專利名稱：一種生物污泥零排放生活污水資源化處理裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于污水處理技術，特別涉及一種生物污泥零排放的生活污水資源化處理 裝置。
背景技術：
近年來，隨著人口的增加和經濟社會的快速發展，水資源短缺在很多地區已經成為嚴 重阻礙經濟發展的主要問題，直接影響我國經濟社會的可持續發展。污水資源化是緩解水 資源危機的有效途徑，目前污水資源化的方法大致可分為生物法、物理化學法和膜法三 大類。生物處理是普遍認同的低成本污水處理技術，但是生物法共同的局限性在于產生剩 余污泥，需要對剩余污泥進行后續處理。據統計，在污水廠的基建投資或運行成本中，剩 余污泥處理過程發生的費用約占總費用的近30%。目前，關于剩余污泥的處置還沒有研究 出更為經濟的方法，污泥問題成為困擾污水廠的一大難題。
在此形勢下，污泥減量技術的研究成為新的熱點。污泥減量是20世紀90年代提出的 對剩余污泥處理處置的新概念。與傳統污泥處理中的污泥減容、減量不同，傳統的污泥處 理包括污泥的脫水和穩定化，污泥的體積和所包含的有機物雖然也得到減少，但其目的歸 根到底是為后續的最終處置創造條件，可以看作是污泥最終處置的前處理。而污泥減量化 是在現有的生物處理系統的基礎上，通過物理、化學、生物等手段降低污泥的產率，減少 整個生物系統向外的排放的生物量。經過處理后，避免了對減量部分污泥的處置，因此污 泥減量化可以視作是污泥處理與處置過程的集成。在污泥采用傳統處置方法之前，必須先 經過濃縮脫水以方便污泥的運輸，減少容積。而實施污泥減量化工藝可以避開污泥的處置 過程，技術和經濟上均優于傳統的污泥處置方法。
實用新型內容
本實用新型的目的，就是提供一種生物污泥零排放生活污水資源化處理裝置，其污水 處理后不產生剩余污泥、無臭味、處理工藝流程簡單且成本低。
為實現實用新型目的，本實用新型的生物污泥零排放生活污水資源化處理裝置，包括 有管道或孔口依次連通的沉砂池、內有填料的一、二級曝氣生物膜反應池、石英砂濾池、 活性炭濾池、紫外線消毒系統和/或中水池，有氣泵分別連通安裝在一、二級曝氣生物膜 反應池和石英砂、活性炭濾池底部的曝氣頭；有反沖洗泵進水管接中水池、出水管分別處 在石英砂和活性炭濾池底部；石英砂和活性炭濾池有管道通向一級曝氣生物膜反應池。
本實用新型的有益效果是曝氣生物膜反應池出水存在降解不徹底的殘量微生物，在 輸入砂濾和活性炭濾池后被截留，通過濾池反沖洗將截留的殘量微生物回流到曝氣生物膜 反應池的進水端，作為微生物的碳源被循環利用和處理，殘量微生物得到充分降解，實現 生物污泥的零排放，使整個過程不再產生剩余污泥；處理出水回用于澆灌綠化、清洗道路、 沖廁和洗車等用途；又由于污水處理完成后的經過臭味處理，所以有效地改善污水處理的 工作環境，也能夠有效地避免了對周邊環境設施的影響，使得污水處理設施可以建設在距 離人群更近的住宅區和公共建筑內，解決了住宅區和公共建筑內建設污水資源化設施的瓶 頸問題；還由于曝氣生物膜反應池中采用的廊道分隔結構能有效地對微生物生存環境進行 分隔和優化，縮短了技術流程，省去了污泥濃縮和污泥處理構筑物，降低了工程造價和閂 常運行費用。以下結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
圖1為本實用新型的處理工藝流程圖。
圖2為本實用新型的一體式處理裝置實施例俯視示意圖。
圖3為沿圖2的A-A線剖面示意圖。 圖4為沿圖2的B-B線剖面示意圖。
