申请日2018.02.12
公开(公告)日2018.06.22
IPC分类号C02F9/14
摘要
本发明公开了一种用于城镇污水处理厂提标改造的一体化处理系统及应用。主要包括多功能后置生化池、微絮凝反应池、改良型沉淀池、输水渠道、管廊、回用水池、混凝反应池、空压机房、泵房、消毒池、密集型滤池、排泥井、污泥回流井;无线远传监控系统。本发明对城镇污水处理厂提标改造所需各处理单元进行改良集成，实现水质全面提标。系统运行模式灵活，有效节省药剂、便于维修维护，布局合理，有效节约占地;同时通过对污水处理站点处理设施进行远程监控运维管理，数据库后台分析，技术专家诊断，提高工作效率，节约运维管理成本。实现整套系统的数字化和智能化。
权利要求书
1.一种用于城镇污水处理厂提标改造的一体化处理系统，其特征在于该系统包括多功能后置生化池(A)、微絮凝反应池(B)、改良型沉淀池(C)、输水渠道(D)、管廊(E)、回用水池(F)、混凝反应池(G)、空压机房(H)、泵房(I)、消毒池(J)、密集型滤池(K)、排泥井(L)、污泥回流井(M)、无线远传监控系统(N);
其中多功能后置生化池(A)及微絮凝反应池(B)各分为均等的四个池格，以过水孔洞相连,通过沉淀池进水渠道与改良型沉淀池(C)相连，改良型沉淀池(C)通过输水渠道(D)两端与两个序列混凝反应池(G)连通，混凝反应池(G)出水端通过过水孔洞与密集型滤池(K)相连接，密集型滤池出水端通过输水渠道及管道连接至回用水池(F)，回用水池再通过出水堰与消毒池(J)连接，空压机房(H)及泵房(I)布置于消毒池(J)上方，同时改良型沉淀池(C)通过池底中心管道与排泥井(L)相连接，排泥井通过孔洞与污泥回流井(M)连接;
所述的多功能后置生化池(A)包括：进水管路(01)、组合填料(02)、潜水搅拌器(03)、曝气盘(04)、压缩空气管路(05)、碳源投加管路(06);进水管路(01)为系统进水管路，通过防水套管与池壁连接，位于池壁上端液面以上位置;组合填料(02)通过填料支架与池体连接，安装于池体内部，潜水搅拌器(03)在池中沿对角线布置，通过起吊装置与池体连接，压缩空气管路(05)沿池壁布置后与位于池底的曝气盘(04)连接，碳源投加管路(06)布置于池顶，连接至池体顶端;其中所述的碳源投加管路中的碳源指的是：乙酸钠;
所述的微絮凝反应池(B)包括：除磷剂投加管路(07)、PAM投加管路(08)、框式搅拌器(09);除磷剂投加管路(07)及PAM投加管路(08)连接至池顶，框式搅拌器通过主轴与池顶及池底连接，布置于池体中心;其中所述的除磷剂投加管路中加入的除磷剂指的是：聚合氯化铝;
所述的改良型沉淀池(C)包括：沉淀池进水渠道(10)、配水渠道(11)、斜管填料(12)、竖向配水填料(13)、中心传动刮泥机(14)、穿孔集水槽(15)、输水槽(16)、输水渠道(17)、溢流堰(18)、絮凝剂投加管路(19)、桨式搅拌器(20);沉淀池进水渠道(10)与配水渠道(11)通过孔洞连接，竖向配水填料(13)位于配水渠道(11)正下方，斜管填料(12)位于配水渠道两侧，对称布置，填料均通过填料支架固定于池壁处;传动刮泥机(14)通过轴承与池顶及池底链接;穿孔洞集水槽(15)、输水槽(16)通过支架及埋件与池壁固定，输水渠道(17)通过溢流堰(18)与混凝反应池(G)连接;
混凝反应池(G)包括：桨式搅拌器(20);桨式搅拌器(20)通过轴承与池顶连接;
所述的空压机房(H)主要包括：密集型滤池反冲洗风机(39)、曝气风机(40);密集型滤池反冲洗风机(39)及曝气风机(40)并排布置于回用水池上方空压机房内，通过管道及管廊与密集型滤池(K)及多功能后置生化池(A)相连;
