技术领域
[0001] 本
发明涉及
污水处理技术领域，尤其是涉及一种污水处理厂和污水收集管网一体化的污水处理系统，可用于城市生活污水处理、河道微污染水入湖及初期雨水的治理。
背景技术
[0002] 传统的城市污水处理系统(水质
净化系统)是由污水处理厂及配套污水收集管网两个单独的部分组成。城市污水经支管、干管、主管逐级收集后进入下游末端的污水处理厂进行处理。
[0003] 随着城市几百年的发展，污水处理系统中污水收集管网的特点是：
[0004] 1、城市越大，管网越长，管网系统越复杂，管网投资所占比重越大。
[0005] 2、城市历史越长，新老管网衔接问题越复杂。
[0006] 由于老城区往往是雨污混流，雨季雨水大量涌入污水管网，往往造成污水收集管网不堪重负。
[0007] 中国的现代化和城市化飞速发展，在新一线城市和经济高速发展的二线城市土地资源非常稀缺，市区很难找到土地新建污水处理厂。合适的
地块往往在城市远郊，即使出水达到回用标准，也因为回用管线过长失去水资源重复利用的价值。
发明内容
[0008] 本发明的目的是提供一种管厂一体化污水处理系统，该处理系统包括了将城市生活污水收集管网与污水处理厂一体化合建的方法，采用刚性现浇
接口的
混凝土预制箱涵组成管厂结合的空间结构，采用泥膜共生工艺、微纳米分子筛气浮、过滤等组合工艺对污水进行处理，使城市生活污水在管网沿线上分散处理、就近回用，节约管网和占地、节省城市生活污水经处理后回用的投资
费用。
[0009] 为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
[0010] 管厂一体化污水处理系统，采用污水收集管网和污水处理厂一体化的建设方式，将污水收集管网中污水收集主管分布的带状空间作为污水处理厂，使城市污水经所述污水收集管网的支管、干管逐级收集后，最后进入主管中，在主管末端利用混凝土预制箱涵构建管厂一体的污水处理厂，使污水经过处理后进行回用。
[0011] 进一步地，该污水处理系统采用装配式混凝土预制箱涵构建方式，通过模块拼装将预制箱涵组成具有带状空间结构的污水处理厂。
[0012] 进一步地，城市污水进入主管中进行污水处理的过程包括，污水依次经过预处理单元、泥膜共生生化池及深度处理单元后进行回用；
[0013] 所述泥膜共生生化池采用装配式混凝土预制箱涵构建池体；箱涵的规格根据处理规模和用地宽度进行预制，在施工现场进行现场拼装，现场拼装采用刚性现浇接口拼装；每个预制箱涵的两侧均有预留
钢筋，拼装时，两个预制箱涵拼接部分的预留
钢筋与拼装时的搭接钢筋
焊接，并在拼接部分浇筑混凝土。
[0014] 进一步地，所述泥膜共生生化池包括泥膜共生缺
氧池和泥膜共生好氧池；所述泥膜共生缺氧池内悬挂适合反硝化异养菌生长的脱氮生态基，并设置循环搅拌装置；所述泥膜共生好氧池内悬挂BDF生态基，且池底设置曝气装置。
[0015] 进一步地，还包括二沉池，所述二沉池采用装配式混凝土预制箱涵构建；泥膜共生生化池的出水进入所述二沉池进行泥水分离沉淀后再进入深度处理单元。
[0016] 进一步地，所述深度处理单元依次包括：微纳米分子筛、过滤和消毒工艺，所述微纳米分子筛中包括微纳米分子筛气浮装置，经过所述微纳米分子筛气浮装置处理后产生的清水从清水区自流进入
石英砂
过滤器进行过滤，过滤后的水质进行消毒后即可就近回用，回用不完的余水可外排；经过气浮装置处理后产生的浮渣经刮渣机收集至
污泥池，进行污泥浓缩后脱水处理。
[0017] 进一步地，所述预处理单元依次包括粗细格栅和调节池，所述粗细格栅采用装配式混凝土预制箱涵构建，用于隔除污水中的大颗粒物质；所述调节池采用装配式混凝土预制箱涵构建池体，且池内添加
