整减阻剂的添加量;出水口与反重力交换区的进水口连通;
所述反重力交换区设置为上大下小的立体梯形形状，待处理水从区域下端进入，处理完毕后从上端出水;污泥、絮状胶体和粘稠液体重力沉降至区域底部形成天然污泥过滤层，沉淀的污泥定期排放至污泥池压缩处理;经污泥池压缩处理后的污水通过管路返回至厌氧反应区的进水口，浓缩污泥直接排放;
厌氧反应区、好氧硝化反应区和反重力交换区均设置有悬浮物清理装置，经清理的悬浮液通过管路返回缓冲区。
2.根据权利要求1所述的生活污水在线处理系统，其特征在于，所述初级过滤池采用的细格栅栅条宽度5mm，栅条间隙5mm，格栅尺寸300×200mm。
3.根据权利要求1所述的生活污水在线处理系统，其特征在于，所述调节池将待处理水的pH调至6.5~8.5之间。
4.根据权利要求1所述的生活污水在线处理系统，其特征在于，所述电渗析区的电渗析条件为：电压3~5V/cm，pH值6.5~8.5，待处理水停留时间为1~5h。
5.根据权利要求1所述的生活污水在线处理系统，其特征在于，所述厌氧反应区通过监测保持温度在30~35℃之间，pH值6.5~8.5之间，溶解氧浓度≤0.2mg/L，搅拌速率不超过60r/min，水中兼性厌氧微生物和专性厌氧微生物的投入量按待处理水中CODcr的浓度计，CODcr≥300mg/L时，菌添加量≥4g/m3，厌氧反应阶段待处理水停留时间为2-4h。
6.根据权利要求1所述的生活污水在线处理系统，其特征在于，所述好氧硝化反应区通过监测保持溶解氧浓度在2-5mg/L之间，悬浮填料填充率在20-70%之间，待处理水停留时间为6-10h。
7.根据权利要求1所述的生活污水在线处理系统，其特征在于，所述紫外消毒区紫外光源功率15~60W，水停留时间1~3s。
说明书
生活污水在线处理系统
技术领域
本发明涉及污水处理领域，特别是涉及一种生活污水的在线处理系统。
背景技术
生活污水是人们日常生活产生的一种有机废水，其中含有大量的有机污染物和无机污染物，比如含氮、磷、硫多，另外还含有较多的致病菌。生活污水具有如下特点：可生化性好;氮磷浓度较高，含有机物较多，卫生情况较差;总体污染物浓度不是很高，但COD、BOD、总磷、总氮排放达标较难。
为了生活污水处理后能实现达标排放，现有方法一般是将水中的污染物进行分离或将其转化为无害物质，从而达到污水净化的目的。目前国内大中型生活污水处理厂常用的污水处理工艺有传统活性污泥法、A/O、A2/O、SBR、氧化沟法等。采用这类处理工艺需要较为昂贵的运行费用，并且该类处理工艺及系统较为复杂，设备运行的稳定性欠佳，更适合大中型城市等生活污水量大且较为集中的地区。而我国小城镇居住点分散，污水源分布点多量少，并不适合建立大中型的生活污水处理厂，再加上城镇级污水厂的布点率不高，即使已设点的地方其生活污水处理的效率偏低，一般只有34.23%。因此，有必要针对小城镇生活污水的特点采用投资省，运行费用低，技术稳定可靠，操作与管理相对简单的工艺及系统。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种生活污水的在线处理系统，该系统能够处理含有悬浮物以及较高含油量的重度生活污水，也可以自动处理浓缩处理后的污水，处理效率高，出水效果更好。
本发明采取的技术方案如下：
一种生活污水在线处理系统，按污水处理顺序依次包括：缓冲区、电渗析区、厌氧反应区、好氧硝化反应区、减阻辅助区、反重力交换区和紫外消毒区;
所述缓冲区包括初级过滤池和调节池;初级过滤池设置有细格栅，调节池用于调节待处理污水的pH值;调节池通过管路与电渗析区的淡水室连通;
所述电渗析区包括两个浓缩室和一个淡化室，浓缩室和淡化室之间分别通过阳离子交换膜和阴离子交换膜分隔开;淡化室设置有与调节池连通的进水口，以及通过管路与进水口连接的出水口;浓缩室设置有与厌氧反应区进水口连通的出水口;
所述厌氧反应区包括搅拌装置、微生物投料器、温度监测仪、pH监测仪及溶解氧监测仪，厌氧反应区通过管路与好氧硝化反应区连通;
所述好氧硝化反应区包括悬浮填料、溶解氧监测仪、旋混式曝气器和空气搅拌装置;另外，好氧硝化区还设置有通入厌氧反应区进水口的管路以使硝化液回流至厌氧反应区;好氧硝化反应区的出水口与减阻辅助区进水口连通;
