專利名稱：煤礦生活污水處理設(shè)備和處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種生活污水設(shè)備和處理方法，尤其涉及一種煤礦生活污水處理設(shè)備和處理方法。
背景技術(shù)：
隨著人們環(huán)保意識(shí)的不斷加強(qiáng)，目前絕大部分的生活污水都會(huì)經(jīng)過一系列處理使其中的有機(jī)物含量、固體懸浮物濃度以及氨氮含量等達(dá)標(biāo)后排入環(huán)境中。隨著我國(guó)煤炭產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，煤礦(包括煤礦宿舍區(qū)、澡堂、食堂、辦公樓等處的)生活污水的排放也日益增多，與城市生活污水相比，煤礦生活污水一般具有以下的特點(diǎn)其有機(jī)物含量低，pH為7. 3 8. 3，CODcr為50 250mg · L—1，固體懸浮物SS濃度為50 200mg · ΙΛ 氨氮為 10 35mg · Γ1?，F(xiàn)有的處理煤礦生活污水的方法主要有兩種活性污泥法和生物膜法，使用現(xiàn)有的活性污泥法處理煤礦生活污水時(shí)，一般都需要使用二沉池對(duì)從曝氣池流出的混合液進(jìn)行泥水分離，上清液外排，濃縮的活性污泥部分回流至曝氣池，其余作為剩余污泥排至污泥濃縮池，工藝系統(tǒng)復(fù)雜，自動(dòng)化程度要求高，占地面積大，工程投資和運(yùn)行成本高，使用活性污泥法對(duì)污水中氨氮的處理效果不好。使用現(xiàn)有的生物膜法例如生物接觸氧化工藝和曝氣生物濾池工藝處理煤礦生活污水時(shí)，生物接觸氧化工藝通過在接觸氧化池內(nèi)設(shè)置填料，使微生物以生物膜的形式固著生長(zhǎng)在填料表面來處理污水，雖然其不需要污泥回流，無污泥膨脹問題，運(yùn)行管理較活性污泥法簡(jiǎn)單，但其布水、曝氣極易出現(xiàn)不均勻，同時(shí)還需要二沉池沉淀脫落的生物膜和絮狀污泥，工程投資和運(yùn)行成本高，同時(shí)使用生物接觸氧化工藝雖然能有效去除污水中有機(jī)物的含量，但是對(duì)污水中氨氮和總氮的去除率較低。曝氣生物濾池工藝與普通活性污泥法相比，雖然不會(huì)產(chǎn)生污泥膨脹、并且不需要后續(xù)沉淀池(二沉池)，節(jié)省了設(shè)備的投資，出水水質(zhì)較好，但對(duì)進(jìn)水SS要求較嚴(yán)(一般要求SS < 100mg/L,最好SS ^ 60mg/L)，需要對(duì)進(jìn)水進(jìn)行預(yù)處理，并且需要定期進(jìn)行反沖洗，濾料的反沖洗水量多、水頭損失大。如何提供一種煤礦生活污水處理設(shè)備和處理方法，在降低煤礦生活污水中有機(jī)物含量的同時(shí)，能夠有效降低煤礦生活污水中氨氮和總氮的含量，并且不需要設(shè)置二沉池和活性污泥回流系統(tǒng)，不需要對(duì)濾料進(jìn)行反沖洗以及限制進(jìn)水中的SS成為有待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種煤礦生活污水處理設(shè)備，通過使用特定孔隙和尺寸的載體，以及特定結(jié)構(gòu)的同步生物氧化池，實(shí)現(xiàn)了同時(shí)對(duì)污水中有機(jī)物、氨氮和總氮的去除，同時(shí)不需要二沉池和活性污泥回流系統(tǒng)，在獲得良好的出水水質(zhì)的同時(shí)大大節(jié)省了設(shè)備投資。本發(fā)明還提供了一種煤礦生活污水處理方法，通過使水流在同步生物氧化池的各個(gè)小池中交替上下流動(dòng)，使污水充分和載體接觸，通過脈動(dòng)曝氣，以及使用特定孔隙和尺寸的載體，有效地降低了污水中有機(jī)物、氨氮和總氮的含量，并實(shí)現(xiàn)了良好的出水SS值。本發(fā)明提供的一種煤礦生活污水處理設(shè)備，包括沿污水流動(dòng)方向依次連通的格柵井，調(diào)節(jié)池，預(yù)沉池和同步生物氧化池，以及設(shè)置在同步生物氧化池內(nèi)部或外部的鼓風(fēng)增
