(19)中华人民共和国国家知识产权局
*CN101767901A*
(10)申请公布号 CN 101767901 A(43)申请公布日 2010.07.07
(12)发明专利申请
(21)申请号 200810242716.7(22)申请日 2008.12.26
(71)申请人王永广
地址225000江苏省扬州市大学南路88号扬
州大学环境科学与工程学院(72)发明人王永广
(74)专利代理机构北京连和连知识产权代理有
限公司 11278
代理人奚衡宝(51)Int.Cl.
C02F 9/14(2006.01)C02F 3/30(2006.01)C02F 1/52(2006.01)C02F 1/50(2006.01)
(54)发明名称
一种污水的移动式处理装置及其处理污水的方法(57)摘要
一种污水的移动式处理装置及其处理污水的方法。涉及一种村镇污水的处理装置及其处理方法。提供了一种不占土地，船舶型自浮于污水上，在实现污水中有机物降解的同时，还能降低污水中TP、TN的污水的移动式处理装置及其处理污水的方法。本发明的一种污水的移动式处理装置，包括设置在一浮体上且相互连通的调节池、厌氧池、缺氧池、好氧池、沉淀池、消毒池、污泥池和除磷池，所述的调节池、厌氧池、缺氧池、好氧池、沉淀池和除磷池设置在一移动式浮体上，浮体上设有污水的进水口、被处理后水的出水口以及污泥出口，污水的进水口与调节池相连，被处理后水的出水口设置在消毒池上，污泥出口设置在污泥池上。
权利要求书 1 页 说明书 6 页 附图 2 页
CN 101767901 ACN 101767901 A
权 利 要 求 书
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1.一种污水的移动式处理装置，其特征在于，包括设置在一浮体上且相互连通的调节池、厌氧池、缺氧池、好氧池、沉淀池、消毒池、污泥池和除磷池，所述的调节池、厌氧池、缺氧池、好氧池、沉淀池和除磷池设置在一移动式浮体上，浮体上设有污水的进水口、被处理后水的出水口以及污泥出口，污水的进水口与调节池相连，被处理后水的出水口设置在消毒池上，污泥出口设置在污泥池上；在沉淀池下部设有污泥泵A，污泥泵A连接厌氧池；在好氧池出口处设置有内循环泵，内循环泵连接缺氧池；在除磷池下部设有污泥泵B，污泥泵B连接污泥池。
2.根据权利要求1所述的一种污水的移动式处理装置，其特征在于，除磷池内设有斜管。
3.一种应用如权利要求1所述的一种污水的移动式处理装置处理污水的方法，其特征在于，按以下步骤进行：
a.往调节池输入污水，再将调节池内污水输入至厌氧池，在厌氧池内实现污水和由沉淀池内通过污泥泵A泵回的活性污泥混合；制得泥、水混合液；
b.泥、水混合液进入缺氧池，在缺氧池中对混合液充分搅拌，提高池内固、液相的均质；在混合搅拌时，往缺氧池内通入由内循环泵从好氧池泵回的含有硝态氮的好氧池混合液，完成硝态氮转化为氮气的反硝化反应；制得缺氧池出液；
c.缺氧池出液进入好氧池，好氧池内含有聚磷菌和硝化菌的好氧微生物对缺氧池出液进行氨态氮转化为硝态氮的硝化反应和摄磷反应，制得含有硝态氮的好氧池混合液；
c1.在好氧池出口由内循环泵将含有硝态氮的好氧池混合液泵回缺氧池，在缺氧池内再进行脱氮反硝化反应；
c2.同时，好氧池内的聚磷菌在好氧条件下摄取缺氧池出液中的磷，降低TP；d.好氧池混合液进入沉淀池，经1.5～2.5小时沉淀后，上清液为TP被降低的沉淀池出水；沉淀下来的一部分摄磷的聚磷菌的活性污泥被污泥泵A泵至厌氧池，在厌氧池内聚磷菌释放磷，聚磷菌在厌氧池-沉淀池循环中不断生长、利用；另一部分足量摄磷的聚磷菌的污泥被污泥泵A排至污泥池，作为剩余污泥；
e.沉淀池出水进入除磷池，向除磷池中投加硫酸铝，沉淀池出水中的磷与铝离子形成磷酸铝沉淀而由沉淀池出水中分离出来，同时硫酸铝可进一步将沉淀池出水中悬浮性颗粒絮凝为沉淀物，降低SS的浓度；处理后的水经消毒，输出，处理完毕。
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说 明 书
一种污水的移动式处理装置及其处理污水的方法
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技术领域