所述减阻辅助区设置有减阻剂添加装置，进水口处设置有流量计，根据流量计的监控数据系统自动调整减阻剂的添加量;出水口与反重力交换区的进水口连通;
所述反重力交换区设置为上大下小的立体梯形形状，待处理水从区域下端进入，处理完毕后从上端出水;污泥、絮状胶体和粘稠液体重力沉降至区域底部形成天然污泥过滤层，沉淀的污泥定期排放至污泥池压缩处理;经污泥池压缩处理后的污水通过管路返回至厌氧反应区的进水口，浓缩污泥直接排放;
厌氧反应区、好氧硝化反应区和反重力交换区均设置有悬浮物清理装置，经清理的悬浮液通过管路返回缓冲区。
优选的，所述初级过滤池采用的细格栅栅条宽度5mm，栅条间隙5mm，格栅尺寸300×200mm。
优选的，所述调节池将待处理水的pH调至6.5~8.5之间。
优选的，所述电渗析区的电渗析条件为：电压3~5V/cm，pH值6.5~8.5，待处理水停留时间为1~5h。
优选的，所述厌氧反应区通过监测保持温度在30~35℃之间，pH值6.5~8.5之间，溶解氧浓度≤0.2mg/L，搅拌速率不超过60r/min，水中兼性厌氧微生物和专性厌氧微生物的投入量按待处理水中CODcr的浓度计，CODcr≥300mg/L时，菌添加量≥4g/m3，厌氧反应阶段待处理水停留时间为2-4h。
优选的，所述好氧硝化反应区通过监测保持溶解氧浓度在2-5mg/L之间，悬浮填料填充率在20-70%之间，待处理水停留时间为6-10h。
优选的，所述紫外消毒区紫外光源功率15~60W，水停留时间1~3s。
传统工艺中经常采用厌氧和好氧技术的污水处理工艺，该工艺的流程一般为：进水→初级过滤→厌氧处理→好氧处理→污泥沉淀→出水。该技术存在一定缺陷，比如对污水脱磷除氮只有二段处理区域，处理效果不够充分，污泥混杂较为严重，出水指标通常只能达到国标一级C和一级B的标准，难以达到高标准一级A的要求(王明辉等，《一体化污水处理技术研究进展》，广东石油化工学院学报，vol 27(1)，2017)。另外，该工艺还具有以下几个缺点：
(1)厌氧处理段的进水没有经过提纯浓缩等处理，进水浓度不高导致需要较大的处理空间才能完成同样的处理效果，设备的处理效率大大降低，往往为了满足污水处理量，需要将污水处理设备体积设计放大很多倍，占用设备空间和体积;
(2)对于重度污水，厌氧阶段、好氧反应阶段处理后形成的粘稠度较高的胶体物质在管道内的流动摩擦力较大，流动速率慢，不利于管道输送和后续阶段的污泥过滤交换沉淀;
(3)好氧反应阶段后设立污泥沉淀区域进行污泥沉淀虽然是一种简单有效的固液分离手段，但污泥沉淀区域一般都存在占地面积大，交换效率低，容易堵塞，反冲洗不彻底，维修操作量大的缺陷。
本发明的有益效果是：本发明提供了一种污水在线处理系统，该系统能处理含有选悬浮和含油高的重度生活污水，也可以自动处理浓缩处理污水，让污水处理效率更高，出水处理效果更好，杜绝了污泥结板等现象，可以实现无人操作连续自动清洗。系统中电渗析区能快速将污水进行浓缩，污水处理效率更高，同时，该污水处理系统将电渗析选择过滤、粘稠流体减阻辅助和流体反重力交换结合，让流体流动速度加快，让污泥能得到充分的过滤交换和分离处理，污泥分离处理效率更佳，使得可以直接处理高悬浮物、高含有等特殊污水，处理效果好。本发明所述处理系统的出水指标能达到国家一级A的水平。
本发明具备以下几个优点：
(1)针对好氧硝化反应单元中产生的污泥设计了流体的减阻辅助，减少流体在流动过程中的流动摩擦力，系统在PLC内置控制程序下依据流量大小自动控制减阻剂的添加量进行流动辅助，降低流体流动的阻力，实现稳定的提高流体流动速率;
(2)污水处理的反重力交换单元设置为上大下小的三维立体梯形形状，此单元设置的作用是使流体流动减缓，反重力充分交换过滤，使污泥、絮状胶体和粘稠液体在重力作用下沉入底部，水上浮到顶部，便于污泥和清水的自动分层，减少了对外在刮渣、清淤设备的依赖，提高了清理效率;
(3)厌氧反应区增加了兼性厌氧菌，从好氧硝化反应单元回流的消化液使待处理水中的溶解氧含量偏高，对专性厌氧微生物是有害的，此时兼性厌氧菌发挥作用消耗溶解氧，既控低了水中溶解氧的浓度，同时兼性厌氧菌消耗氧气后得到繁殖生长，更提高了降解污水和有机物的能力。