所述的泵房(I)主要包括：密集型滤池反洗泵(41);密集型滤池反洗泵(41)布置于泵房底端，回用水池侧面，通过管道由回用水池吸水，提升后通过管道及管廊连接至密集型滤池;
所述的消毒池(J)主要包括：消毒剂投加管路(38);消毒剂投加管路(38)设置于消毒池(J)进口处;
密集型滤池(K)包括：进水总渠(21)、单元分配渠(22)、二次配水渠(23)、溢流渠(24)、配水叠梁闸(25)、V型配水槽(26)、滤料层(27)、滤头(28)、滤板(29)及输水廊道(30)、单元出水井(31)、出水跌水井(32)以及总输水廊道(33)、反洗水管(34)、反洗气管(35)、配水配气渠(36)、排水管道(37);其中，系统进水通过管路进水总渠(21)，总进水渠中设置与滤池单元数量相同的孔洞与单元分配渠(22)相连，孔洞处设置配水叠梁闸(25)，同时总进水渠间隔设置溢流堰与溢流渠(24)相连，单元分配渠(22)通过溢流堰与二次配水渠(23)连接，二次配水渠(23)两端设置配水孔洞分别V型配水槽(26)连接;滤料层(27)位于滤头(28)上方，滤头均匀布置于滤板(29)中，滤板与池体中间区域形成输水廊道(30);单元出水井(31)通过管道与输水廊道(30)相连，另一端通过溢流堰与出水跌水井(32)相连，各单元出水跌水井(32)通过底部孔洞连接至总输水廊道(33)并通过输水渠道(D)连接至回用水池(F);反洗水管(34)及反洗气管(35)均沿管廊布置，反冲洗水管位于反冲洗气管下方与配水配气渠(36)相连，配水配气渠(36)两侧通过均匀的孔洞与输水廊道(30)相连通，单元排水渠道(37)位于滤料层中心，通过孔洞与系统外排水管路相连，孔洞处设置排水电动阀门，同时溢流渠(24)通过管道与排水管道(37)连接;
所述的排泥井(L)主要包括：沉淀池排泥管路(42)、套筒阀(43);沉淀池排泥管路(42)一端连接至改良型沉淀池(C)底端，另一端通过套筒阀(43)连接至排泥井(L)内部，排泥井通过孔洞与污泥回流井(M)连接，孔洞处设置污泥靠壁闸门(44);
所述的污泥回流井(M)主要包括：污泥回流泵(45)、排泥泵(46);污泥回流泵(45)及排泥泵(46)并排布置于池底，排泥泵(46)与排泥管路相连，将污泥送至系统外;
所述的无线远传监控系统(N)包括：电源模块(47);PLC模块(48);远程通讯模块(49);其中电源模块(47)、PLC模块(48)、远程通讯模块(49)之间通过导线连接，无线远传监控系统(F)通过电缆与系统内用电设备连接。
2.权利要求1所述用于污水处理厂提标改造的一体化处理系统在保证出水COD、BOD、TN、TP及SS达标方面的应用。
说明书
一种用于城镇污水处理厂提标改造的一体化处理系统及应用
技术领域
本发明涉及一种污水处理装置，尤其涉及用于一种用于城镇污水处理厂提标改造的一体化处理系统及应用。
背景技术
随着我国城市化进程及工业的加速发展，环境问题越来越严峻，因此国家对污水处理厂的排放标准也愈发严格。出水标准开始进行逐步完善和修订，影响最大的是《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)。为达到更高的排放标准，原有的处理单元已无法满足现有要求，所以对污水处理厂的提标改造提上日程。新标准对COD、氨氮、总氮、总磷、SS等的排放指标要求提高，相应的提标改造的主要目的为增强污水处理系统对有机物、悬浮固体等污染物的去除能力。故提标改造技术主要分为以下三个方面：
(1)强化生化处理系统，加强系统脱碳、脱氮能力：
(2)化学除磷与生物除磷技术相结合，加强系统除磷能力;
(3)增加深度处理系统，保障出水SS稳定达标。