生物膜载体，载体要稀疏且易于培养生物膜，用于调节水质水量，保证后续的生化处理水质和水量可控。
[0018] 进一步地，该污水处理系统为地埋式，地面上仅留进出口及检修口。
[0019] 本发明的一种管厂一体化污水处理系统，以实现收集管网与污水处理厂合二为一的一体化建设目的，利用收集管网建设污水处理厂，将污水处理厂建设于污水收集管网
位置上。污水处理厂选址可以是道路两旁绿化带地下空间也可以是任何管网经过的条状空地(绿地)，可以使污水处理厂用地有更多的选择，解决了目前污水处理厂用地难选址难的问题，并实现了：
[0020] 1、城市污水就近处理就近回用；更好地实现水资源的重复利用，提高城市污水利用率。
[0021] 2、就近在污水收集主管上建设管厂一体化污水处理系统，可缩小污水收集主管管径，减小回用水管网长度，从而节约大量的管网投资费用。
[0022] 3、利用管网经过的零碎绿化用地分散建设污水处理厂，使污水厂的建设不再需要大片的用地，大幅度缩减污水收集管网、回用水管网及污水处理厂占地，减少了污水厂的选址难度；提高了污水处理率；节约了土地资源。
附图说明
[0023] 为了更清楚地说明本发明
实施例或
现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0024] 图1是本发明一种优选实施方式中的污水处理厂选址结构示意图；
[0025] 图2是本发明的污水处理系统竖向结构示意图；
[0026] 图3是本发明的污水处理系统中优选工艺结构示意图；
[0027] 图4是本发明的污水处理系统中预制箱涵拼接示意图；
[0028] 图5是本发明的污水处理系统中预制箱涵刚性接口示意图。
具体实施方式
[0029] 下面将结合本发明的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0030] 根据图1-5所示，说明本发明的管厂一体化污水处理系统，采用污水收集管网和污水处理厂一体化的建设方式，将污水收集管网中污水收集主管分布的带状空间作为污水处理厂，使城市污水经所述污水收集管网的支管、干管逐级收集后，最后进入主管中，在主管末端利用混凝土预制箱涵构建管厂一体的污水处理厂，使污水经过处理后进行回用。
[0031] 本发明中，该一体化污水处理系统的特点是采用城市污水收集主管分布的带状空间作为污水处理厂。在污水收集主管的合适位置选择一块宽度在8米以上、长度与管网收集规模相适应的路边绿化带即可就地建设“管厂一体化污水处理系统”。处理后的出水达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准。可就近用于绿化浇灌、道路喷洒等。污水处理厂选址示意如图1所示。污水处理厂服务范围内的城市污水经过支管、干管汇集进入主管，污水收集主管的污水进入一体化污水处理系统。该系统的处理规模要与服务范围内的排水规模相适应。
[0032] 该污水处理系统为地埋式，地面上仅留进出口及检修口。地面做绿化不对周围环境造成影响，如图2所示。进出口及检修口的建筑形式与周围建筑景观
风格一致。
[0033] 本发明的污水处理系统采用装配式混凝土预制箱涵构建方式，通过模块拼装将预制箱涵组成具有带状空间结构的污水处理厂。由于带状结构宽度的限制，组成的空间单位长度的容积有限，而污水处理厂工艺需求需要一定的
停留时间、空间容积；配套处理单元也需要一定的空间。因此，如何构造带状空间结构，用何种工艺及工艺流程来实现在条状空间结构中实现污水处理厂的各项功能是本发明重点需要解决的技术问题。
[0034] 在一种优选的实施方式中，城市污水进入主管中进行污水处理的过程包括，污水依次经过预处理单元、泥膜共生生化池及深度处理单元后进行回用，如图3所示；
