申请日2005.11.04
公开(公告)日2009.06.17
IPC分类号C02F3/30; C02F1/52; C02F9/14
摘要
本发明公开了一种复合式污水处理方法及装置。被处理污水由调节池进入位于装置上部的循环澄清池，形成高位水头，并在循环澄清池反应区内得到物化混凝反应的同时得到生化微生物的代谢作用，由反应区进入澄清区的被处理污水其悬浮物在自重作用下沉淀到设置在澄清区锥壁的收泥斗内并在水体静压下排入污泥池，其上表面的清水经收水槽收集后通过立管送入缺氧池内的底部，对被处理污水进行缺氧处理;由缺氧池自流入好氧池的被处理污水得到生化微生物的代谢作用，好氧池内的水部分回流到缺氧池内形成硝化与反硝化，完成脱磷除氮的过程;由好氧池自流入沉淀池的被处理污水得到固液分离，分离出的固体部分在水体静压下由底部排入污泥池，分离出的液体部分由上部自流入积水槽，经消毒设备消毒后回用。
权利要求书
1、一种复合式污水处理方法，其特征是：所述的处理方法工艺步骤是：被 处理污水进入下部的调节池停留一定时间，对污水进行厌氧处理，即完成生化 的“A”段工艺;由调节池进入倒锥形第一反应区内的污水经泵前加药后由喷嘴 自下而上喷射进入，使被处理污水得到物化混凝反应，同时通过在第一反应区 内设置曝气管使污水在得到物化混凝反应的同时得到生化微生物的代谢作用， 完成物化工艺和生化工艺的第一次复合;由第一反应区上端溢流出的污水进入 环绕第一反应区设置的第二反应区内形成水力循环使被处理污水再次得到物化 混凝反应，同时通过在第二反应区内设置的曝气管使污水在得到再次物化混凝 反应的同时再次得到生化微生物的代谢作用，第二反应区处理后的一部分污水 回流进入第一反应区、另一部分污水由第二反应区下部的缺口进入倒锥盘状的 澄清区内，其悬浮物在自重作用下沉淀到设置在澄清区锥壁的收泥斗内并在水 体静压下排入污泥池，其上表面的清水经收水槽收集后通过立管送入缺氧池内 的底部，由第一反应区、第二反应区及澄清区构成的循环澄清池位于上部，形 成高位水头;缺氧池位于循环澄清池的下面，其内设置有填料，对进入其内的 被处理污水进行缺氧处理，即完成生化的“A”段工艺;由缺氧池自流入好氧池 的被处理污水通过其内设置的曝气管使污水得到生化微生物的代谢作用，完成 生化的“O”段工艺，好氧池内的水部分回流到缺氧池内形成硝化与反硝化，完 成脱磷除氮的过程;由好氧池自流入沉淀池的被处理污水得到固液分离，分离 出的固体部分在水体静压下由底部排入污泥池，分离出的液体部分由上部自流 入积水槽，经消毒设备消毒后回用;污泥池中的污泥部分回流至循环澄清池和 好氧池实现活性污泥反应，剩余部分由脱水设备脱去水分后运出。
2、一种实现权利要求1所述的复合式污水处理方法的装置，其特征是：对 污水进行厌氧处理的调节池(1)位于装置的下部，使物化工艺和生化工艺复合 的循环澄清池(4)位于装置的上部，循环澄清池(4)为倒锥形结构，其锥体 (14)内由下自上依次设置有喷嘴(15)、混合罩(16)、喉管(17)及扩张管 (18)，扩张管内为第一反应区(20)，环绕扩张管外部上段设置的导流体(19) 与扩张管之间为第二反应区(21)，在第一反应区和第二反应区内均设有曝气管 (29)，导流体、扩张管与锥体的内壁间为澄清区(22)，导流体的下部具有通 道，在澄清区的锥体壁上设有收泥斗(23)通过排泥管(27)与污泥池(10) 连通，在澄清区的上端均布设置有多个与环形集水槽(26)连通的收水槽(25)， 环形集水槽(26)内设置有与缺氧池(5)连通的立管(24);在调节池(1)和 