本發(fā)明涉及污水處理領(lǐng)域，特別是涉及一種污水處理系統(tǒng)及其處理方法。

背景技術(shù)：

在污水處理領(lǐng)域，生活污水處理技術(shù)主要為厭氧——缺氧——好氧的傳統(tǒng)活性污泥法，通常停留時(shí)間長(zhǎng)，池體容積大，智能化程度低、固廢產(chǎn)量較高、處理效果不穩(wěn)定等局限。城鎮(zhèn)農(nóng)村地區(qū)的中小型生活污水還有一大部分處于不處理直排的情況，要建立區(qū)域內(nèi)的污水處理廠，需要大量的土地、大量的資金，繁瑣的管網(wǎng)鋪設(shè)，還要經(jīng)過漫長(zhǎng)的建設(shè)區(qū)及投產(chǎn)區(qū)才能見效果。

為了適應(yīng)城鎮(zhèn)農(nóng)村地區(qū)的中小型生活污水的處理，一般采用水箱來解決，通過設(shè)置在水箱中的污水處理區(qū)進(jìn)行一級(jí)甚至多級(jí)的處理，處理的過程中，需要進(jìn)行降解、過濾、攪拌、氣提、產(chǎn)水等處理工藝或步驟，其中需要利用到各類泵、管道、閥及傳感器進(jìn)行配合實(shí)現(xiàn)，現(xiàn)有的處理系統(tǒng)中各功能模塊是通過控制系統(tǒng)順序工作，彼此獨(dú)立，導(dǎo)致系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，耗能高，環(huán)保節(jié)能性能不好。

以上背景技術(shù)內(nèi)容的公開僅用于輔助理解本發(fā)明的發(fā)明構(gòu)思及技術(shù)方案，其并不必然屬于本專利申請(qǐng)的現(xiàn)有技術(shù)，在沒有明確的證據(jù)表明上述內(nèi)容在本專利申請(qǐng)的申請(qǐng)日已經(jīng)公開的情況下，上述背景技術(shù)不應(yīng)當(dāng)用于評(píng)價(jià)本申請(qǐng)的新穎性和創(chuàng)造性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的在于提出一種污水處理系統(tǒng)及其處理方法，以解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，耗能高和節(jié)能性能不好的技術(shù)問題。

為此，本發(fā)明提出一種污水處理系統(tǒng)，包括缺氧生化區(qū)、好氧生化區(qū)和控制區(qū)，以及起控制管理作用的供氧氣提組、產(chǎn)水模組、控制系統(tǒng)和傳感系統(tǒng)，所述供氧氣提組包括用于供氣供氧的風(fēng)機(jī)，和用于供氧、攪拌的布?xì)庋b置，以及用于將缺氧生化區(qū)中的處理液提升至好氧生化區(qū)中的氣提裝置，所述氣提裝置包括氣提管、提升管和設(shè)于所述氣提管上的氣提電動(dòng)閥，所述布?xì)庋b置設(shè)于所述缺氧生化區(qū)和好氧生化區(qū)底部，所述提升管設(shè)于所述缺氧生化區(qū)中，所述氣提管設(shè)于所述缺氧生化區(qū)底部，所述氣提管與所述提升管一端的負(fù)壓入水口相連，所述布?xì)庋b置和所述氣提裝置均由所述風(fēng)機(jī)供氣。

優(yōu)選地，本發(fā)明的處理系統(tǒng)還可以具有如下技術(shù)特征：

所述好氧生化區(qū)設(shè)有生物納米膜模塊，所述生物納米膜模塊包括納米級(jí)的微孔片式膜片，用于納米級(jí)的過濾。

所述產(chǎn)水模組包括產(chǎn)水真空泵、氣水分離器、抽氣泵、產(chǎn)水控制閥和抽氣控制閥，所述氣水分離器設(shè)于所述產(chǎn)水真空泵的上游，與所述生物納米膜模塊相連；所述抽氣泵與所述氣水分離器相連，所述氣水分離器與所述抽氣泵之間的連接管上設(shè)有所述抽氣控制閥，所述氣水分離器上游的連接管上設(shè)有所述產(chǎn)水控制閥。