但是，由于目前提标改造项目普遍存在以下四个问题：
(1)污水从实际进水水质与原设计进水水质差别大、原处理系统，尤其生化处理系统不能根据实际需求灵活变化运行模式，导致原处理系统对于总氮等个别项目处理效果不佳;
(2)由于生活习惯的改变，生活污水C/N比通常较低，进水中BOD及COD较低，但进水总氮大多数超标，故原系统对于总氮处理能力不足;
(3)出水水质全面提升，需多种工艺组合，才能有效保障出水稳定达标。但是已建成污水处理厂普遍存在用地紧张问题。在此限制下，常规的处理技术往往不能实现全面提标。
(4)管理水平方面，污水处理厂通常存在处理环节较多，操作较复杂，设备故障率高等问题，全厂操作维护工作较繁琐，因此在水质提标的同时，同时考虑设置更为便捷有效的操控系统，以提高整体管理水平。
发明内容
针对城镇污水处理厂提标改造面临的问题及水质要求，在克服传统处理装置缺陷的基础上，与其他先进水处理方法有机地结合起来，从而能够发挥各段处理工艺的技术的优点、相辅相成。本系统以原有二级处理出水为进水，实现水质的全面提标。
为了解决上述技术问题，本发明公开了如下的技术内容：
一种用于城镇污水处理厂提标改造的一体化处理系统主要包括：多功能后置生化池A、微絮凝反应池B、改良型沉淀池C、输水渠道D、管廊E、回用水池F、混凝反应池G、空压机房H、泵房I、消毒池J、密集型滤池K、排泥井L、污泥回流井M;无线远传监控系统N;其中多功能后置生化池A及微絮凝反应池B各分为均等的四个池格，之间以过水孔洞相连，并通过沉淀池进水渠道与改良型沉淀池C相连，改良型沉淀池C通过输水渠道D两端与两个序列混凝反应池G连通，混凝反应池G出水端通过过水孔洞与密集型滤池K相连接，密集型滤池出水端通过输水渠道及管道连接至回用水池F，回用水池再通过出水堰与消毒池J连接;空压机房H及泵房I布置于消毒池J上方，同时改良型沉淀池C通过池底中心管道与排泥井L相连接，排泥井通过孔洞与污泥回流井M连接;
所述的多功能后置生化池A包括：进水管路01、组合填料02、潜水搅拌器03、曝气盘04、压缩空气管路05、碳源投加管路06;进水管路01为系统进水管路，通过防水套管与池壁连接，位于池壁上端液面以上位置;组合填料02通过填料支架与池体连接，安装于池体内部，潜水搅拌器03通过起吊装置与池体连接，在池中沿对角线布置;压缩空气管路05沿池壁布置后与位于池底的曝气盘04连接;碳源投加管路06布置于池顶，连接至池体顶端;其中所述的碳源投加管路中的碳源指的是：乙酸钠;
所述的微絮凝反应池B包括：除磷剂投加管路07、PAM投加管路08、框式搅拌器09;除磷剂投加管路07及PAM投加管路08连接至池顶，框式搅拌器通过主轴与池顶及池底连接，布置于池体中心;其中所述的除磷剂投加管路中加入的除磷剂指的是：聚合氯化铝;
所述的改良型沉淀池C包括：沉淀池进水渠道10、配水渠道11、斜管填料12、竖向配水填料13、中心传动刮泥机14、穿孔集水槽15、输水槽16、输水渠道17、溢流堰18、絮凝剂投加管路19、桨式搅拌器20;沉淀池进水渠道10与配水渠道11通过孔洞连接，竖向配水填料13位于配水渠道11正下方，斜管填料12位于配水渠道两侧，对称布置，填料均通过填料支架固定于池壁处;传动刮泥机14通过轴承与池顶及池底链接;穿孔洞集水槽15、输水槽16通过支架及埋件与池壁固定，输水渠道17通过溢流堰18与混凝反应池G连接;
混凝反应池G主要包括：桨式搅拌器20;桨式搅拌器20通过轴承与池顶连接;
所述的空压机房H主要包括：密集型滤池反冲洗风机39、曝气风机40;密集型滤池反冲洗风机39及曝气风机40并排布置于回用水池上方空压机房内，通过管道及管廊与密集型滤池K及多功能后置生化池A相连;
