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暗河式高負(fù)荷污水處理系統(tǒng)及裝置的制造方法

文檔序號:8332237閱讀:324來源:國知局
暗河式高負(fù)荷污水處理系統(tǒng)及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及環(huán)保領(lǐng)域,特別涉及污水處理系統(tǒng)與裝置,主要用于包括生活污水、工業(yè)污水等在內(nèi)的各種有機(jī)污水的高效處理,以及回收利用。
【背景技術(shù)】
[0002]我國大中城市的污水已經(jīng)得到一定程度的處理和控制,而小城鎮(zhèn)零散分布的小流量污水治理問題進(jìn)入人們的視野。
[0003]全國設(shè)市城市約660個,其中人口在20萬以下的設(shè)市城市325個;建制鎮(zhèn)數(shù)量達(dá)20021個;集鎮(zhèn)22612個。全國城市的污水處理率已達(dá)60~70%,縣城的污水處理率為15%,但小城鎮(zhèn)的污水處理工程還處于起步階段,污水處理率不足1%。
[0004]可見我國小城鎮(zhèn)數(shù)量眾多,分布寬廣,地點分散,污水無害化處理設(shè)施缺乏,歷史欠賬太多。大部分小城鎮(zhèn)污水直接排入水體,造成江河湖泊水質(zhì)惡化和地下水污染,污染的不斷加劇已危及到城鎮(zhèn)供水安全及人身健康。因此,中小城鎮(zhèn)水污染治理已提上議事日程。
[0005]目前,中小城鎮(zhèn)已建污水處理工程多集中在三峽庫區(qū)、南水北調(diào)沿線或其它重點流域,其中絕大部分按現(xiàn)行的針對城市的相關(guān)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計和建設(shè)。根據(jù)調(diào)研資料表明,目前小城鎮(zhèn)污水處理技術(shù)主要存在以下幾方面的問題:
(I)運(yùn)行成本高
現(xiàn)有大多數(shù)小城鎮(zhèn)污水處理廠出水水質(zhì)均執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB18918-2002中的一級B標(biāo)準(zhǔn),但建成后高達(dá)0.6-0.9元/m3的運(yùn)行成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了當(dāng)?shù)卣途用竦慕?jīng)濟(jì)承受能力。
[0006](2)工業(yè)廢水的沖擊負(fù)荷較大
中小城鎮(zhèn)污水處理廠規(guī)模較小,承受污染物負(fù)荷沖擊的能力較低。目前國內(nèi)生產(chǎn)技術(shù)落后、污染較大的工業(yè)企業(yè)有向中小城鎮(zhèn)轉(zhuǎn)移的趨勢,為降低生產(chǎn)成本,部分工業(yè)企業(yè)未嚴(yán)格執(zhí)行有關(guān)生產(chǎn)廢水處理的規(guī)定,將高濃度的工業(yè)廢水直接排入城鎮(zhèn)下水道,嚴(yán)重影響小城鎮(zhèn)污水處理廠的正常運(yùn)行,達(dá)標(biāo)率低。
[0007]對居住人數(shù)不足10000人的居住區(qū),采用接觸氧化法、MBR、人工濕地等常規(guī)工藝技術(shù),不僅投資大、運(yùn)行成本高、操作管理復(fù)雜;而且,處理效率低,能耗高、存在二次污染、季節(jié)/地域適應(yīng)性差。所以,大量采用常規(guī)污水處理工藝技術(shù)的中小城鎮(zhèn)污水處理廠存在“建得起,用不起”的現(xiàn)象,促使人們重新認(rèn)識到對中小規(guī)模污水處理工藝技術(shù)創(chuàng)新的必要性與緊迫性,而不能再沿襲傳統(tǒng)的工藝技術(shù)路線。
[0008]針對上述問題,本發(fā)明開發(fā)一種暗河式高負(fù)荷復(fù)合污水處理系統(tǒng)及其裝置,該系統(tǒng)投資運(yùn)行成本低、處理效率高、耐沖擊能力強(qiáng)、運(yùn)行穩(wěn)定性好、氣候與地域適應(yīng)性強(qiáng)、管理操作簡單,十分符合我國對中小城鎮(zhèn)污水處理的發(fā)展要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明所解決的主要技術(shù)問題包括:提高污水處理效率,增強(qiáng)系統(tǒng)耐負(fù)荷沖擊性,減少動力消耗,提高穩(wěn)定性與適應(yīng)性,維護(hù)管理簡單,占地面積少,降低投資與運(yùn)行成本等。
