高新厕所污水处理装置及技术与流程

高新厕所污水处理装置及技术与流程

本发明涉及污水生物处理领域,尤其是强化高浓度厕所污水处理装置和方法。

背景技术:

厕所污水水质特点为高氨氮、高cod浓度,推广节水型便器,进一步提高了厕所污水的水质浓度,进而增大了厕所污水的处理难度。厕所污水对生活污水污染总负荷贡献率最高,厕所污水的总氮贡献率占生活污水污染物总负荷的84%以上,而《城镇污水处理厂污染物排放标准》(gb18918-2002)对于污染物排放有如下规定:(一级a类标准)出水氨氮小于等于5mg/l;总氮(tn)小于等于15mg/l;bod5小于等于10mg/l。厕所污水达标排放的处理难度很大。

许多专家学者在这方面做出了大量工作,并都存在着应用价值,可归结为以下厕所污水的处理方法:1、化粪池处理,化粪池处理的优点是基建费用少、能去除部分bod5,但是存在总氮去除率低等缺点,使其不适用于高浓度厕所污水处理;2、污水处理厂集中处理,它的优点是去除效率高,但是其投资和运转费用巨大,工艺复杂,需要定期维护,不适合经济不发达、居住分散的农村地区。

技术实现要素:

本发明的目的是提供一种节能降耗,可实时控制精准结束曝气,减少曝气能耗,节省反硝化碳源,操作简便,实现自动化灵活运行的厕所污水处理装置及方法。

本发明主要包括厕所污水箱、水解酸化池、进水管、进水泵、sbr反应器、连接管、出水管、曝气管、出水阀门、空气压缩机、进气阀门、回流管、回流泵、回流阀门、可编程过程控制器和计算机。

其中,厕所污水箱与水解酸化池之间通过进水管相连,在进水管上设有进水泵。水解酸化池与sbr反应器通过连接管相连。sbr反应器上设有出水管和曝气管,出水管上设有出水阀门,曝气管的一端与sbr反应器相连,另一端与空气压缩机相连,在曝气管上设有进气阀门。sbr反应器与水解酸化池之间通过回流管相连接,回流管上设有回流泵和回流阀门。可编程过程控制器通过进气泵、回流泵、回流阀门、sbr反应器、出水阀门、进气阀门和空气压缩机相连,可编程过程控制器与计算机相连。

进一步地,sbr反应器包括反应器罐体、水位计、搅拌器、ph传感器和曝气盘。在反应器罐体内设有搅拌器,水位计和ph传感器设在反应器的内壁,曝气盘置于反应器底部。

进一步地,搅拌器包括搅拌器安装座、搅拌棒和搅拌叶片。在反应器罐体的上部设有搅拌器安装座,搅拌器安装座的下部固定搅拌棒,搅拌棒延伸至反应器罐体内,搅拌棒的下端设有搅拌叶片。

厕所污水处理方法的步骤如下:

(1)开启进水泵,将高浓度厕所污水从厕所污水箱经过进水管加入水解酸化池;

(2)水解酸化池出水进入sbr反应器,开启空气压缩机,开启进气阀门,曝气盘曝气,开启搅拌器,sbr反应器的进水比为33%-45%,当水位计检测达到设定进水比时关闭进水泵;

(3)可编程过程控制器实时接收sbr反应器的ph传感器数值,并将其数值传送至计算机,计算机计算ph数值的一阶导数,当ph数值的一阶导数大于0.05,且保持时间超过3分钟时,计算机通过可编程过程控制器发布关闭搅拌器、空气压缩机、进气阀门及回流泵的指令;

(4)检测步骤(3)结束时,氨氮质量浓度、亚硝态氮质量浓度、硝态氮质量浓度,当总氮即为氨氮质量浓度、亚硝态氮质量浓度、硝态氮质量浓度之和,tn)小于等于15mg/l时,进入步骤(5);tn大于15mg/l时,开启回流泵,将sbr反应器的出水加入水解酸化池,返回到步骤(2);

