城市汙水處理系統及工藝的製作方法

2023-04-29 06:11:16 3

本發明涉及汙水處理技術領域，尤其涉及一種城市汙水處理系統及工藝。

背景技術：

城市生活汙水主要是城市生活中使用的各種洗滌劑、汙水、垃圾和糞便等，多為無毒的無機鹽類，其中含n、p、s等元素比較多，由於家庭用水、初期雨水、洗滌等廢水的匯入，使生活汙水中的n、p嚴重超標，cod、bod的值也在增加，而且生活汙水能夠導致病原體汙染、富氧化汙染、酸鹼鹽汙染等。

近些年來，我國城市的經濟發展速度相對較快，城市中生產和生活而產生的汙水量也在逐漸的增多，與國外發達國家相比，我國城市汙水處理率還不高，工藝還有待完善，管理還比較落後，平均每150萬人左右才擁有一座汙水處理廠，並且還存在汙水處理廠建設有效投資利用率及處理出水率達標低等諸多問題。我國汙水處理設施相對於發達國家還十分落後。

目前現有技術中汙水處理的工藝也較為單一，主要採用兩段活性汙泥法，即將汙水管道、汙水處理廠視為一個汙水處理系統，包括：自吸式射流曝氣器、側向流坡形斜板沉澱池、無支架的汙泥懸浮型生物填料。其具體實現方法為：a段為高負荷，b段低負荷，a、b兩段分別回流，充分利用其內的微生物，使其充分發揮作用，創造良好的環境條件便於不同時期生長的優勢微生物種群的生長。然而這種處理方法雖然效果穩定，但是成本較高，且去除率較低，bod去除率僅為90％，cod去除率僅為80％。同時還存在建設工期長、建設成本較高等問題。

技術實現要素：

為解決現有的技術中的問題，針對汙水處理系統建設工程複雜，處理汙水效率低等問題，本發明提供了一種合理布局、整體協調、最大限度地減少廢水排放量的城市汙水處理系統及利用該系統進行的汙水處理工藝。

為達上述目的，本發明通過以下技術方案實現：

一種城市汙水處理系統，該系統包括第一箱體和第二箱體，第一箱體內包括缺氧池、好氧池、沉澱池和清水池，第二箱體內包括調節池、mbr膜池和汙泥池，所述調節池、缺氧池、好氧池、沉澱池和汙泥池通過水管依次連通，所述mbr膜池分別與沉澱池、清水池、缺氧池和汙泥池連通，缺氧池和好氧池內設置有mbbr反應器，好氧池內還設置有折板裝置。

其中，mbr為膜生物反應器，mbbr工藝為移動床生物膜反應器技術，本發明的汙水處理系統在mbbr工藝基礎上，設計b-m2工藝，即折板式移動床生物膜反應器，b-m2工藝兼具mbbr工藝特點，另設置折板，增加汙水與填料的接觸時間，大大提高了汙水處理效率，減少處理系統的佔地面積。

進一步地，調節池入口處設置有格柵。用於過濾較大的懸浮物、漂浮物、毛髮以及纖維等雜質。調節池內還設置有汙水泵，用於將調節池內的汙水提升至缺氧池中。

進一步地，缺氧池內設置有攪拌機，使缺氧池內的反應充分進行。

進一步地，好氧池內設置有微孔曝氣器，微孔曝氣器連通有鼓風機。

進一步地，沉澱池中設置有第一汙泥泵，第一汙泥泵通過管道與缺氧池連通。

進一步地，mbr膜池中設置有第二汙泥泵。

進一步地，第一箱體和第二箱體端部分別設置有第一設備間和第二設備間。

一種城市汙水處理工藝，包括以下步驟：

s1、汙水經收集匯總後由汙水泵將汙水提升進入格柵內，然後自流入調節池內，進行水質、水量的調節；

s2、經調節後的汙水進入投放有活性生物填料的缺氧池內，啟動攪拌機，使汙水與活性生物填料表面生長的微生物充分接觸、混合，依靠反硝化細菌進行反硝化作用；

s3、經缺氧池處理後的汙水自流入好氧池內，向好氧池的內曝氣，汙水經過多次折流，在mbbr反應器內進行反應；通過曝氣使填料在mbbr反應器內的混合液中迴旋翻轉的作用下自由移動，汙水連續經過mbbr反應器內的懸浮填料並逐漸在填料內外表面形成生物膜。