本发明涉及一种村镇污水的处理装置及其处理方法，尤其涉及一种适应小城镇环
境的移动式污水处理装置及其处理方法。
[0001]
背景技术
随着社会主义新农村建设的深入开展，村镇污水处理设施已是我国现阶段和今后
若干年建设的重要基础设施。囿于工程投资的制约，我国大多数村镇污水处理设施具有“投资小、上马快、效果好”的基本要求，相关设施的开发层出不穷，但各有优缺点，或投资小、上马快但处理效果一般，或处理效果好但投资大、建设周期长。[0003] 村镇污水由生活污水、工业废水以及部分的降水组成。生活污水是村镇污水的主要组成部分之一，一般情况下，村镇污水都具有生活污水的特征，主要水质指标如表一所示。
[0004] 表一生活污水水质
[0002] [0005]
水质指标数值
[0006]
pH值SS
BOD5
CODTN
NH3-N
TP
6.5～7.5100～350100～400250～100020～8512～504～15
注：表中除pH值外，其它水质指标的单位均为：mg/L。
[0007] 工业企业的工业废水排入村镇排水系统后，其水量、水质对村镇污水的水量与水质的影响较大，由于各地工业废水的水量、水质各不相同，所以各地村镇污水的水量、水质也各不相同。发明内容
本发明针对现有技术中存在的以上问题，提供了一种不占土地，船舶型自浮于污
水上，在实现污水中有机物降解的同时，还能降低污水中TP、TN的污水的移动式处理装置及其处理污水的方法。
[0009] 本发明的一种污水的移动式处理装置，包括设置在一浮体上且相互连通的调节池、厌氧池、缺氧池、好氧池、沉淀池、消毒池、污泥池和除磷池，所述的调节池、厌氧池、缺氧池、好氧池、沉淀池和除磷池设置在一移动式浮体上，浮体上设有污水的进水口、被处理后水的出水口以及污泥出口，污水的进水口与调节池相连，被处理后水的出水口设置在消毒池上，污泥出口设置在污泥池上；在沉淀池下部设有污泥泵A，污泥泵A连接厌氧池；在好氧池出口处设置有内循环泵，内循环泵连接缺氧池；在除磷池下部设有污泥泵B，污泥泵B连接污泥池。
[0010] 除磷池内设有斜管。
[0011] 应用本发明的一种污水的移动式处理装置处理污水的方法，按以下步骤进行：
[0008]
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说 明 书
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a.往调节池输入污水，再将调节池内污水输入至厌氧池，在厌氧池内实现污水和
由沉淀池内通过污泥泵A泵回的活性污泥混合；制得泥、水混合液；[0013] b.泥、水混合液进入缺氧池，在缺氧池中对混合液充分搅拌，提高池内固、液相的均质；在混合搅拌时，往缺氧池内通入由内循环泵从好氧池泵回的含有硝态氮的好氧池混合液，完成硝态氮转化为氮气的反硝化反应；制得缺氧池出液；[0014] c.缺氧池出液进入好氧池，好氧池内含有聚磷菌和硝化菌的好氧微生物对缺氧池出液进行氨态氮转化为硝态氮的硝化反应和摄磷反应，制得含有硝态氮的好氧池混合液；[0015] c1.在好氧池出口由内循环泵将含有硝态氮的好氧池混合液泵回缺氧池，在缺氧池内再进行脱氮反硝化反应；[0016] c2.同时，好氧池内的聚磷菌在好氧条件下摄取缺氧池出液中的磷，降低TP；[0017] d.好氧池混合液进入沉淀池，经1.5～2.5小时沉淀后，上清液为TP被降低的沉淀池出水；沉淀下来的一部分摄磷的聚磷菌的活性污泥被污泥泵A泵至厌氧池，在厌氧池内聚磷菌释放磷，聚磷菌在厌氧池-沉淀池循环中不断生长、利用；另一部分足量摄磷的聚磷菌的污泥被污泥泵A排至污泥池，作为剩余污泥；[0018] e.沉淀池出水进入除磷池，向除磷池中投加硫酸铝，沉淀池出水中的磷与铝离子形成磷酸铝沉淀而由沉淀池出水中分离出来，同时硫酸铝可进一步将沉淀池出水中悬浮性颗粒絮凝为沉淀物，降低SS的浓度；处理后的水经消毒，输出，处理完毕。[0019] 一般地，小水量村镇污水的成分以生活污水为主。为满足一、二级排放标准，本发明采用了“A2/0同步脱氮除磷”处理工艺，污水经过厌氧(A)、缺氧(A)、好氧(O)和沉淀4道工序处理后，各类污染物得到了有效的去除，处理过程中产生的污泥含磷浓度高，具有很高的肥效，是理想的生态农肥。