公布日：2024.02.13
申請(qǐng)日：2023.11.17
分類號(hào)：C02F9/00(2023.01)I;C02F11/02(2006.01)I;C02F1/00(2023.01)N;C02F1/28(2023.01)N;C02F1/32(2023.01)N;C02F3/10(2023.01)N;C02F3/30(2023.01)N;C02F3
/32(2023.01)N
摘要
一種適于處理村鎮(zhèn)污水的污水處理系統(tǒng)和方法，系統(tǒng)包括調(diào)節(jié)池、A2O生化池、沉淀池、人工濕地系統(tǒng)、污泥干化池、發(fā)酵池及智能原位監(jiān)測(cè)模塊，調(diào)節(jié)池、A2O生化池和沉淀池依次連接，沉淀池的出水口連接人工濕地系統(tǒng)，沉淀池的污泥出口與污泥干化池和發(fā)酵池依次連接；A2O生化池經(jīng)過污泥沉淀后的出水進(jìn)入人工濕地系統(tǒng)；A2O生化池設(shè)置有碳緩釋生物填料，人工濕地系統(tǒng)設(shè)置有磷強(qiáng)吸附‑緩釋放填料，在使污泥減量化的同時(shí)實(shí)現(xiàn)氮磷同步深度去除，而減量化的污泥經(jīng)過污泥干化池干化脫水之后進(jìn)入發(fā)酵池，好氧發(fā)酵的產(chǎn)物可直接還田使用。本發(fā)明能夠有效解決村鎮(zhèn)污水處理過程中水量變化大、水質(zhì)存在碳氮比低、污泥資源化利用困難及氮磷處理及利用不完全難等問題。
權(quán)利要求書
1.一種適于處理村鎮(zhèn)污水的污水處理系統(tǒng)，其特征在于，包括調(diào)節(jié)池、A2O生化池、沉淀池、人工濕地系統(tǒng)、污泥干化池、發(fā)酵池以及智能原位監(jiān)測(cè)模塊，所述調(diào)節(jié)池、所述A2O生化池和所述沉淀池依次連接，所述沉淀池的出水口連接所述人工濕地系統(tǒng)，所述沉淀池的污泥出口與所述污泥干化池和所述發(fā)酵池依次連接；所述A2O生化池經(jīng)過污泥沉淀后的出水進(jìn)入所述人工濕地系統(tǒng)；所述智能原位監(jiān)測(cè)模塊包括設(shè)于所述A2O生化池的溶解氧感應(yīng)裝置、氨氮感應(yīng)裝置、磷感應(yīng)裝置以及水位感應(yīng)裝置，以及設(shè)于所述發(fā)酵池的溶解氧感應(yīng)裝置和溫度計(jì)探頭；所述A2O生化池設(shè)置有碳緩釋生物填料，所述碳緩釋生物填料包括碳緩釋材料、聚氨酯填料和生物懸浮球填料，所述碳緩釋材料負(fù)載和分散在所述聚氨酯填料中，所述聚氨酯填料置入所述生物懸浮球填料中；其中，所述碳緩釋材料以生物炭為基本原材料接枝有機(jī)物后嵌入所述聚氨酯填料中，所述人工濕地系統(tǒng)設(shè)置有磷強(qiáng)吸附-緩釋放填料，所述磷強(qiáng)吸附-緩釋放填料包括針鐵礦、水鐵礦、鐵錳基復(fù)合材料中的一種或多種，在使污泥減量化的同時(shí)實(shí)現(xiàn)氮磷同步深度去除，而減量化的污泥經(jīng)過所述污泥干化池干化脫水之后進(jìn)入所述發(fā)酵池，好氧發(fā)酵的產(chǎn)物可直接還田使用。
2.如權(quán)利要求1所述的污水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述調(diào)節(jié)池包括格柵；所述污水處理系統(tǒng)還包括與所述人工濕地系統(tǒng)相連的過濾消毒池，所述過濾消毒池包括格柵和紫外消毒裝置。
3.如權(quán)利要求1至2任一項(xiàng)所述的污水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述碳緩釋生物填料包括軟碳、硬碳及碳骨架，所述軟碳能夠在水體中碳含量低時(shí)快速將碳元素釋放于水體中，所述硬碳及碳骨架能夠?yàn)槲⑸锷L(zhǎng)提供附著位點(diǎn)，和通過微生物對(duì)所述碳骨架鉆孔補(bǔ)充碳源。
4.如權(quán)利要求1至2任一項(xiàng)所述的污水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述聚氨酯填料為正方形填料。
