公布日：2024.02.13
申請日：2023.11.17
分類號：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入人工濕地系統(tǒng)；A2O生化池設置有碳緩釋生物填料，人工濕地系統(tǒng)設置有磷強吸附‑緩釋放填料，在使污泥減量化的同時實現(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入所述人工濕地系統(tǒng)；所述智能原位監(jiān)測模塊包括設于所述A2O生化池的溶解氧感應裝置、氨氮感應裝置、磷感應裝置以及水位感應裝置，以及設于所述發(fā)酵池的溶解氧感應裝置和溫度計探頭；所述A2O生化池設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物后嵌入所述聚氨酯填料中，所述人工濕地系統(tǒng)設置有磷強吸附-緩釋放填料，所述磷強吸附-緩釋放填料包括針鐵礦、水鐵礦、鐵錳基復合材料中的一種或多種，在使污泥減量化的同時實現(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快速將碳元素釋放于水體中，所述硬碳及碳骨架能夠為微生物生長提供附著位點，和通過微生物對所述碳骨架鉆孔補充碳源。
4.如權(quán)利要求1至2任一項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置在所述曝氣裝置的上方。
6.如權(quán)利要求1至2任一項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)推動機，用于推動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任一項所述的污水處理系統(tǒng)進行污水處理，其中，在所述沉淀池無需投加絮凝劑和混凝劑，以便活性污泥減量化；通過設置有碳緩釋生物填料的所述A2O生化池，以設置有磷強吸附-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實現(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入所述人工濕地系統(tǒng)；所述智能原位監(jiān)測模塊包括設于所述A2O生化池的溶解氧感應裝置、氨氮感應裝置、磷感應裝置以及水位感應裝置，以及設于所述發(fā)酵池的溶解氧感應裝置和溫度計探頭；所述A2O生化池設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物后嵌入所述聚氨酯填料中，所述人工濕地系統(tǒng)設置有磷強吸附-緩釋放填料，所述磷強吸附-緩釋放填料包括針鐵礦、水鐵礦、鐵錳基復合材料中的一種或多種，在使污泥減量化的同時實現(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入所述發(fā)酵池，好氧發(fā)酵的產(chǎn)物可直接還田使用。
進一步地：
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快速將碳元素釋放于水體中，所述硬碳及碳骨架能夠為微生物生長提供附著位點，和通過微生物對所述碳骨架鉆孔補充碳源。
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)推動機，用于推動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)進行污水處理，其中，在所述沉淀池無需投加絮凝劑和混凝劑，以便活性污泥減量化；通過設置有碳緩釋生物填料的所述A2O生化池，以設置有磷強吸附-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實現(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行資源化利用。進一步地，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)合處理設備，實現(xiàn)了碳緩釋生物填料、磷強吸附-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，從根本上實現(xiàn)活性污泥減量化；在A2O工藝中引入碳緩釋填料，促進微生物有效附負載及實現(xiàn)低碳氮比污水高效處理；在人工濕地系統(tǒng)中引入氮磷強吸附-緩釋放人工填料，實現(xiàn)氮磷的深度處理及綜合利用。其主要優(yōu)點包括：
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；同時由于產(chǎn)生污泥中存在大量氮磷等營養(yǎng)元素，能夠作為有機肥應用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，因此產(chǎn)生污泥簡單脫水之后直接進入發(fā)酵管進行好氧發(fā)酵，發(fā)酵過程中通過溶解氧和溫度計探頭直接智能監(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。同時考慮到前端沒有投加絮凝劑和混凝劑將可能導致磷去除不完全，由此在人工濕地系統(tǒng)中加入磷強吸附和緩釋放填料，實現(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)筑物耦合進入A2O-人工濕地系統(tǒng)工藝中，提高整體工藝抗沖擊負荷及氮磷等營養(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、磷強吸附-緩釋放填料、污泥減量化和資源化處理構(gòu)筑物，實現(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;鄧新輝;段艷君）
