一種零排放的小區汙水資源化處理裝置的製作方法
2023-05-29 02:03:36
專利名稱：一種零排放的小區汙水資源化處理裝置的製作方法
技術領域：
本發明屬於汙水處理與資源化技術的領域，特別涉及一種零排放的小區汙水資源化處理裝置，處理後的水質可到達不同的回用要求。
背景技術：
我國水資源人均佔有量不足2200m3，僅為世界平均水平的1/4，是美國的20%，俄羅斯的15%。全國每年缺水近400億m3，全國660多座城市中有400多座城市面臨缺水問題，城市、工業年缺水近60億m3，農業每年因旱減產糧食280多億公斤。隨著中國工業化和城市化進程的快速推進，城市的缺水現象更加嚴重。同時，隨著國家經濟的飛速發展，城市規模不斷向周圍擴展。在眾多城市的邊緣地區以及旅遊景區出現了新的建築小區，有賓館、住宅、學校、休閒娛樂設施、醫院等。由於小區位置分散，若全部汙水依靠城市汙水廠處理，收集輸送難度較大，小區的汙水若都就近排入地面水體，會汙染了周圍環境，特別是有些旅 遊景點，地面水體水質惡化，與周圍環境極不協調。另外，小區綠化、水景等引起用水量不斷加大，使城市供水能力顯得不足，造成我國水資源危機日益嚴重。為了緩解水資源危機，針對居民小區汙水狀況及雜用水要求，建立小區汙水處理站，將汙水處理達標後作為雜用水回用於小區，這是解決現有生活汙水排放汙染及及解決用水不足問題行之有效的手段
生活汙水是一種穩定的水資源，小區的生活汙水經過適當處理後，不僅可以為水資源匱乏地區提供了新的「水源」，即使對水源豐沛的地區，也可以起到防治汙染的作用，減輕城市下水管網和汙水處理的壓力，具有很好的社會效益和經濟效益。但目前常用的汙水處理和中水製備方法大多是建造大型汙水處理廠或汙水處理裝置，而缺少適用於社區、園區、樓宇乃至家庭的汙水處理技術與設備。小區生活汙水處理及回用工藝是在傳統的城市汙水處理工藝的基礎上起來的，多採用生物處理+物化處理工藝。對於生物處理單元，通常採用活性汙泥法或生物膜法，雖然這些技術較成熟，但活性汙泥法對衝擊負荷適應能力差，易發生汙泥膨脹，處理構築物多，佔地面積大，基建投資和運行費用高，管理複雜等，不適宜小區汙水處理。生物膜法具有抗衝擊負荷、適宜中小水量等優點，但其負荷較低，投資高，其中，生物接觸氧化是應用最廣泛的方法，主要優點是停留時間短、易掛膜，尤其適合設備化，埋地建設倍受用戶青睞，但由於維修管理及設備防腐等方面的問題，近年來應用受到限制。對於物化處理，主要採用混凝沉澱+過濾+消毒處理，具有佔地面積小，異味小等優點，但運行管理複雜，投資和運行成本高。近年新興的膜生物反應器雖可省去二沉池和砂濾池，但由於膜材料價格昂貴，使膜生物反應器的投資成本及運行費用都較高。因此開發經濟高效的汙水處理與回用方法仍然是很必要的。本發明針對小區中水處理常用技術存在的缺陷和不足，以及城市用水量劇增，對中水回用量以及回用用途激增等現狀，綜合活性汙泥法和生物膜法的優勢，提出一種零排放的小區汙水資源化處理技術，並在此技術的基礎上開發發明一種零排放的小區汙水資源化處理裝置，通過負荷匹配實現生化-物化聯合調控優化組合，對小區汙水進行有效穩定的處理並回用。發明內容
本發明的目的在於開發一種零排放的小區汙水資源化處理裝置。該裝置具有投資少、佔地面積小、運行費用低、管理方便的特點，適合於小型化、商品化和定型化。
本發明提出的一種零排放的小區汙水資源化處理裝置由生化處理系統、物化處理系統、消毒系統及臭氣處理系統組成，各系統之間通過管路連接。
