申請日2017.10.01

　　公開(公告)日2017.12.12

　　IPC分類號C02F9/14

　　摘要

　　本發(fā)明公開了一種大流量連續(xù)排放污水處理系統(tǒng)，包括污水處理單元，所述污水處理單元有若干個，該若干個污水處理單元相互并聯(lián)于污水總管和清水總管之間;所述污水處理單元經(jīng)單元污水閥與污水收集池相連通;在污水收集池內(nèi)設(shè)置有收集池曝氣器。其污水處理方法包括以下步驟：(1)將污水收集至污水收集池;(2)將污水分別泵送至各個污水處理單元;(3)電絮凝和曝氣充氧;(4)通過單元濾膜組萃取清水;(5)第一污水處理單元萃取凈水結(jié)束，第二污水處理單元恰巧開始萃取清水;(6)、如此循環(huán)，在清水總管中形成連續(xù)的萃取水流;(7)凈水排放。本發(fā)明不僅處理效率高，而且能夠滿足對污水收集設(shè)施的大處理量要求，實現(xiàn)處理水的連續(xù)排放。

　　權(quán)利要求書

　　1.大流量連續(xù)排放污水處理系統(tǒng)，包括污水處理單元(8)，其特征在于：所述污水處理單元(8)有若干個，該若干個污水處理單元(8)相互并聯(lián)于污水總管(6)和清水總管(10)之間;每一污水處理單元(8)均包括有處理器本體(812)，在處理器本體(812)內(nèi)設(shè)置有絮凝正負電極(803)、單元曝氣器(809)和單元濾膜組(810)，單元濾膜組(810)經(jīng)單元萃取真空泵(805)連向清水總管(10);所述污水處理單元(8)經(jīng)單元污水閥(813)與污水總管(6)相連通，污水總管(6)的進口端經(jīng)污水輸送泵(5)與污水收集池(1)相連通;在污水收集池(1)內(nèi)設(shè)置有收集池曝氣器(2)，該收集池曝氣器(2)通過收集池曝氣管(15)與收集池曝氣泵(14)相連通;每一污水處理單元(8)還通過與其對應(yīng)的單元粉碎泵(808)連向返送總管(4)，該返送總管(4)出口端連向污水收集池(1)。

　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大流量連續(xù)排放污水處理系統(tǒng)，其特征在于：所述單元污水閥(813)為電磁控制閥。

　　3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大流量連續(xù)排放污水處理系統(tǒng)，其特征在于：所述污水收集池(1)被分隔為若干污水倉，每一污水倉中均設(shè)置有收集池曝氣器(2)，每一收集池曝氣器(2)均連向收集池曝氣泵(14)。

　　4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大流量連續(xù)排放污水處理系統(tǒng)，其特征在于：所述單元粉碎泵(808)經(jīng)粉碎泵后閥(811)連向返送總管(4)，該粉碎泵后閥(811)為電磁控制閥。

　　5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大流量連續(xù)排放污水處理系統(tǒng)，其特征在于：所述單元曝氣器(809)與單元曝氣泵(814)相連通，所述絮凝正負電極(803)與絮凝電源(801)相互電連接。

　　6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大流量連續(xù)排放污水處理系統(tǒng)，其特征在于：所述污水處理單元(8)的處理器本體(812)上安裝有單元取樣閥(802);所述污水處理單元(8)內(nèi)設(shè)置有加熱器器;所述凈水總管(10)的出水端依次串接有消毒器(13)和排放流量計(12)。

　　7.一種應(yīng)用于權(quán)利要求1所述污水處理裝置的污水處理方法，其特征是該污水處理方法包括以下步驟：

　　(1)、將污水收集至污水收集池，并對污水收集池中的污水進行曝氣充氧，使活性污泥消解污水中的有機物;

　　(2)、將污水收集池中經(jīng)曝氣后的污水分別泵送至各個污水處理單元，使污水處理單元中的污水達到高水位時停止泵送;

　　(3)接通污水處理單元中絮凝正負電極的電源，并對污水處理單元中的污水進行曝氣充氧;