圖中1. 一級曝氣生物膜反應池，2. 二級曝氣生物膜反應池，3.活性炭濾池，4.石英砂濾 池，5. —級曝氣生物膜反應池出水口， 6. 二級曝氣生物膜反應池出水口， 7.填料，8.曝氣池 氣泵，9.反沖洗泵，10.曝氣頭，11.反沖洗氣泵，12.加壓泵，13.放空管，14.L)形連通管，15 紫外線消毒燈。
具體實施方式
參照
圖1本實用新型的工藝流程圖，本實用新型實施例的污水處理流程是
(1) 污水經提升泵站進入沉砂池，待泥沙和懸浮顆粒沉淀后去除；
(2) 以加壓泵加壓從底部進入內有填料的一級曝氣生物膜反應池；
(3) 由一級曝氣生物膜反應池上部出水口進入內有填料二級曝氣生物膜反應池；
(4) 由二級曝氣生物膜反應池上部出水口進入石英砂濾池；
(5) 由石英砂濾池底部經U形管進入活性炭濾池上部；
(6) 流經消毒系統；
(7) 流往中水池完畢；
在所述流程中，有采用鼓風機通過曝氣頭在一、二曝氣生物膜反應池和石英砂、活性 炭濾池底部向上曝氣；有反沖洗泵從中水池抽水分別向石英砂和活性炭濾池從底部向上反 沖；石英砂和活性炭濾池又都向一級曝氣生物膜反應池反沖排水。
本裝置首先將污水通過提升泵提升，提升后的污水進入沉砂池，待泥沙和懸浮顆粒沉 淀后去除，在沉砂池內的污水對有機物起一定的水解酸化作用；然后在沉砂池中的污水依 次流入一級曝氣生物膜反應池和二級曝氣生物膜反應池，去除水中的有機物，池內由獨立 控制曝氣量的曝氣系統和生物載體填料組成，曝氣系統位于池底部，由鼓風機供氣(空氣)，
采用廊道分隔結構的曝氣生物膜反應池，該廊道分隔結構能夠有效地對微生物生存環境進 行分隔和優化，使不同活性周期的微生物分別處于不同的環境中，優化對數增長期提高了 有機物的去除效果，優化衰亡期降低了微生物殘量；其中，對于該廊道分隔在結構上是沿 水流方向呈狹長形，并且沿水流方向分成3段(或更多段)，每段內由獨立控制曝氣量的曝 氣系統和生物載體填料組成，曝氣系統位于池底部，采用鼓風機供氣(空氣)；之后污水從 曝氣生物膜反應池的出水口流往濾池，濾池主要是通過砂濾和顆粒活性炭來截留殘量微生 物，石英砂濾池用來去除二級曝氣生物膜反應池出水中的懸浮物、有機物和灰分，截留殘 余的微生物，活性炭濾池主要目的是去除異味和色度，并進一步降低有機物和懸浮物濃度； 并通過濾池反沖洗水的收集回流，循環到一級曝氣生物膜反應池進水端，其中的微生物和 有機物被當作碳源重復利用而降解去除；最后再進入紫外線消毒系統進行消毒。
紫外線消毒系統用于控制處理出水的微生物指標，中水池用來貯存處理后的中水；其 中在污水處理的過程中，曝氣生物膜反應池出水存在降解不徹底的殘量微生物，在輸入砂 濾和活性炭濾池后被截留，通過濾池反沖洗將截留的殘量微生物回流到曝氣生物膜反應池 的進水端，作為微生物的碳源被循環利用和處理，殘量微生物得到充分降解，實現生物污 泥的零排放。整個過程不再產生剩余污泥就可以實現生活污水資源化利用，可以將這些處 理后的生活污水用于澆灌綠化、清洗道路、沖廁和洗車等用途。
由于生物處理過程產生的污泥主要是微生物機體和其吸附的有機物，其中的有機物可 以當作碳源使用，可以通過出水過濾和反沖洗水回流的方式，將有機物再次返回處理系統。 即使是不易生物降解的有機物，通過在系統內的反復循環處理，也可以逐漸被分解去除。 最終，只有不可生物降解的無機灰分殘留在反應系統內。由于灰分含量很少，可在系統運 行達到一定時間，灰分積累較多時集中清理，或者在系統定期維護時清理。平時不需要清 理灰分，不需要排放生物污泥，實現了生物污泥的零排放。 適用上述工藝的生物污泥零排放生活污水資源化處理裝置包括有管道或孔口依次連 通的沉砂池、內有填料的一、二級曝氣生物膜反應池、石英砂濾池、活性炭濾池、紫外線 消毒系統和/或中水池，有氣泵分別連通安裝在一、二級曝氣生物膜反應池和石英砂、活 性炭濾池底部的曝氣頭；有反沖洗泵進水管接中水池、出水管分別處在石英砂和活性炭濾 池底部；石英砂和活性炭濾池有管道通向一級曝氣生物膜反應池。