循环澄清池(4)之间设置有加压泵(3)和加药下料机(2)，加压泵的进口位 于调节池内、出口位于循环澄清池内，加药下料机的下料口位于加压泵的进口 端;在循环澄清池旁设置有污泥池(10)，其出口分别与循环澄清池、好氧池及 污泥脱水机连通;缺氧池(5)位于循环澄清池的下部，其内设置有填料(28); 好氧池(6)设置在缺氧池旁，与缺氧池通过管道连通，内设填料(28)和曝气 管(29)，在好氧池的外壁设置环形配水槽(30)，该环形配水槽内设置有多个 分水管(31)，该多个分水管分别对应沉淀池的锥体底部;在好氧池的周围环布 有沉淀池(7)，沉淀池的底部被分格为多个独立的锥体，每个锥体的下部均设 有与污泥池连通的管道(32)，在沉淀池的外围下部设置有积水槽(8)，并在积 水槽的排水口部位设置有消毒装置(9)。
3、根据权利要求2所述的复合式污水处理装置，其特征是：所述的沉淀池 (7)为竖流式结构。
4、根据权利要求2所述的复合式污水处理装置，其特征是：所述的立管(24) 的下端出口为夹角。
5、根据权利要求2所述的复合式污水处理装置，其特征是：所述的沉淀池 (7)的出水口部位设置有溢流堰(33)。
6、根据权利要求2所述的复合式污水处理装置，其特征是：所述的积水槽 (8)内设置有过滤层。
7、根据权利要求2所述的复合式污水处理装置，其特征是：所述的收水槽 (25)呈放射线网状设置。
8、根据权利要求2或7所述的复合式污水处理装置，其特征是：所述的收 水槽(25)为锯齿型燕尾槽结构。
说明书
复合式污水处理方法及装置
所属技术领域
本发明属于污水处理技术领域，主要涉及的是一种复合式污水处理方法及 装置。
背景技术
污水的再生利用是人类保护生态环境和解决水资源匮乏的重要举措。城镇 是污水产生的主要源地，一般城镇污水包括生活污水、工业废水和迳流污水， 水中普遍含有悬浮物、需氧有机物、植物营养素——氮和磷以及病原体等。目 前，国内外对污水处理总体可分为物化处理工艺、生化处理工艺和生化物化处 理工艺。
物化处理工艺是在污水中加入药物发生混凝反应，使胶体颗粒形成絮体， 通过沉淀实现污水处理。这种处理技术虽然对污水中的悬浮物去除效果较好， 但对有机污染物质的去除率有限，对污水中氮和磷的去除几乎没有作用。随着 国家对污水排放标准的不断提高，这种处理技术已不再单独使用。且其采用的 装置为平面布置，占地面积大，投资成本高，且各单体设施之间污水的转换需 由动力设备(水泵)完成，致使污水处理运行费用增高。
生化处理工艺是目前常用的处理技术(A/A/O工艺)，它是通过在时间和空 间上创造厌氧、缺氧、好氧等区域，以实现不同形势的厌氧—好氧(A/O)除磷， 好氧—缺氧(O/A)脱氮的目的。常用的生物化学处理工艺主要有活性污泥法，如 氧化沟工艺和SBR法。
SBR法是在一个池体内严格按时间顺序运行的一种工艺，对有机物去除率 高，达到了除磷脱氮的目的，且不需要二沉池和污泥池回流。简少了设备投资 和占地面积，但是对于单一SBR反映器连续进水时，需要较大的调节池;对于 多个SBR反映器，其进水和排水的阀门自动切换频繁，系统设备利用率低，控 制复杂，一旦出现污泥流出，还会造成二次污染。
氧化沟工艺是一种首尾相接的循环流，体现了“A/O”工艺的特点，解决了 除磷脱氮的难题，是目前应用最为广泛的污水处理工艺之一，但该工艺对悬浮 物(SS)的去除有限。由于这种处理工艺各单元为平面布置，不仅占地面积大， 而且投资成本高，且各单体设施之间污水的转换需由动力设备(水泵)完成， 致使污水处理运行费用增高。