(5)沉淀时间设定为35-50分钟,达到设定时间后,开启出水阀门,排水比设定为33%-45%,达到设定排水比,关闭出水阀门,开启进水泵,进入下一工作周期。

本发明的厕所污水处理方法是利用水解酸化池初步降解bod5,通过sbr反应器内ph值的实时控制完成bod5的氧化和氨氮的氧化,结合sbr反应器出水回流至水解酸化池完成反硝化过程,实现高浓度厕所污水的处理,即强化高浓度厕所污水的处理效果。

本发明与现有技术相比,具有以下优点:

(1)克服了厕所污水化粪池处理总氮去除率低的不利影响,利用水解酸化、硝化、反硝化等生物处理法降解bod5、氨氮和总氮,提高了厕所污水污染物的处理效果,为如何实现高浓度厕所污水的达标排放提供技术支持;

(2)节能降耗,结合ph值的实时控制可精准结束曝气,减少25%的曝气能耗,节省40%的反硝化碳源;

(3)系统操作简便,运行灵活,容易实现自动化运行,具有广阔应用前景。

附图说明

图1为本发明的结构示意简图;

图2为本发明的sbr反应器的结构示意简图;

图3为本发明的工作流程图;

图中,1-厕所污水箱、4-水解酸化池、3-进水管、2-进水泵、6-sbr反应器5-连接管、9-出水管、11-曝气管、8-出水阀门、13-空气压缩机12-进气阀门、14-回流管、15-回流泵、16-回流阀门、17-水位计、18-ph传感器、19-可编程过程控制器、20-计算机、21-搅拌器安装座、22-曝气盘、23-搅拌棒、24-搅拌叶片。

具体实施方式

在图1至图2所示的本发明的示意简图中,厕所污水箱1与水解酸化池4之间通过进水管3相连,在进水管3上设有进水泵2。水解酸化池与sbr反应器6通过连接管5相连。sbr反应器包括反应器罐体、水位计、搅拌器、ph传感器和曝气盘。在反应器罐体内设有搅拌器,搅拌器包括搅拌器安装座、搅拌棒和搅拌叶片。在反应器罐体的上部设有搅拌器安装座21,搅拌器安装座的下部固定搅拌棒23,搅拌棒延伸至反应器罐体内,搅拌棒的下端设有搅拌叶片24。水位计17和ph传感器18设在反应器的内壁,曝气盘22置于反应器底部。sbr反应器上设有出水管9和曝气管11,出水管上设有出水阀门8,曝气管的一端与sbr反应器相连,另一端与空气压缩机13相连,在曝气管上设有进气阀门12。sbr反应器与水解酸化池之间通过回流管14相连接,回流管上设有回流泵15和回流阀门16。可编程过程控制器19通过进气泵、回流泵、回流阀门、sbr反应器、出水阀门、进气阀门和空气压缩机相连,可编程过程控制器19与计算机20相连。

实施例1

结合图3和实施例,对本发明做进一步的说明:以某公共厕所(该公共厕所采用节水型马桶,每次冲水量约为3l)排放的厕所污水为研究对象(ph=7.1-7.9,bod5=505-815mg/l,)。试验装置有效容积4l的水解酸化池,有效容积6l的sbr反应器,sbr反应器每周期处理水量为2l,系统运行温度为21℃,mlvss为1.7g/l,每个周期操作步骤如下:="bda0002769439960000041.gif"he="72"imgcontent="drawing"imgformat="gif"inline="no"orientation="portrait"wi="511">

厕所污水处理方法的步骤如下:

(1)开启进水泵,将高浓度厕所污水从厕所污水箱经过进水管加入水解酸化池,进水泵流量为100ml/h;

(2)水解酸化池出水进入sbr反应器,开启空气压缩机,开启进气阀门,曝气盘曝气,开启搅拌器,sbr反应器的进水比为33%,当水位计检测达到设定进水比时关闭进水泵;