一體式的處理裝置具體實施例如圖2、 3、 4所示，呈三層筒狀，有間隔板將內層筒體 分隔成石英砂、活性炭濾池，并將外層的一級曝氣生物膜反應池l及中間層的二級曝氣生 物膜反應池2環筒的一側分隔，即環筒狀反應池分出頭尾池內不能循環；各池底部都有朝 上的曝氣頭IO， 一、 二級曝氣生物膜反應池內有填料7;在中間層筒壁上方間隔板的一側 開有一級曝氣生物膜反應池至二級曝氣生物膜反應池的出水口 5，在內層筒壁上方間隔板 的另一側開有二級曝氣生物膜反應池至石英砂濾池的出水口 6，石英砂濾池4底部有U型 管聯通至活性炭濾池3的上部，U型管的入口處裝有紫外線消毒燈14，石英砂、活性炭濾 池的上部有管連通至一級曝氣生物膜反應池；在三層筒的下面安裝有曝氣泵8、反沖水泵 9、反沖氣泵11和污水加壓泵12，污水加壓泵12的輸出至一級曝氣生物膜反應池的底部， 曝氣泵8的輸出至一、二級曝氣生物膜反應池的曝氣頭10，反沖氣泵11的輸出至石英砂、 活性炭濾池的曝氣頭IO，反沖水泵9的輸出至石英砂、活性炭濾池的底部，各池的底部還 裝有放空管13。
其中，上述實施例中的廊道分隔是結構上沿水流方向呈狹長形，并沿水流方向分成3 段；而每段是由獨立控制曝氣量的曝氣系統和生物載體填料組成。
一級曝氣生物膜反應池位于設備的最外層，二級曝氣生物膜反應池位于設備的中間 層，污水經初次沉淀后由設備底端加壓泵ll加壓后進入一級曝氣生物膜反應池l，然后由 上部出水口 5進入二級曝氣生物膜反應池2，進入曝氣生物膜反應池的污水通過由填料7
組成的濾層，在填料表面形成的由微生物棲息形成的生物膜。在污水經過生物膜的同時， 由設備下部的氣泵8供給空氣，并通過曝氣頭10向填料進行曝氣，空氣由填料7的間隙 上升與下流的污水相向接觸，空氣中的氧轉移到污水中，向生物膜上的微生物提供充足的 溶解氧和豐富的有機物。在微生物的新陳代謝下作用下，有機污染物被降解。
石英砂濾池，位于設備最內層的一側，用來去除二級曝氣生物膜反應池2出水中的懸 浮物；活性炭濾池，位于設備最內層的另一側主要目的是去除異味和色度，并進一步降低 有機物和懸浮物濃度；紫外線消毒系統，用于控制處理出水的微生物指標；活性炭濾池3 和砂濾池4反沖洗時都采用氣水反沖洗，首先由氣泵11供給較高壓力的空氣進行反沖洗， 一定時間后反沖洗泵9啟動，將中水池中的水提升至活性炭濾池3或砂濾池4進行反沖洗。 活性炭濾池3和砂濾池4的反沖洗出水經各自上部的出水管進入一級曝氣生物膜反應池重 新進行處理。
當裝置檢修或停止運行等需要放空時，開啟設備底部的放空管13將污水排入市政排 水管網。從活性炭濾池出來的水就可以輸往另外用來貯存處理后中水的中水池，就可以用 于澆灌綠化、清洗道路、沖廁和洗車等用途。
本實用新型的一體化設備，外觀為圓柱體，并從外到內共分三層四部分，最外層為一 級曝氣生物膜反應池1，中間層為二級曝氣生物膜反應池2，最內層分兩部分， 一側為活 性炭濾池3，另一側為砂濾池4。生活污水由生活污水/提升泵提升至沉砂池，去除泥沙和 懸浮顆粒，并對有機物起到一定水解酸化作用；污水經初次沉淀后由設備底端加壓泵12 加壓后進入一級曝氣生物膜反應池1，然后由上部出水口 5進入二級曝氣生物膜反應池2， 進入曝氣生物膜反應池的污水通過由填料7組成的濾層，在填料表面形成的由微生物棲息 形成的生物膜。在污水經過生物膜的同時，由設備下部的氣泵8供給空氣，并通過曝氣頭 IO向填料進行曝氣，空氣由填料7的間隙上升與下流的污水相向接觸，空氣中的氧轉移到