氧裝置；所述預(yù)沉池底部設(shè)有一個(gè)或多個(gè)排泥管，預(yù)沉池頂部設(shè)有集水槽；所述同步生物氧化池由沿垂直于池底方向分隔成的N個(gè)小池組成，每個(gè)小池中由上至下依次設(shè)置一個(gè)或多個(gè)上部水流通道、由上部載體攔截柵格和下部載體攔截柵格攔截的一個(gè)或多個(gè)載體、靠近池底部的一個(gè)或多個(gè)下部水流通道，且下部載體攔截柵格和下部水流通道之間設(shè)置有曝氣管路，池底部設(shè)置有一個(gè)或多個(gè)與外界相通的排泥管，所述曝氣管路用于連通鼓風(fēng)增氧裝置對(duì)同步生物氧化池進(jìn)行曝氣；所述上部水流通道和下部水流通道用于實(shí)現(xiàn)污水在同步生物氧化池中單向流動(dòng)，所述預(yù)沉池的集水槽與污水在同步生物氧化池中流經(jīng)的第一個(gè)小池的上部水流通道連通，用于使污水流入該小池，同時(shí)該小池的下部水流通道用于使污水流出，同步生物氧化池中沿污水流動(dòng)方向相鄰兩小池的污水流入和流出管路相反，所述上部水流通道為渠或管壁有孔的管，所述下部水流通道為管壁有孔的管；所述載體為多孔載體，所述同步生物氧化池中污水流經(jīng)的最后一個(gè)小池中載體上孔的密度為40000 60000個(gè)/m2，其余小池中載體上孔的密度7000 15000個(gè)/m2，所述載體的總體積占池中污水體積的60 % -90 %。在本發(fā)明的方案中，所述同步生物氧化池(Simultaneous BiologicalOxidationTank, SB0T)用于在降解污水中有機(jī)物的同時(shí)對(duì)污水進(jìn)行脫氮；所述上部水流通道可以是管壁有孔的管，用于使污水由管中經(jīng)孔流進(jìn)池中或由池中經(jīng)孔進(jìn)入管中，也可以是渠，用于使污水由渠中經(jīng)渠堰溢入池中或污水由池中經(jīng)渠堰溢入渠中；所述下部水流通道也可以是管壁有孔的管，用于使污水由管中經(jīng)孔流進(jìn)池中或由池中經(jīng)孔進(jìn)入管中。所述管的橫截面可以是圓形也可以是立方形、橢圓型等；優(yōu)選的，所述生物氧化池中的小池是等體積的。本發(fā)明方案中使用的聚酰胺載體可以使用常規(guī)方法制得。上述方案中，同步生物氧化池中各小池的連通方式用于實(shí)現(xiàn)污水在單個(gè)小池中通過不同的通道流入和流出(在每個(gè)小池中，污水的流動(dòng)方式控制為從上部水流通道流入，從下部水流通道流出，或者為相反的方式)，并且實(shí)現(xiàn)在整個(gè)同步生物氧化池中單向流動(dòng)，以及污水在依次流經(jīng)的兩相鄰小池中沿池面向池下部流動(dòng)或由池下部向池面流動(dòng)，沿水流方向相鄰的兩小池的水流方式相反。上述連通方式使得污水在流經(jīng)同步生物氧化池中的各小池時(shí)，水流交替向下一向上一向下流動(dòng)，使得水流與同步生物氧化池中的載體充分接觸，不存在接觸死角，并且有效避免了短流，從而充分利用了池內(nèi)有效容積。在本發(fā)明的方案中，由于煤礦生活污水日排水量為幾百至上萬噸，其中洗浴污水占有一定比例，洗浴以池浴和淋浴相結(jié)合，短時(shí)排水量大，晝夜變化大，時(shí)常夜間排水很少，并且不同來源的污水之間水質(zhì)差別很大，因此在本發(fā)明的污水處理設(shè)備中設(shè)置有調(diào)節(jié)池用來調(diào)節(jié)水量和均勻水質(zhì)。進(jìn)一步的，所述調(diào)節(jié)池和格柵井可以合建也可以分建，合建指調(diào)節(jié)池和格柵井共用一個(gè)池壁，格柵井也可以設(shè)在調(diào)節(jié)池內(nèi)部。所述格柵井內(nèi)沿水流方向依次設(shè)置有兩道格柵，分別為中格柵和細(xì)格柵，所述中格柵的柵條間隙寬度10_20mm，所述細(xì)格柵的柵條間隙寬度1. 5-9mm。調(diào)節(jié)池和預(yù)沉池通過污水泵連通，該污水泵可以為潛污泵置于調(diào)節(jié)池內(nèi)，也可以為干式污水泵置于調(diào)節(jié)池外的泵房或泵井內(nèi)，若進(jìn)入格柵井的污水為有壓水，也可以省去污水泵。進(jìn)一步的，所述預(yù)沉池和同步生物氧化池也可以分建或合建，合建指預(yù)沉池和同步生物氧化池共用一個(gè)池壁，所述預(yù)沉池可以為輻流式預(yù)沉池、豎流式預(yù)沉池或平流式預(yù)沉池，可以為單池或多池。