[0035] 所述泥膜共生生化池采用装配式混凝土预制箱涵构建池体；箱涵的规格根据处理规模和用地宽度进行预制，在施工现场进行现场拼装，现场拼装采用刚性现浇接口拼装；每个预制箱涵的两侧均有预留钢筋，拼装时，两个预制箱涵拼接部分的预留钢筋与拼装时的搭接钢筋焊接，并在拼接部分浇筑混凝土。预制箱涵的装配式建设可使污水处理厂的建设变得快速和容易。对交通的影响控制到最小。连接各个池体的管道采用柔性
套管连接。柔性套管设置在箱涵拼接部分的
现浇混凝土位置。
[0036] 城市污水收集主管一般沿路沿河敷设，可供选择的用地基本为道路或河边绿化用地。这类地块呈条状平面，紧挨道路或河边，施工对道路交通有影响，因此，在施工时需要采取不妨碍或少妨碍交通的施工措施并尽量缩短工期。
[0037] 本方案采用混凝土预制箱涵构建污水处理厂所需的空间。预制箱涵规格B×H可采用4800×4800mm、5400×5400mm、6000×6000mm、7200×6000mm等。箱涵长度L一般采用2000mm。
[0038] 后浇混凝土的宽度优选为200mm-300mm。预制箱涵拼接示意图如图4所示；预制箱涵刚性接口示意图，如图5所示。
[0039] 混凝土预制箱涵装配式接口及后浇工艺单元池壁的厚度、配筋等需要专业结构设计人员在图纸设计阶段根据各个工程的特殊性进行专业复核。
[0040] 本发明采用泥膜共生生化工艺作为污水处理厂的主体生化工艺。泥膜共生工艺是一种高效的生化处理工艺。其原理是在
活性污泥处理池中投加
微生物附着生长的载体(生态基)。微生物生存的
基础环境由原来的气、液两相转变为气、液、固三相，这种转变为微生物创造了更丰富的存在形式，悬浮态(活性污泥)和附着态(生物膜)微生物共同消耗污水中的有机物，从而达到高效彻底净化污水的目的。
[0041] 所述泥膜共生生化池包括泥膜共生缺氧池和泥膜共生好氧池，如图2所示。泥膜共生生化池中悬挂适合硝化及反硝化单元的生态基，同时在生化池中培养活性污泥。它综合了
生物膜法运行稳定、容积负荷高的优点，又保留了
活性污泥法出水水质好、脱氮除磷效果好等优点。
[0042] 优选的，所述泥膜共生缺氧池内悬挂适合反硝化异养菌生长的脱氮生态基，并设置循环搅拌装置。脱氮生态基是一种固定式填料，体积为0.45V(V为池容)。该循环搅拌装置优选为
专利“垂直竖流式多介质生物反应循环搅拌系统及其装置”(CN104355400A)，对
混合液进行360°垂直竖流搅拌，使池体中的混合液呈悬浮状态并促进生态基上附着的老化生物膜脱落。混合液同脱氮生态基充分
接触，通过生态基和活性污泥的共同作用达到高效脱氮的目的。
[0043] 所述泥膜共生好氧池内悬挂BDF生态基。BDF生态基同样是固定式填料。体积为0.7V(V为池容)。BDF生态基为微生物提供巨大的
生存空间和良好生存条件，给微生物大量繁殖及多样化创造了基础的条件。生态基实质是固定化微生物技术的一种载体。是将微生物固定在载体上使其高度密集并保持其生物活性功能的生物技术。BDF生态基使微生物在载体上聚集并快速繁殖，通过微生物的代谢作用去除污水中的污染物。好氧池池底设置曝气装置，曝气对污水进行充氧，并使池体内污水处于流动状态，以保证污水同浸没在污水中的生态基充分接触。好氧池处于高污泥浓度状态，MLSS至少为4000mg/L。
[0044] 在一种优选的实施方式中，还包括二沉池，所述二沉池采用装配式混凝土预制箱涵构建；泥膜共生生化池的出水进入所述二沉池进行泥水分离沉淀后再进入深度处理单元。
[0045] 在一种优选的实施方式中，所述深度处理单元依次包括：微纳米分子筛、过滤和消毒工艺，所述微纳米分子筛中包括微纳米分子筛气浮装置，该微纳米分子筛气浮装置采用专利“自动