s4、經好氧池處理後的水自流至沉澱池，加藥絮凝，絮狀物經斜板截留沉澱於沉澱池池底，上清液自流至mbr膜池；

s5、上清液在mbr膜池內mbr膜的過濾作用後，由自吸泵泵入紫外線消毒裝置中進行消毒處理；

s6、消毒處理後進入清水池，而後自流出水。

進一步地，步驟s4中，沉澱池中汙泥回流至缺氧池中，維持缺氧池的汙泥濃度。

進一步地，步驟s5中，mbr膜池中設置的第二汙泥泵，將過濾出的混合液提升至缺氧池中，進一步進行反硝化作用去氮。

本發明的城市汙水處理系統及工藝，為處理生活汙水，其有益效果在於：1、設計採用b-m2生物處理技術，為mbbr工藝基礎上設置折板，增加汙水與填料的接觸時間，大大提高了汙水處理效率；2、同時後置mbr膜，利用膜分離技術與生物處理技術有機結合的綜合治理工藝，具有處理效率高、出水水質好；設備緊湊、佔地面積小；易實現自動控制、運行管理簡單等優點；3、汙水處理裝置的總體布局合理緊湊，力求簡化流程、減少能耗、節約工程投資，並應與周圍建造的裝置協調一致、美觀大方，總體上構築物組合化，減少處理系統的佔地面積；4、在保證出水要求的情況下，儘量減少工程投資和運行費用，確保工程的可靠性及有效性，減少日常維護檢修工程量，改善工人操作條件。

附圖說明

圖1為本發明的工藝流程示意圖；

圖2為本發明的平面布置圖。

圖中，1、調節池；2、缺氧池；3、好氧池；4、沉澱池；41、絮凝加藥系統；5、汙泥池；6、mbr膜池；61、反洗管線；62、出水管線；63、抽吸泵；64、流量計；65、紫外線殺菌裝置；7、清水池；8、mbbr反應器；9、折板裝置；10、格柵；11、攪拌機；12、鼓風機；13、微孔曝氣器；14、第一汙泥泵；15、第二汙泥泵；16、第一設備間；17、第二設備間。

具體實施方式

下面結合實施例對本發明做進一步說明，但不局限於說明書上的內容。

實施例一

如圖1和圖2所示的一種城市汙水處理系統，本系統為一體化設備，該系統包括第一箱體和第二箱體，第一箱體內包括缺氧池2、好氧池3、沉澱池4和清水池7，第二箱體內包括調節池1、mbr膜池6和汙泥池5，調節池1、缺氧池2、好氧池3、沉澱池4和汙泥池5通過水管依次連通，mbr膜池6分別與沉澱池5、清水池7、缺氧池2和汙泥池4連通。調節池1入口處設置有格柵10，汙水在流入調節池1之前經格柵10，用於攔截過濾汙水中較大的懸浮物、漂浮物、毛髮以及纖維等雜質；汙水通過水泵提升進入缺氧池2中，缺氧池2和好氧池3內設置有mbbr反應器8，好氧池3內還設置有折板裝置9，缺氧池2內設置有攪拌機11，進行汙水攪拌，使懸浮活性生物填料與汙水充分接觸；好氧池3內設置有微孔曝氣器13，微孔曝氣器13連通有鼓風機12，優選地，好氧池3為設置有2個。