所述的泵房I主要包括：密集型滤池反洗泵41;密集型滤池反洗泵41布置于泵房底端，回用水池侧面，通过管道由回用水池吸水，提升后通过管道及管廊连接至密集型滤池;
所述的消毒池J主要包括：消毒剂投加管路38;消毒剂投加管路38设置于消毒池J进口处;
密集型滤池K包括：进水总渠21、单元分配渠22、二次配水渠23、溢流渠24、配水叠梁闸25、V型配水槽26、滤料层27、滤头28、滤板29及输水廊道30、单元出水井31、出水跌水井32以及总输水廊道33、反洗水管34、反洗气管35、配水配气渠36、排水管道37;其中，系统进水通过管路进水总渠21，总进水渠中设置于滤池单元数量相同的孔洞与单元分配渠22相连，孔洞处设置配水叠梁闸25，同时总进水渠间隔设置溢流堰与溢流渠24相连，单元分配渠22设置溢流堰与二次配水渠23连接，二次配水渠23两端设置配水孔洞分别V型配水槽26连接;滤料层27位于滤头28上方，滤头均匀布置于滤板29中，滤板与池体中间区域形成输水廊道30;单元出水井31通过管道与输水廊道30相连，另一端通过溢流堰与出水跌水井32相连，各单元出水跌水井32通过底部孔洞连接至总输水廊道33并通过输水渠道(D)连接至回用水池(F);反洗水管34及反洗气管35均沿管廊布置，反冲洗水管位于反冲洗气管下方与配水配气渠36相连，配水配气渠(36)两侧通过均匀的孔洞与输水廊道(30)相连通，与输水廊道30连接，单元排水渠道37位于滤料层中心，通过孔洞与系统外排水管路相连，孔洞处设置排水电动阀门，同时溢流渠24通过管道与排水管道37连接;
所述的排泥井L主要包括：沉淀池排泥管路42、套筒阀43;沉淀池排泥管路42一端连接至改良型沉淀池C底端，另一端通过套筒阀43连接至排泥井L内部;排泥井通过孔洞与污泥回流井M连接，孔洞处设置污泥靠壁闸门44;
所述的污泥回流井M主要包括：污泥回流泵45、排泥泵46;污泥回流泵45及排泥泵46并排布置于池底，排泥泵46与排泥管路相连，将污泥送至系统外;
所述的无线远传监控系统N包括：电源模块47;PLC模块48;远程通讯模块49;其中电源模块47、PLC模块48、远程通讯模块49之间通过导线连接，无线远传监控系统F通过电缆与系统内用电设备连接。
本发明进一步公开了用于污水处理厂提标改造的一体化处理系统处理污水的方法：
(1)用于污水处理厂提标改造的一体化处理系统处理污水工艺流程主要包括多功能后置生化池、微絮凝反应池、改良型高效沉淀池、混凝反应池、密集型滤池、回用水池、消毒池;
(2)多功能后置生化池主要功能为根据二级处理出水情况，灵活调整运行模式，实现COD及TN的去除;若来水COD较高，开启鼓风曝气系统，池内以好氧状态运行，实现有机物降解;若来水TN超标，以缺氧模式运行，前端为可以适当补充碳源，开启穿孔曝气系统，用于池内搅拌，利于药剂、污泥以及污水混合，并提供缺氧环境，为反硝化提供反应条件，实现TN的去除;末端设置为好氧模式，防止投加的碳源外泄，保障出水COD以及TN均稳定达标;
(3)微絮凝反应池、改良型高效沉淀池以及污泥系统主要功能为对上述生化系统出水进行混凝沉淀;由于污水经过二级处理后，悬浮固体含量仍然较高，并且多功能后置生化池内会有生物膜脱落，因此此处设置改良型高效沉淀系统，用于去除水中脱落的生物膜，降低水中悬浮固体含量;同时，通过投加除磷剂，实现化学除磷;改良型高效沉淀池主要特征在于，采用穿孔配水渠道及竖向填料协同配水，实现进水的均匀稳定;池中布置斜管填料，汇集了普通辐流式沉淀池与斜管沉淀池的特点，实现悬浮固体的有效分离;配水八字渠道角度与斜管填料的设置角度保持一致，充分利用空间，并加固了斜管填料的牢固性;此外，由于斜管填料需定期维护冲洗，否则容易堵塞，影响沉淀效果，针对这一特点，在排泥井中设置套筒阀，当填料需要冲洗时，通过降低连通的套筒阀，降低池内液位，方便操作;同时，含有污泥的冲洗水排至污泥处理系统内，防治二次污染;污泥系统，可根据实际需要，灵活控制排泥量以及污泥回流量;
