申請(qǐng)日2015.09.06

　　公開(kāi)(公告)日2015.12.09

　　IPC分類(lèi)號(hào)C02F9/14

　　摘要

　　本發(fā)明公開(kāi)一種北方居民住宅區(qū)的污水處理系統(tǒng)與方法。所述系統(tǒng)包括格柵槽、調(diào)節(jié)池、磁分離凈水單元和人工濕地單元。所述格柵槽、調(diào)節(jié)池、磁分離凈水單元和人工濕地單元通過(guò)導(dǎo)水管依次連接。本發(fā)明根據(jù)北方居民住宅區(qū)污水水質(zhì)特點(diǎn)，提出一種由磁分離凈水技術(shù)與模塊化人工濕地工藝相結(jié)合的污水處理方法，充分發(fā)揮磁分離凈水技術(shù)與模塊化人工濕地工藝對(duì)污染物的處理優(yōu)勢(shì)，合理分配兩種新型工藝的處理配額，污水中懸浮態(tài)有機(jī)物、懸浮物和總磷的去除主要在磁分離凈水技術(shù)工藝過(guò)程中完成，總氮、氨氮和溶解態(tài)有機(jī)物的去除由模塊化人工濕地來(lái)完成。解決了單獨(dú)采用人工濕地工藝單元占地面積大、濕地內(nèi)部容易堵塞、氨氮和總氮難以達(dá)到水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)等問(wèn)題。

　　摘要附圖

 

　　權(quán)利要求書(shū)

　　1.一種北方居民住宅區(qū)污水處理系統(tǒng)，包括格柵槽(3)、調(diào)節(jié)池(4)，其特征在于還 包括：磁分離凈水單元(1)和人工濕地單元(2);所述格柵慒(3)、調(diào)節(jié)池(4)、磁分離 凈水單元(1)和人工濕地單元(2)通過(guò)導(dǎo)水管依次連接;

　　所述磁分離凈水單元(1)包括由導(dǎo)水管相連的磁混凝反應(yīng)器(11)和磁鼓凈水機(jī)(12);

　　所述人工濕地單元(2)包括人工濕地植物(23)、模塊化填料(21)及位于所述人工濕 地植物(23)和模塊化填料(21)之間的承托層(22)。

　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的北方居民住宅區(qū)污水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述磁混凝反應(yīng) 器(11)還包括相鄰的混合反應(yīng)器(111)和磁絮凝反應(yīng)器(112)。

　　3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的北方居民住宅區(qū)污水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述混合反應(yīng)器 (111)和磁絮凝反應(yīng)器(112)中分別至少包括一個(gè)攪拌機(jī)(113)。

　　4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的北方居民住宅區(qū)處理系統(tǒng)，其特征在于，所述磁絮凝反應(yīng)器 (112)將投入所述磁混凝反應(yīng)器(11)的磁粉與污水中的污染物混合形成具有磁性的磁性絮 團(tuán)。

　　5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的北方居民住宅區(qū)污水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述磁分離凈水 單元(1)還包括依次相連的超聲波磁回收裝置(13)、磁粉均相器(14)和磁粉投加泵(15); 所述超聲波磁回收裝置(13)與所述磁鼓凈水機(jī)(12)相連;所述磁粉投加泵(15)與所述 混合反應(yīng)器(111)相連。

　　6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的北方居民住宅區(qū)污水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述磁鼓凈水機(jī) (12)至少包括一個(gè)圓柱形的磁鼓(121)、電機(jī)(122)和刮柵條(123);電機(jī)(122)與磁 鼓(121)相連;磁鼓(121)的一部分位于水面以下;刮柵條(123)安裝在位于水面以上的 磁鼓(121)的表面上。

　　7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的北方居民住宅區(qū)污水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述超聲波磁回 收裝置(13)包括一個(gè)超聲波發(fā)生器(131)、一個(gè)攪拌機(jī)(132)和一個(gè)磁選裝置。

　　8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的北方居民住宅區(qū)污水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述磁粉均相器 (14)至少包括一個(gè)攪拌機(jī)(141)。

　　9.根據(jù)權(quán)利要求1～8任意一項(xiàng)所述的北方居民住宅區(qū)污水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述 模塊化填料(21)是鋼渣、碎石、沸石、陶粒的組合。

　　10.一種應(yīng)用權(quán)利要求1所述系統(tǒng)進(jìn)行污水處理方法，其特征在于，包括以下步驟：

　　步驟1，污水流經(jīng)格柵慒(3)后進(jìn)入調(diào)節(jié)池(4);

　　步驟2，污水在調(diào)節(jié)池(4)內(nèi)經(jīng)水量調(diào)節(jié)和水質(zhì)均衡后，被提升進(jìn)入磁分離凈水單元(1);