污水中，向生物膜上的微生物提供充足的溶解氧和豐富的有機物。在微生物的新陳代謝下 作用下，有機污染物被降解。再由上部出水口 6進入砂濾池4，進入砂濾池4的污水由上 向下通過由石英砂組成的濾層，去除曝氣池生物膜反應池出水中的懸浮物。砂濾池4底 部的出水通過U型管進入另一側的活性炭濾池3的上部，去除異味和色度，并進一步降低 有機物和懸浮物濃度。活性炭濾池3和砂濾池4反沖洗時都采用氣水反沖洗，首先由氣泵 ll供給較高壓力的空氣進行反沖洗， 一定時間后反沖洗泵9啟動，將中水池中的水提升至 活性炭濾池3或砂濾池4進行反沖洗。活性炭濾池3和砂濾池4的反沖洗出水經各自上部 的出水管進入一級曝氣生物膜反應池重新進行處理。
權利要求1、一種生物污泥零排放的生活污水資源化處理裝置， 其特征是包括有管道或孔口依次連通的沉砂池、內有填料的一、二級曝氣生物膜反應池、石英砂濾池、活性炭濾池、紫外線消毒系統和/或中水池，有氣泵分別連通安裝在一、二級曝氣生物膜反應池和石英砂、活性炭濾池底部的曝氣頭；有反沖洗泵進水管接中水池、出水管分別處在石英砂和活性炭濾池底部；石英砂和活性炭濾池有管道通向一級曝氣生物膜反應池。
2、 根據權利要求1所述的生物污泥零排放的生活污水資源化處理工藝的裝 置，其特征是呈三層筒狀，有間隔板將內層筒體分隔成石英砂、活性炭濾池， 并將外層的一級曝氣生物膜反應池(1)及中間層的二級曝氣生物膜反應池(2) 環筒的一側分隔，即環筒狀反應池分出頭尾池內不能循環；各池底部都有朝上的 曝氣頭(10), —、 二級曝氣生物膜反應池內有填料(7);在中間層筒壁上方間 隔板的一側開有一級曝氣生物膜反應池至二級曝氣生物膜反應池的出水口 (5)， 在內層筒壁上方間隔板的另一側開有二級曝氣生物膜反應池至石英砂濾池的出 水口 (6)，石英砂濾池(4)底部有U型管(14)聯通至活性炭濾池(3)的上部， U型管的入口處裝有紫外線消毒燈(15)，石英砂、活性炭濾池的上部有管連通 至一級曝氣生物膜反應池；在三層筒的下面安裝有曝氣泵(8)、反沖水泵(9)、反 沖氣泵(11)和污水加壓泵(12)，污水加壓泵的輸出至一級曝氣生物膜反應池 的底部，曝氣泵的輸出至一、二級曝氣生物膜反應池的曝氣頭，反沖氣泵的輸出 至石英砂、活性炭濾池的曝氣頭，反沖水泵的輸出至石英砂、活性炭濾池的底部， 各池的底部還裝有放空管(13)。
專利摘要一種生物污泥零排放生活污水資源化處理裝置包括有管道或孔口依次連通的沉砂池、內有填料的一、二級曝氣生物膜反應池、石英砂濾池、活性炭濾池、紫外線消毒系統和/或中水池，有氣泵分別連通安裝在一、二級曝氣生物膜反應池和石英砂、活性炭濾池底部的曝氣頭；有反沖洗泵進水管接中水池、出水管分別處在石英砂和活性炭濾池底部；石英砂和活性炭濾池有管道通向一級曝氣生物膜反應池。本裝置不產生剩余污泥，縮短了工藝流程，省去了污泥濃縮和污泥處理構筑物，降低了工程造價和日常運行費用，適用于處理生活污水并回用于綠化、道路清洗等用途。
文檔編號C02F1/32GK201010605SQ20072004851
公開日2008年1月23日 申請日期2007年2月9日 優先權日2007年2月9日
發明者繼 李, 紅 杜, 董文藝 申請人:董文藝