排渣筒式微纳米筛污水处理气浮系统”(ZL200910218212.6)，该装置是一种高效的污水处理装置，对污水中的COD、BOD、
氨氮等各种污染物均有很好的去除效果，对总磷的去除率可达99％以上。
[0046] 在微纳米分子筛气浮装置内利用大剂量气体制备微纳米泡气液混合处理介质，对
水体进行气浮布气作业，当吸入气浮筒内的气体与液体混合导入“
反冲激气泡释放器”，带压的溶气液在反冲激气泡释放器中经过冲激、激发后压
力骤然提高再经释放器的突然消能降压，促使微纳米气泡均匀、稳定地从喷头中释放出来，在水中形成乳白色的微
纳米级气泡，气泡在水中不易破裂，微纳米气泡多而微小，因此
比表面积是常规气泡的万倍以上，在水中的溶气效率是常规方法的多倍，极大的提高了水中微小颗粒及污染物的气浮分离效果。
[0047] 微纳米分子筛气浮装置产生的纳米气泡粒径比溶气气浮气泡小2-3个数量级，克服了传统溶气气浮气泡大、容易汇聚、上升速度快、溶质损失大、在水中停留时间短的弊端。微纳米分子筛技术运用微纳米气泡释放技术在水中释放高能
活性氧，产生的纳米气泡破灭对水体中难降解的有机污染物具有超强的
空化氧化、破能破键作用，有效提高分解污染物的效果。
[0048] 经过所述微纳米分子筛气浮装置处理后产生的清水从清水区自流进入石英砂过滤器进行过滤，过滤后的水质进行消毒后即可就近回用，回用不完的余水可外排；经过气浮装置处理后产生的浮渣经刮渣机收集至污泥池，进行污泥浓缩后脱水处理。
[0049] 进一步优选的，所述预处理单元依次包括粗细格栅和调节池，所述粗细格栅采用装配式混凝土预制箱涵构建，用于隔除污水中的大颗粒物质；所述调节池采用装配式混凝土预制箱涵构建池体，且池内添加生物膜载体，载体要稀疏并易于培养生物膜，用于调节水质水量，保证后续的生化处理水质和水量可控。
[0050] 目前城市污水处理厂排放或回用的最低要求为达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准，需要完整的预处理、生化处理及深度处理单元。预处理采用粗细格栅及调节池。粗细格栅隔除大颗粒物质，调节池调节水质水量，保证后续的生化处理水量及水质可控。生化处理单元采用泥膜共生生化工艺，活性污泥及生物膜的有效结合让污泥浓度更高，生化更彻底。深度处理采用微纳米分子筛气浮设备+过滤+消毒，保证出水水质稳定达标。
[0051] 在空间结构方面，最主要的工艺单元—调节池、生化处理单元(泥膜共生生化池)、粗细格栅渠、二沉池均采用装配式混凝土预制箱涵构建池体。微纳米分子筛、过滤器及消毒加药系统等工艺单元大多为设备。但由于污水处理厂为地埋式构筑，需要为这些设备构筑地下空间。设计时，根据处理规模的大小来确定深度处理设备的尺寸，根据设备具体尺寸来选择设备放置空间是否利用装配式混凝土预制箱涵构建。
[0052] 本发明的“预处理+泥膜共生生化工艺+微纳米分子筛+过滤+消毒”的组合工艺可使“管厂一体化污水处理系统”出水稳定达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准，其中COD、BOD指标达到或优于地表水环境
质量标准IV类标准，总磷≤0.05mg/L，是适合管厂一体化污水处理系统的组合工艺。
[0053] 本发明的管厂一体化污水处理系统可用于城市生活污水，还可用于河道微污染水入湖及初期雨水的治理，可让河水、雨水在过流的同时使污染水得到处理。
[0054] 以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉
本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以
权利要求的保护范围为准。
