申请日2015.09.06
公开(公告)日2015.12.09
IPC分类号C02F9/14
摘要
本发明公开一种北方居民住宅区的污水处理系统与方法。所述系统包括格栅槽、调节池、磁分离净水单元和人工湿地单元。所述格栅槽、调节池、磁分离净水单元和人工湿地单元通过导水管依次连接。本发明根据北方居民住宅区污水水质特点，提出一种由磁分离净水技术与模块化人工湿地工艺相结合的污水处理方法，充分发挥磁分离净水技术与模块化人工湿地工艺对污染物的处理优势，合理分配两种新型工艺的处理配额，污水中悬浮态有机物、悬浮物和总磷的去除主要在磁分离净水技术工艺过程中完成，总氮、氨氮和溶解态有机物的去除由模块化人工湿地来完成。解决了单独采用人工湿地工艺单元占地面积大、湿地内部容易堵塞、氨氮和总氮难以达到水质标准等问题。
摘要附图
权利要求书
1.一种北方居民住宅区污水处理系统，包括格栅槽(3)、调节池(4)，其特征在于还 包括：磁分离净水单元(1)和人工湿地单元(2);所述格栅慒(3)、调节池(4)、磁分离 净水单元(1)和人工湿地单元(2)通过导水管依次连接;
所述磁分离净水单元(1)包括由导水管相连的磁混凝反应器(11)和磁鼓净水机(12);
所述人工湿地单元(2)包括人工湿地植物(23)、模块化填料(21)及位于所述人工湿 地植物(23)和模块化填料(21)之间的承托层(22)。
2.根据权利要求1所述的北方居民住宅区污水处理系统，其特征在于，所述磁混凝反应 器(11)还包括相邻的混合反应器(111)和磁絮凝反应器(112)。
3.根据权利要求2所述的北方居民住宅区污水处理系统，其特征在于，所述混合反应器 (111)和磁絮凝反应器(112)中分别至少包括一个搅拌机(113)。
4.根据权利要求2所述的北方居民住宅区处理系统，其特征在于，所述磁絮凝反应器 (112)将投入所述磁混凝反应器(11)的磁粉与污水中的污染物混合形成具有磁性的磁性絮 团。
5.根据权利要求1所述的北方居民住宅区污水处理系统，其特征在于，所述磁分离净水 单元(1)还包括依次相连的超声波磁回收装置(13)、磁粉均相器(14)和磁粉投加泵(15); 所述超声波磁回收装置(13)与所述磁鼓净水机(12)相连;所述磁粉投加泵(15)与所述 混合反应器(111)相连。
6.根据权利要求5所述的北方居民住宅区污水处理系统，其特征在于，所述磁鼓净水机 (12)至少包括一个圆柱形的磁鼓(121)、电机(122)和刮栅条(123);电机(122)与磁 鼓(121)相连;磁鼓(121)的一部分位于水面以下;刮栅条(123)安装在位于水面以上的 磁鼓(121)的表面上。
7.根据权利要求5所述的北方居民住宅区污水处理系统，其特征在于，所述超声波磁回 收装置(13)包括一个超声波发生器(131)、一个搅拌机(132)和一个磁选装置。
8.根据权利要求5所述的北方居民住宅区污水处理系统，其特征在于，所述磁粉均相器 (14)至少包括一个搅拌机(141)。
9.根据权利要求1～8任意一项所述的北方居民住宅区污水处理系统，其特征在于，所述 模块化填料(21)是钢渣、碎石、沸石、陶粒的组合。
10.一种应用权利要求1所述系统进行污水处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，污水流经格栅慒(3)后进入调节池(4);
步骤2，污水在调节池(4)内经水量调节和水质均衡后，被提升进入磁分离净水单元(1);
步骤3，向磁分离净水单元(1)中投加混凝剂、助凝剂和磁粉;
步骤4，在磁混凝反应器(11)中，污水中的悬浮态和胶体态污染物在水力混合和搅拌 的作用下，与磁粉形成具有磁性的磁性絮团;
步骤5，磁性絮团和污水一起流入磁鼓净水机(12)，磁性絮团被吸附到磁鼓表面，磁鼓 (121)不断旋转，刮栅条(123)将吸附的磁性絮团刮下来，磁性絮团在重力作用下输送到 超声波磁回收装置(13);污水直接流出磁鼓净水机(12)流入人工湿地单元(2);
步骤6，在超声波磁回收装置(13)中，磁粉在超声波的冲击作用下与污染物分离，并 进入磁粉均相器(14)形成磁粉悬浊液，最后通过磁粉投加泵(15)投入磁混凝反应器(11);
步骤7，人工湿地单元(2)采用人工湿地植物(23)和模块化填料(21)对污水进一步 净化。
说明书
一种北方居民住宅区污水处理系统与方法
技术领域
本发明属于环境保护领域，具体涉及一种用于北方居民住宅区的污水处理系统与方法。
背景技术