所述缺氧生化區(qū)的頂部與所述好氧生化區(qū)頂部之間設(shè)有污泥回流管。

還包括太陽(yáng)能發(fā)電模組，所述太陽(yáng)能發(fā)電模組固設(shè)于缺氧生化區(qū)和所述好氧生化區(qū)的頂部。

此外，本發(fā)明還提出了一種污水處理方法，包括利用上述任一項(xiàng)所述的污水處理系統(tǒng)進(jìn)行污水處理，包括以下步驟：

S1：對(duì)收集的污水進(jìn)行過濾預(yù)處理；

S2：對(duì)預(yù)處理后的污水在缺氧生化區(qū)中利用缺氧微生物進(jìn)行初步的有機(jī)物降解處理，處理過程中通過布?xì)庋b置進(jìn)行供氣及攪拌；

S3：降解處理后的污水通過氣提裝置的負(fù)壓入水口提升至好氧生化區(qū)，在好氧生化區(qū)中進(jìn)行二次的好氧微生物降解處理，獲得達(dá)標(biāo)的水，處理過程中通過供氧氣提組的布?xì)庋b置進(jìn)行供氣供氧及攪拌；

S4：通過產(chǎn)水模組將二次降解處理后達(dá)標(biāo)的水進(jìn)行排放。

優(yōu)選地，本發(fā)明的處理方法還可以具有如下技術(shù)特征：

步驟S4中，還包括：通過控制系統(tǒng)及傳感系統(tǒng)檢測(cè)并控制氣水分離器、抽氣泵排出產(chǎn)水模組中的空氣，保證產(chǎn)水模組的處于負(fù)壓狀態(tài)。

步驟S3中，通過兩組所述布?xì)庋b置相互交替運(yùn)行，進(jìn)行供氣供氧及攪拌，交替運(yùn)行時(shí)間為1-2min。

通過生物納米膜模塊中納米級(jí)的微孔片式膜片生成好氧生物膜進(jìn)行過濾及降解，所述好氧生物膜由好氧微生物生成。

還包括污泥回流的步驟，其包括通過設(shè)置在所述缺氧生化區(qū)和所述好氧生化區(qū)頂部的污泥回流管利用溢流的方式進(jìn)行硝化反硝化循環(huán)。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)對(duì)比的有益效果包括：本發(fā)明通過將布?xì)庋b置和氣提裝置通過共同的風(fēng)機(jī)進(jìn)行供氣，使得氣提裝置無需額外設(shè)置提升泵來提供提升動(dòng)力，通過氣提管在提升管中形成負(fù)壓，將處理后的污水從負(fù)壓入水口提升至下一單元，這樣將攪拌與氣提兩大功能實(shí)現(xiàn)了聯(lián)合，相比于現(xiàn)有氣提而言，省去了提升泵，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，減少了耗能部件，降低了耗能，提高了水箱的節(jié)能能力，更加節(jié)能環(huán)保。

優(yōu)選方案中，由于采用了產(chǎn)水分離器，因而能夠克服發(fā)生意外的斷電停機(jī)或機(jī)器故障的情況下，空氣容易進(jìn)入連接管道，使得產(chǎn)水真空泵和生物納米膜模塊不能處于負(fù)壓狀態(tài)下，造成產(chǎn)水流量不足或無法抽吸的狀況，從而可以保證產(chǎn)水模塊能持續(xù)自動(dòng)的產(chǎn)水的進(jìn)一步的技術(shù)效果。

通過生物納米膜模塊中的微孔片式膜片的設(shè)置，生物納米膜因其特殊的結(jié)構(gòu)擁有巨大的比表面積，其表面的好氧微生物種群會(huì)比一般的生物膜更豐富，數(shù)量更多，污水在這些微生物的代謝作用下，能去除剩余的大部分的有機(jī)污染物及總磷，且生物納米膜模塊因?yàn)榫哂屑{米級(jí)的過濾功能，不僅可以完全截留微生物使其保持生物多樣性外，還能截留部分大分子有機(jī)物，COD(化學(xué)需氧量)去除率可達(dá)80％左右，總磷去除率可達(dá)90％左右。

在頂部設(shè)置的污泥回流管，使得本系統(tǒng)能采用溢流的方式進(jìn)行去除總氮和氨氮，溢流的方式省掉了回流泵，保證24小時(shí)無動(dòng)力回流，進(jìn)一步簡(jiǎn)化了本系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，降低能耗。

