公布日：2023.05.09
申請日：2022.12.27
分類號：C02F9/00(2023.01)I;C02F1/52(2023.01)N;C02F1/56(2023.01)N;C02F1/32(2023.01)N;C02F3/30(2023.01)N;C02F1/50(2023.01)N;C02F101/30(2006.01)N;C02F1/
48(2023.01)N
摘要
本發明公開了一種污水深度處理系統及工藝，其特征在于：百樂克工藝段二級處理后，包括水位提升池、生物接觸氧化池、磁混凝澄清池、消毒接觸池、尾水井、儲泥池和污泥濃縮脫水機房。本發明采用生物接觸氧化池，可有效去除污水中的有機污染物，池內填料比表面積大，充氧條件良好，具有較高的容積負荷，對水質水量的驟變有較強的適應能力，不存在污泥膨脹問題，運行管理簡便，無污泥回流，易于培菌馴化；磁混凝澄清池內投加磁粉，磁粉顆粒微小，密度高，使得水中膠體顆粒與磁粉顆粒很容易碰撞脫穩形成絮體，大大提高了懸浮物去除效率和沉淀速度，非常適合針對去除TP和SS的深度處理，磁混凝澄清池出水SS、TP、TN、NH3‑N、COD、BOD5均可達到一級A標準排放。
權利要求書
1.一種污水深度處理系統，其特征在于：包括水位提升池、生物接觸氧化池、磁混凝澄清池、消毒接觸池、尾水井、儲泥池和污泥濃縮脫水機房；所述水位提升池與百樂克工藝段二級污水處理系統相連，內部設有潛水軸流泵，用于將百樂克工藝段二級處理的出水提升至生物接觸氧化池；所述生物接觸氧化池與水位提升池相連，包括依次連接的第一好氧段、缺氧段和第二好氧段，所述生物接觸氧化池池內投加懸浮填料，填料上布滿微生物生物膜，所述缺氧段中微生物生物膜包含苯環類、雜環類降解菌種，用于降解污水中的COD和SS污染物，所述第一好氧段、第二好氧段中微生物生物膜包含糖類、有機酸、烴類和其他有機物降解菌種，用于降解污水中的COD、氨氮、總氮、色度、SS污染物，所述第一好氧段、第二好氧段的池邊設有曝氣鼓風機，底部設有穿孔管曝氣，用于給生物膜上的微生物提供氧氣，生物膜生長至一定厚度后，填料上的微生物會因缺氧而進行厭氧代謝，產生的氣體及曝氣形成的沖刷作用會造成生物膜的脫落，并促進新生物膜的生長，所述缺氧段內設有低速潛水推流器，使污水以一定的流速流過微生物生物膜；所述磁混凝澄清池設于澄清池室內，與生物接觸氧化池相連，包括依次連接的混凝反應區、磁粉反應區、絮凝反應區和磁混凝區；所述混凝反應區設有兩個反應池；所述混凝反應區投加有PAC混凝劑，內部設有Ⅰ型立式反應池攪拌器；所述磁粉反應區投加有磁粉，內部設有Ⅱ型立式反應池攪拌器；所述絮凝反應區投加有PAM助凝劑，內部設有Ⅲ型立式反應池攪拌器；所述磁混凝區上部設有若干斜管，底部中間設有污泥沉降室，磁混凝區內污水中形成的絮體經重力沉降在斜管壁上，滑入池底污泥沉降室內，使絮體得以從水中分離，所述污泥沉降室上方設有中心傳動刮泥機，用于防止底部磁粉、污泥的沉積，方便更好的回流；所述污泥沉降室側壁上設有出污泥管，所述出污泥管通過污泥回流泵、污