中国北方地区的气温较低，出于冬季防冻考虑，北方居民住宅区的地下管道埋设一般较 深，且具有稳定的排水规律;水温较低，水解速度慢，悬浮态污染物浓度较高，悬浮态有机 物占总有机物浓度比例高(40%～60%);用水定额小，有机污染物浓度一般也较高。表1给出 了北方居民住宅小区的典型水质指标，COD表示化学需氧量，BOD5表示五日生化需氧量， TN表示总氮，NH3-N表示氨氮，TP表示总磷，SS表示悬浮物。
表1北方居民住宅小区典型水质指标
指标 COD BOD5 TN NH3-N TP SS 浓度(mg/L) ≥300 100～200 ≥50 ≥30 3～5 ≥100
目前，居民住宅小区的污水处理经常采用两种工艺：一种是生物处理+机械过滤工艺，如 图1所示;一种是膜生物反应器工艺，如图2所示。上述两种工艺存在的问题是：没有充分 考虑北方住宅小区的特点，没有将污水处理与小区的自然环境相结合。因此，两种处理工艺 的能耗都比较高，处理与回用费用都在1.0元/吨水以上，而且机械过滤污泥排放量大，膜生 物反应器需要定期进行化学清洗，管理要求高，膜寿命较短，一般3～5年，需要经常更换， 费用高。
发明内容
针对现有技术中存在的上述问题，本发明提出一种用于北方居民住宅区的污水处理系统 与方法，采用磁分离净水技术与模块化人工湿地工艺相结合的方法实现污水处理。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案。
一种北方居民住宅区污水处理系统，包括格栅槽、调节池，还包括：磁分离净水单元和 人工湿地单元。所述格栅槽、调节池、磁分离净水单元和人工湿地单元通过导水管依次连接。
所述磁分离净水单元包括由导水管相连的磁混凝反应器和磁鼓净水机;
所述人工湿地单元包括人工湿地植物、模块化填料及位于所述人工湿地植物和模块化填 料之间的承托层。
进一步地，所述磁混凝反应器还包括相邻的混合反应器和磁絮凝反应器。
进一步地，所述混合反应器和磁絮凝反应器中分别至少包括一个搅拌机。
进一步地，所述磁絮凝反应器将投入所述磁混凝反应器的磁粉与污水中的污染物混合形 成具有磁性的磁性絮团。
进一步地，所述磁分离净水单元还包括依次相连的超声波磁回收装置、磁粉均相器和磁 粉投加泵。所述超声波磁回收装置与所述磁鼓净水机相连。所述磁粉投加泵与所述混合反应 器相连。
进一步地，所述磁鼓净水机至少包括一个圆柱形的磁鼓、电机和刮栅条。电机与磁鼓相 连。磁鼓的一部分位于水面以下。刮栅条安装在位于水面以上的磁鼓表面上。
进一步地，所述超声波磁回收装置包括一个超声波发生器、一个搅拌机和一个磁选装置。 超声波发生器产生超声波使磁性絮团中的磁粉和污染物分散开;搅拌机使磁粉保持悬浮不沉 降;磁选装置吸附磁粉并将其送到磁粉均相器。
进一步地，所述磁粉均相器至少包括一个搅拌机，使磁粉与水完全混合形成浓度分布均 匀的悬浊液。
进一步地，所述模块化填料根据流入人工湿地单元中水的质量选择，所述模块化填料是 钢渣、碎石、沸石、陶粒的组合。
应用所述系统进行污水处理方法，包括以下步骤：
步骤1，污水流经格栅槽后进入调节池。
步骤2，污水在调节池内经水量调节和水质均衡后，被提升进入磁分离净水单元。
步骤3，向磁分离净水单元中投加混凝剂、助凝剂和磁粉。
步骤4，在磁混凝反应器中，污水中的悬浮态和胶体态污染物在水力混合和搅拌的作用 下，与磁粉形成具有磁性的磁性絮团。
步骤5，磁性絮团和污水一起流入磁鼓净水机，磁性絮团被吸附到磁鼓表面，磁鼓不断 旋转，刮栅条将吸附的磁性絮团刮下来，磁性絮团在重力作用下输送到超声波磁回收装置; 污水直接流出磁鼓净水机流入人工湿地单元。
步骤6，在超声波磁回收装置中，磁粉在超声波的冲击作用下与污染物分离，并进入磁 粉均相器形成磁粉悬浊液，最后通过磁粉投加泵投入磁混凝反应器。
步骤7，人工湿地单元采用人工湿地植物和模块化填料对污水进一步净化。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
本发明根据北方居民住宅区污水水质特点，提出一种由磁分离净水技术与模块化人工湿 地工艺相结合的污水处理方法，充分发挥磁分离净水技术与模块化人工湿地工艺对污染物的 处理优势，合理分配两种新型工艺的处理配额，污水中悬浮态有机物、悬浮物和总磷的去除 主要在磁分离净水技术工艺过程中完成，总氮、氨氮和溶解态有机物的去除由模块化湿地来 完成。解决了单独采用人工湿地工艺单元，占地面积大，湿地内部容易堵塞，氨氮和总氮难 以达到水质标准等问题。
应用本发明所述的污水处理方法，处理后水质能够达到《城市污水再生利用杂用水水质》 (GB18920-2002)规定的绿化用水标准，实现了污染物消除与水资源再生就地利用，达到节 能减排与资源循环利用的效果。小区污水处理单纯采用人工湿地处理工艺时，每吨水每天需 要的湿地面积为4～8m2，采用本发明所述方法，每吨水每天需要的湿地面积为1～2m2。