5.如權(quán)利要求1至2任一項(xiàng)所述的污水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述A2O生化池中的好氧池的曝氣裝置采用海綿狀微孔曝氣結(jié)構(gòu)，所述碳緩釋生物填料設(shè)置在所述曝氣裝置的上方。
6.如權(quán)利要求1至2任一項(xiàng)所述的污水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述人工濕地系統(tǒng)為垂直流形式，垂直方向依次放入磚塊、陶粒、吸附-緩釋磷填料包、土壤、礦石，垂直方向依次選擇挺水植物、淺水植物和沉水植物，吸附-緩釋磷填料包放在植物根系部分。
7.如權(quán)利要求1至2任一項(xiàng)所述的污水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述污泥干化池配置有旋轉(zhuǎn)推動(dòng)機(jī)，用于推動(dòng)干化之后的污泥到所述發(fā)酵池中。
8.一種污水處理方法，其特征在于，使用如權(quán)利要求1至7任一項(xiàng)所述的污水處理系統(tǒng)進(jìn)行污水處理，其中，在所述沉淀池?zé)o需投加絮凝劑和混凝劑，以便活性污泥減量化；通過設(shè)置有碳緩釋生物填料的所述A2O生化池，以設(shè)置有磷強(qiáng)吸附-緩釋放填料的所述人工濕地系統(tǒng)，在使污泥減量化的同時(shí)實(shí)現(xiàn)氮磷同步深度去除，而減量化的污泥經(jīng)過所述污泥干化池干化脫水之后進(jìn)入所述發(fā)酵池，好氧發(fā)酵的產(chǎn)物可直接還田使用，所述人工濕地系統(tǒng)得到的磷緩釋肥可進(jìn)行資源化利用。
9.如權(quán)利要求8的污水處理方法，其特征在于，所述人工濕地系統(tǒng)得到的磷緩釋肥加入所述發(fā)酵池中。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于克服上述背景技術(shù)的缺陷，提供一種適于處理村鎮(zhèn)污水的污水處理系統(tǒng)和方法。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
一種適于處理村鎮(zhèn)污水的污水處理系統(tǒng)，包括調(diào)節(jié)池、A2O生化池、沉淀池、人工濕地系統(tǒng)、污泥干化池、發(fā)酵池以及智能原位監(jiān)測(cè)模塊，所述調(diào)節(jié)池、所述A2O生化池和所述沉淀池依次連接，所述沉淀池的出水口連接所述人工濕地系統(tǒng)，所述沉淀池的污泥出口與所述污泥干化池和所述發(fā)酵池依次連接；所述A2O生化池經(jīng)過污泥沉淀后的出水進(jìn)入所述人工濕地系統(tǒng)；所述智能原位監(jiān)測(cè)模塊包括設(shè)于所述A2O生化池的溶解氧感應(yīng)裝置、氨氮感應(yīng)裝置、磷感應(yīng)裝置以及水位感應(yīng)裝置，以及設(shè)于所述發(fā)酵池的溶解氧感應(yīng)裝置和溫度計(jì)探頭；所述A2O生化池設(shè)置有碳緩釋生物填料，所述碳緩釋生物填料包括碳緩釋材料、聚氨酯填料和生物懸浮球填料，所述碳緩釋材料負(fù)載和分散在所述聚氨酯填料中，所述聚氨酯填料置入所述生物懸浮球填料中；其中，所述碳緩釋材料以生物炭為基本原材料接枝有機(jī)物后嵌入所述聚氨酯填料中，所述人工濕地系統(tǒng)設(shè)置有磷強(qiáng)吸附-緩釋放填料，所述磷強(qiáng)吸附-緩釋放填料包括針鐵礦、水鐵礦、鐵錳基復(fù)合材料中的一種或多種，在使污泥減量化的同時(shí)實(shí)現(xiàn)氮磷同步深度去除，而減量化的污泥經(jīng)過所述污泥干化池干化脫水之后進(jìn)入所述發(fā)酵池，好氧發(fā)酵的產(chǎn)物可直接還田使用。
進(jìn)一步地：
所述調(diào)節(jié)池包括格柵；所述污水處理系統(tǒng)還包括與所述人工濕地系統(tǒng)相連的過濾消毒池，所述過濾消毒池包括格柵和紫外消毒裝置。
所述碳緩釋生物填料包括軟碳、硬碳及碳骨架，所述軟碳能夠在水體中碳含量低時(shí)快速將碳元素釋放于水體中，所述硬碳及碳骨架能夠?yàn)槲⑸锷L(zhǎng)提供附著位點(diǎn)，和通過微生物對(duì)所述碳骨架鉆孔補(bǔ)充碳源。