生化物化处理工艺的目的是将物化加药混凝反应与生化微生物的代谢作用 有机结合在一起，提高污染物去除效率。然而目前在污水处理中应用的生化物 化处理工艺虽然具有物化处理和生化处理的工艺特点，但其在污水处理中物化 处理和生化处理是在流程中的各单体设施内实现的，即物化加药混凝反应是在 物化处理工艺段中完成的，生化微生物的代谢作用是在生化处理工艺段中完成 的，达不到物化工艺和生化工艺的复合处理的目的。另外，其处理设施仍为传 统的平面布置，各单体设施之间污水的转换仍需由动力设备完成，仍然存在设 备投资高，耗能高、占地面积大及运行费用高的问题。
本发明的目的即由此产生，提出一种复合式污水处理方法，通过工艺复合 将物化加药混凝反应与生化微生物的代谢作用有机结合，提高污染物去除效率; 提出的装置不仅解决了污水处理设备投资大、耗能高、占地面积大的问题，而 且利用初始高水头实现全程自流，有效降低了运行费用高。
本发明实现上述方法采取的工艺步骤是：被处理污水进入装置下部的调节 池停留一定时间，对污水进行厌氧处理，即完成生化的“A”段工艺;由调节池 进入倒锥形第一反应区内的污水经泵前加药后由喷嘴自下而上喷射进入，使被 处理污水得到物化混凝反应，同时通过在第一反应区内设置曝气管使污水在得 到物化混凝反应的同时得到生化微生物的代谢作用，完成物化工艺和生化工艺 的第一次复合;由第一反应区上端溢流出的污水进入环绕第一反应区设置的第 二反应区内形成水力循环使被处理污水再次得到物化混凝反应，同时通过在第 二反应区内设置的曝气管使污水在得到再次物化混凝反应的同时再次得到生化 微生物的代谢作用，第二反应区处理后的一部分污水回流进入第一反应区、另 一部分污水由第二反应区下部的通道进入倒锥盘状的澄清区内，其悬浮物在自 重作用下沉淀到设置在澄清区锥壁的收泥斗内并在水体静压下排入污泥池，其 上表面的清水经收水槽收集后通过立管送入缺氧池内的底部，由第一反应区、 第二反应区及澄清区构成的循环澄清池位于装置的上部，形成高位水头;缺氧 池位于循环澄清池的下面，其内设置有填料，对进入其内的被处理污水进行缺 氧处理，即完成生化的“A”段工艺;由缺氧池自流入好氧池的被处理污水通过 其内设置的曝气管使污水得到生化微生物的代谢作用，完成生化的“O”段工艺， 好氧池内的水部分回流到缺氧池内形成硝化与反硝化，完成脱磷除氮的过程; 由好氧池自流入沉淀池的被处理污水得到固液分离，分离出的固体部分在水体 静压下由底部排入污泥池，分离出的液体部分由上部自流入积水槽，经消毒设 备消毒后回用;污泥池中的污泥部分回流至循环澄清池和好氧池实现活性污泥 反应，剩余部分由脱水设备脱去水分后运出。
本发明实现上述方法采用的装置是：对污水进行厌氧处理的调节池位于装 置的下部，使物化工艺和生化工艺复合的循环澄清池位于装置的上部，循环澄 清池为倒锥形结构，其锥体内由下自上依次设置有喷嘴、混合罩喉管及扩张管， 扩张管内为第一反应区，环绕扩张管外部上段设置的导流体与扩张管之间为第 二反应区，在第一反应区和第二反应区内均设有曝气管，导流体、扩张管与锥 体的内壁间为澄清区，导流体的下部具有通道，在澄清区的锥体壁上设有收泥 斗通过排泥管与污泥池连通，在澄清区的上端均布设置有多个与环形集水槽连 通的收水槽，环形集水槽内设置有与缺氧池连通的立管;在调节池和循环澄清 池之间设置有加压泵和加药下料机，加压泵的进口位于调节池内、出口位于循 环澄清池内，加药下料机的下料口位于加压泵的进口端;在循环澄清池旁设置 有污泥池，其出口分别与循环澄清池、好氧池及污泥脱水机连通;缺氧池位于 循环澄清池的下部，其内设置有填料;好氧池设置在缺氧池旁，与缺氧池通过 管道连通，内设填料和曝气管，在好氧池的外壁设置环形配水槽，该环形配水 槽内设置有多个分水管，该多个分水管分别对应沉淀池的锥体底部;在好氧池 的周围环布有沉淀池，沉淀池的底部被分格为多个独立的锥体，每个锥体的下 部均设有与污泥池连通的管道，在沉淀池的外围下部设置有积水槽，并在积水 槽的排水口部位设置有消毒装置。
