一种新型污水处理系统及工艺
阅读：7发布：2020-05-14
专利汇可以提供一种新型污水处理系统及工艺专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种新型污 水 处理 系统及工艺，所述系统通过在缺 氧 池和好氧池内设置负载有 微 生物 菌群的微生物载体层，将生物处理装置作为生物发生系统，为微生物载体层提供微生物菌群，模拟活性 污泥 法构造小型 生态系统 进行 污水处理 ，使得污水处理过程由被动选择微生物变为主动选择微生物，避免了传统 活性污泥 法 中大量杂菌的存在。该发明方法与 活性污泥法 相比能够大大节省电费，提高出水水质，稳定达到地表三类水出水水质，并能够显著缩短调试时间，并且不产生有机污泥和臭味。，下面是一种新型污水处理系统及工艺专利的具体信息内容。
1.一种新型污水处理系统，其特征在于，包括依次连通设置的格栅池、调节沉砂池、厌氧池、缺氧池、好氧池、生物滤池、混凝池、沉淀池、清水池、污泥干化池；
所述缺氧池和好氧池中均设有微生物载体层，所述微生物载体层包括载体和附在所述载体上的微生物菌群。
2.根据权利要求1所述的新型污水处理系统，其特征在于，所述好氧池包括串联设置的第一好氧池和第二好氧池，所述第二好氧池的下游依次设置生物滤池和混凝池；所述第一好氧池和第二好氧池的底部均设有用于为所述微生物载体层提供微生物菌群的生物处理装置和纳米曝气管；所述厌氧池与所述第二好氧池之间设置回流管道，所述回流管道上设置回流泵。
3.根据权利要求1所述的新型污水处理系统，其特征在于，所述调节沉砂池与厌氧池之间装有管道电加热器；所述调节沉砂池为地下钢筋砼结构；所述厌氧池和缺氧池均为圆柱立体钢结构或钢砼结构；所述好氧池为长方体钢结构。
4.根据权利要求1所述的新型污水处理系统，其特征在于，所述微生物载体层的载体的材质为聚丙烯材料，所述微生物载体层的体积占池容的35％-45％。
5.一种新型污水处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：
(1)清除污水中的杂物，之后进行水量水质调节及沉砂；对沉砂后的污水进行加热，并将水提升到厌氧池中进行前置除总氮处理；
(2)步骤(1)中处理后的污水进行生化脱氨氮、脱磷处理；之后进行生化降解处理；对生化降解处理后的水进行微生物过滤；
(3)步骤(2)中处理后的污水进行除磷处理，之后进行沉淀，随后流入清水池中外排即可，同时将沉淀产生的污泥进行干化和外运。
6.根据权利要求5所述的新型污水处理工艺，其特征在于，步骤(1)中，所述水量水质调节及沉砂的时间为10-30h。
7.根据权利要求5所述的新型污水处理工艺，其特征在于，步骤(1)中，所述厌氧池中加入质量比为(1-3):1的硝化菌和反硝化菌；所述厌氧池中污水的停留时间为2-3h。
8.根据权利要求5所述的新型污水处理工艺，其特征在于，步骤(2)中，所述生化脱氨氮、脱磷处理时间为4-5h；所述生化降解处理时间为8-12h。
9.根据权利要求5所述的新型污水处理工艺，其特征在于，步骤(3)中，所述除磷处理过程中使用机械搅拌机进行搅拌。
10.根据权利要求5所述的新型污水处理工艺，其特征在于，步骤(3)中，所述机械搅拌机的功率为0.7-0.8KW。
一种新型污水处理系统及工艺
技术领域
背景技术
[0002] 污水处理工艺就是对城市生活污水和工业废水的各种经济、合理、科学、行之有效的工艺方法。污水处理被广泛应用于建筑、农业,交通、能源、石化、环保、城市景观、医疗、餐饮等各个领域。一般情况下实际污水中常含有多种污染物质，仅采用单一的处理方法往往无法达到预期的效果。为了以较低的处理成本获取较理想的处理效果，往往需要根据多种因素，将数种处理技术方法按一定的主次关系和前后顺序进行合理组合，形成一个完整的净化处理系统。其中的生物法是利用微生物在污水中将有机物进行氧化、分解的新陈代谢过程，包括SBR、A/O、A/A/O、氧化沟等相关工艺方法。传统活性污泥法需要培养细菌，需要根据情况添加污泥，操作繁琐，调试不易学习。