　　步驟3，向磁分離凈水單元(1)中投加混凝劑、助凝劑和磁粉;

　　步驟4，在磁混凝反應(yīng)器(11)中，污水中的懸浮態(tài)和膠體態(tài)污染物在水力混合和攪拌 的作用下，與磁粉形成具有磁性的磁性絮團(tuán);

　　步驟5，磁性絮團(tuán)和污水一起流入磁鼓凈水機(jī)(12)，磁性絮團(tuán)被吸附到磁鼓表面，磁鼓 (121)不斷旋轉(zhuǎn)，刮柵條(123)將吸附的磁性絮團(tuán)刮下來(lái)，磁性絮團(tuán)在重力作用下輸送到 超聲波磁回收裝置(13);污水直接流出磁鼓凈水機(jī)(12)流入人工濕地單元(2);

　　步驟6，在超聲波磁回收裝置(13)中，磁粉在超聲波的沖擊作用下與污染物分離，并 進(jìn)入磁粉均相器(14)形成磁粉懸濁液，最后通過(guò)磁粉投加泵(15)投入磁混凝反應(yīng)器(11);

　　步驟7，人工濕地單元(2)采用人工濕地植物(23)和模塊化填料(21)對(duì)污水進(jìn)一步 凈化。

　　說(shuō)明書(shū)

　　一種北方居民住宅區(qū)污水處理系統(tǒng)與方法

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明屬于環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于北方居民住宅區(qū)的污水處理系統(tǒng)與方法。

　　背景技術(shù)

　　中國(guó)北方地區(qū)的氣溫較低，出于冬季防凍考慮，北方居民住宅區(qū)的地下管道埋設(shè)一般較 深，且具有穩(wěn)定的排水規(guī)律;水溫較低，水解速度慢，懸浮態(tài)污染物濃度較高，懸浮態(tài)有機(jī) 物占總有機(jī)物濃度比例高(40%～60%);用水定額小，有機(jī)污染物濃度一般也較高。表1給出 了北方居民住宅小區(qū)的典型水質(zhì)指標(biāo)，COD表示化學(xué)需氧量，BOD5表示五日生化需氧量， TN表示總氮，NH3-N表示氨氮，TP表示總磷，SS表示懸浮物。

　　表1北方居民住宅小區(qū)典型水質(zhì)指標(biāo)

　　指標(biāo) COD BOD5 TN NH3-N TP SS 濃度(mg/L) ≥300 100～200 ≥50 ≥30 3～5 ≥100

　　目前，居民住宅小區(qū)的污水處理經(jīng)常采用兩種工藝：一種是生物處理+機(jī)械過(guò)濾工藝，如 圖1所示;一種是膜生物反應(yīng)器工藝，如圖2所示。上述兩種工藝存在的問(wèn)題是：沒(méi)有充分 考慮北方住宅小區(qū)的特點(diǎn)，沒(méi)有將污水處理與小區(qū)的自然環(huán)境相結(jié)合。因此，兩種處理工藝 的能耗都比較高，處理與回用費(fèi)用都在1.0元/噸水以上，而且機(jī)械過(guò)濾污泥排放量大，膜生 物反應(yīng)器需要定期進(jìn)行化學(xué)清洗，管理要求高，膜壽命較短，一般3～5年，需要經(jīng)常更換， 費(fèi)用高。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問(wèn)題，本發(fā)明提出一種用于北方居民住宅區(qū)的污水處理系統(tǒng) 與方法，采用磁分離凈水技術(shù)與模塊化人工濕地工藝相結(jié)合的方法實(shí)現(xiàn)污水處理。

　　為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案。

　　一種北方居民住宅區(qū)污水處理系統(tǒng)，包括格柵槽、調(diào)節(jié)池，還包括：磁分離凈水單元和 人工濕地單元。所述格柵槽、調(diào)節(jié)池、磁分離凈水單元和人工濕地單元通過(guò)導(dǎo)水管依次連接。

　　所述磁分離凈水單元包括由導(dǎo)水管相連的磁混凝反應(yīng)器和磁鼓凈水機(jī);

　　所述人工濕地單元包括人工濕地植物、模塊化填料及位于所述人工濕地植物和模塊化填 料之間的承托層。

　　進(jìn)一步地，所述磁混凝反應(yīng)器還包括相鄰的混合反應(yīng)器和磁絮凝反應(yīng)器。

　　進(jìn)一步地，所述混合反應(yīng)器和磁絮凝反應(yīng)器中分別至少包括一個(gè)攪拌機(jī)。

　　進(jìn)一步地，所述磁絮凝反應(yīng)器將投入所述磁混凝反應(yīng)器的磁粉與污水中的污染物混合形 成具有磁性的磁性絮團(tuán)。

　　進(jìn)一步地，所述磁分離凈水單元還包括依次相連的超聲波磁回收裝置、磁粉均相器和磁 粉投加泵。所述超聲波磁回收裝置與所述磁鼓凈水機(jī)相連。所述磁粉投加泵與所述混合反應(yīng) 器相連。