村镇污水水量较小时，水量逐时变化较大，为保证A2/0工艺的稳定运行，在厌氧池前设置调节池。A2/0工艺出水中TP含量一般介于0.5～1.5mg/L之间，应于A2/0工艺后添加化学除磷池。计及排放水的卫生安全性，设施终端出水前应经过消毒池的消毒处理。[0020] 本着“投资小、上马快、效果好”三方面要求的最优化，充分考虑南方农村的实际情况，本发明提供的污水处理装置为“船舶型”，它能自浮在污水的水面上，连续地摄取污水中的有机物、无机物，将其中的有害物质处理为固化物。附图说明
[0021] 图1是本发明的结构示意图[0022] 图2是图1中I-I剖视图[0023] 图3是图1的俯视图
[0024] 图4是图2中II-II剖视图[0025] 图5是图1中III-III剖视图[0026] 图6是图1中IV-IV剖视图[0027] 图7本发明的工艺处理流程图
具体实施方式
[0028] 本发明一种污水的移动式处理装置如图1～6所示，包括相互连通的调节池、厌氧
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说 明 书
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池、缺氧池、好氧池和沉淀装置，沉淀装置包括沉淀池、消毒池、污泥池，它还包括除磷池，所述的调节池、厌氧池、缺氧池、好氧池、沉淀装置和除磷池设置在一移动式浮体上，浮体上设有污水的进水口、被处理后水的出水口以及污泥出口，污水的进水口与调节池相连，被处理后水的出水口设置在沉淀装置的消毒池上，污泥出口设置在污泥池上。在沉淀池下部设有污泥泵A，污泥泵A连接厌氧池；在好氧池出口处设置有内循环泵，内循环泵连接缺氧池；在除磷池下部设有污泥泵B，污泥泵B连接污泥池。除磷池内设有斜管。[0029] 应用本发明的一种污水的移动式处理装置处理污水的方法，如图7所示，按以下步骤进行：
[0030] a.往调节池输入污水，再将调节池内污水输入至厌氧池，在厌氧池内实现污水和由沉淀池内通过污泥泵A泵回的活性污泥混合；制得泥、水混合液；[0031] b.泥、水混合液进入缺氧池，在缺氧池中对混合液充分搅拌，提高池内固、液相的均质；在混合搅拌时，往缺氧池内通入由内循环泵从好氧池泵回的含有硝态氮的好氧池混合液，完成硝态氮转化为氮气的反硝化反应；制得缺氧池出液；[0032] c.缺氧池出液进入好氧池，好氧池内含有聚磷菌和硝化菌的好氧微生物对缺氧池出液进行氨态氮转化为硝态氮的硝化反应和摄磷反应，制得含有硝态氮的好氧池混合液；[0033] c1.在好氧池出口由内循环泵将含有硝态氮的好氧池混合液泵回缺氧池，在缺氧池内再进行脱氮反硝化反应；[0034] c2.同时，好氧池内的聚磷菌在好氧条件下摄取缺氧池出液中的磷，降低TP；[0035] d.好氧池混合液进入沉淀池，经1.5～2.5小时沉淀后，上清液为TP被降低的沉淀池出水；沉淀下来的一部分摄磷的聚磷菌的活性污泥被污泥泵A泵至厌氧池，在厌氧池内聚磷菌释放磷，聚磷菌在厌氧池-沉淀池循环中不断生长、利用；另一部分足量摄磷的聚磷菌的污泥被污泥泵A排至污泥池，作为剩余污泥；[0036] e.沉淀池出水进入除磷池，向除磷池中投加硫酸铝，沉淀池出水中的磷与铝离子形成磷酸铝沉淀而由沉淀池出水中分离出来，同时硫酸铝可进一步将沉淀池出水中悬浮性颗粒絮凝为沉淀物，降低SS的浓度；处理后的水经消毒，输出，处理完毕。
[0037] 下面对照图7进一步详细说明本发明的工艺流程。本发明的工艺主要是在降解污水中有机物的同时，有效地完成除磷脱氮作用。[0038] 1、有机物的降解，主要在好氧池内进行，池内好氧微生物在水中合适的溶解氧条件下，将污水中有机污染物氧化分解为CO2、H2O等无机物。2、污水中TP的去除，主要依靠好氧微生物中的聚磷菌对磷的摄取作用，这类微生物能够过量地、在数量上超过其生理需要地从污水中摄取磷，并将磷以聚合的形式贮藏于菌体内，形成高磷污泥；聚磷菌的另一个重要特点就是厌氧条件下的体内ATP的水解，将摄取的磷释放出来，同时释放能量以形成ADP。聚磷菌于好氧条件下过量地摄取磷、于厌氧条件下释放磷的特征就是A2/0工艺除磷的出发点，即：将一部分好氧条件下摄取了足量磷的聚磷菌外排至系统外，系统的磷含量得到降低，表现为好氧池混合液经过沉淀后的上清液中TP的降低；另将一部分聚磷菌回流至系统的厌氧池内，使其将摄取的磷释放回系统内，这部分厌氧条件下释放了磷的聚磷菌随系统混合液再回到好氧池内时又表现出强烈的摄磷功能，如此可提高聚磷菌的摄磷功效，确保TP的去除。[0040] 3、污水中氮的去除，基于微生物的硝化反应和反硝化反应。好氧条件下，污水中的