[0003] 载体化技术是一种通过离子吸附、包埋、交联、共价结合等生物工程手段，将多种特定选配的优势微生物菌群固定“睡眠”于一个多酶体的载体中的技术。通过强大的微生物工程技术和经验对自然界中的微生物进行驯化，并筛选出具有特殊功能的菌种，通过吸附、包埋等高科技手段使其“睡眠”于载体中。
[0004] 中国专利文献CN207792816U公开了一种NAS-MBR非活性污泥法污水处理系统，通过将非活性污泥法污水处理技术与生物膜反应器技术相结合进行污水的处理，但是MBR膜造价高，容易堵塞和脱落，需要定时进行清理，且寿命短，需要更换，给污水处理过程带来很多不便，并且间接的提升了污水处理的成本。
发明内容
[0005] 本发明所要解决的技术问题在于现有技术中的采用微生物对污水处理过程中存在的微生物繁殖速度低、流失大、保存时间短、产生污泥和臭味、成本高等问题，从而提出一种快速提高微生物浓度、显著提升微生物的适应和繁殖能力、维持微生物的长期存活、不产生污泥和臭味的污水处理工艺和系统。
[0006] 为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
[0008] 所述缺氧池和好氧池中均设有微生物载体层，所述微生物载体层包括载体和附在所述载体上的微生物菌群；
[0009] 进一步的，所述好氧池包括串联设置的第一好氧池和第二好氧池，所述第二好氧池的下游依次设置生物滤池和混凝池；所述第一好氧池和第二好氧池的底部均设有用于为所述微生物载体层提供微生物菌群的生物处理装置和纳米曝气管。
[0012] 进一步地，所述微生物载体层的载体由聚丙烯材料组成，所述微生物载体层的体积占充填率为池容的35％-45％。
[0013] 进一步的，所述生物处理装置已经申请专利(申请号为2019207580773，申请名称为“一种改进增强型生物处理装置”)。
[0014] 进一步地，所述生物处理装置包括内部具有容纳空腔的外壳、设置在外壳内部的填料和驱散装置，填料包括微生物菌群和适于微生物菌群繁殖的多酶体载体，微生物菌群设置在多酶体载体内部，外壳上设置有若干个为微生物菌群提供释放通道的通孔，将设置有微生物菌群的多酶体载体设置在外壳内部，微生物菌群在多酶体载体的保护下会快速大量繁殖，并在驱散装置的驱散作用下，通过外壳的通孔散布至外壳外部；其中微生物菌群种类主要包括：分解COD、BOD的微生物、分解氨氮的微生物、分解硫化氢等防止臭味产生的微生物、分解有机污泥的微生物、可在水中聚集氧气的微生物、可分解大分子有机化学品的微生物以及其他多种类微生物。每个球形填料当中的微生物量可达千万级，大约存在200亿个微生物，能够确保微生物有效净化水质的能力。
[0015] 一种新型污水处理工艺，包括以下步骤：
[0016] (1)污水流经格栅池清除污水中的杂物，之后自动流入调节沉砂池进行停留，进行水量水质调节及沉砂；使用管道电加热器对沉砂后的污水进行加热，并经提升泵将水提升到厌氧池中进行停留进行前置除总氮处理；
[0017] (2)步骤(1)中经厌氧池停留后的污水自动流经缺氧池进行停留，进行生化脱氨氮、脱磷处理；之后自动流经好氧池进行停留，进行生化降解处理；处理后的污水流经好氧池中的生物滤池，对水中的微生物进行过滤；
[0018] (3)步骤(2)中流经生物滤池的污水进入混凝池中进行除磷处理，之后流经沉淀池进行沉淀，随后流入清水池中外排即可，沉淀池中沉淀产生的污泥进入污泥干化池中进行干化和外运。
[0020] 进一步地，步骤(1)中，所述加热过程中：
[0021] 初始加热所需要的功率KW＝(C1M1△T+C2M2△T)÷864/P+P/2，
[0022] 维持介质温度抽需要的功率KW＝C2M3△T/864+P，
[0023] 式中：C1、C2分别为容器和介质的比热(kcal/kg℃)，
[0024] M1、M2分别为容器和介质的质量(kg)，
[0025] M3每小时所增加的介质kg/h，
[0026] △T为所需温度和初始温度之差(℃)，
[0027] H为初始温度加热到设定温度所需要的时间(h)，
[0028] P最终温度下容器的热散量(kw)，
