一种组合式渔村污水处理系统及方法

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，具体是一种组合式渔村污水处理系统及方法。

背景技术

据估计，我国每年农村生活污水的产生量约为八十亿吨，各地农村河道均受到了不同程度的污染。由于农村居民的环保意识普遍偏低，且96％的农村缺乏污水处理设施，各种污水未经处理直接排放，导致农村水环境受到严重污染，使得约3.2亿人用水不安全。污(废)水随意排放问题在海边村镇体现得尤为明显，居民生活污水、海鲜加工废水等常常直接排入海水，因此，海边农村水污染的问题亟待解决。

现有的技术方案中，常利用活性污泥法和二沉池作为生活污水的处理工艺，存在负荷能力较差，剩余污泥量高，易产生污泥膨胀，耐受低温能力差等问题，造成污染物降解能力不足，工程运行成本上升。

发明内容

发明目的：本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种组合式渔村污水处理系统，合理利用当地污水水质特性，通过对生物膜法、膜分离技术以及水体净化技术的组合应用，即可以实现去除污水中的营养物质(C、N、P)，也可以有效实现污泥和水的分离，非常适合沿海农村生活污水的有效治理。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种组合式渔村污水处理系统，包括通过管道依次连通的第一收集池、第二收集池、调节池、缺氧池、好氧池、MBR池、以及人工浮岛；

所述的第一收集池用于收集海鲜加工废水，所述的第二收集池用于收集居民生活污水，第一收集池和第二收集池通过管道将海鲜加工废水与居民生活污水送入调节池中进行混合，利用海鲜加工废水作为居民生活污水的补充碳源。

所述的调节池外接有用于监测调节池中水体pH值、COD值、TN数值的在线监测装置，以及用于向调节池中水体加入药剂的加药装置；所述监测调节池和加药装置分别与控制器信号连接。

进一步地，所述第一收集池和第二收集池并联连接后一同连接至调节池；第一收集池的出水管管道上，设有水泵，水泵的电控箱与控制器信号连接。

具体地，所述的缺氧池和好氧池中投加生物载体，填充率为30％-50％，所述缺氧池中设有搅拌装置，所述好氧池设有曝气装置。

进一步地，所述的好氧池上设有用于向缺氧池回流硝化液的回流管道。

优选地，所述的搅拌装置为旋切涡流搅拌机或潜水搅拌机，所述曝气装置为微孔曝气器或管式曝气器，通过外接曝气风机获得氧气。

具体地，MBR池进水管与好氧池出水口相连，MBR池主体中设置一组或几组膜组件，所述膜组件采用中空纤维膜，所述中空纤维膜的清洗装置包括冲洗水路、提升泵、集水管和布水器；所述冲洗水路与MBR池出水管连通，冲洗水路上安装用于检测水管内液体压力的压力表和调节阀，所述集水管和布水器安装在MBR池主体上方，高压冲洗水直接冲刷中空纤维膜外表层，同时对MBR池主体内水流形成扰动作用，与膜组件侧面的曝气管产生的鼓风曝气形成的扰动共同作用，所述膜组件通过膜支架浸没放置在MBR池主体中。所述曝气管与鼓风机连通形成鼓风曝气，极大的提高冲刷清洗效果，降低膜外表层结垢污堵程度，提高中空纤维膜的产水率。

具体地，所述人工浮岛进水口与MBR池出水口相连，所述人工浮岛采用板式浮岛，所述的板式浮岛上均匀设置种植槽，种植槽以页岩陶粒为基质种植水生蔬菜作物。

进一步地，本发明还提供采用上述系统处理渔村污水的方法，包括如下步骤：

(1)将第一收集池中的海鲜加工废水与第二收集池中居民生活污水并行输送再汇流至调节池中，通过外接的在线监测装置获取调节池中pH值、COD值、TN数值，调节海鲜加工废水的进水流速以及加药装置的药剂添加量，控制调节池中pH6.5～8.52，C:N＝3以上；

