用于生活污水的处理装置及其处理方法

技术领域

本发明涉及废水处理技术领域，尤其涉及一种废水处理装置和废水处理方法。

背景技术

生活污水主要来源于居住建筑和公共建筑，如住宅、机关、学校、医院、商店、公共场所等。生活污水所含的污染物主要是有机物(如蛋白质、碳水化合物、脂肪、尿素、氨氮等)和悬浮物等。其中，由于存在于生活污水中的有机物极不稳定，容易腐化而产生恶臭。因此，污水处理领域常常用COD、色度等指标来表示污水中的污染物的类型。其中COD，也称作化学需氧量，即用化学氧化剂(如高锰酸钾、重铬酸钾)氧化水中需氧污染物质时所消耗的氧气量，是评定水质污染程度的重要综合指标之一。若COD的数值越大，则水体污染越严重。

然而，传统的污水处理方法对氧气的利用率较低，导致处理成本较高。

发明内容

本发明的目的就是提供一种用于生活污水的处理装置及其处理方法，以解决现有技术对氧气的利用率较低导致处理成本较高的问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

第一方面，本发明实施例提供了一种用于生活污水的处理装置，所述处理装置包括：

污水调节池，用于降低生活污水排放时的波动；

水解反应器，通过第一管道与所述污水调节池连通，所述水解反应器内填充有生物填料以对污水中的有机物进行水解和酵解；

第一好氧反应器，通过第二管道与所述水解反应器连通，且所述第一好氧反应器内填充有生物填料；

增氧器，安装在所述第二管道上；

气液混合器，安装在所述第二管道上，并位于所述增氧器的下游；

N个第二好氧反应器，通过第三管道与第一个所述第一好氧反应器连通，且所述第二好氧反应器内填充有生物填料，其中，2≤N≤8；

气浮装置，通过第四管道与最后一个所述第二好氧反应器连通。

结合第一方面，在第一种可能的实施方案中，所述第二好氧反应器的数量为3个，3个所述第二好氧反应器串联连接，且相邻的所述第二好氧反应器之间安装有所述气液混合器。

结合第一方面的第一种可能的实施方案，在第二种可能的实施方案中，串联的第三个所述第二好氧反应器通过泵与所述污水调节池连通。

结合第一方面，在第三种可能的实施方案中，所述第一管道上安装有袋滤器。

结合第一方面，在第四种可能的实施方案中，所述处理装置还包括与所述气浮装置连通的第一罐体，所述第一罐体内具有絮凝剂。

结合第一方面的第四种可能的实施方案，在第五种可能的实施方案中，所述处理装置还包括与所述气浮装置连通的第二罐体，所述第二罐体内具有除磷剂。

结合第一方面，在第六种可能的实施方案中，所述处理装置还包括与所述增氧器连接的空压机。

结合第一方面，在第七种可能的实施方案中，所述处理装置还包括与所述气浮装置的出液口连接的杀菌器。

结合第一方面，在第八种可能的实施方案中，所述处理装置还包括污泥池，所述污泥池分别与所述水解反应器、第一好氧反应器、第二好氧反应器、气浮装置的底部连通。

第二方面，本发明实施例还提供了一种生活污水的处理方法，，所述处理方法使用了上述任一实施方案中所述的处理装置，所述处理方法包括如下步骤：

1)将预处理的生活污水通入污水调节池内以降低生活污水排放时的波动；

2)将混合均匀的生活污水通过第一管道流入水解反应器内进行水解和酵解；

3)水解和酵解后的生活污水通过第二管道经过增氧器，并在气液混合器内发生氧气与生活污水混合；

4)混合后的污水流入第一好氧反应器，并通过第三管道流入第二好氧反应器内进行生化降解；

5)生化降解后的生活污水通过第四管道流入气浮装置中进行气浮处理并随后排出。

本发明提供的用于生活污水的处理装置，该处理装置包括污水调节池、水解反应器、第一好氧反应器、增氧器、气液混合器、N个第二好氧反应器和气浮装置；其中，水解反应器通过第一管道与所述污水调节池连通，所述水解反应器内填充有生物填料以对污水中的有机物进行水解和酵解；第一好氧反应器通过第二管道与所述水解反应器连通，且所述第一好氧反应器内填充有生物填料；增氧器安装在所述第二管道上；气液混合器安装在所述第二管道上，并位于所述增氧器的下游；第一个第二好氧反应器通过第三管道与所述第一好氧反应器连通，且所述第二好氧反应器内填充有生物填料；气浮装置通过第四管道与最后一个所述第二好氧反应器连通。上述处理装置对生活污水处理效果好，且节约用水来降低运行成本；此外，对氧气的利用率高，进一步降低运行成。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的用于生活污水的处理装置的结构示意图。