泥回流管與磁粉反應區相連，所述污泥回流泵設有1～2件，所述出污泥管通過剩余污泥泵、剩余污泥管與高剪機連接，所述高剪機的污泥出口連接有磁分離器，所述磁分離器的污泥出口連接儲泥池，所述磁分離器中分離的磁粉通過磁粉回收管返回磁粉反應區，所述儲泥池用于儲存污水處理過程中產生的污泥并泵送至污泥濃縮脫水機房，所述儲泥池內部設有潛水攪拌機，用于防止污泥沉積；所述污泥濃縮脫水機房內設有帶式濃縮脫水一體機，用于對污泥進行濃縮脫水處理；所述磁混凝區上部與消毒接觸池相連，所述消毒接觸池內設有若干低壓高強、固態水銀合金紫外燈和電子鎮流器；所述尾水井與消毒接觸池相連，用于存儲消毒凈化后的水并通過排水管道向外排放；所述潛水軸流泵、曝氣鼓風機、低速潛水推流器、Ⅰ型立式反應池攪拌器、Ⅱ型立式反應池攪拌器、Ⅲ型立式反應池攪拌器、中心傳動刮泥機、污泥回流泵、剩余污泥泵、高剪機、磁分離器、潛水攪拌機、帶式濃縮脫水一體機、電子鎮流器均與PLC控制系統相聯。
2.根據權利要求1所述的一種污水深度處理系統，其特征在于：還包括PAM加藥間、混凝劑儲罐、碳源儲罐和次氯酸鈉儲罐；所述PAM加藥間用于配制、儲存和投放PAM助凝劑，設于澄清池室內絮凝反應區旁邊，并通過加藥泵和加藥管與絮凝反應區相連通；所述混凝劑儲罐、碳源儲罐和次氯酸鈉儲罐均設于澄清池室外側，分別用于儲存PAC混凝劑、碳源和次氯酸鈉，所述混凝劑儲罐通過混凝劑隔膜計量泵、第一輸液管與混凝反應區相連通，所述碳源儲罐通過碳源隔膜計量泵、第二輸液管與缺氧段相連通，所述次氯酸鈉儲罐通過次氯酸鈉隔膜計量泵、第三輸液管與消毒接觸池進水端相連通；所述加藥泵、混凝劑隔膜計量泵、碳源隔膜計量泵、次氯酸鈉隔膜計量泵均與PLC控制系統相聯。
3.根據權利要求1所述的一種污水深度處理系統，其特征在于：所述磁粉粒徑設為90～110µm；所述斜管平均表面負荷設為14.7m/h，峰值表面負荷設為19.1m/h。
4.根據權利要求1所述的一種污水深度處理系統，其特征在于：所述懸浮填料采用辮帶式填料，池內的生物固體濃度設為5～10g/l，容積負荷可達2.0～3.0kgBOD5/m3.d。
5.根據權利要求2所述的一種污水深度處理系統，其特征在于：所述缺氧段內投加有碳源，所述碳源設為醋酸鈉，幫助反硝化脫氮。
6.根據權利要求2所述的一種污水深度處理系統，其特征在于：所述消毒接觸池進水端投加次氯酸鈉消毒劑，用于強化對大腸桿菌的去除。
7.根據權利要求1所述的一種污水深度處理系統，其特征在于：所述固態水銀合金紫外燈外側套設有可自動清洗的紫外燈套管，用于清洗吸附于套管壁上的污垢膜，確保不會降低對紫外光強度傳送和保證連續滅菌功能。