本发明通过工艺复合将物化加药混凝反应与生化微生物的代谢作用有机结 合在一起，从而提高了污水的处理效率;将传统污水处理流程中的单体设施由 按空间序列的平面布置设计为立体竖式布置，从而使整个设备布置紧凑、流程 缩短，不仅减少了占地面积和投资成本，而且利用初始高水头实现全程自流， 有效降低了运行费用。通过各处理单元的优化组合及集成，实现处理工艺单元 中物化与生化的复合;活性污泥法与生物膜法的复合;生化中“AO”与“AAO” 工艺的复合。
本发明设计的循环澄清池集絮凝物化混凝反应过程、生化好氧缺氧反应过 程及澄清泥水分离过程于一体。其设置在整个装置的最上部，形成高水头作用， 实现污水处理主系统的全程自流，减少动力泵的使用数量，有效降低投资成本 和运行费用。来自调节池的污水经泵前加药由喷嘴送入第一反应区发生凝聚形 成和絮凝，并与第二反应区形成水力循环，强化了物化混凝的效果。在第一反 应区和第二反应区设置的曝气装置为好氧微生物创造了代谢环境，由此，在完 成生化“O”工艺的同时完成了絮凝物化混凝反应过程，实现了物化技术与生物 技术的复合。由第二反应区进入澄清区的污水在此完成生化的“A”段工艺，该 澄清区内形成的清水表层经收水槽收至集水槽通过立管送入缺氧池的底部;形 成的污泥悬浮层其粗颗粒悬浮物在重量作用下沉淀进入收泥斗，并在水体静压 下排入污泥浓缩池。
本发明设计的调节池位于整个装置的下部，具有调节水量、均和水质，确 保后续设备稳定运行的作用。污水在非绝氧(缺氧)条件下在此停留2小时以 上，通过水解酸化菌作用，使水中污染物中的大分子变为小分子，环链变为直 链，长链变为短链，使难降解物质转化为可降解物质，进一步提高废水可生化 性，为生化好氧去除污染物创造条件。与循环澄清池共同完成生化“AO”工艺 的组合。
本发明设计的缺氧池是在缺氧条件下利用厌氧微生物降解污水中难以降解 的有机物，完成生化的“A”段工艺，并为好氧段创造条件。由于进入缺氧池的 污水是从底部呈切线方向旋流上升进入好氧池的，因此形成的回流既起到防止 污泥沉积，又达到除磷脱氮的目的。
本发明设计的好氧池是通过生物氧化作用将污水中的有机物氧化分解，完 成生化的“O”段工艺，达到净化目的。该法与传统生物膜法相比，具有以下特 点：1、供微生物栖附的填料全部浸在水中;2、采用机械设备向污水中充氧， 不同于一般生物滤池，靠自然通风供氧;3、池内污水中存在着一定数量的活性 污泥在上升气流的强烈扰动下呈悬浮状态，与污水接触，充分且能保持较高活 性，提高净化效率。因此，该段既具有活性污泥法的特点，又兼有生物膜法的 优点。其与缺氧池连接并局部发生回流，起到进一步去除有机物及脱氮除磷的 作用。由此，污水从澄清区经缺氧池到好氧池完成了生化处理的AAO工艺过程。 同时在澄清区设置有超越管直接与好氧池连接，这样，在污水处理中，可根据 水质状态，使用或闲置缺氧池，实现生化处理的AAO与AO工艺的转换。
本发明设计的沉淀池采用竖流式结构，可将来自好氧池中的脱落生物膜进 行固液分离，分离出的固体部分在水体静压下排入污泥浓缩池，分离出的液体 部分进入积水槽经紫外线消毒设备杀死病原体，使排放水满足中水回收利用要 求;设计的污泥脱水设备可去除泥中大量的水分，减轻污泥的重量，方便运输， 同时避免二此污染。