　　(4)、在電絮凝和曝氣充氧后，首先停止對第一污水處理單元的曝氣充氧，停止曝氣充氧10—30分鐘后，啟動與該污水處理單元對應(yīng)的單元萃取真空泵，通過單元濾膜組萃取清水，當污水處理單元水位到達設(shè)定低位時，單元萃取真空泵停止工作，對應(yīng)的單元污水閥打開向該污水處理單元輸入污水，并再次對第一污水處理單元進行曝氣充氧;

　　(5)、在第一污水處理單元的單元萃取真空泵停止工作前的10—30分鐘，停止第二污水處理單元的曝氣充氧，在第二污水處理單元停止曝氣充氧10—30分鐘后，啟動對應(yīng)單元萃取真空泵并通過單元濾膜組萃取清水，當?shù)诙�污水處理單元水位到達設(shè)定低位時，單元萃取真空泵停止工作，對應(yīng)的單元污水閥打開向該污水處理單元輸入污水，并再次對第二污水處理單元進行曝氣充氧;第一污水處理單元萃取凈水結(jié)束，第二污水處理單元恰巧開始萃取清水;

　　(6)、如此循環(huán)，依次進行各污水處理單元的萃取清水，并將萃取清水輸送至清水總管，在清水總管中形成連續(xù)的萃取水流;

　　(7)、將清水總管中的清水經(jīng)消毒處理后形成凈水排放。

　　8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的大流量連續(xù)排放污水處理系統(tǒng)，其特征在于：將所述污水處理單元中的沉淀物定期返送至污水收集池。

　　9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的大流量連續(xù)排放污水處理系統(tǒng)，其特征在于：所述消毒處理方法為紫外線消毒、臭氧消毒或充氯消毒。

　　10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的大流量連續(xù)排放污水處理系統(tǒng)，其特征在于：所述污水處理單元停止曝氣充氧20分鐘后，再啟動單元粉碎泵20秒把沉淀污泥泵送到污水瀑氣池后，通過單元濾膜組萃取清水。

　　說明書

　　大流量連續(xù)排放污水處理系統(tǒng)及其污水處理方法

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明涉及污水處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及用來收集處理點源生活污水的污水處理裝置，如對生活污水收集船、城市鄉(xiāng)鎮(zhèn)生活污水池進行污水處理的裝置。本發(fā)明還涉及應(yīng)用該處理裝置進行污水處理的方法。

　　背景技術(shù)

　　生活污水是人類生產(chǎn)生活過程中所產(chǎn)生的污水，它主要有糞便和各種洗滌污水，含有大量的有機物，如纖維素、淀粉、糖類等，也含有病原菌、病毒和寄生蟲卵，是水體的主要污染源。生活污水的無序排放不僅加劇了水資源的短缺，而且直接影響到人們的生存環(huán)境并帶來水體惡化，己成為經(jīng)濟發(fā)展和人們生活質(zhì)量提高的嚴重障礙，人們面臨著資源性和水質(zhì)性雙重缺水的嚴峻考驗。

　　點源式生活污水具有面廣量大，分布廣泛不便集中處理的特點。如航行于內(nèi)陸江海湖泊的船舶所產(chǎn)生的生活污水，是內(nèi)陸水資源的主要污染源;海洋工程裝備及遠洋船舶生活污水的排放則嚴重影響海洋環(huán)境;城市鄉(xiāng)鎮(zhèn)各種分散式生活污水不僅污染了水資源，而且對人們的生存環(huán)境造成了嚴重的負面影響。這些點源式的生活污水由于具有分散不便集中的特點，往往只作簡單處理或根本不作任何處理就直接排放，給環(huán)境造成了非常直接和嚴重的危害。目前將這些點源污水進行收集處理又缺乏大流量和高效的處理設(shè)備和處理方法。