8.一種權利要求1至7任一項所述污水深度處理系統的處理工藝，其特征在于包括如下步驟：S1、出水提升：將百樂克工藝段二級處理后出水排入中間水位提升池，并通過潛水軸流泵泵入生物接觸氧化池；S2、強化生化處理：進入生物接觸氧化池的污水依次經過第一好氧段、缺氧段、第二好氧段三個處理段，三個處理段污水停留時間分別為1h、1.25h及0.25h，并通過低速潛水推流器的作用，以一定的流速流經池底填料上布滿的生物膜，污水與生物膜廣泛接觸，在生物膜上微生物的新陳代謝的作用下，可最終除去污水中的有機污染物；S3、磁混凝沉淀工藝：經步驟S2凈化的出水進入磁混凝澄清池，依次經過混凝反應區、磁粉反應區、絮凝反應區和磁混凝區，混凝反應區、磁粉反應區、絮凝反應區內分別投入PAC混凝劑、磁粉、PAM助凝劑，PAC混凝劑投加量設為50～80mg/l，PAM助凝劑投加量設為0.5～0.8mg/l，混凝反應區、磁粉反應區、絮凝反應區污水停留時間均設為10min，同時池內Ⅰ型立式反應池攪拌器、Ⅱ型立式反應池攪拌器、Ⅲ型立式反應池攪拌器以200～300r/min的速度攪拌，磁混凝區污水停留時間設為30min，磁混凝澄清池主要去除污水中的TP和SS，同時對COD、BOD5也有部分去除效果，磁混凝區34出水SS、TP、TN、NH3-N、COD、BOD5均可達到一級A標準排放；S4、污泥回流工藝：步驟S3中進入磁混凝區內污水中形成的絮體經重力沉降在上端斜管壁上，并順著斜管壁滑入池底污泥沉降室內，使絮體得以從水中分離，污泥沉降室內的污泥通過出污泥管、污泥回流泵、污泥回流管返回絮凝反應區，繼續參與絮凝反應，隨污泥回流的PAC混凝劑、磁粉、PAM助凝劑還能再次發揮作用，有助于減少PAC混凝劑、磁粉、PAM助凝劑的投加量；污泥回流泵35的頻率設為0～50HZ，污泥的回流比為進水量的8%～12%；S5、定期排泥工藝：剩余污泥泵定期將磁混凝區內的剩余污泥通過剩余污泥管泵入高剪機，排泥比設為進水量的2%，經過高剪機粉碎后進入磁分離器，分離出的磁粉返回磁粉反應區繼續參與反應，可以減少磁粉投加量，從磁分離器出來的剩余污泥泵入儲泥池；S6、消毒工藝：將磁混凝區出水進入消毒接觸池，向消毒接觸池進水端投加次氯酸鈉消毒劑，用于去除大腸桿菌，再經過低壓高強、固態水銀合金紫外燈發射的C波段紫外光的強力殺菌消毒，可以殺滅水中的各種細菌、病毒、寄生蟲、水藻以及其他病原體，糞大腸菌群數低于1000個/L，達到一級A標準；S7、尾水井出水：將步驟S6殺菌消毒后的水排入尾水井，并通過排水管向外排放；S8、污泥濃縮脫水工藝：將步驟S5中儲泥池的污泥泵入污泥濃縮脫水機房，經過帶式濃縮脫水一體機脫水濃縮至含水率80%以下后運至污泥深度處理車間。
9.根據權利要求8所述的處理工藝，其特征在于：所述步驟S2中缺氧段內根據需要投加醋酸鈉作為補充碳源，幫助反硝化脫氮，降低污水中總氮指標。
10.根據權利要求8所述的處理工藝，其特征在于：所述步驟S6中紫外燈外面套設的紫外燈套管可定期自動清洗吸附于套管壁上的污垢膜，確保不會降低對紫外光強度傳送和保證連續滅菌功能。
發明內容
為了解決上述現有污水處理百樂克工藝出水水質還會殘留有少部分難生物降解有機物、氮和磷的化合物，未能沉淀的固體顆粒、致病微生物以及無機鹽等污染物質，BOD5、SS、NH3-N、TP等指標均有不同程度概率難以達到一級A標準，其中主要是TP和SS難以達標的問題，本發明提供了一種污水深度處理系統及工藝。