(2)将调节后的污水通过管道依次进入缺氧池和好氧池；在好氧池中，有机氮通过氨化作用和硝化作用转化为硝态氨，硝态氨通过硝化液回流进入缺氧池，生物载体上的反硝细菌利用硝态氮和污水中的CODcr进行反硝化用，使硝态氮转化为分子态氮而逸进空气中而得到有效的去除；

(3)污水经缺氧池和好氧池脱氮处理后进入MBR池中，使得生化系统中的泥水混合物以及污水中悬浮物通过中空纤维膜进行分离；

(4)膜出水进入种植有水生蔬菜作物的人工浮岛。

具体地，步骤(2)中，所述好氧池通过外接曝气风机获得氧气，维持DO 3～5mg/L。

优选地，所述人工浮岛采用板式浮岛以页岩陶粒为基质种植水芹菜，通过页岩陶粒中的金属钙氧化物和金属铝氧化物，促进铝对磷的物理化学作用，以及钙与磷化学反应的完全进行，通过植物根系吸收、填料吸附以及微生物作用实现对污水中磷的去除。

有益效果：

(1)本发明的组合式渔村污水处理系统联合使用了缺氧反硝化单元、好氧硝化单元、MBR固液分离单元以及人工浮岛，在缺氧池和好氧池中投加生物载体，利用生物膜法实现对污水中有机污染物的吸收降解，设置中空纤维膜组件替代传统工艺中的二沉池实现固液分离，避免了污泥膨胀问题。本发明在系统末端设置人工浮岛，避免了传统生物除磷效率低以及化学除磷药剂费用高昂，通过植物根系吸收、填料吸附以及微生物利用等作用实现对污水中磷的去除。

(2)本发明以海鲜加工废水为补充碳源克服了农村污水水质波动大的缺陷，确保污水处理系统进水满足生化处理的要求。

(3)本发明利用控制器接受和传输信号，控制进水泵以及加药装置，方便快捷实现系统进水的稳定调节。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明做更进一步的具体说明，本发明的上述和/或其他方面的优点将会变得更加清楚。

图1是本发明组合式渔村污水处理系统的整体结构示意图。

图2是板式浮岛的俯视结构图。

图3是板式浮岛的纵向剖面示意图。

图4是MBR池结构示意图。

其中，各附图标记分别代表：

1第一收集池；2第二收集池；3调节池；4在线监测装置；5控制器；6加药装置；7水泵；8缺氧池；9好氧池；10曝气风机；11MBR池；12人工浮岛；13板式浮岛；14种植槽；15基质；16MBR池进水管；17MBR池主体；18曝气管；19膜支架；20膜组件；21中空纤维膜；22MBR池出水管；23冲洗水路；24调节阀；25提升泵；26测压装置；27集水管；28布水器。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明进一步详细说明。

如图1所示，本发明组合式渔村污水处理系统包括通过管道依次连通的第一收集池1、第二收集池2、调节池3、缺氧池8、好氧池9、MBR池11、以及人工浮岛12。

其中，第一收集池1用于收集海鲜加工废水，第二收集池2用于收集居民生活污水，第一收集池1和第二收集池2通过管道将海鲜加工废水与居民生活污水送入调节池3中进行混合，利用海鲜加工废水作为居民生活污水的补充碳源。

调节池3外接有用于监测调节池3中水体pH值、COD值、TN数值的在线监测装置4，以及用于向调节池3中水体加入药剂的加药装置6；所述监测调节池3和加药装置6分别与控制器5信号连接。

