申請(qǐng)日2017.10.01

　　公開(公告)日2017.12.12

　　IPC分類號(hào)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(gè)，該若干個(gè)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(gè)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(duì)污水收集設(shè)施的大處理量要求，實(shí)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(gè)，該若干個(gè)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(fù)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(jìn)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(duì)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(fù)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(jì)(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(duì)污水收集池中的污水進(jìn)行曝氣充氧，使活性污泥消解污水中的有機(jī)物;

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

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

　　(4)、在電絮凝和曝氣充氧后，首先停止對(duì)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(dòng)與該污水處理單元對(duì)應(yīng)的單元萃取真空泵，通過單元濾膜組萃取清水，當(dāng)污水處理單元水位到達(dá)設(shè)定低位時(shí)，單元萃取真空泵停止工作，對(duì)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(duì)第一污水處理單元進(jìn)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(dòng)對(duì)應(yīng)單元萃取真空泵并通過單元濾膜組萃取清水，當(dāng)?shù)诙�污水處理單元水位到達(dá)設(shè)定低位時(shí)，單元萃取真空泵停止工作，對(duì)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(duì)第二污水處理單元進(jìn)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(jìn)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(dòng)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(diǎn)源生活污水的污水處理裝置，如對(duì)生活污水收集船、城市鄉(xiāng)鎮(zhèn)生活污水池進(jìn)行污水處理的裝置。本發(fā)明還涉及應(yīng)用該處理裝置進(jìn)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(jī)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(jì)發(fā)展和人們生活質(zhì)量提高的嚴(yán)重障礙，人們面臨著資源性和水質(zhì)性雙重缺水的嚴(yán)峻考驗(yàn)。

　　點(diǎn)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(diǎn)。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(yuǎn)洋船舶生活污水的排放則嚴(yán)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(duì)人們的生存環(huán)境造成了嚴(yán)重的負(fù)面影響。這些點(diǎn)源式的生活污水由于具有分散不便集中的特點(diǎn)，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(yán)重的危害。目前將這些點(diǎn)源污水進(jìn)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(jìn)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(shí)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(duì)水中生物降解有機(jī)污染物進(jìn)行轉(zhuǎn)化，使之生成對(duì)環(huán)境無害的二氧化碳和水，同時(shí)截留生化反應(yīng)物，具有固液分離率高、有機(jī)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(duì)有限量污水的處理，明顯不適應(yīng)對(duì)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(fù)擔(dān)，使整個(gè)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(jī)物的消化降解依賴于對(duì)活性污泥進(jìn)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(duì)反硝化有著很大的影響，因此對(duì)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(shí)上膜生物反應(yīng)器中無法形成絕對(duì)的厭氧條件，這對(duì)釋磷過程十分不利，即使采用間隙式曝氣方法，對(duì)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(jìn)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(xì)胞活性的降低，具有污泥停留時(shí)間越長、污泥活性越低的趨勢。因此，現(xiàn)有獨(dú)立式生活污水處理裝置污水處理量十分有限，不能實(shí)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(duì)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(duì)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(qiáng)污泥菌體細(xì)胞活性，強(qiáng)化和穩(wěn)定脫氮除磷效果，而且能夠滿足對(duì)污水收集設(shè)施的大處理量要求，實(shí)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(gè)，該若干個(gè)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(fù)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(jìn)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(duì)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(fù)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(jì)。

　　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(duì)污水收集池中的污水進(jìn)行曝氣充氧，使活性污泥消解污水中的有機(jī)物;

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

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

　　(4)、在電絮凝和曝氣充氧后，首先停止對(duì)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(dòng)與該污水處理單元對(duì)應(yīng)的單元萃取真空泵，通過單元濾膜組萃取清水，當(dāng)污水處理單元水位到達(dá)設(shè)定低位時(shí)，單元萃取真空泵停止工作，對(duì)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(duì)第一污水處理單元進(jìn)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(dòng)對(duì)應(yīng)單元萃取真空泵并通過單元濾膜組萃取清水，當(dāng)?shù)诙�污水處理單元水位到達(dá)設(shè)定低位時(shí)，單元萃取真空泵停止工作，對(duì)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(duì)第二污水處理單元進(jìn)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(jìn)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(dòng)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(shí)將污水處理單元的少量電絮凝液補(bǔ)充入污水收集池，使活性污泥的活性更強(qiáng)，消解污水中的有機(jī)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(gè)污水處理單元，且該若干個(gè)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(shí)設(shè)置了絮凝正負(fù)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(shí)現(xiàn)大容積收集來至各種點(diǎn)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(shí)地返送至污水收集池，強(qiáng)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(diǎn)：

　　本發(fā)明能實(shí)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(gè)污水處理單元，使得各污水處理單元同時(shí)工作，依順排放處理清水，實(shí)現(xiàn)了處理水的連續(xù)排放;并且多個(gè)污水處理單元的同時(shí)工作，又成倍地提升了整個(gè)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(dú)立進(jìn)行不相互干擾，克服了單個(gè)處理裝置的間隙工作，序批排水的不足。更由于采用多個(gè)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(huì)影響整個(gè)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(fù)極、單元曝氣器及單元濾膜組，通過綜合處理技術(shù)強(qiáng)化了單元的污水處理效果。絮凝正負(fù)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(duì)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(shí)現(xiàn)對(duì)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(dú)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(jià)聚合離子絮體網(wǎng)，具有極強(qiáng)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(qiáng)生物反應(yīng)系統(tǒng)、膜分離系統(tǒng)中活性污泥菌體細(xì)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(qiáng)化生物反應(yīng)系統(tǒng)、膜分離系統(tǒng)中對(duì)有機(jī)物的生物降解和固磷作用，抑制和彌補(bǔ)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(qiáng)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(fù)擔(dān)，又使膜生物反應(yīng)系統(tǒng)的優(yōu)勢得以強(qiáng)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(biāo)準(zhǔn)MEPC227(64)。

　　本發(fā)明強(qiáng)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(duì)處理單元的沖擊，而這種突變流量所帶來的沖擊會(huì)嚴(yán)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(jī)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(jī)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(xì)胞。這種強(qiáng)化的前道生化消解工藝，減輕了處理單元的負(fù)擔(dān)，更容易保證處理水質(zhì)指標(biāo)。污水收集池不僅能大容量地貯存來至點(diǎn)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(jìn)行厭氧處理，再進(jìn)行好氧處理，或者進(jìn)行厭氧和好氧的交替處理，便于強(qiáng)化對(duì)污水的生化消解作用。

　　本發(fā)明有利于實(shí)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(shí)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(jìn)行循環(huán)消解處理，使污水中的有機(jī)物全部消解為對(duì)環(huán)境友好的二氧化碳等氣體和水。定期對(duì)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(yùn)行。