太陽(yáng)能發(fā)電模組用于提供系統(tǒng)運(yùn)行所需的能源，無需接入電網(wǎng)，即可實(shí)現(xiàn)電量自供自用，節(jié)能環(huán)保，所以也不受地域的限制，太陽(yáng)能發(fā)電模組固設(shè)于缺氧生化區(qū)和所述好氧生化區(qū)的頂部，可作為水箱的頂板，起到防墜作用，還能防止樹葉、膠袋等雜物飄入水箱，影響系統(tǒng)正常運(yùn)行。

在好氧生化區(qū)中采用交替攪拌的形式，不僅節(jié)省能耗，而且攪拌供氧更均勻，防止存在死角。

附圖說明

圖1是本發(fā)明具體實(shí)施方式一的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明具體實(shí)施方式一的氣提裝置的示意圖。

圖3是本發(fā)明具體實(shí)施方式一的污水處理方法的流程圖。

1-進(jìn)水口，2-缺氧生化區(qū)，3-格柵裝置，4-布?xì)庋b置，5-液位開關(guān)，6-氣提管，7-提升管，8-設(shè)定液位，9-氣提電動(dòng)閥，10-風(fēng)機(jī)，11-填料層，12-活性污泥，13-好氧生化區(qū)，14-污泥回流管，15-生物納米膜模塊，16-產(chǎn)水真空泵，17-排放管，18-氣水分離器，19-產(chǎn)水控制閥，20-抽氣控制閥，21-抽氣泵，22-太陽(yáng)能發(fā)電模組，23-支架，24-太陽(yáng)能板24，25-逆變器，26-控制區(qū)，27-控制系統(tǒng)，28-排氣口，29-負(fù)壓入水口。

具體實(shí)施方式

為便于準(zhǔn)確理解，以下是后文中將出現(xiàn)的技術(shù)術(shù)語(yǔ)的準(zhǔn)確定義：

“COD”是指：化學(xué)需氧量。

下面結(jié)合具體實(shí)施方式并對(duì)照附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是，下述說明僅僅是示例性的，而不是為了限制本發(fā)明的范圍及其應(yīng)用。

參照以下附圖1-3，將描述非限制性和非排他性的實(shí)施例，其中相同的附圖標(biāo)記表示相同的部件，除非另外特別說明。

實(shí)施例一：

本實(shí)施例提供了一種污水處理系統(tǒng)，處理汕頭某鎮(zhèn)農(nóng)村污水處理工程，該工程污水處理量：500t/天，污水主要指標(biāo)：COD 80-200mg/L，總氮35～40mg/L，總磷6～8mg/L。

如圖1所示，本實(shí)施例的污水處理系統(tǒng)，包括缺氧生化區(qū)2、好氧生化區(qū)13和控制區(qū)26，以及起控制管理作用的供氧氣提組、產(chǎn)水模組、控制系統(tǒng)27和傳感系統(tǒng)，其中缺氧生化區(qū)2內(nèi)在進(jìn)水口1位置處，設(shè)置有格柵裝置3，這里也可以根據(jù)實(shí)際情況將格柵裝置3設(shè)置成自動(dòng)格柵機(jī)或格柵網(wǎng)，格柵裝置3目的是攔截污水中的漂浮物、毛發(fā)等雜物，以對(duì)污水進(jìn)行過濾預(yù)處理。因污水是非均質(zhì)均量的排放性質(zhì)，首先需要缺氧生化區(qū)2進(jìn)行水質(zhì)水量的調(diào)節(jié)，才能保證系統(tǒng)穩(wěn)定連續(xù)的運(yùn)行；在缺氧生化區(qū)2底部設(shè)布?xì)庋b置4和氣提管6，所述提升管7設(shè)于所述缺氧生化區(qū)2中，所述氣提管6設(shè)于所述缺氧生化區(qū)2底部，所述氣提管6與所述提升管7一端的負(fù)壓入水口29相連，設(shè)于缺氧生化區(qū)2中的傳感系統(tǒng)包括液位開關(guān)5，如圖2所示，當(dāng)缺氧生化區(qū)2的液位到達(dá)設(shè)定液位8時(shí)，氣提電動(dòng)閥9會(huì)自動(dòng)開啟，氣提管6的強(qiáng)力氣流使提升管7內(nèi)部形成負(fù)壓，管底周邊的水流會(huì)通過負(fù)壓入水口29吸入提升管7提升至下一單元，由低噪聲回轉(zhuǎn)式風(fēng)機(jī)10供氣。這種設(shè)計(jì)不僅節(jié)省了提升泵，可變動(dòng)的液位還起到了調(diào)節(jié)水量的功能，可承載高峰時(shí)期大水量的沖擊。