附图标记说明；

10-用于生活污水的处理装置；

11-污水调节池；

12-水解反应器；

13-第一好氧反应器；

14-增氧器；

15-气液混合器；

16-第二好氧反应器；

17-气浮装置；

18-滤袋器；

19-第一罐体；

21-第二罐体；

22-空压机。

具体实施方案

本说明书中各实施例或实施方案采用递进的方案描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似件分相互参见即可。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方案”、“一些实施方案”、“示意性实施方案”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合实施方案或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少油箱一个实施方案或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方案或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方案或示例中以合适的方案结合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

生活污水主要来源于居住建筑和公共建筑，如住宅、机关、学校、医院、商店、公共场所等。生活污水所含的污染物主要是有机物(如蛋白质、碳水化合物、脂肪、尿素、氨氮等)和悬浮物等。其中，由于存在于生活污水中的有机物极不稳定，容易腐化而产生恶臭。因此，污水处理领域常常用COD、色度等指标来表示污水中的污染物的类型。其中COD，也称作化学需氧量，即用化学氧化剂(如高锰酸钾、重铬酸钾)氧化水中需氧污染物质时所消耗的氧气量，是评定水质污染程度的重要综合指标之一。若COD的数值越大，则水体污染越严重。然而，传统的污水处理方法对氧气的利用率较低，导致处理成本较高。

参照如1所示，图1为本发明实施例提供的用于生活污水的处理装置的结构示意图。本发明实施例提供的用于生活污水的处理装置，该处理装置10包括：污水调节池11、水解反应器12、第一好氧反应器13、增氧器14、气液混合器15、第二好氧反应器16和气浮装置17。

生活污水排放时波动较大，进而使得每次排放的的生活污水水质可能发生较大的变化，而这种变化导致其过程参数难以控制，从而不利于处理装置发挥其作用，甚至还会损坏处理装置。因此，在本发明提供的实施例中，污水调节池11可以降低上述生活污水排放时的波动。

具体的，首先，污水调节池11可以为处理装置提供缓冲能力，防止装置负荷急剧变化；其次，污水调节池11能够控制污水的pH，使流入的污水达到酸碱中和，以减少中和作用中化学品的用量；再次，可以减少流量波动，使化学品添加速率适合加料设备的定额；最后，污水调节池11可以控制污水的排放，以缓解污水负荷分布的变化。

在本发明提供的实施方案中，污水调节池11的最大处理能力可以达到50m

在此需要说明的是，生活污水在进入污水调节池11之前会进行预处理，即，生活污水流入化粪池内以去除大部分固态悬浮物，然后流经格栅去除杂物，最后在流入至污水调节池11内。

进一步的，为了能够更好去除生活污水中的杂质，在一种可能的实施方案中，当生活污水从污水调节池11中流出后，会流经滤袋器18，此处的滤袋器18是指袋式滤袋器，通过该滤袋器18可以将水中的杂质拦截，避免影响下一步处理。在本发明提供的实施方案中，滤袋器18为本领域技术人员所熟知的袋式滤袋器，在此不再做过多的阐述。

从滤袋器18中流过的生活污水会流入水解反应器12中，可以理解的是，水解反应器12通过第一管道与污水调节池11连通，而且第一管道上安装有输送泵，通过输送泵将污水调节池11内的污水依次输送至滤袋器18和水解反应器12，此外，滤袋器18也安装在第一管道上。该水解反应器12内还填充有生物填料，因此，该水解反应器12可以被理解为一级生化处理，通过水解反应器12内的生物填料可以对污水中的有机物进行水解和酵解。此处所采用的的生物填料为申请号CN201620455598.8所公开的生物膜法填料球。

具体的，在水解反应器12内，污水会释放磷使水中P的浓度升高，同时，在厌氧过程中，有机物在微生物(例如发酵菌)作用下进行水解和发酵，即，多糖先水解为单糖，再通过酵解途经进一步发酵成乙醇和脂肪酸等中间产物。此外，水中的蛋白质可以先水解成氨基酸，再经脱氨基作用产生脂肪酸和氨的中间产物。水中的脂类有机物也可以先转化为脂肪酸和甘油，然后再转化为脂肪酸和醇类中间产物。

进一步的，上述阶段产生的中间产物还可以在微生物(例如产氢产乙酸菌、甲烷菌)作用下继续转化成有价值的产物。例如，在产氢产乙酸菌的作用下，可以将除甲酸、乙酸、甲胺和甲醇以外的中间产物，如脂肪酸(例如丙酸、丁酸)和醇类(例如乙醇)等水溶性小分子化合物转化为乙酸、氢气和二氧化碳。而甲烷菌可以将甲酸、乙酸、甲胺和甲醇等中间产物通过不同路径转化为甲烷，该甲烷可以作为燃料，如天然气和煤气，广泛应用于民用和工业中。

为了提高对生活污水的水解和酵解效果，在一种可能的实施方案中，可以设计两个以上的水解反应器12。在一种具体的实施方案中，如图1所示，处理装置中设计了两个水解反应器12。