[0029] 所述管道电加热器的总功率取以上二种功率的最大值。
[0030] 进一步地，步骤(2)中，所述缺氧池中污水的停留时间为4-5h；所述好氧池中污水的停留时间为8-12h。
[0031] 进一步地，步骤(3)中，所述除磷处理过程中使用机械搅拌机进行搅拌。
[0032] 进一步地，步骤(3)中，所述机械搅拌机的功率为0.7-0.8KW。
[0033] 进一步地，步骤(3)中，所述外排水的水质达到“GB3838-2002地表水环境质量标准”三类水标准。
[0034] 本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
[0035] (1)本发明所述新型污水处理系统，通过在缺氧池和好氧池内设置负载有微生物菌群的微生物载体层，将生物处理装置作为生物发生系统，为微生物载体层提供微生物菌群，模拟活性污泥法构造小型生态系统进行污水处理，使得污水处理过程由被动选择微生物变为主动选择微生物，避免了传统活性污泥法中大量杂菌的存在。有效解决现有的污水处理中使用的污泥中存在大量杂菌，会产生大量污泥，造成二次污染的问题。经本发明所述污水处理系统处理后污水的出水指标可达类地表三类水，活性污泥法最高出水指标为1级A标，且本发明所述工艺的成本比活性污泥法减少30％以上。
[0036] (2)整个处理过程中无污泥产生，只是在除磷后产生极少量的含磷无机污泥，含磷无机污泥可作为农田使用的磷肥，所以不存在常规污泥法的大量有机污泥的处置问题。
[0037] (3)本发明所述工艺中微生物是完全经过特定优化筛选的微生物组合，且本发明中的微生物菌群是经过提取和强化的，很多以休眠体(芽孢)的形式存在，适应能力强；本系统的微生物对粪类大肠杆菌有抑制、吞噬作用，不用消毒装置也可达到标准要求，节省了消毒运行成本，避免了二次污染。
[0038] (4)本发明所述工艺不产生有机污泥和臭味，污泥处理量较传统活性污泥法减少75％，减少了臭味收集处理问题，相对应的减少了运行成本。
[0039] (5)本发明所述工艺避免了传统活性污泥法中大量(约1000种)杂菌的存在，这些杂菌在污水处理过程中即无处理效果又会消耗大量氧气和电能，死后又产生大量的污泥和臭味，形成二次污染。
[0040] (6)本发明所述系统中的微生物载体使用寿命可达10年，无需培养，避免了经常性检测和添加的繁琐程序，操作简单易学。
[0042] 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。
[0043] 图1是本发明所述新型污水净化系统的结构示意图；
[0044] 图2是好氧池的局部结构示意图；
[0045] 图3是生物处理装置的结构示意图；
[0046] 图中1-格栅池；2-调节沉砂池；3-厌氧池；4-缺氧池；5-生物处理装置；51-外壳；52-填料；53-驱散装置；6-好氧池；61-第一好氧池；62-第二好氧池；7-纳米曝气管；8-微生物载体；9-回流泵；10-生物滤池；11-混凝池；12-沉淀池；13-清水池；14-污泥干化池。
具体实施方式
[0047] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。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做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
[0048] 实施例1
[0049] 本实施例提供一种新型污水处理系统，包括依次连通的格栅池1、调节沉砂池2、厌氧池3、缺氧池4、好氧池6、生物滤池10、混凝池11、沉淀池12、清水池13、污泥干化池14；
[0050] 所述缺氧池和好氧池中均设有球形微生物载体层8，微生物载体层由载体聚丙烯材料和附在所述载体上的微生物菌群组成，其体积占池容的35％；所述好氧池6包括串联设置的第一好氧池61和第二好氧池62，所述第二好氧池62的下游设置生物滤池10和混凝池11；所述第一好氧池61和第二好氧池62的底部均设有用于为所述微生物载体层8提供微生物菌群的生物处理装置5和纳米曝气管7；所述厌氧池3与所述第二好氧池之间设置回流管道，所述回流管道上设置回流泵9；所述调节沉砂池2与厌氧池3之间通过提升泵连通。