[0010]1.本發(fā)明為解決主要的技術(shù)問題提供一種暗河式高負(fù)荷復(fù)合污水處理技術(shù)工藝系統(tǒng),其工藝流程,包括污水路線與誘導(dǎo)風(fēng)路線:
(I)污水路線
原污水由供水管(10),分別經(jīng)高層布水器(11)輸送到移動懸浮層(3),經(jīng)中層布水器(12)輸送到微生物/微電解層(6);在一級通風(fēng)空氣間層(2)經(jīng)誘導(dǎo)通風(fēng)并供氧作用下,污水經(jīng)移動懸浮層(3)中的生物膜降解處理后,進(jìn)入初級過濾層(4)處理;再穿越二級通風(fēng)空氣間層(5),合流匯入生物/微電解層(6),在二級通風(fēng)空氣間層(5)經(jīng)誘導(dǎo)通風(fēng)并供氧作用下,經(jīng)過微生微電解的聯(lián)合凈化處理后,進(jìn)入中級濾層(7)處理;再穿越三級通風(fēng)空氣間層
(8),進(jìn)入高級微生物濾層(9)深度凈化處理后,最后由集排水管(14)收集排放。
[0011](2)誘導(dǎo)風(fēng)路線
正向流:在無動力誘導(dǎo)通風(fēng)器(13)的誘導(dǎo)作用下,外界空氣經(jīng)通風(fēng)口(A)進(jìn)入一級通風(fēng)空氣間層(2),在移動懸浮層(3)中與污水混合后,穿過初級過濾層(4);再穿越二級通風(fēng)空氣間層(5),進(jìn)入生物/微電解層(6)與污水完一步誘導(dǎo)混合,穿中級濾層(7);進(jìn)入三級通風(fēng)空氣間層(8),最后經(jīng)無動力誘導(dǎo)通風(fēng)器(13)由通風(fēng)口(C)排入高空。
[0012]逆向流:當(dāng)外界環(huán)境條件發(fā)生變化時,例如當(dāng)外界空氣密度比系統(tǒng)內(nèi)部小且風(fēng)速較小時,誘導(dǎo)風(fēng)路線可沿相反路徑(逆向流):高空氣流在無動力誘導(dǎo)通風(fēng)器(13)的誘導(dǎo)作用下,被吸入通風(fēng)口(C),逆正向路線穿越各功能層后,經(jīng)通風(fēng)口(A)排出。
[0013]2.本發(fā)明由水系統(tǒng)與氣系統(tǒng)構(gòu)成。其中,水系統(tǒng)包括:移動懸浮層(3),初級濾層
(4),生物/微電解層(6),中級濾層(7),高級生物濾層(9),高層布水器(11),中層布水器
(12),集排水管(14);氣系統(tǒng)包括:一級通風(fēng)空氣間層(2),二級通風(fēng)空氣間層(5),三級通風(fēng)空氣間層(8),無動力誘導(dǎo)通風(fēng)器(13)。
[0014]本發(fā)明特征在于,移動懸浮層(3):由相對密度0.9-1.1的懸浮填料構(gòu)成;微生物/微電解層(6 ),該層由親水性生物填料與鐵炭填料復(fù)合而成。其中,高層布水器(11)置于移動懸浮層中;中層布水器(12)置于生物/微電解層中。
[0015]本發(fā)明特征還在于,初級濾層(4),具有生物過濾與通風(fēng)供氧作用,由無級濾料組成,滲透系數(shù)較大,良好滲透性能。中級濾層(7),具有生物過濾與通風(fēng)供氧作用,由無級生物濾料組成,具有適當(dāng)?shù)臐B水通風(fēng)性能。高級生物濾層(9),具有高效率的脫氮除磷功能,由無機(jī)有機(jī)復(fù)合顆粒濾料構(gòu)成。
[0016]本發(fā)明特征還在于,無動力通風(fēng)器組成(13)實現(xiàn)通氣供氧,不消耗任何人工能源,并可以自然實現(xiàn)正逆雙向轉(zhuǎn)換運(yùn)行。
[0017]本發(fā)明特征還在于,由特殊的通風(fēng)構(gòu)造組成:一級通風(fēng)空氣間層,二級通風(fēng)空氣間層,三級通風(fēng)空氣間層,作為氣水流通與交換的空間界面。
[0018]3.本發(fā)明整個系統(tǒng)為地下暗河式,系統(tǒng)四周與底面為混凝土隔離層及防滲層,頂層(I)為覆蓋層及防滲層。當(dāng)系統(tǒng)置于地下,尤其是凍土層以下時,以減小外界氣候干擾,提尚系統(tǒng)的運(yùn)彳丁穩(wěn)定性。
[0019]4.工藝技術(shù)原理及有益效果:
污水首先在移動懸浮層(3)中,由懸浮移動生物膜對有機(jī)污染物進(jìn)行吸附降解,其COD體積負(fù)荷高達(dá)3~10kgC0D/ Cm3.d),有效地保證了整個系統(tǒng)的高負(fù)荷運(yùn)行與抗沖擊能力。移動懸浮層中,高層布水器使水向上流,無動力誘導(dǎo)通風(fēng)器通過一級通風(fēng)空氣間層(2)引氣流下行,氣水逆流接觸,產(chǎn)生激烈的攪拌作用。懸浮移動生物膜微觀結(jié)構(gòu)自外向內(nèi)具有好氧、、兼性厭氧、厭氧的多重功能,使大部分有機(jī)污染物、氨氮以及磷等在該層通過微生物吸收、凝聚、氧化等作用得以除去,該層對8(?5與COD除去率可高達(dá)70~80%,有效地降低了后續(xù)工藝的處理負(fù)荷,增強(qiáng)了系統(tǒng)抗負(fù)荷沖擊能力。移動懸浮層(3)由相對密度0.8-1.2的懸浮填料構(gòu)成。初級濾層(4),具有生物過濾與通風(fēng)供氧作用,由無級濾料組成,滲透系數(shù)較大,以保證良好滲透性能。
[0020]然后,再進(jìn)入微生物/微電解層(6),該層由親水性生物填料與鐵炭填料復(fù)合而成。微電解產(chǎn)生的Fe3+及Fe (OH) 3具有膠體吸附功能,F(xiàn)e 3+可與污水中的無機(jī)磷發(fā)生反應(yīng)生成不溶性沉淀物,與Fe (OH)3—起到吸附有機(jī)污染物的作用。由二級通風(fēng)空氣間層供氣供氧,在微生物與微電解的聯(lián)合作用下,可將吸附的有機(jī)污染物深度氧化降解;同時,親水性生物填料與Fe (OH) 3膠體可有效固化水體中的重金屬離子。通過調(diào)整適當(dāng)?shù)奶盍吓浔龋搶拥某讐勖蛇_(dá)20~30年以上。中級濾層(7 ),具有生物過濾與通風(fēng)供氧作用,由無級生物濾料組成,具有適當(dāng)?shù)臐B水通風(fēng)性能。
[0021]最后,進(jìn)入高級生物濾層(9),該層由無機(jī)有機(jī)復(fù)合顆粒濾料構(gòu)成,自上而下依次處于好氧、兼性厭氧、厭氧狀態(tài),這種交替的好氧與厭氧狀態(tài),使其具有高效率的脫氮除磷功能,同時充分降解有機(jī)污染物。試驗表明,該層對氮與磷的除去率分別達(dá)85~92%,82~88%。經(jīng)凈化處理的污水達(dá)到可達(dá)一級A標(biāo)準(zhǔn),同時也滿足相關(guān)中水回用的標(biāo)準(zhǔn),由集水管收集排出。
[0022]無動力誘導(dǎo)器不須人工提供任何電能與熱能,完全依靠風(fēng)壓與熱壓等自然力的作用,通過通風(fēng)空氣間層實現(xiàn)雙向通風(fēng)供氧。在不消耗任何人工能源的前提下,其提供的風(fēng)量可使氣水比(A/W)達(dá)10~50,可遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)的活性污泥法與生物膜法的供氧供氣水平,所以能實現(xiàn)高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)。而且,該系統(tǒng)還可以自然實現(xiàn)正逆向轉(zhuǎn)換運(yùn)行,在提供充足的氧氣的同時,還起到攪拌與疏通的作用,使各功能層中的水混合均勻,并隨時疏導(dǎo)各層以免發(fā)生阻塞不暢現(xiàn)象。
[0023]本發(fā)明實施的效果表明,
(I)技術(shù)指標(biāo):
設(shè)計容積負(fù)荷:3~10kg COD/ Cm3.d)。
[0024]出水水質(zhì)參數(shù):C0D:8?llmg/L ;B0D5:2~4mg/L ;TN: 5~9mg/L ;NH4-N: 1-2 mg/L ;TP:0.1-0.3 mg/Lo出水可達(dá)一級A標(biāo)準(zhǔn),也滿足相關(guān)中水回用的標(biāo)準(zhǔn)。
[0025]除去率:C0D:96~98%;B0D5:98-99% ;TN:94-96% ;NH4-N:96-98% ;TP:93~95%。
[0026](2)經(jīng)濟(jì)指標(biāo):
單位投資成本:在相同設(shè)計條件下,僅為傳統(tǒng)工藝的30~50%。
[0027]單位耗電指標(biāo):0.08-0.lkwh/m3。
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