生活小区污水处理回用系统

摘要

生活小区污水处理回用系统，属于环保领域，其特征是在把活性污泥法和生物膜法融为一体的一体化的综合污水处理池中，分隔为集水池、泵池、浮动生物床、沉淀池、生物过滤层、回用水池，还有一个污泥井；在生物床中填加占池容30－40％的浮动生物载体；污水经生物降解、沉淀处理成回用水，沉淀下来的剩余污泥在污水量少时(如夜间)，再回到浮动生物床进行污泥好氧处理。整个系统处理效果稳定、占地面积小、投资低、运行费用低、维护简便。

说明书

技术领域

本发明属于环保领域特别涉及生活小区的生物载体污水处理回用技术。

发明背景

生活污水经深度处理后回用(中水回用)不仅节约水资源，而且也是解决水环境污染的根本措施。当前生活污水处理的常用技术有普通活性污泥法、生物接触氧化法和上向流曝气生物滤池以及膜生物反应器技术。

上述几种技术虽然目前已得到应用，但也都存在某些方面的不足。例如普通活性污泥法容积负荷较小，占地面积较大，在小区污水处理中应用的已越来越少；生物接触氧化法虽然大大提高了容积负荷，但由于填料固定水中，长期使用会堵塞填料，使生物膜更新速度降低，并使处理效率大大降低；上向流曝气生物滤泥工艺则由于需要定期反冲，因此，需要较复杂的自控系统，从而增加了系统投资；膜生物反应器同样需要较复杂的控制系统，而且增加了较为昂贵的膜组件，因此，投资成本更高，对于大多数地区是无法承受的。更为重要的是上述几种技术主要以好氧处理为主，没有充分发挥厌氧菌和缺氧菌在污水处理中的作用，因此，耗能也普遍较大，基建投资较大，单位处理成本较高。

发明内容

本发明的目的是提出一种占地面积小、工艺流程简单、处理效果稳定、管理维护方便、工程造价低廉、运行成本低、适于在生活居住区大量推广的污水处理系统。

本发明的技术方案是：根据生活居住区的空间位置在地面或地下(半地下)建造污水处理构筑物，将构筑物间隔为若干功能区。根据污水处理过程依次分为：集水池(内装设细隔栅)—泵池—浮动生物床(池)—斜板沉淀池—生物过滤层—回用水池；另外沉淀池底部用管道连通一个污泥井。

其中，各个功能区的设施和污水处理过程是：

1.集水池接通污水管道，池中保持有15％的回流活性污泥，优势菌首先对污水的有机物转化为溶解态有机物，集水池中还设置孔径0.5mm的细格栅，经初步转化和阻隔5.0mm以上的污物后的污水进入泵池。

2.泵池中设置污水泵，将污水提升到浮动生物床。

3.浮动生物床间隔为数个功能床，每个功能床放置一定量的不同生化反应的生物载体，如厌氧生物载体、缺氧生物载体、好氧生物载体，使各个功能床实现生物菌降解各种有机物的功能，将污水处理成不同用途的各种指标的回用水。

浮动生物床底部设有均匀布气的曝气管道，接通压风机，根据需要进行曝气供氧，生物载体随水流和气体沿一定方向在床内悬浮翻滚，均匀地降解有机物。

上述生物载体是以聚丙烯等有机材料为主制成的多片、多孔状的柱状体和球状体，比重为0.95-1.0。缺氧厌氧生物载体为球状，其比表面积为240-280m²/m³。好氧生物载体为柱状体，其比表面积为360m²/m³。生物载体的填加率根据污水的浓度和要求处理的净化标准而定，一般生活污水为30-40％，高浓度污水为50-60％。

经浮动生物床吸收降解的污水流入不锈钢斜板沉淀池。

4.不锈钢斜板沉淀池中设置均匀排列的不锈钢钢板。池底建有沉泥斗，沉泥斗底部安装有污泥管道。经浮动生物床流入的混合液经斜板下方缓慢向上移动，下部沉淀污泥集聚在沉泥斗，由管道输送到污泥池，上部“澄清水”流入生物滤池。

5.在生物过滤层中铺上卵石、炉渣和焦炭等多层级配过滤物，经沉淀池流来的“澄清”水经过滤层逐层过滤渗入最下层，在自然水压下过滤水经过底部出水口进入回用水池，完成整个污水处理过程。生物过滤层表面也可覆盖土层，种植植被绿化。

6.污泥井中设置污泥泵，待污水量较少时(如夜间)，开启污泥泵，将污泥池中的活性污泥排入集水池，再进入浮动生物床进行好氧处理，并维持生物载体的生物菌正常生长。

本发明的积极效果是：

1.污水处理构筑物一体化建造，间隔使用，结构紧凑，与普通污水处理厂相比，池与池之间不设管道，工艺设备简单。不需要初沉池或调节池，因此建筑费用低，运行成本低。根据测算，规模为每天300-2000立方的污水处理系统，占地面积仅为98-192平方米，比常规处理工艺节省1/3-1/2面积；运行成本仅为每立方0.2-0.3元，比普通节省1/4-1/3。