沉澱池4採用斜管沉澱池，其連接有絮凝加藥系統41和mbr膜池6。沉澱池4通過池中設置的第一汙泥泵14與缺氧池2連通，用於將沉澱池4中汙泥再次回流至缺氧池2中，用於維持汙泥濃度，並進行反硝化處理。

mbr膜池6中設置有第二汙泥泵15,用於將mbr膜池6中過濾後的混合液回流至缺氧池2進行重複處理。mbr膜池6通過反洗管線61和出水管線62獨立的兩條線路與清水池7連通，出水管線62上設置有抽吸泵63、流量計64和紫外線殺菌裝置65。mbr膜池6內設置有第二汙泥泵15，以此與缺氧池2和汙泥池5連通。處理後的水進入清水池7進行存儲和再利用。

缺氧池2內採用mbbr工藝，規格為3000mm*3000mm*3300mm，池內具有材質為hdpe的懸浮活性生物填料共9m3，在缺氧池2的進出水處設置有填料攔截柵網，與缺氧池2連接的攪拌機11功率採用0.75kw，汙水在缺氧池2內的停留時間為3.8h。

好氧池3內採用mbbr工藝，兼具有折板技術，規格為4000mm*3000mm*3300mm，池內具有材質為hdpe的懸浮活性生物填料共12m3，在好氧池3的進出水處同樣需設置有填料攔截柵網，池內設置的微孔曝氣器13採用epdm/abs，汙水在好氧池3內的停留時長為5h。

沉澱池4為斜管沉澱池，規格為2000mm*3000mm*3300mm，其中蜂窩斜管填料為6m3，汙水在沉澱池4內的停留時長為2.4h。清水池7的規格為1500mm*3000mm*3300mm。

調節池1規格為4500mm*3000mm*3300mm，池內設置配套液位浮球3套，汙水在調節池1內停留時長為5.8h。mbr膜池規格為4500mm*3000mm*3300mm，配套設置的還包括抽吸泵2臺和汙泥泵2臺。

第一箱體和第二箱體端部分別設置有第一設備間16和第二設備間17，第一設備間16和第二設備間17用於放置安裝本系統中所涉及的電氣設備，使電氣設備與現場汙水環境相隔離；本發明的系統設備還包括自動控制櫃2套，用於控制電氣設備的開關。

實施例二

如圖1所示的一種城市汙水處理工藝，包括以下步驟：

s1、汙水經收集匯總後由汙水泵將汙水提升進入格柵10內，然後自流入調節池1內，進行水質、水量的調節；

汙水經收集匯集後由汙水泵將汙水提升進入格柵10後，用以攔截汙水中較大的懸浮物、漂浮物、毛髮以及纖維等雜質。

s2、經調節後的汙水進入投放有活性生物填料的缺氧池2內，啟動攪拌機11，使汙水與活性生物填料接觸、混合，並進行反硝化作用；

缺氧池採用mbbr生物處理工藝，攪拌機11攪拌使生物填料自由移動、分布均勻，確保汙水能與填料表面生長的微生物充分接觸、混合。汙水在缺氧池2內依靠反硝化細菌進行反硝化作用，使廢水中的tn得到有效的去除，在反硝化過程的同時，去除汙水中的大部分cod。

s3、經缺氧池2處理後的汙水自流入好氧池3內，向好氧池內曝氣，汙水經過多次折流，在mbbr反應器內進行反應；

好氧池採用mbbr生物處理工藝，其中加入導流折板技術，通過設置折板大大增加了汙水與反應器中懸浮填料的接觸時間，使汙水中的cod、氨氮等汙染物得到徹底的降解和去除。在好氧池內設置微孔曝氣器13，一方面充分保證好氧生物所需的溶解氧，另一方面確保懸浮活性生物填料能在池內充分流化均勻，通過曝氣使填料在mbbr反應器內的混合液中迴旋翻轉的作用下自由移動，汙水連續經過mbbr反應器內的懸浮填料並逐漸在填料內外表面形成生物膜。