所述聚氨酯填料為正方形填料。
所述A2O生化池中的好氧池的曝氣裝置采用海綿狀微孔曝氣結(jié)構(gòu)，所述碳緩釋生物填料設(shè)置在所述曝氣裝置的上方。
所述人工濕地系統(tǒng)為垂直流形式，垂直方向依次放入磚塊、陶粒、吸附-緩釋磷填料包、土壤、礦石，垂直方向依次選擇挺水植物、淺水植物和沉水植物，吸附-緩釋磷填料包放在植物根系部分。
所述污泥干化池配置有旋轉(zhuǎn)推動(dòng)機(jī)，用于推動(dòng)干化之后的污泥到所述發(fā)酵池中。
一種污水處理方法，使用所述的污水處理系統(tǒng)進(jìn)行污水處理，其中，在所述沉淀池?zé)o需投加絮凝劑和混凝劑，以便活性污泥減量化；通過設(shè)置有碳緩釋生物填料的所述A2O生化池，以設(shè)置有磷強(qiáng)吸附-緩釋放填料的所述人工濕地系統(tǒng)，在使污泥減量化的同時(shí)實(shí)現(xiàn)氮磷同步深度去除，而減量化的污泥經(jīng)過所述污泥干化池干化脫水之后進(jìn)入所述發(fā)酵池，好氧發(fā)酵的產(chǎn)物可直接還田使用，所述人工濕地系統(tǒng)得到的磷緩釋肥可進(jìn)行資源化利用。進(jìn)一步地，所述人工濕地系統(tǒng)得到的磷緩釋肥加入所述發(fā)酵池中，磷緩釋肥是碳基材料去除磷之后的產(chǎn)品，能夠與污泥一同發(fā)酵，進(jìn)而提高碳化程度及肥力。
本發(fā)明具有如下有益效果：
本發(fā)明提出一種適于處理村鎮(zhèn)污水的污水處理系統(tǒng)和方法，該系統(tǒng)可構(gòu)成一體化智能小型村鎮(zhèn)污水聯(lián)合處理設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了碳緩釋生物填料、磷強(qiáng)吸附-緩釋放填料、污泥減量化和資源化在村鎮(zhèn)污水聯(lián)合處理工藝。通過A2O處理工藝及人工濕地系統(tǒng)聯(lián)用工藝實(shí)現(xiàn)村鎮(zhèn)污水中氮磷同步深度去除；在污水處理前端取消絮凝劑和混凝劑的投加，從根本上實(shí)現(xiàn)活性污泥減量化；在A2O工藝中引入碳緩釋填料，促進(jìn)微生物有效附負(fù)載及實(shí)現(xiàn)低碳氮比污水高效處理；在人工濕地系統(tǒng)中引入氮磷強(qiáng)吸附-緩釋放人工填料，實(shí)現(xiàn)氮磷的深度處理及綜合利用。其主要優(yōu)點(diǎn)包括：
從污泥減量化和資源化出發(fā)，在工藝前端直接取消絮凝劑和混凝劑投加，從根本上減少污泥產(chǎn)量；同時(shí)由于產(chǎn)生污泥中存在大量氮磷等營(yíng)養(yǎng)元素，能夠作為有機(jī)肥應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，因此產(chǎn)生污泥簡(jiǎn)單脫水之后直接進(jìn)入發(fā)酵管進(jìn)行好氧發(fā)酵，發(fā)酵過程中通過溶解氧和溫度計(jì)探頭直接智能監(jiān)控和調(diào)節(jié)發(fā)酵罐內(nèi)含氧量和溫度，發(fā)酵產(chǎn)物可以直接還田使用。同時(shí)考慮到前端沒有投加絮凝劑和混凝劑將可能導(dǎo)致磷去除不完全，由此在人工濕地系統(tǒng)中加入磷強(qiáng)吸附和緩釋放填料，實(shí)現(xiàn)磷的深度處理及資源化利用。
從村鎮(zhèn)污水處理中氮磷資源化利用為目的，成功碳緩釋填料、磷強(qiáng)吸附-緩釋放填料、污泥減量化和資源化處理構(gòu)筑物耦合進(jìn)入A2O-人工濕地系統(tǒng)工藝中，提高整體工藝抗沖擊負(fù)荷及氮磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的有效回收和綜合利用。
本發(fā)明耦合A2O-人工濕地系統(tǒng)工藝，并在工藝中投加碳緩釋填料、磷強(qiáng)吸附-緩釋放填料、污泥減量化和資源化處理構(gòu)筑物，實(shí)現(xiàn)氮磷的高效去除及資源化利用，有效解決了村鎮(zhèn)污水處理過程中水量變化大、水質(zhì)存在碳氮比低、污泥資源化利用困難及氮磷處理及利用不完全難等問題。
（發(fā)明人：毛偉;康麗;李強(qiáng);鄧新輝;段艷君）