2.生物载体采用聚丙烯为主的材料制作，使用寿命可达10年以上，而且其结构为多片、多孔状，污物自动清除不堵塞，不用清洗，不用更换，一次投入常年使用。

3.产生的生物污泥再投放到生物选择池重新循环处理，即维持了生物载体在排污量少的情况下正常生长，又最大限度地减少污泥量，运行一年以上不用清掏，清掏时也无恶臭污染。

4.采用的生物载体比表面积大，经培养的生物膜、生物量可达80-100g/m³，因而处理负荷高，处理时间短，3-6小时可达到中水回用的标准(如COD≤50mg/L，SS≤10mg/L，BOD₅≤20％mg/L，NH₄-N≤15mg/L)。

5.浮动生物床运行方式灵活，可根据污水情况和回水指标而定，可以只采用好氧浮动生物床，或缺氧—好氧两种生物的浮动床，或厌氧—缺氧—好氧三种生物的浮动床，除了对COD、BOD有较高的处理效果，还单独有脱氮、除磷的功能，根据回用水的需要，随时调节各床的功能。

6.在居民小区或集中生活区构筑本系统，使污水就地变成回用水，用于浇洒绿化、冲厕洗车、空调冷却、锅炉补水、消防备水、人工湖泊、景观喷泉等，反复回用，大量节约饮用水源。

现根据附图再作进一步描述：

附图说明

图1是本系统一个实施例污水流动处理过程平面示意图。

图2是本系统污水处理过程中以流动顺序展开的立面示意图。

图3、4、5分别是球形生物载体的主视图、俯视图和侧视图。

图6、7、8、9分别是柱形生物载体的主视图、俯视图、6侧视图和剖视图。

图中：1-集水池，2-泵池，3-浮动生物床，4-不锈钢板沉淀池，5-生物过滤层，6-回用水池，7-污泥井，8-格栅，9-污水泵，10-厌氧生物载体，11-缺氧生物载体，12-好氧生物载体，13-不锈钢斜板，14-毛管渗吸土地处理系统，15-污泥泵，16-污泥管道，17-曝气管道，18-回用水泵。

具体实施方式

由图1、图2可知，在一个综合污水处理构筑物中，间隔为六个功能区，分别为集水池1、泵池2、浮动生物床3、不锈钢板沉淀池4、生物过滤层5、回用水池6，并在其旁边建一个污泥池7。

其中集水池中保持有15％的活性污泥并设有5.0mm格栅8，污水初步溶解经格栅滤5.0m以上的杂物进入泵池2，再用污水泵9提升到浮动生物床3。

生物浮动床3设厌氧浮动床一个，缺氧浮动床一个，好氧浮动床两个，床底部布置曝气管道17并接通压风机；床中分别放置容积量50％的厌氧生物载体10、缺氧生物载体11和好氧生物载体12；生物载体的比重为0.95-1.0，在床中呈悬浮状态，供氧曝气时在污水中随水流翻滚流动；污水依次在厌氧-缺氧-好氧浮动生物床中进行生化反应，有机物得到降解；经生化反应后的污水排放到不锈钢沉淀池4。

不锈钢沉淀池4中安装不锈钢斜板13，钢板厚1.0mm，倾角60°，间隔100mm均匀排列；池底建成两个漏斗状，漏斗中布置上污泥管16通到污泥池7中；污水在沉淀池4中由下向上经不锈钢斜板13缓慢沉淀流动，上部“澄清水”流入生物过滤池5，下部生物污泥沉淀于底部漏斗，经污泥管道流入到污泥井7中。

生物过滤层6是一个毛管渗吸土地处理系统14，它是在滤池的底部铺上卵石，在卵石层上再铺上焦炭、炉渣等级配过滤物，过滤层上回填土壤种上绿化植物。沉淀后的“澄清水”直接进入生物滤池“地下”的过滤层中，经层层过滤由最底部卵石层渗出，在自然水压下，流入回用水池6中，从回用水池6中用水泵8取水供各种用途使用。

图3、图4、图5所示的生物载体主要用于厌氧和缺氧生物膜载体，它的结构是由纵向和横向若干圆片交接而成的球状体，从主视图看它是前后相通的蜂窝状孔洞，其比表面积240-280m²/m³，蜂窝里面生长生物膜，污水可在蜂窝孔洞里流动。

图6、图7、图8、图9所示的生物载体主要用于好氧生物膜载体，它的外观是一个柱状，其结构是在小圆桶内有若干叶片，圆筒表面制成小方格，从主视图看圆筒内叶片间前后相通，其比表面积为360m²/m³，其叶片上和表面小方格内生长生物膜，污水可在圆筒内流动。

上述生物载体都是由聚乙烯为主的材料注塑而成，其比重为0.98左右，生长生物膜后与污水比重基本相等，所以在污水中任一位置悬浮，可随水流和曝气在污水中流动翻滚，均匀地进行生化反应。

污泥井7中设有污泥泵15，一是当污水量少时，开启污泥泵15，将活性污泥排放到集水池1，进行循环，供浮动生物床的载体生物膜正常生长，二是当回用水一次降解达不到回用水指标时，可通过污泥泵15再将污水排放到集水池1，经浮动生物床进行多次循环降解，直到达到回用水指标。