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有机氮化合物，在氨化菌的作用下，分解、转化为氨态氮；氨态氮在亚硝化菌和硝化菌的的作用下，转化为亚氮和氮，形成硝化反应，亚硝化菌和硝化菌统称为硝化菌。缺氧条件下，亚氮和氮在反硝化菌的作用下，被还原为气态氮(N2)，形成反硝化反应，彻底地降低了污水中的氮浓度。可见，微生物脱氮作用由二部反应完成，先好氧硝化反应而后厌氧反硝化反应，由不同的微生物承担，需要不同的溶解氧条件。A2/0工艺的污水流程是先缺氧而后好氧，其脱氮的关键在于好氧池内的内循环泵将大量的混合液泵回至缺氧池，构建成“前置反硝化生物脱氮系统”，即系统脱氮的反应顺序依然是先硝化后反硝化，但污水流程则是先反硝化后硝化。之所以如此进行，是因为：[0041] 1)与工艺除磷的“先厌氧后好氧”溶解氧条件要求，是相吻合的；[0042] 2)反硝化阶段需要有足够的有机碳源，初始的进水是容易满足这一要求的；[0043] 3)通过向水中充氧使污水由缺氧转化为好氧容易实现，而由好氧转化为缺氧甚至厌氧是有技术难度的。
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[0044] 本发明的工艺(A/0工艺)能同步完成污水的除磷脱氮，但要同时取得氮和磷的高效率去除是不现实的。一般地，A2/0工艺的重点在于借助微生物的作用将污水中的有机氮予以大幅度的去除，即好氧池内循环至缺氧池的混合液回流量通常为系统进水流量的2倍以上，充分保证反硝化功能的完成；由此引起的出水中含磷浓度略高于排放标准的规定值问题，则可在A2/0工艺后添加化学除磷设施，药剂投加量有限。[0045] 下面对照图1～6进一步详细说明本发明的处理装置，本发明的处理装置分为上、下二部分，下部为处理水池和气密舱，上部为设备用房和生活用房。下部处理水池和气密舱为薄壳混凝土结构，池深4.5m，浮于排放水体水面上，水池池顶局部加盖以支设上部用房，布置走道，池顶四周和走道二侧做栏杆维护；上部用房为彩钢板结构，高3.3m。整个装置像一条船，四周抛锚，停泊于水面上。
[0046] 岸上污水由橡胶软管接至装置的调节池，调节池进水口处设置格栅以拦截污水中的粗大杂物，格栅为不锈钢材质，机械清渣；调节内安装的污水提升泵为自藕式潜污泵，配备液位控制仪，自动进行提升泵低液位关闭、高液位启动的控制。[0047] 污水提升泵将调节池内污水提升至厌氧池，厌氧池内安装的水下推进器通过搅拌作用实现污水和池内活性污泥的混合。污泥泵A由沉淀池内泵回的活性污泥于厌氧池内释放其在好氧池内摄取的磷，释磷后的活性污泥随同厌氧池来水一同进入缺氧池，而后好氧池，再次营摄磷之功能。[0048] 厌氧池的泥、水混合液自流进入缺氧池，缺氧池内安装的水下推进器通过搅拌作用提高池内固、液相的均质。进水中的有机碳源含量(以BOD5或COD指标表示)较高，将亚硝态氮、硝态氮转化为氮气的脱氮反硝化作用，主要在缺氧池内进行。[0049] 混合液由缺氧池自流进入好氧池，鼓风机提供的压缩空气通过安装于好氧池底部、多个、均匀分布的曝气头释放至池内，向池内好氧微生物不断地提供氧源，即：曝气；鼓风机安装于风机房内。污水中有机物、TP的去除，主要在好氧池内由包括聚磷菌、硝化菌在内的好氧微生物完成；同时进行氨态氮转化为硝态氮的硝化作用，硝态氮由内循环泵泵回缺氧池内完成脱氮反硝化。
[0050] 沉淀池的功能是泥水分离，沉淀下来的污泥定期排出，一部分作为回流污泥由污泥泵A泵回至厌氧池内，另一部分作为剩余污泥泵至污泥池内。污泥泵A为自藕式潜污泵；