(3)可编程过程控制器实时接收sbr反应器的ph传感器数值,并将其数值传送至计算机,计算机计算ph数值的一阶导数,当ph数值的一阶导数大于0.05,且保持时间超过3分钟时,计算机通过可编程过程控制器发布关闭搅拌器、空气压缩机、进气阀门及回流泵的指令;

(4)检测步骤(3)结束时,氨氮质量浓度、亚硝态氮质量浓度、硝态氮质量浓度,当总氮即为氨氮质量浓度、亚硝态氮质量浓度、硝态氮质量浓度之和,tn)小于等于15mg/l时,进入步骤(5);tn大于15mg/l时,开启回流泵,将sbr反应器的出水加入水解酸化池,返回到步骤(2);

(5)沉淀时间设定为35分钟,达到设定的沉淀时间后,开启出水阀门,排水比设定为33%,达到设定排水比,关闭出水阀门,开启进水泵,进入下一工作周期。

本发明实施例的工艺和装置处理高浓度厕所污水,系统稳定运行40周期后出水为3.4mg/l,总氮为11.3mg/l,bod5为5.0mg/l,符合《城镇污水处理厂污染物排放标准》(gb18918-2002)一级a类标准,成功的强化了高浓度厕所污水的处理效果。="bda0002769439960000051.gif"he="75"imgcontent="drawing"imgformat="gif"inline="no"orientation="portrait"wi="193">

实施例2

结合图3和实施例,对本发明做进一步的说明:以某公共厕所(该公共厕所采用节水型马桶,每次冲水量约为3l)排放的厕所污水为研究对象(ph=7.1-7.9,bod5=505-815mg/l,)。试验装置有效容积4l的水解酸化池,有效容积6l的sbr反应器,sbr反应器每周期处理水量为2l,系统运行温度为23℃,mlvss为1.8g/l,每个周期操作步骤如下:="bda0002769439960000061.gif"he="81"imgcontent="drawing"imgformat="gif"inline="no"orientation="portrait"wi="525">

厕所污水处理方法的步骤如下:

(1)开启进水泵,将高浓度厕所污水从厕所污水箱经过进水管加入水解酸化池,进水泵流量为100ml/h;

(2)水解酸化池出水进入sbr反应器,开启空气压缩机,开启进气阀门,曝气盘曝气,开启搅拌器,sbr反应器的进水比为40%,当水位计检测达到设定进水比时关闭进水泵;

(3)可编程过程控制器实时接收sbr反应器的ph传感器数值,并将其数值传送至计算机,计算机计算ph数值的一阶导数,当ph数值的一阶导数大于0.05,且保持时间超过3分钟时,计算机通过可编程过程控制器发布关闭搅拌器、空气压缩机、进气阀门及回流泵的指令;

(4)检测步骤(3)结束时,氨氮质量浓度、亚硝态氮质量浓度、硝态氮质量浓度,当总氮即为氨氮质量浓度、亚硝态氮质量浓度、硝态氮质量浓度之和,tn)小于等于15mg/l时,进入步骤(5);tn大于15mg/l时,开启回流泵,将sbr反应器的出水加入水解酸化池,返回到步骤(2);

(5)沉淀时间设定为45分钟,达到设定的沉淀时间后,开启出水阀门,排水比设定为40%,达到设定排水比,关闭出水阀门,开启进水泵,进入下一工作周期。

本发明实施例的工艺和装置处理高浓度厕所污水,系统稳定运行35周期后出水为1.5mg/l,总氮为12.7mg/l,bod5为6.4mg/l,符合《城镇污水处理厂污染物排放标准》(gb18918-2002)一级a类标准,成功的强化了高浓度厕所污水的处理效果。="bda0002769439960000071.gif"he="68"imgcontent="drawing"imgformat="gif"inline="no"orientation="portrait"wi="182">

技术特征:

1.一种厕所污水处理装置,主要包括厕所污水箱、水解酸化池、进水管、进水泵、sbr反应器、连接管、出水管、曝气管、出水阀门、空气压缩机、进气阀门、回流管、回流泵、回流阀门、可编程过程控制器和计算机,其特征在于:厕所污水箱与水解酸化池之间通过进水管相连,在进水管上设有进水泵,水解酸化池与sbr反应器通过连接管相连,sbr反应器上设有出水管和曝气管,出水管上设有出水阀门,曝气管的一端与sbr反应器相连,另一端与空气压缩机相连,在曝气管上设有进气阀门,sbr反应器与水解酸化池之间通过回流管相连接,回流管上设有回流泵和回流阀门,可编程过程控制器通过进气泵、回流泵、回流阀门、sbr反应器、出水阀门、进气阀门和空气压缩机相连,可编程过程控制器与计算机相连。

2.根据权利要求1所述的一种厕所污水处理装置,其特征在于:sbr反应器包括反应器罐体、水位计、搅拌器、ph传感器和曝气盘,在反应器罐体内设有搅拌器,水位计ph传感器设在反应器的内壁,曝气盘置于反应器底部。

3.根据权利要求1或2所述的一种厕所污水处理装置,其特征在于:搅拌器包括搅拌器安装座、搅拌棒和搅拌叶片,在反应器罐体的上部设有搅拌器安装座,搅拌器安装座的下部固定搅拌棒,搅拌棒延伸至反应器罐体内,搅拌棒的下端设有搅拌叶片。

4.应用一种厕所污水处理装置的厕所污水处理方法,其特征在于:步骤如下:

(1)开启进水泵,将高浓度厕所污水从厕所污水箱经过进水管加入水解酸化池;

(2)水解酸化池出水进入sbr反应器,开启空气压缩机,开启进气阀门,曝气盘曝气,开启搅拌器,sbr反应器的进水比为33%-45%,当水位计检测达到设定进水比时关闭进水泵;

(3)可编程过程控制器实时接收sbr反应器的ph传感器数值,并将其数值传送至计算机,计算机计算ph数值的一阶导数,当ph数值的一阶导数大于0.05,且保持时间超过3分钟时,计算机通过可编程过程控制器发布关闭搅拌器、空气压缩机、进气阀门及回流泵的指令;

(4)检测步骤(3)结束时,氨氮质量浓度、亚硝态氮质量浓度、硝态氮质量浓度,当总氮即为氨氮质量浓度、亚硝态氮质量浓度、硝态氮质量浓度之和,tn)小于等于15mg/l时,进入步骤(5);tn大于15mg/l时,开启回流泵,将sbr反应器的出水加入水解酸化池,返回到步骤(2);

(5)沉淀时间设定为35-50分钟,达到设定时间后,开启出水阀门,排水比设定为33%-45%,达到设定排水比,关闭出水阀门,开启进水泵,进入下一工作周期。

技术总结
一种厕所污水处理装置,厕所污水箱与水解酸化池之间通过进水管相连,在进水管上设进水泵,水解酸化池与SBR反应器通过连接管连,SBR反应器上设出水管和曝气管,出水管上设出水阀门,曝气管一端与SBR反应器相连,另一端与空气压缩机相连,曝气管上设进气阀门,SBR反应器与水解酸化池之间通过回流管相连接,回流管上设回流泵和回流阀门,可编程过程控制器通过进气泵、回流泵、回流阀门、SBR反应器、出水阀门、进气阀门和空气压缩机相连,可编程过程控制器与计算机相连。本发明克服厕所污水化粪池处理总氮去除率低的不利影响,提高厕所污水污染物的处理效果,节能降耗,可精准结束曝气,减少曝气能耗,节省反硝化碳源;系统操作简便,运行灵活。

技术开发人、权利持有人:张宇坤;陈兆波;姜蕾;杜蓬娟;范伟;孙涛;赵天雁;张宝月;肖亭雨;苏补呷

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