本實(shí)施例結(jié)合該污水處理系統(tǒng)提供了一種污水處理方法，如圖3所示，包括以下步驟：

S1：對(duì)收集的污水進(jìn)行過濾預(yù)處理；

S2：對(duì)預(yù)處理后的污水在缺氧生化區(qū)2中利用缺氧微生物進(jìn)行初步的有機(jī)物降解處理，處理過程中通過布?xì)庋b置4進(jìn)行供氣及攪拌；

S3：降解處理后的污水通過氣提裝置的負(fù)壓入水口29提升至好氧生化區(qū)13，在好氧生化區(qū)13中進(jìn)行二次的好氧微生物降解處理，獲得達(dá)標(biāo)的水，處理過程中通過供氧氣提組的布?xì)庋b置4進(jìn)行供氣供氧及攪拌；

S4：通過產(chǎn)水模組將二次降解處理后達(dá)標(biāo)的水進(jìn)行排放。

缺氧生化區(qū)2內(nèi)設(shè)有1.5～2m高的半軟性組合填料層11，同時(shí)往缺氧生化區(qū)2里投加2000～3000mg/L濃度的活性污泥12，通過風(fēng)機(jī)10控制溶氧量0.5mg/L左右，促使缺氧菌及缺氧微生物的生長(zhǎng)，形成豐富的生物膜負(fù)載在填料上，污水中的有機(jī)污染物透過這種生物膜后，由于微生物的代謝過程被大部分降解，COD將大幅下降，COD去除率可達(dá)60％～70％，容積負(fù)荷高。

本實(shí)施例中，所述缺氧生化區(qū)2的頂部與所述好氧生化區(qū)13頂部之間設(shè)有污泥回流管14，缺氧生化區(qū)2還可以去除總氮和氨氮，好氧生化區(qū)13的硝化污泥通過污泥回流管14回流，形成硝化反硝化的循環(huán)，能去除大部分的氨氮和總氮，污泥回流采用溢流的方式，省掉回流泵，保證24小時(shí)無動(dòng)力回流。

缺氧生化區(qū)2水力停留時(shí)間4h左右，其處理完的污水由氣提裝置提升至好氧生化區(qū)13，好氧生化區(qū)13中設(shè)有生物納米膜模塊15，其中生物納米膜模塊15包括若干組由納米級(jí)的微孔片式膜片串聯(lián)而成的膜片模組，微孔片式膜片的是通過有機(jī)材料改性的聚偏氟乙烯制成，底部設(shè)兩組布?xì)庋b置4，通過連通風(fēng)機(jī)10保持好氧生化區(qū)13的好氧環(huán)境，溶解氧保持在4～6mg/L左右，投加2000～3000mg/L濃度的活性污泥12，兩組布?xì)庋b置4設(shè)定1～2min自動(dòng)交替運(yùn)行，這種模式供氧，不僅節(jié)省能耗，而且攪拌供氧更均勻，防止存在死角。生物納米膜因其特殊的結(jié)構(gòu)擁有巨大的比表面積，其表面的好氧微生物種群會(huì)比一般的生物膜更豐富，數(shù)量更多，污水在這些微生物的代謝作用下，能去除剩余的大部分的有機(jī)污染物及總磷，且生物納米膜模塊15因?yàn)榫哂屑{米級(jí)的過濾功能，不僅可以完全截留微生物使其保持生物多樣性外，還能截留部分大分子有機(jī)物，COD去除率可達(dá)80％左右，總磷去除率可達(dá)90％左右。

根據(jù)進(jìn)污水負(fù)荷的差異，水力停留時(shí)間設(shè)定為6～8h，同時(shí)好氧生化區(qū)13中也設(shè)有液位開關(guān)5，設(shè)定液位8達(dá)到設(shè)定的程序要求時(shí)，處理完的水通過生物納米膜產(chǎn)水模塊排放，產(chǎn)水模塊通過產(chǎn)水真空泵16經(jīng)排放管17自動(dòng)抽吸至排放點(diǎn)，處理出水較清澈，懸浮物和濁度接近于零，細(xì)菌和病毒也被大幅去除，可完全達(dá)到國(guó)家一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。而且，無二次污染產(chǎn)生，能真正做到零排放，本實(shí)施例中，排放的污水?dāng)?shù)據(jù)為：出水COD≤25，總氮≤4.5，總磷≤0.5，指標(biāo)達(dá)到污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)一級(jí)A標(biāo)以下，無二次污染物產(chǎn)生。