　　目前最為先進高效的污水處理技術(shù)主要是膜生物反應(yīng)器(MBR)，它由膜分離技術(shù)與生物反應(yīng)技術(shù)相結(jié)合而形成的一種生化反應(yīng)系統(tǒng)，其實質(zhì)是生物降解與膜分離相互影響、共同作用的過程，它利用微生物對水中生物降解有機污染物進行轉(zhuǎn)化，使之生成對環(huán)境無害的二氧化碳和水，同時截留生化反應(yīng)物，具有固液分離率高、有機污染物降解效率高、剩余污泥少等優(yōu)勢。但其也存在一些不足：首先膜生物反應(yīng)器采用序批式污水處理工藝，處理水為間隙式排放。一是處理量十分有限，僅適于對有限量污水的處理，明顯不適應(yīng)對大量收集污水的高效處理，二是接觸氧化池受到空間體積的限制，生化反應(yīng)不充分，加大了后道的處理負擔，使整個處理效率受到直接影響。再者膜生物反應(yīng)器膜磷效果不理想。由于在MBR反應(yīng)器中有機物的消化降解依賴于對活性污泥進行充氧曝氣，但脫氮除磷過程中的反硝化作用需要缺氧環(huán)境，而曝氣作用對反硝化有著很大的影響，因此對于總氮的處理效果不盡人意，也由于充氧曝氣過程的存在，事實上膜生物反應(yīng)器中無法形成絕對的厭氧條件，這對釋磷過程十分不利，即使采用間隙式曝氣方法，對于磷的去除效果也不很理想。還有膜生物反應(yīng)器中污泥活性降低。膜生物反應(yīng)器能有效地截留反應(yīng)器中的活性污泥，從而獲得較高的污泥濃度，進而降低污泥產(chǎn)出率，減少反應(yīng)器體積，然而這種工藝方法也使得污泥齡過長，不可避免地引起污泥菌體細胞活性的降低，具有污泥停留時間越長、污泥活性越低的趨勢。因此，現(xiàn)有獨立式生活污水處理裝置污水處理量十分有限，不能實現(xiàn)連續(xù)式處理水排放，且處理效率也受到空間和處理工藝的限制，難以滿足對大量收集污水的高效率、大流量連續(xù)處理。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　針對現(xiàn)有技術(shù)所存在的上述不足，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種大流量連續(xù)排放污水處理系統(tǒng)，它不僅處理效率高，能有效增強污泥菌體細胞活性，強化和穩(wěn)定脫氮除磷效果，而且能夠滿足對污水收集設(shè)施的大處理量要求，實現(xiàn)處理水的連續(xù)排放。本發(fā)明另一要解決的技術(shù)問題是提供一種應(yīng)用于該處理裝置的污水處理方法。

　　為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的大流量連續(xù)排放污水處理系統(tǒng)，包括污水處理單元，所述污水處理單元有若干個，該若干個污水處理單元相互并聯(lián)于污水總管和清水總管之間;每一污水處理單元均包括有處理器本體，在處理器本體內(nèi)設(shè)置有絮凝正負電極、單元曝氣器和單元濾膜組，單元濾膜組經(jīng)單元萃取真空泵連向清水總管;所述污水處理單元經(jīng)單元污水閥與污水總管相連通，污水總管的進口端經(jīng)污水輸送泵與污水收集池相連通;在污水收集池內(nèi)設(shè)置有收集池曝氣器，該收集池曝氣器通過收集池曝氣管與收集池曝氣泵相連通;每一污水處理單元還通過與其對應(yīng)的單元粉碎泵連向返送總管，該返送總管出口端連向污水收集池。

　　優(yōu)選地，所述單元污水閥為電磁控制閥。

　　優(yōu)選地，所述污水收集池被分隔為若干污水倉，每一污水倉中均設(shè)置有收集池曝氣器，每一收集池曝氣器均連向收集池曝氣泵。

　　優(yōu)選地，所述單元粉碎泵經(jīng)粉碎泵后閥連向返送總管，該粉碎泵后閥為電磁控制閥。

　　優(yōu)選地，所述單元曝氣器與單元曝氣泵相連通，所述絮凝正負電極與絮凝電源相互電連接。

　　優(yōu)選地，所述污水處理單元的處理器本體上安裝有單元取樣閥;所述污水處理單元內(nèi)設(shè)置有加熱器器;所述凈水總管的出水端依次串接有消毒器和排放流量計。