(4)密集型滤池主要功能为对沉淀池出水进行过滤，保证出水SS、总磷稳定达标;由于新标准对出水水质要求严格，故将常规应用与给水处理的V型滤池工艺思路引入到提标改造工程中，结合现场用地紧张等问题，采用密集型滤池作为后处理单元;改良型高效沉淀池出水作为密集型滤池进水经由进水总渠进入过滤阶段;密集型滤池由多个对称布置的相同处理单元组成;污水依次经过进水总渠、单元分配渠、二次配水渠以及V型配水槽的多级配水，通过叠梁闸、溢流堰的配合，实现等量、均匀的配水，为系统过滤效果提供保障;以上配水单元布置紧凑，整体位于滤池中间区域上层;反冲洗干管滤池中间区域，反冲洗气管固定于配水渠道下方，反冲洗水管布置于下层中心管廊;管廊下方用于出水收集系统，两侧滤池共用总输水廊道，进一步节省用地;上中下三层布置，充分利用竖向空间，合理紧凑;反冲洗排水通过单元排水渠道通过孔洞与系统外排水管路相连，孔洞处设置排水电动阀门，从而减少了常规滤池排水系统中的排水管渠，而采用管道连接，便于施工维护，且有效节省空间;过滤区以及反冲洗设施配置与常规V型滤池相同;
(5)回用水池及出水井主要对滤后水进行收集、储存以及消毒;滤后水水质较好，可为污水厂内设备冲洗、药剂配制、滤池反冲洗等生产环节提供用水，从而节省用水;可根据用水点实际需要，启动相应的回用水泵;由于经过前端处理单元，水位已下降，故回用水池及出水井池顶标高低于其余区域，为充分利用空间，池体上方作为空压机房，为系统提供压缩空气;设备布置空间合理，多层多功能设计，将占地缩至最小;
(6)无线远传监控系统：由于整个系统内设备仪表设置复杂，自控要求高，为了系统更加稳定运行，出常规的自动控制外，本系统增加了无线远传监控系统，主要技术内容包括对处理设施进行远程监控运维管理，数据库后台分析，技术专家诊断，提高工作效率，节约运维管理成本，实现整套系统的数字化和智能化;
本发明更进一步公开了用于污水处理厂提标改造的一体化处理系统在保证出水COD、BOD、TN、TP及SS达标方面的应用，实验结果显示：经过本发明的处理系统处理的污水， COD、BOD、TN、TP及SS由原来的50mg/L、10 mg/L、15 mg/L、0.5 mg/L、10 mg/L达到现在的25~30mg/L、5mg/L、7~9 mg/L、0.3 mg/L、5 mg/L。结果证明：本发明的整体系统、运行监测，出水水质良好， COD、BOD、TN、TP及SS等指标可稳定满足设计出水水质的要求。
本发明公开的用于城镇污水处理厂提标改造的一体化处理系统与现有技术相比做具有的有益效果在于：
(1)根据来水水质情况，切换多功能后置生化池好氧及缺氧模式，调整系统功能;
(2)针对大多数污水处理厂原有系统总氮去除能力不足的情况，当多功能后置生化池以脱氮模式运行时，末端的好氧段可防止外加碳源外泄，保证出水COD及BOD达标。
(3)改良型高效沉淀池通过配水系统、污泥系统的改进，可增强沉淀效果，有效节省药剂、便于维修维护。
(4)故将常规应用与给水处理的V型滤池工艺思路引入到提标改造工程中，结合现场用地紧张等问题，采用密集型滤池作为后处理单元，实现占地面积小，系统布置紧凑合理，同时保障出水稳定达标。
(5)将提标所需处理单元集成于一体，全面提升水质，且有效节约占地。
(6)通过对污水处理站点处理设施进行远程监控运维管理，数据库后台分析，技术专家诊断，提高工作效率，节约运维管理成本。实现整套系统的数字化和智能化。