s4、經好氧池處理後的水自流至沉澱池，加藥絮凝，絮狀物經斜板截留沉澱物於沉澱池池底，上清液自流至mbr膜池；

沉澱池為斜管澱池，設置絮凝加藥裝置，利用絮凝劑與汙水充分混合，增大懸浮物膠體、分散顆粒間的相互作用力，生成尺寸和質量較大的絮狀體，再經過斜管的截留，使汙泥沉澱，上清液自流至mbr膜池，進行處理；優選地，在沉澱池中設置的第一汙泥泵，用於將部分汙泥回流至缺氧池中，維持缺氧池的汙泥濃度，剩餘汙泥則被排放外運。

s5、上清液在mbr膜池內mbr膜的過濾作用後，進入紫外線消毒裝置中進行消毒處理；沉澱池出水接入mbr膜池，上清液在mbr膜的過濾作用下，由自吸泵泵入紫外線消毒裝置進行消毒處理，mbr膜池設置的第二汙泥泵，用於經mbr過濾出的混合液提升至缺氧池，進一步利用反硝化細菌去除水中總氮，過濾後的剩餘汙泥排放至汙泥池中，汙泥池中汙泥定期外運。

s6、消毒處理後進入清水池，而後自流出水。

本發明的城市汙水處理系統及工藝，採用b-m2工藝，即將mbbr工藝與折板技術相結合後再連接mbr工藝，其去除有機物、氨氮、總氮等汙染物主要依靠工藝處理單元中的生物處理工藝。其工作原理為：在缺氧池段，由於汙水中有機物濃度很高，微生物處於缺氧狀態，此時微生物為兼性微生物，它們將汙水中的有機氮轉化分解成氨氮，同時利用汙水中的有機碳作為電子供體，將汙水中的no2-n和no3-n轉化成n2，而且還利用部分有機碳源進而合成新的細胞物質。所以，缺氧池不僅具有一定的有機物去除功能，減輕後續好氧池的有機負荷，以利於反硝化作用，最終消除氮的富營養化汙染；在好氧池段，由於有機物濃度已大幅度降低，但仍有一定量的有機物及較高的氨氮存在，為了使有機物得到進一步的氧化分解，同時在碳化作用處於完成的情況下硝化作用能順利進行，在好氧池設置有機負荷較低的好氧生化系統，在好氧池段主要存在好氧微生物及自養型細菌—硝化菌，其中，好氧微生物將有機物分解成co2和h2o，自養型細菌利用有機物分解產生的無機碳或空氣中的co2作為營養源，將汙水中的nh3-n轉化成no2-n和no3-n，好氧池出水回流到缺氧池，為缺氧池提供電子接受體，通過反硝化作用最終消除氮的汙染，從而達到最終去除汙水中bod、cod、氨氮和tn等汙染物的目的。

汙水經生物處理後進入斜管沉澱池後的汙水自流進入mbr膜生物反應器內進行膜分離處理，進一步去除汙水中的cod、ss等汙染物。

本發明的處理系統及工藝克服了傳統汙水處理設備工藝設計上造成的汙染物去除率低的缺陷，在生化工藝段採用b-mbbr生物處理技術，通過在生物池內投加懸浮活性生物填料，大大增加了反應器內的微生物及微生物種群，同時在好氧池段設置與mbbr配合的折板裝置，增加了汙水與生物填料的穩定接觸時間，使能夠充分接觸汙水中汙染物，能使汙水中的各種汙染物得到徹底的降解和去除，為出水穩定達標排放提供了有力的保證。

顯然，本發明的上述實施方式僅僅是為清楚地說明本發明所作的舉例，而並非是對本發明的實施方式的限定。對於所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這裡無法對所有的實施方式予以窮舉。凡是屬於本發明的技術方案所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處於本發明的保護範圍之列。