為了達到上述目的，本發明提供了一種污水深度處理系統，其特征在于：包括水位提升池、生物接觸氧化池、磁混凝澄清池、消毒接觸池、尾水井、儲泥池和污泥濃縮脫水機房；
所述水位提升池與百樂克工藝段二級污水處理系統相連，內部設有潛水軸流泵，用于將百樂克工藝段二級處理的出水提升至生物接觸氧化池；
所述生物接觸氧化池與水位提升池相連，包括依次連接的第一好氧段、缺氧段和第二好氧段，所述生物接觸氧化池池內投加懸浮填料，填料上布滿微生物生物膜，所述缺氧段中微生物生物膜包含苯環類、雜環類降解菌種，用于降解污水中的COD和SS污染物，所述第一好氧段、第二好氧段中微生物生物膜包含糖類、有機酸、烴類和其他有機物降解菌種，用于降解污水中的COD、氨氮、總氮、色度、SS污染物，所述第一好氧段、第二好氧段的池邊設有曝氣鼓風機，底部設有穿孔管曝氣，用于給生物膜上的微生物提供氧氣，生物膜生長至一定厚度后，填料上的微生物會因缺氧而進行厭氧代謝，產生的氣體及曝氣形成的沖刷作用會造成生物膜的脫落，并促進新生物膜的生長，所述缺氧段內設有低速潛水推流器，使污水以一定的流速流過微生物生物膜；
所述磁混凝澄清池設于澄清池室內，與生物接觸氧化池相連，包括依次連接的混凝反應區、磁粉反應區、絮凝反應區和磁混凝區；所述混凝反應區設有兩個反應池；
所述混凝反應區投加有PAC混凝劑，內部設有Ⅰ型立式反應池攪拌器；
所述磁粉反應區投加有磁粉，內部設有Ⅱ型立式反應池攪拌器；
所述絮凝反應區投加有PAM助凝劑，內部設有Ⅲ型立式反應池攪拌器；
所述磁混凝區上部設有若干斜管，底部中間設有污泥沉降室，磁混凝區內污水中形成的絮體經重力沉降在斜管壁上，滑入池底污泥沉降室內，使絮體得以從水中分離，所述污泥沉降室上方設有中心傳動刮泥機，用于防止底部磁粉、污泥的沉積，方便更好的回流；
所述污泥沉降室側壁上設有出污泥管，所述出污泥管通過污泥回流泵、污泥回流管與磁粉反應區相連，所述污泥回流泵設有1～2件，所述出污泥管通過剩余污泥泵、剩余污泥管與高剪機連接，所述高剪機的污泥出口連接有磁分離器，所述磁分離器的污泥出口連接儲泥池，所述磁分離器中分離的磁粉通過磁粉回收管返回磁粉反應區，所述儲泥池用于儲存污水處理過程中產生的污泥并泵送至污泥濃縮脫水機房，所述儲泥池內部設有潛水攪拌機，用于防止污泥沉積；
所述污泥濃縮脫水機房內設有帶式濃縮脫水一體機，用于對污泥進行濃縮脫水處理；
所述磁混凝區上部與消毒接觸池相連，所述消毒接觸池內設有若干低壓高強、固態水銀合金紫外燈和電子鎮流器；
所述尾水井與消毒接觸池相連，用于存儲消毒凈化后的水并通過排水管道向外排放；
所述潛水軸流泵、曝氣鼓風機、低速潛水推流器、Ⅰ型立式反應池攪拌器、Ⅱ型立式反應池攪拌器、Ⅲ型立式反應池攪拌器、中心傳動刮泥機、污泥回流泵、剩余污泥泵、高剪機、磁分離器、潛水攪拌機、帶式縮脫水一體機、電子鎮流器均與PLC控制系統相聯。
作為本技術的進一步改進，還包括PAM加藥間、混凝劑儲罐、碳源儲罐和次氯酸鈉儲罐；6