所述生化處理系統由格柵、調節池、提升泵及曝氣生物濾池依次通過管路連接組成。其中格柵、調節池可以合建，可以將格柵置於調節池的汙水入流端，主要作用是去除大塊懸浮物和固體顆粒，調節水量水質。調節池內設提升泵，用於將調節後的水提升至曝氣生物池。曝氣生物濾池是集好氧或缺氧的生物降解和過濾為一體的汙水處理工作單元，具有去除SS、C0D、B0D、硝化、脫氮、降磷的作用。其特點是在一級強化處理的基礎上集生物氧化與過濾於一體，節省了二次沉澱池，其容積負荷大，水力停留時間短，基建投資少，出水水質好，能源消耗低，運行費用省。
所述由格柵、調節池及曝氣生物濾池組成的生化系統採用埋地設計，格柵置於調節池的汙水入流端、調節池採用密閉設計，臭氣收集後進入生物除臭系統。
所述生物除臭系統採用生物濾池技術除臭，氣體接觸停留時間30s。
所述曝氣生物濾池內設有填料，填料裝填密度為20%_30%(體積比)，填料裝填高度 1-2米。填料不僅起到過濾作用，而且其表面附著生物膜，能提高系統的生物量，尤其是為生長緩慢的硝化細菌提供了附著表面，有效提高系統的內的硝化菌數量，同時，填料生物膜內部的缺氧或厭氧環境為反硝化菌和聚磷菌提供了合適的生長環境，進而提高系統的脫氮除憐效果。
所述物化系統採用石英砂過濾器-活性炭過濾器所組成的過濾吸附工藝，由中間水池、石英砂過濾器和活性炭過濾器組成。其中中間水池的作用主要是緩衝作用，內設中間提升泵，汙水依次經過石英砂過濾器和活性炭過濾器，去除細小懸浮物和部分有機物後進入清水池，短暫停留後進入消毒系統。
所述石英砂過濾器前設投藥系統，包括加藥單元和快速配藥混合單元。其中加藥單元主要加注絮凝劑，採用直接投加。快速配藥混合單元採用混合池，內設攪拌機，轉速為 260-300rpm,加藥泵從混合池提升藥液直接注入石英砂過濾器的進水前端，並通過道混合器的水力混合作用與原水充分混均。
所述消毒系統包括消毒池和二氧化氯發生器，需消毒原水進入消毒池，與二氧化氯發生器提供的二氧化氯溶液進行接觸，接觸時間2min，達到消毒目的。消毒後的水可以通過變頻泵直接供給用戶用於衝廁或雜用。
所述零排放的小區汙水資源化處理裝置在運行過程所產生的少量剩餘汙泥、設備排汙及過濾器反衝洗水均收集進入調節水池，進入系統，達到零排放。
本發明裝置經效能優化形成的負荷匹配關係，可實現生化處理+物化處理聯合調控優化組合。
所述系統的最佳工況匹配如下曝氣生物濾池HRT=1.5-2h，BOD5負荷=3_6 kgB0D5/m3/d;石英砂過濾濾速v=8_12m/s，活性炭過濾濾速v=8-10m/s,消毒池接觸時間2min。 本發明提出的處理裝置和工作過程如下
第一步小區汙水通過曝氣生物濾池的生化處理工藝段，去除大部分的COD，SS, TN, TP等汙染物；
第二步生化處理出水進入中間水池，由提升泵提升，依次進入石英砂過濾器和活性炭過濾器，進一步去除SS，COD及TP等汙染物，經消毒後既達到城市雜用水水質標準；
本發明的優點如下
I、本發明適用於小區汙水處理並回用，本系統充分發揮生物處理工藝的優勢，同時儘量減少了物化處理費用。由於該組合工藝受水質影響小，設備簡單，運行費用低，是一種基於小區汙水處理和回用的實用可行技術的小區汙水處理與資源化裝置。2、本發明具有高效節能、全自動控制，操作簡單，維護方便，出水水質穩定可靠，出水可回用於衝廁、澆花、養魚及建築施工用水等，特別適用於水質性缺水和水資源緊缺地區以及生態旅遊風景區、各類中小型生活汙水處理、中水回用、節能節水零排放工程等。
圖I是本發明所述的一種零排放的小區汙水資源化處理裝置示意圖。圖中的數字分別表示
I.進水2.格柵池3.格柵4.調節水池
5.潛水泵6.曝氣生物濾池 7.中間水池8.排汙排泥管
9.提升水泵10.石英砂過濾器 11.臭氧發生器 12.活性炭過濾器
13.清水池14. 二氧化氯發生器 15.消毒接觸池 16.出水管
17.排汙排水管 18.填料19.臭氣收集管道 20.生物除臭系統