第一收集池1和第二收集池2并联连接后一同连接至调节池3；第一收集池1的出水管管道上，设有水泵7，水泵7的电控箱与控制器5信号连接。

在线监测装置4、控制器5、加药装置6以及水泵7间采用的电路结构为本领域常见电路即可，不作为本发明的创新内容，故在此不过多描述。

缺氧池8和好氧池9中投加生物载体，填充率为30％-50％，所述缺氧池8中设有搅拌装置，所述好氧池9设有曝气装置。

好氧池9上设有用于向缺氧池8回流硝化液的回流管道。

搅拌装置为旋切涡流搅拌机或潜水搅拌机，所述曝气装置为微孔曝气器或管式曝气器，通过外接曝气风机10获得氧气。

MBR池进水管16与好氧池9出水口相连，MBR池主体17中设置一组膜组件20，所述膜组件采用中空纤维膜21，中空纤维膜21的清洗装置包括冲洗水路23、提升泵25、集水管27和布水器28。冲洗水路23与MBR池出水管22连通，冲洗水路23上安装用于检测水管内液体压力的测压装置26和调节阀24，所述集水管27和布水器28安装在MBR池主体17上方，高压冲洗水直接冲刷中空纤维膜21外表层，同时对MBR池17水流形成扰动作用，与膜组件20侧面的曝气管18产生的鼓风曝气形成的扰动共同作用，所述膜组件20通过膜支架19浸没放置在MBR池主体17中，所述曝气管18与鼓风机连通形成鼓风曝气，极大的提高冲刷清洗效果，降低膜21外表层结垢污堵程度，提高中空纤维膜21的产水率。

人工浮岛12进水口与MBR池11出水口相连，人工浮岛12采用板式浮岛13，所述的板式浮岛13上均匀设置种植槽14，种植槽14以页岩陶粒为基质种植水生蔬菜作物。

采用上述系统处理渔村污水的方法具体包括如下步骤：

(1)将第一收集池1中的海鲜加工废水与第二收集池2中居民生活污水并行输送再汇流至调节池3中，通过外接的在线监测装置4获取调节池中pH值、COD值、TN数值，调节海鲜加工废水的进水流速以及加药装置6的药剂添加量，控制调节池中pH6.5～8.52，C:N＝3以上；

(2)将调节后的污水通过管道依次进入缺氧池8和好氧池9；在好氧池9中，有机氮通过氨化作用和硝化作用转化为硝态氨，硝态氨通过硝化液回流进入缺氧池，生物载体上的反硝细菌利用硝态氮和污水中的CODcr进行反硝化用，使硝态氮转化为分子态氮而逸进空气中而得到有效的去除；好氧池9通过外接曝气风机10获得氧气，维持DO 3～5mg/L；

(3)污水经缺氧池8和好氧池9脱氮处理后进入MBR池11中，使得生化系统中的泥水混合物以及污水中悬浮物通过中空纤维膜进行分离；

(4)膜出水进入种植有水生蔬菜作物的人工浮岛12，人工浮岛12采用板式浮岛13以页岩陶粒为基质种植水芹菜，通过页岩陶粒中的金属钙氧化物和金属铝氧化物，促进铝对磷的物理化学作用，以及钙与磷化学反应的完全进行，通过植物根系吸收、填料吸附以及微生物作用实现对污水中磷的去除。

采用上述组合式渔村污水处理系统处理某渔村污水。处理站进水水质如表1所示。,

表1进水水质

缺氧池：膜池回流污泥与沉淀池溢流堰出水进入缺氧池，反硝化菌将NO

好氧池：含硝化菌、聚磷菌的活性污泥通过降解与吸附作用去除污水的COD、NH

MBR池：池体流量800m

人工浮岛：通过植物根系吸收、填料吸附以及微生物作用实现对污水中磷的去除。池体尺寸3.2m×4.8m、有效水深5m，由500mm×500mm板式浮岛组合铺设在池面，板上均匀设置孔径d＝100mm的种植槽。

系统运行稳定后出水水质如表2所示。

表2出水水质

从进出水水质数据可以看出，本发明系统对废水的COD、NH3-N、TN、TP、SS指标均有较好的去除效果，出水指标均指都低于《城镇污水处理厂主要水污染物排放标准》(DB33/2169-2018)，达到研究设计要求。

本发明提供了一种组合式渔村污水处理系统及方法的思路及方法，具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。