　　本發(fā)明應(yīng)用于上述大流量連續(xù)排放污水處理系統(tǒng)的污水處理方法，該污水處理方法包括以下步驟：

　　(1)、將污水收集至污水收集池，并對污水收集池中的污水進行曝氣充氧，使活性污泥消解污水中的有機物;

　　(2)、將污水收集池中經(jīng)曝氣后的污水分別泵送至各個污水處理單元，使污水處理單元中的污水達到高水位時停止泵送;

　　(3)接通污水處理單元中絮凝正負電極的電源，并對污水處理單元中的污水進行曝氣充氧;

　　(4)、在電絮凝和曝氣充氧后，首先停止對第一污水處理單元的曝氣充氧，停止曝氣充氧10—30分鐘后，啟動與該污水處理單元對應(yīng)的單元萃取真空泵，通過單元濾膜組萃取清水，當污水處理單元水位到達設(shè)定低位時，單元萃取真空泵停止工作，對應(yīng)的單元污水閥打開向該污水處理單元輸入污水，并再次對第一污水處理單元進行曝氣充氧;

　　(5)、在第一污水處理單元的單元萃取真空泵停止工作前的10—30分鐘，停止第二污水處理單元的曝氣充氧，在第二污水處理單元停止曝氣充氧10—30分鐘后，啟動對應(yīng)單元萃取真空泵并通過單元濾膜組萃取清水，當?shù)诙�污水處理單元水位到達設(shè)定低位時，單元萃取真空泵停止工作，對應(yīng)的單元污水閥打開向該污水處理單元輸入污水，并再次對第二污水處理單元進行曝氣充氧;第一污水處理單元萃取凈水結(jié)束，第二污水處理單元恰巧開始萃取清水;

　　(6)、如此循環(huán)，依次進行各污水處理單元的萃取清水，并將萃取清水輸送至清水總管，在清水總管中形成連續(xù)的萃取水流;

　　(7)、將清水總管中的清水經(jīng)消毒處理后形成凈水排放。

　　優(yōu)選地，將所述污水處理單元中的沉淀物定期返送至污水收集池。

　　優(yōu)選地，所述消毒處理方法為紫外線消毒、臭氧消毒或充氯消毒。

　　優(yōu)選地，所述污水處理單元停止曝氣充氧20分鐘后，再啟動單元粉碎泵20秒把沉淀污泥泵送到污水收集池后，通過單元濾膜組萃取清水。這樣定時將污水處理單元的少量電絮凝液補充入污水收集池，使活性污泥的活性更強，消解污水中的有機物更快。

　　本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的顯著區(qū)別主要有：在污水總管和清水總管之間并聯(lián)有若干個污水處理單元，且該若干個污水處理單元依序工作形成連續(xù)排水;污水處理單元中同時設(shè)置了絮凝正負電極、單元曝氣器和單元濾膜組，形成了電絮凝技術(shù)、生物處理技術(shù)、膜分離技術(shù)的綜合處理系統(tǒng);與若干污水處理單元相連通污水收集池，實現(xiàn)大容積收集來至各種點源的污水，各污水處理單元的處理沉淀物能通過返送總管適時地返送至污水收集池，強化了處理效果。因此，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下顯著的優(yōu)點：

　　本發(fā)明能實現(xiàn)大排量連續(xù)污水處理。本發(fā)明中由于在污水總管和清水總管之間并聯(lián)有若干個污水處理單元，使得各污水處理單元同時工作，依順排放處理清水，實現(xiàn)了處理水的連續(xù)排放;并且多個污水處理單元的同時工作，又成倍地提升了整個污水處理裝置的處理容量和處理效率，而且各污水處理單元的工作過程獨立進行不相互干擾，克服了單個處理裝置的間隙工作，序批排水的不足。更由于采用多個污水處理單元，單元處理裝置的處理效率容易得到控制，污水處理水質(zhì)能夠得到充分保證，而且單元處理裝置的污水處理狀況不會影響整個工作系統(tǒng)的處理質(zhì)量水平，系統(tǒng)處理效率穩(wěn)定。