[0051] 所述生物处理装置5包括内部具有容纳空腔的外壳51、设置在外壳内部的填料52和驱散装置53，填料52包括微生物菌群和适于微生物菌群繁殖的多酶体载体，多酶体载体可以为一种合成玉，呈通透空洞海绵体式，微生物菌群设置在多酶体载体内部，外壳51上设置有若干个为微生物菌群提供释放通道的通孔，将设置有微生物菌群的多酶体载体设置在外壳51内部，微生物菌群在多酶体载体的保护下会快速大量繁殖，并在驱散装置53的驱散作用下，通过外壳51的通孔散布至外壳51外部；其中多酶体载体内部的微生物菌群种类包括光合菌、亚硝化菌、硝化菌、硫杆菌、红菌、聚氧菌，所述光合菌、亚硝化菌、硝化菌、硫杆菌、红菌、聚氧菌的浓度总和为107cfu/mL。
[0052] 进一步，还提供了一种新型污水处理工艺，包括以下步骤：
[0053] (1)污水流经格栅池1清除污水中的杂物，之后自动流入调节沉砂池2停留10h，进行水量水质调节及沉砂；使用总功率为70KW的电加热器对沉砂后的污水加热，并经提升泵将水提升到厌氧池3中停留2h，其中厌氧池中加入质量比为1:1的硝化菌和反硝化菌，进行生化脱总氮处理；
[0054] (2)步骤(1)中经厌氧池3停留后的污水自动流经缺氧池4停留4h，进行生化脱氨氮、脱磷处理；之后自动依次流经第一好氧池61和第二好氧池62共停留8h，进行生化降解处理；处理后的污水流经位于第二好氧池62下游的生物滤池10，对水中的微生物进行过滤；
[0055] (3)步骤(2)中流经生物滤池10的污水进入混凝池11中，使用功率为0.7-0.8KW的机械搅拌机进行搅拌进行除磷处理，之后流经沉淀池12进行沉淀，随后流入清水池中外排即可，沉淀池12中沉淀产生的污泥进入污泥干化池14中进行干化和外运。
[0056] 实施例2
[0057] 本实施例提供一种新型污水处理系统，包括依次连通的格栅池1、调节沉砂池2、厌氧池3、缺氧池4、好氧池6、生物滤池10、混凝池11、沉淀池12、清水池13、污泥干化池14；
[0058] 所述缺氧池和好氧池中均设有球形微生物载体层8，微生物载体层由载体聚丙烯材料和附在所述载体上的微生物菌群组成，其体积占池容的45％；所述好氧池6包括串联设置的第一好氧池61和第二好氧池62，所述第二好氧池62的下游设置生物滤池10和混凝池11；所述第一好氧池61和第二好氧池62的底部均设有用于为所述微生物载体层8提供微生物菌群的生物处理装置5和纳米曝气管7；所述厌氧池3与所述第二好氧池之间设置回流管道，所述回流管道上设置回流泵9；所述调节沉砂池2与厌氧池3之间通过提升泵连通。
[0059] 所述生物处理装置5包括内部具有容纳空腔的外壳51、设置在外壳内部的填料52和驱散装置53，填料52包括微生物菌群和适于微生物菌群繁殖的多酶体载体，多酶体载体可以为一种合成玉，呈通透空洞海绵体式，微生物菌群设置在多酶体载体内部，外壳51上设置有若干个为微生物菌群提供释放通道的通孔，将设置有微生物菌群的多酶体载体设置在外壳51内部，微生物菌群在多酶体载体的保护下会快速大量繁殖，并在驱散装置53的驱散作用下，通过外壳51的通孔散布至外壳51外部；其中多酶体载体内部的微生物菌群种类包括光合菌、亚硝化菌、硝化菌、硫杆菌、红菌、聚氧菌，所述光合菌、亚硝化菌、硝化菌、硫杆菌、红菌、聚氧菌的浓度总和为107cfu/mL。
[0060] 进一步，还提供了一种新型污水处理工艺，包括以下步骤：
[0061] (1)污水流经格栅池1清除污水中的杂物，之后自动流入调节沉砂池2停留30h，进行水量水质调节及沉砂；使用总功率为80KW的管道电加热器对沉砂后的污水进行加热，其中厌氧池中加入质量比为3:1的硝化菌和反硝化菌，并经提升泵将水提升到厌氧池3中停留3h，进行生化脱总氮处理；