所述PAM加藥間用于配制、儲存和投放PAM助凝劑，設于澄清池室內絮凝反應區旁邊，并通過加藥泵和加藥管與絮凝反應區相連通；
所述混凝劑儲罐、碳源儲罐和次氯酸鈉儲罐均設于澄清池室外側，分別用于儲存PAC混凝劑、碳源和次氯酸鈉，所述混凝劑儲罐通過混凝劑隔膜計量泵、第一輸液管與混凝反應區相連通，所述碳源儲罐通過碳源隔膜計量泵、第二輸液管與缺氧段相連通，所述次氯酸鈉儲罐通過次氯酸鈉隔膜計量泵、第三輸液管與消毒接觸池進水端相連通；
所述加藥泵、混凝劑隔膜計量泵、碳源隔膜計量泵、次氯酸鈉隔膜計量泵均與PLC控制系統相聯。
作為本技術的進一步改進，所述磁粉粒徑設為90～110μm；所述斜管平均表面負荷設為14.7m/h，峰值表面負荷設為19.1m/h。
作為本技術的進一步改進，所述懸浮填料采用辮帶式填料，池內的生物固體濃度設為5～10g/l，容積負荷可達2.0～3.0kgBOD5/m3.d。
作為本技術的進一步改進，所述缺氧段內投加碳源，所述碳源設為醋酸鈉，幫助反硝化脫氮。
作為本技術的進一步改進，所述消毒接觸池進水端投加次氯酸鈉消毒劑，用于強化對大腸桿菌的去除。
作為本技術的進一步改進，所述固態水銀合金紫外燈外側套設有可自動清洗的紫外燈套管，用于清洗吸附于套管壁上的污垢膜，確保不會降低對紫外光強度傳送和保證連續滅菌功能。
本發明還提供了上述污水深度處理系統的處理工藝，其特征在于包括如下步驟：
S1、出水提升：將百樂克工藝段二級處理后出水排入中間水位提升池，并通過潛水軸流泵泵入生物接觸氧化池；
S2、強化生化處理：進入生物接觸氧化池的污水依次經過第一好氧段、缺氧段、第二好氧段三個處理段，三個處理段污水停留時間分別為1h、1.25h及0.25h，并通過低速潛水推流器的作用，以一定的流速流經池底填料上布滿的生物膜，污水與生物膜廣泛接觸，在生物膜上微生物的新陳代謝的作用下，可最終除去污水中的有機污染物；
S3、磁混凝沉淀工藝：經步驟S2凈化的出水進入磁混凝澄清池，依次經過混凝反應區、磁粉反應區、絮凝反應區和磁混凝區，混凝反應區、磁粉反應區、絮凝反應區內分別投入PAC混凝劑、磁粉、PAM助凝劑，PAC混凝劑投加量設為50～80mg/l，PAM助凝劑投加量設為0.5～0.8mg/l，混凝反應區、磁粉反應區、絮凝反應區污水停留時間均設為10min，同時池內Ⅰ型立式反應池攪拌器、Ⅱ型立式反應池攪拌器、Ⅲ型立式反應池攪拌器以200～300r/min的速度攪拌，磁混凝區污水停留時間設為30min，磁混凝澄清池主要去除污水中的TP和SS，同時對COD、BOD5也有部分去除效果，磁混凝區34出水SS、TP、TN、NH3-N、COD、BOD5均可達到一級A標準排放；
S4、污泥回流工藝：步驟S3中進入磁混凝區內污水中形成的絮體經重力沉降在上端斜管壁上，并順著斜管壁滑入池底污泥沉降室內，使絮體得以從水中分離，污泥沉降室內的污泥通過出污泥管、污泥回流泵、污泥回流管返回絮凝反應區，繼續參與絮凝反應，隨污泥回流的PAC混凝劑、磁粉、PAM助凝劑還能再次發揮作用，有助于減少PAC混凝劑、磁粉、PAM助凝劑的投加量；