　　本發(fā)明具有較好的脫氮除磷效果。由于本發(fā)明的污水處理單元設(shè)置有絮凝正負極、單元曝氣器及單元濾膜組，通過綜合處理技術(shù)強化了單元的污水處理效果。絮凝正負極所形成的電絮凝在外電場作用下可溶性金屬陽極產(chǎn)生大量的陽離子和污水水體中的懸浮物絮凝沉淀，電絮凝在此過程中通過對污染物的吸附聚集、壓縮絮凝、以及污染物與水的分離沉淀，實現(xiàn)對水體中污染物的凈化去除效果。由于在反應(yīng)器中產(chǎn)生了獨特的絮凝環(huán)境，一方面電極金屬失去電子而生成金屬離子與反應(yīng)器污水中的磷酸根離子發(fā)生絮凝作用而生成沉淀去除物，另一方面金屬離子由于發(fā)生水解作用而生成高價聚合離子絮體網(wǎng)，具有極強的綜合吸附水中污染物和懸浮物的作用，從而具有極好的固磷固氮作用。再者電絮凝作用通過增強生物反應(yīng)系統(tǒng)、膜分離系統(tǒng)中活性污泥菌體細胞的活性，改善污水中活性污泥的聚集密度，以及污水中污染物和懸浮物的絮凝聚集、吸附分離，強化生物反應(yīng)系統(tǒng)、膜分離系統(tǒng)中對有機物的生物降解和固磷作用，抑制和彌補了膜生物反應(yīng)器在污水處理中所存在的污泥活性不足。尤其是電絮凝步驟和工藝結(jié)構(gòu)處于生物反應(yīng)系統(tǒng)和膜分離系統(tǒng)之中，使電絮凝作用于污水處理流程的高濃度污水中，而不是作用于經(jīng)膜生物反應(yīng)系統(tǒng)處理的低濃度污水中，強化了電絮凝的絮凝作用和脫氮除磷效率，既減輕了膜生物反應(yīng)器的脫氮除磷負擔，又使膜生物反應(yīng)系統(tǒng)的優(yōu)勢得以強化和充分發(fā)揮。處理水的連續(xù)排放，連續(xù)排放的處理水滿足了國際標準MEPC227(64)。

　　本發(fā)明強化了前道緩沖和生化作用效果。由于本發(fā)明設(shè)置了大容積的污水收集池，首先污水收集池具有極好的緩沖作用，污水收集池通過污水總管與各污水處理單元相連通，從而阻隔了不均勻生活污水流量突變對處理單元的沖擊，而這種突變流量所帶來的沖擊會嚴重破壞處理單元的電絮凝和生化作用，因此，本發(fā)明能確保處理單元的均衡、平穩(wěn)工作，使處理單元能持續(xù)保持高效工作狀態(tài);又由于在污水收集池中設(shè)置了收集池曝氣器，污水中大量的有機物在污水收集池中通過生化作用被消解，收集池曝氣器不斷地向污水收集池中通入空氣，池內(nèi)存在著依靠溶解氧來消解有機物的好氧菌，使大部分污水中所含的碳、氧、氫和氮等元素成份被轉(zhuǎn)化成二氧化碳和水，并生成新的細胞。這種強化的前道生化消解工藝，減輕了處理單元的負擔，更容易保證處理水質(zhì)指標。污水收集池不僅能大容量地貯存來至點源的污水，具有良好的蓄納作用，而且污水在收集池中還可以先進行厭氧處理，再進行好氧處理，或者進行厭氧和好氧的交替處理，便于強化對污水的生化消解作用。

　　本發(fā)明有利于實現(xiàn)沉淀固體物的零排放。由于在每一污水處理單元中還通過返送總管與污水收集池相連通，這種污水處理單元經(jīng)較長時期所產(chǎn)生的少量絮凝沉淀物仍然返送到污水收集池中進行循環(huán)消解處理，使污水中的有機物全部消解為對環(huán)境友好的二氧化碳等氣體和水。定期對處理單元中沉淀物返送清理，也優(yōu)化了處理單元的生化環(huán)境、電絮凝環(huán)境和濾膜工作環(huán)境，確保了污水處理單元的穩(wěn)定、高效運行。