　　進(jìn)一步地，所述磁鼓凈水機(jī)至少包括一個(gè)圓柱形的磁鼓、電機(jī)和刮柵條。電機(jī)與磁鼓相 連。磁鼓的一部分位于水面以下。刮柵條安裝在位于水面以上的磁鼓表面上。

　　進(jìn)一步地，所述超聲波磁回收裝置包括一個(gè)超聲波發(fā)生器、一個(gè)攪拌機(jī)和一個(gè)磁選裝置。 超聲波發(fā)生器產(chǎn)生超聲波使磁性絮團(tuán)中的磁粉和污染物分散開(kāi);攪拌機(jī)使磁粉保持懸浮不沉 降;磁選裝置吸附磁粉并將其送到磁粉均相器。

　　進(jìn)一步地，所述磁粉均相器至少包括一個(gè)攪拌機(jī)，使磁粉與水完全混合形成濃度分布均 勻的懸濁液。

　　進(jìn)一步地，所述模塊化填料根據(jù)流入人工濕地單元中水的質(zhì)量選擇，所述模塊化填料是 鋼渣、碎石、沸石、陶粒的組合。

　　應(yīng)用所述系統(tǒng)進(jìn)行污水處理方法，包括以下步驟：

　　步驟1，污水流經(jīng)格柵槽后進(jìn)入調(diào)節(jié)池。

　　步驟2，污水在調(diào)節(jié)池內(nèi)經(jīng)水量調(diào)節(jié)和水質(zhì)均衡后，被提升進(jìn)入磁分離凈水單元。

　　步驟3，向磁分離凈水單元中投加混凝劑、助凝劑和磁粉。

　　步驟4，在磁混凝反應(yīng)器中，污水中的懸浮態(tài)和膠體態(tài)污染物在水力混合和攪拌的作用 下，與磁粉形成具有磁性的磁性絮團(tuán)。

　　步驟5，磁性絮團(tuán)和污水一起流入磁鼓凈水機(jī)，磁性絮團(tuán)被吸附到磁鼓表面，磁鼓不斷 旋轉(zhuǎn)，刮柵條將吸附的磁性絮團(tuán)刮下來(lái)，磁性絮團(tuán)在重力作用下輸送到超聲波磁回收裝置; 污水直接流出磁鼓凈水機(jī)流入人工濕地單元。

　　步驟6，在超聲波磁回收裝置中，磁粉在超聲波的沖擊作用下與污染物分離，并進(jìn)入磁 粉均相器形成磁粉懸濁液，最后通過(guò)磁粉投加泵投入磁混凝反應(yīng)器。

　　步驟7，人工濕地單元采用人工濕地植物和模塊化填料對(duì)污水進(jìn)一步凈化。

　　與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

　　本發(fā)明根據(jù)北方居民住宅區(qū)污水水質(zhì)特點(diǎn)，提出一種由磁分離凈水技術(shù)與模塊化人工濕 地工藝相結(jié)合的污水處理方法，充分發(fā)揮磁分離凈水技術(shù)與模塊化人工濕地工藝對(duì)污染物的 處理優(yōu)勢(shì)，合理分配兩種新型工藝的處理配額，污水中懸浮態(tài)有機(jī)物、懸浮物和總磷的去除 主要在磁分離凈水技術(shù)工藝過(guò)程中完成，總氮、氨氮和溶解態(tài)有機(jī)物的去除由模塊化濕地來(lái) 完成。解決了單獨(dú)采用人工濕地工藝單元，占地面積大，濕地內(nèi)部容易堵塞，氨氮和總氮難 以達(dá)到水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)等問(wèn)題。

　　應(yīng)用本發(fā)明所述的污水處理方法，處理后水質(zhì)能夠達(dá)到《城市污水再生利用雜用水水質(zhì)》 (GB18920-2002)規(guī)定的綠化用水標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)了污染物消除與水資源再生就地利用，達(dá)到節(jié) 能減排與資源循環(huán)利用的效果。小區(qū)污水處理單純采用人工濕地處理工藝時(shí)，每噸水每天需 要的濕地面積為4～8m2，采用本發(fā)明所述方法，每噸水每天需要的濕地面積為1～2m2。