污泥回流泵35的頻率設為0～50HZ，污泥的回流比為進水量的8％～12％；
S5、定期排泥工藝：剩余污泥泵定期將磁混凝區內的剩余污泥通過剩余污泥管泵入高剪機，排泥比設為進水量的2％，經過高剪機粉碎后進入磁分離器，分離出的磁粉返回磁粉反應區繼續參與反應，可以減少磁粉投加量，從磁分離器出來的剩余污泥泵入儲泥池；
S6、消毒工藝：將磁混凝區出水進入消毒接觸池，向消毒接觸池進水端投加次氯酸鈉消毒劑，用于去除大腸桿菌，再經過低壓高強、固態水銀合金紫外燈發射的C波段紫外光的強力殺菌消毒，可以殺滅水中的各種細菌、病毒、寄生蟲、水藻以及其他病原體，糞大腸菌群數低于1000個/L，達到一級A標準；
S7、尾水井出水：將步驟S6殺菌消毒后的水排入尾水井，并通過排水管向外排放；
S8、污泥濃縮脫水工藝：將步驟S5中儲泥池的污泥泵入污泥濃縮脫水機房，經過帶式濃縮脫水一體機脫水濃縮至含水率80％以下后運至污泥深度處理車間。
作為本技術的進一步改進，所述步驟S2中缺氧段內根據需要投加醋酸鈉作為補充碳源，幫助反硝化脫氮，降低污水中總氮指標。
作為本技術的進一步改進，所述步驟S6中紫外燈外面套設的紫外燈套管可定期自動清洗吸附于套管壁上的污垢膜，確保不會降低對紫外光強度傳送和保證連續滅菌功能。
與現有技術相比，本發明的有益效果是：1、本發明采用生物接觸氧化池，可有效去除污水中的有機污染物，由于池內填料比表面積大，充氧條件良好，具有較高的容積負荷，占地面積小；由于生物接觸氧化池內單位容積的生物固體量較高，水流完全混合，故對水質水量的驟變有較強的適應能力；由于生物接觸氧化池剩余污泥量少，不存在污泥膨脹問題，運行管理簡便，無污泥回流，易于培菌馴化；2、本發明采用磁混凝澄清池，池內投加磁粉，磁粉顆粒微小，作為沉淀析出晶核，使得水中膠體顆粒與磁粉顆粒很容易碰撞脫穩而形成絮體，懸浮物去除效率也大大提高；同時由于磁粉密度高，使得絮體密度遠大于常規混凝絮體，從而大幅提高沉淀速度；磁混凝沉淀工藝運行費用低、占地面積小，非常適合針對去除TP和SS的深度處理，磁混凝池出水SS、TP、TN、NH3-N、COD、BOD5均可達到一級A標準排放；3、本發明磁混凝沉淀工藝設有污泥回流，PAC混凝劑、磁粉、PAM助凝劑還能再次發揮作用，有助于減少PAC混凝劑、磁粉、PAM助凝劑的投加量，節省成本；沒有磁分離器，使剩余污泥中磁粉可以返回磁粉反應區，減少了磁粉投加量，大大節省了污水深度處理成本；4、本發明采用低壓高強、固態水銀合金紫外燈發射的C波段紫外光的強力殺菌消毒，紫外C對細菌、病毒的殺菌作用一般在一秒以內，對幾乎所有的細菌，病毒都能高效率殺滅，并且對一些對人類危害極大的，而氯氣以至臭氧無法或不能有效殺滅的寄生蟲類(例如隱性包囊蟲cryptosporidium，賈第鞭毛蟲giardia等)都能有效殺滅；紫外C殺菌沒有二次污染，運行安全、可靠；5、本發明在消毒接觸池進水端投加次氯酸鈉消毒劑，用于去除大腸桿菌，使消毒后的尾水達到一級A排放標準。
（發明人：朱招生;陳海康;楊東;鄭軍;蘇建波;李軍平;鄧華榮;劉軍）