[0062] (2)步骤(1)中经厌氧池3停留后的污水自动流经缺氧池4停留5h，进行生化脱氨氮、脱磷处理；之后自动依次流经第一好氧池61和第二好氧池62共停留12h，进行生化降解处理；处理后的污水流经位于第二好氧池62下游的生物滤池10，对水中的微生物进行过滤；
[0063] (3)步骤(2)中流经生物滤池10的污水进入混凝池11中，使用功率为0.7-0.8KW的机械搅拌机进行搅拌进行除磷处理，之后流经沉淀池12进行沉淀，随后流入清水池中外排即可，沉淀池12中沉淀产生的污泥进入污泥干化池14中进行干化和外运。
[0064] 实施例3
[0065] 本实施例提供一种新型污水处理系统，包括依次连通的格栅池1、调节沉砂池2、厌氧池3、缺氧池4、好氧池6、生物滤池10、混凝池11、沉淀池12、清水池13、污泥干化池14；
[0066] 所述缺氧池和好氧池中均设有球形微生物载体层8，微生物载体层由载体聚丙烯材料和附在所述载体上的微生物菌群组成，其体积占池容的40％；所述好氧池6包括串联设置的第一好氧池61和第二好氧池62，所述第二好氧池62的下游设置生物滤池10和混凝池11；所述第一好氧池61和第二好氧池62的底部均设有用于为所述微生物载体层8提供微生物菌群的生物处理装置5和纳米曝气管7；所述厌氧池3与所述第二好氧池之间设置回流管道，所述回流管道上设置回流泵9；所述调节沉砂池2与厌氧池3之间通过提升泵连通。
[0067] 所述生物处理装置5包括内部具有容纳空腔的外壳51、设置在外壳内部的填料52和驱散装置53，填料52包括微生物菌群和适于微生物菌群繁殖的多酶体载体，多酶体载体可以为一种合成玉，呈通透空洞海绵体式，微生物菌群设置在多酶体载体内部，外壳51上设置有若干个为微生物菌群提供释放通道的通孔，将设置有微生物菌群的多酶体载体设置在外壳51内部，微生物菌群在多酶体载体的保护下会快速大量繁殖，并在驱散装置53的驱散作用下，通过外壳51的通孔散布至外壳51外部；其中多酶体载体内部的微生物菌群种类包括光合菌、亚硝化菌、硝化菌、硫杆菌、红菌、聚氧菌，所述光合菌、亚硝化菌、硝化菌、硫杆菌、红菌、聚氧菌的浓度总和为107cfu/mL。
[0068] 进一步，还提供了一种新型污水处理工艺，包括以下步骤：
[0069] (1)污水流经格栅池1清除污水中的杂物，之后自动流入调节沉砂池2停留20h，进行水量水质调节及沉砂；使用总功率为75KW的管道电加热器对沉砂后的污水进行加热，并经提升泵将水提升到厌氧池3中停留2.5h，其中厌氧池中加入质量比为2:1的硝化菌和反硝化菌，进行生化脱总氮处理；
[0070] (2)步骤(1)中经厌氧池3停留后的污水自动流经缺氧池4停留4.5h，进行生化脱氨氮、脱磷处理；之后自动依次流经第一好氧池61和第二好氧池62共停留10h，进行生化降解处理；处理后的污水流经位于第二好氧池62下游的生物滤池10，对水中的微生物进行过滤；
[0071] (3)步骤(2)中流经生物滤池10的污水进入混凝池11中，使用功率为0.7-0.8KW的机械搅拌机进行搅拌进行除磷处理，之后流经沉淀池12进行沉淀，随后流入清水池中外排即可，沉淀池12中沉淀产生的污泥进入污泥干化池14中进行干化和外运。
[0072] 实验例
[0073] 对实施例3所述处理系统处理污水的出水的各项指标进行检测，检测依据如表1所示，检测结果如表2所示。采样依据为《地表水和污水监测技术规范》(HJ/T91-2002)，检测标准为《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)中的三类水标准限值。
[0074] 表1-各指标检测依据
[0075]
[0076]
[0077] 表2-污水出水排放指标(mg/L)
[0078]
[0079] 由表2所示，实施例3所述污水处理系统处理后排放的污染物浓度达标，即处理后的污水各项标准均达标。
[0080] 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以所述权利要求的保护范围为准。
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