具體實施例方式 本組合處理系統包括生物處理系統和物化處理系統兩部分，參見圖I。生物處理系統其由格柵池2、調節水池4及曝氣生物濾池6組成。小區生活汙水經收集後進入格柵池2，經格柵3攔截去除大塊的漂浮物質後進入調節水池4，再經安裝在調節水池4底部的潛水泵5提升進入曝氣生物濾池6內，流經填料18時，與填料上的微生物充分接觸，依截流和生化作用，達到去除有機物、氮和磷的目的。經處理後的汙水進入中間水池7。經提升泵9提升，依次經過石英砂過濾器10進一步去除懸浮固體後，與臭氧發生器11產生的臭氧混合後，進入活性炭過濾器12，去除殘餘的有機汙染物，出水達到城市雜用水水質要求(城市汙水再生利用城市雜用水水質-GB/T18920-2002)，儲存於清水池13內，經消毒後用於城市雜用。格柵池2、調節水池3及曝氣生物濾池6內的臭氣經臭氣收集管道19收集後進入生物除臭系統20進行處理後排放。進入系統的汙水中COD為150-600mg/L，TN濃度為37 55 mg/1, NH3-N濃度為36-45 mg/1, TP濃度為5_15mg/l,處理後的汙水中BOD為5_8mg/L, TN濃度為5 15 mg/1，NH3-N濃度為0-8 mg/l，TP濃度為1_5 mg/1,總大腸菌群< 3個/L，汙染物去除效果顯著。
權利要求
1.一種零排放的小區汙水資源化處理裝置，其特徵在於由所述的生化處理系統、物化處理系統、消毒系統及生物除臭系統組成，各系統之間通過管路連接 (I)所述生化處理系統由格柵、調節池、提升泵及曝氣生物濾池依次通過管路連接組成。
2.(2)所述物化處理系統由中間水池和活性炭過濾器組成。
3.(3)所述消毒系統包括消毒池和ニ氧化氯發生器，需消毒原水通過管路進入消毒池，與ニ氧化氯發生器提供的ニ氧化氯溶液進行接觸，接觸時間2min，達到消毒目的。
4.如權利要求I所述由格柵、調節池及曝氣生物濾池所組成的生化處理系統採用埋地設計，格柵置於調節池的汙水入流端。
5.如權利要求I所述處理裝置的曝氣生物濾池內設有填料，填料裝填高度1-2米。
6.如權利要求I所述處理裝置的石英砂過濾器前設投藥系統，投加少量絮凝劑可以獲得更為優質的出水，同時也可以獲得更好的除磷效果。
7.如權利要求I所述處理裝置的投藥系統包括加藥單元和快速配藥混合単元。
8.其中加藥單元主要加注絮凝劑，採用直接投加。
9.快速配藥混合單元採用混合池，內設攪拌機,轉速為260-300rpm,加藥泵從混合池提升藥液直接注入石英砂過濾器的進水前端，並通過道混合器的水力混合作用與原水充分混均。
10.如權利要求I所處理裝置採用長汙泥停留時間運行，最佳エ況匹配如下曝氣生物濾池HRT=1. 5-2h, BOD5負荷=3_6 kgB0D5/m3/d;石英砂過濾器濾速v=8_12m/s，活性炭過濾器濾速v=8-10m/s,消毒池接觸時間2min。
全文摘要
本發明涉及一種零排放的小區汙水資源化處理裝置,經本裝置處理後的水質可到達回用要求。本發明裝置由生化處理系統、物化處理系統、消毒系統和生物除臭系統組成。生化處理系統由格柵、調節池、提升泵、曝氣生物濾池依次通過管路連接組成。曝氣生物濾池內設有填料，填料裝填高度1-2米。物化系統由中間水池、石英砂過濾器和活性炭過濾器組成。消毒系統包括消毒池和二氧化氯發生器，消毒池內接觸時間2min。調節池內汙水所產生的臭氣經收集後被生物除臭系統吸附降解。本發明裝置充分發揮生物處理工藝的優勢，同時儘量減少了物化處理費用，設備簡單，運行費用低，是一項針對小區汙水處理和回用的實用可行技術。
文檔編號C02F9/14GK102976548SQ20121031538
公開日2013年3月20日 申請日期2012年8月31日 優先權日2011年9月6日
發明者王淑梅, 陳少華, 張召基 申請人:中國科學院城市環境研究所