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沉淀池的上清液自流进入除磷池内。[0051] 向除磷池中投加硫酸铝，污水中的磷与铝离子形成磷酸铝沉淀而由水中分离出来，同时硫酸铝可进一步将污水中悬浮性颗粒絮凝为沉淀物，降低SS的浓度。除磷池内安装斜管，一方面提高了沉淀效果，另一方面缩小了占地面积。沉淀后的上清液自流进入消毒池内，沉泥定期排出，由污泥泵B泵入污泥池内，污泥泵B为自藕式潜污泵。[0052] 二氧化氯发生器安装于消毒间内，二氧化氯发生器为药剂定量配制型，以氯酸钠、硫酸、蔗糖为原料，反应生成的ClO2纯度高达95％以上，反应过程不需加热，操作安全，产品制造成本低。二氧化氯投加到消毒池内，进行处理水排放水体前的杀菌消毒。为保证消毒接触时间，消毒池内设置隔墙，池内水流呈推流式。消毒池出水，就地自流排入排放水体内。水处理过程中产生的污泥进入污泥池，污泥脱水机选用带式压滤机，配套冲洗滤布所用的空压机和冲洗水泵，电耗较低，压出的泥饼的含水率为75％～85％，比较适合于农田肥料的施撒。污泥池内污泥由污泥泵C泵入污泥脱水机内，污泥泵C为自藕式潜污泵，配备液位控制仪，自动进行污泥泵低液位关闭、高液位启动的控制。污泥脱水机的脱出水，自流排至调节池内。
[0053] 装置上部的设备用房有污泥脱水间、配电间、值班室、风机房、消毒间和加药间。污泥脱水间内安放污泥脱水机、空压机和清洗水泵，墙壁上方安装排风扇。配电间内安放配电柜和控制柜，配备挂壁式空调，墙壁上方安装排风扇。值班室供操作人员使用，配备挂壁式空调、电脑、电话和桌椅。风机房内安放鼓风机，门、窗做隔音处理，设置消音进、排风装置。消毒间内安放二氧化氯发生器，堆放原料用药，墙壁下方安装防爆排风扇。加药间内安放投加硫酸铝的加药设备，堆放硫酸铝固体药剂，墙壁上方安装排风扇。
[0054] 装置上部的生活用房有淋浴间和食堂。淋浴间安装1台电热水加热器，墙壁上方安装排风扇。食堂内安放厨具和桌椅，配备电风扇，墙壁上方安装排风扇。装置附近无自来水管接入时，配备生活水箱和管道增压泵，生活水箱架设于淋浴间屋顶上，管道增压泵将外运的桶装自来水泵入水箱内。
[0055] 设备用房和生活用房的排水，由排水管收集后自流排入调节池。[0056] 本发明装置的特点是：
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[0057] 1)采用A/0工艺，配套化学除磷和二氧化氯杀菌消毒，技术成熟、可靠，处理后出水水质稳定地符合排放标准要求。[0058] 2)工艺流程顺畅，设施布置紧凑，占地面积小，工程上马快。[0059] 3)装置停泊于排放水体中，不占用陆地，无地质条件要求或不良地基处理之繁琐，进、出水自如，选址灵活性大。[0060] 4)装置结构设计时，充分利用了水的浮力，节省投资，克服了陆地污水处理装置“投资大、上马难”的弊端。
[0061] 5)外观做适当装饰后，装置可成为水上风景点，和谐村镇的人文环境。[0062] 6)可推广应用于居住区、旅游风景区、水上游泳区、生态环境区等场所的污水处理，营造优良的卫生氛围。
[0063] 7)配备航行驱动设备后，可推广应用于河道治理和水体突发性污染的消除。[00] 8)结合各类污、废水的水质特点，可推广应用于临岸工业企业、洗车场、船舶拆修场、水产批发场、物流站等的污、废水处理。
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9)接轨雨水利用的水工业商机，可推广应用于初期雨水的处理和后期雨水的净化
利用。
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说 明 书 附 图
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图2
图3
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说 明 书 附 图
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图7
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