经过一级生化处理后的生活污水会通过第二管道流入第一好氧反应器13中，该第一好氧反应器13内填充有上述的生物填料，可以理解的是，第一好氧反应器13可以进行二级生化处理，即，好氧和厌氧相结合来处理生活污水。

具体的，在第一好氧反应器13内，生物填料的内部为缺氧环境，其内的反硝化菌利用污水中的有机物作为碳源，将污水中的硝酸根和亚硝酸根还原成氮气，并释放至空气中，从而可以使BOD

在本发明提供的实施方案中，处理装置还包括增氧器14，安装在第二管道上，通过增氧器14可以为第一好氧反应器13和第二好氧反应器16提供氧气，形成好氧环境。

此外，为了能够使空气快速流入增氧器14，在一种可能的实施方案中，处理装置还包括与增氧器14连接的空压机22。

为了能够提高氧气与污水的接触，在增氧器14的下游安装了气液混合器15，可以充分的将氧气与污水混合。

通过增氧器14提供的氧气流经第一好氧反应器13后，会再流入第二好氧反应器16内，进一步提高氧气的利用率。第二好氧反应器16内发生的生化降解与第一好氧反应器13内的生化降解相同，在此不再赘述。

在此需要说明的是，上述填料球比表面积比现有技术中常规填料大数倍，例如6倍，并在污水内使其产生紊流，而且由于该填料球可使好氧与缺氧并存，即，填料球从球面至球内分层挂膜，球面氧气浓度控制在0.5-1.5mg/L，形成好氧环境，填料球随气水紊流旋转，从而使球面受氧均匀；外层生物膜包裹内层生物膜，使得球内氧气浓度控制在0.1-0.3mg/L，形成缺氧环境。通过该填料球可以进一步提高对污水的处理效果，并且还能提高抗负荷能力。

在本发明提供的实施方案中，第二好氧反应器16的数量可以根据生活污水的处理量来调整，一般为2-8个。在一种具体的实施方案中，如图1所示，处理装置设计了三个第二好氧反应器16，其中，每个第二好氧反应器16的高度为3-10m，直径为0.6-3m，并且第二好氧反应器16之间安装有气液混合器15。

进一步的，在一种可能的实施方案中，第三个第二好氧反应器16通过泵与污水调节池11连通，这样可以显著的提高处理效果，使排放的水质不会产生二次污染。

本发明提供的实施方案中，气浮装置17通过第四管道与第二好氧反应器16连通，经过生化降解后的污水流入气浮装置17内进行气浮处理，即采用高压水泵将水加压到几个大气压注入罐体内，使气和水混合形成溶气水，该溶气水经过溶气释放器流入到污水中，由于突然减压，溶气水中的空气会形成许多细小的水泡，这些水泡会吸附在杂质上，促使其上浮实现分离去除。其中，上述杂质一般为脱落的生物膜、磷酸盐及其它悬浮物。

在一种种可能的实施方案中，处理装置还包括与气浮装置17连通的第一罐体19，该第一罐体19内具有絮凝剂。在处理电镀废水时，絮凝剂通常为聚丙烯酰胺。

此外，在一种可能的实施方案中，处理装置还包括与气浮装置17连通的第二罐体21，该第二罐体21内具有除磷剂。

在一种可能的实施方案中，处理装置还包括与气浮装置17的出液口连接的杀菌器。具体的，该杀菌器可以为紫外消毒器，由于经过气浮装置17的污水可能含有微生物和病毒，为了保证不造成二次污染，通过紫外灯将微生物和病毒杀死后，再排放到环境中去。

由于在水解反应器12、第一好氧反应器13、第二好氧反应器16、气浮装置17中可能会产生污泥，因此，处理装置还包括污泥池，该污泥池分别与水解反应器12、第一好氧反应器13、第二好氧反应器16、气浮装置17的底部连通，进而它们其中的污泥会排放到污泥池中，再通过化粪车定期外运处理。

本发明实施例还提供了一种生活污水的处理方法，该处理方法使用了上述任一实施方案中所述的处理装置，处理方法包括如下步骤：

1)将预处理的生活污水通入污水调节池内以降低生活污水排放时的波动；

2)将混合均匀的生活污水通过第一管道流入水解反应器内进行水解和酵解；

3)水解和酵解后的生活污水通过第二管道经过增氧器，并在气液混合器内发生氧气与生活污水混合；

4)混合后的污水流入第一好氧反应器，并通过第三管道流入第二好氧反应器内进行生化降解；

5)生化降解后的生活污水通过第四管道流入气浮装置中进行气浮处理并随后排出。

具体的，

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸的连接，或一体成型，可以是机械连接，也可以是电连接或者彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒体间接连接，可以是两个元件内件的连通或者两个元件的互相作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中件分或者全件技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。