本實(shí)施例中因?yàn)樯锛{米膜模塊15與產(chǎn)水真空泵16必須是在負(fù)壓狀態(tài)下連接才能保證連續(xù)產(chǎn)水，若意外的斷電停機(jī)或機(jī)器故障，空氣容易進(jìn)入連接管道，造成產(chǎn)水流量不足或無法抽吸的狀況，所以在產(chǎn)水模塊中增加氣水分離器18，不銹鋼制成的全封閉罐體，所述氣水分離器18設(shè)于所述產(chǎn)水真空泵16的上游，與所述生物納米膜模塊15相連；所述抽氣泵21與所述氣水分離器18相連，所述氣水分離器18與所述抽氣泵21之間的連接管上設(shè)有所述抽氣控制閥20，所述氣水分離器18上游的連接管上設(shè)有所述產(chǎn)水控制閥19。氣水分離器18內(nèi)部設(shè)液位計(jì)，當(dāng)檢測(cè)到不是滿液位時(shí)，說明里面有空氣進(jìn)入，液位信息由PLC(控制系統(tǒng)27)聯(lián)動(dòng)產(chǎn)水真空泵16，關(guān)閉產(chǎn)水控制閥19，自動(dòng)停止產(chǎn)水，同時(shí)抽氣控制閥20就會(huì)自動(dòng)開啟，閥門全開后，抽氣泵21跟著聯(lián)動(dòng)，將氣水分離器18內(nèi)空氣由其頂部連接的管道抽走，當(dāng)空氣抽干后，氣水分離器18會(huì)恢復(fù)滿水狀態(tài)，這時(shí)，抽氣泵21和抽氣控制閥20將依次關(guān)閉，打開產(chǎn)水控制閥19，然后產(chǎn)水真空泵16啟動(dòng)，持續(xù)自動(dòng)的產(chǎn)水。

本實(shí)施例從節(jié)能環(huán)保的理念出發(fā)，在水箱頂部設(shè)置太陽(yáng)能發(fā)電模組22，太陽(yáng)能發(fā)電模組22的裝機(jī)容量12kw，處理系統(tǒng)的開機(jī)容量10kw，裝置頂部設(shè)置的太陽(yáng)能發(fā)電模組22，充分利用立體空間，節(jié)省占地面積，太陽(yáng)能發(fā)電模組22包括設(shè)在水箱上的支架23，以及設(shè)在支架23上的太陽(yáng)能板24，設(shè)在頂部的太陽(yáng)能發(fā)電模組22相當(dāng)于水箱的頂板，不僅起到防墜作用，還能防止樹葉、膠袋等雜物飄入水箱，影響系統(tǒng)正常運(yùn)行。本實(shí)施例的太陽(yáng)能發(fā)電模組22經(jīng)逆變器25將直流電轉(zhuǎn)換成交流電，連接控制區(qū)26內(nèi)的控制系統(tǒng)27，即可實(shí)現(xiàn)電量自供自用，無需接入電網(wǎng)，節(jié)能環(huán)保，所以也不受地域的限制。

本實(shí)施例中，在控制區(qū)26部分的頂蓋上設(shè)有若干合理的排氣口28，保持控制間空氣流通，控制系統(tǒng)27可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)情況，能實(shí)現(xiàn)24小時(shí)無人運(yùn)轉(zhuǎn)。

本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，對(duì)以上描述做出眾多變通是可能的，所以實(shí)施例僅是用來描述一個(gè)或多個(gè)特定實(shí)施方式。

盡管已經(jīng)描述和敘述了被看作本發(fā)明的示范實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)明白，可以對(duì)其作出各種改變和替換，而不會(huì)脫離本發(fā)明的精神。另外，可以做出許多修改以將特定情況適配到本發(fā)明的教義，而不會(huì)脫離在此描述的本發(fā)明中心概念。所以，本發(fā)明不受限于在此披露的特定實(shí)施例，但本發(fā)明可能還包括屬于本發(fā)明范圍的所有實(shí)施例及其等同物。