所述同步生物氧化池中的小池個(gè)數(shù)N可以為2 10個(gè)，所述多孔載體可以為多孔聚氨酯載體，進(jìn)一步的，所述載體可以為立方形或球形，所述立方形的邊長(zhǎng)為30 120mm，所述球形的直徑為30 120mm。出于污水處理效果和設(shè)備成本綜合考慮，優(yōu)選的，將所述同步生物氧化池分隔為4 8個(gè)小池，可以使用分隔板(水泥材質(zhì)或其他可以攔截水流的材質(zhì))進(jìn)行分隔，也可以直接將同步生物氧化池建成多池形式。進(jìn)一步的，用于攔截載體的所述上部載體攔截柵格和下部載體攔截柵格的材質(zhì)可以為不銹鋼、玻璃鋼或其它金屬或非金屬。優(yōu)選的，所述上部載體攔截柵格和下部載體攔截柵格的材質(zhì)為不銹鋼或玻璃鋼。在本發(fā)明的設(shè)備中，與曝氣管路連通的鼓風(fēng)增氧設(shè)備可以是鼓風(fēng)機(jī)、空氣壓縮機(jī)或射流曝氣機(jī)。鼓風(fēng)機(jī)和空氣壓縮機(jī)可以設(shè)置在同步生物氧化池外部，射流曝氣機(jī)可以設(shè)置在同步生物氧化池內(nèi)部。進(jìn)一步的，所述曝氣管路由曝氣總管、曝氣支管以及曝氣管組成，所述曝氣管是管壁有孔的管，所述曝氣管在同步生物氧化池的各小池的下部沿水平方向設(shè)置，曝氣支管在小池內(nèi)沿池壁豎直方向設(shè)置，曝氣總管沿同步生物氧化池池頂水平方向設(shè)置，曝氣總管與鼓風(fēng)增氧設(shè)備相連，由鼓風(fēng)增氧設(shè)備提供的氧氣或含有氧氣的空氣通過曝氣總管進(jìn)入與之連通的曝氣支管，然后進(jìn)入設(shè)置在池下部的曝氣管，由曝氣管管壁上的孔進(jìn)入各小池中。本發(fā)明的同步生物氧化池中的多孔載體為微生物提供了可以附著生長(zhǎng)的良好環(huán)境，在同步生物氧化池曝氣過程，對(duì)氧不同需求的菌類在載體上自外到內(nèi)生長(zhǎng)，并形成生物膜，在水流流動(dòng)和曝氣氣體的雙重作用下，載體在上下部載體攔截柵格間上下浮動(dòng)，充分與同步生物氧化池中的污水接觸，使污水中的有機(jī)物、氨氮和總氮被載體上的菌類充分降解。本發(fā)明還提供了一種煤礦生活污水處理方法，利用上述設(shè)備進(jìn)行污水處理，該方法包括使煤礦生活污水經(jīng)格柵井去除漂浮物后流入調(diào)節(jié)池，在調(diào)節(jié)池內(nèi)停留2 10h，然后進(jìn)入預(yù)沉池，在預(yù)沉池中沉淀0. 5 2h，控制預(yù)沉池中的表面水力負(fù)荷為1. 5 4. 5m3/(m2 · h)，沉淀出的泥砂通過預(yù)沉池底部的排泥管排出；預(yù)沉池中的污水經(jīng)集水槽及同步生物氧化池的一個(gè)小池的上部水流通道進(jìn)入該小池，并通過所設(shè)置的上部水流通道和下部水流通道繼續(xù)流經(jīng)其他小池，在啟動(dòng)曝氣同時(shí)使污水在同步生物氧化池中單向流動(dòng)，經(jīng)最后一個(gè)小池的上部水流通道或下部水流通道排出同步生物氧化池，曝氣過程中沉淀的泥砂通過排泥管排出。本發(fā)明提供的方法中，在同步生物氧化池中單向流動(dòng)是指污水流經(jīng)同步生物氧化池的各小池是單向的，同時(shí)由于使用了上述的污水處理設(shè)備，水流在依次流經(jīng)的相鄰兩小池中沿池面向池下部流動(dòng)或由池下部向池面流動(dòng)，并且污水在沿水流方向相鄰的兩池中的流動(dòng)方式不同。在本發(fā)明提供的污水處理方法中，在污水處理設(shè)備的日處理污水量一定的情況下，對(duì)預(yù)沉池中的表面水力負(fù)荷的控制可通過控制預(yù)沉池的面積來實(shí)現(xiàn)。另外，通過脈動(dòng)曝氣方式控制同步生物氧化池內(nèi)溶解氧水平(DO)為1. 0 2. Omg · L—1，上述脈動(dòng)曝氣可以通過在同步生物氧化池每個(gè)小池的曝氣支管上設(shè)置的通斷裝置(可以是電動(dòng)閥或氣動(dòng)閥等)和自動(dòng)化控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)，即當(dāng)水中溶解氧低于1.0時(shí)，該通斷裝置連通，該自動(dòng)化控制系統(tǒng)控制該鼓風(fēng)增氧裝置對(duì)同步生物氧化池開始曝氣，如果水中的溶解氧已達(dá)到2. 0，該通斷裝置斷開，該自動(dòng)化控制系統(tǒng)下控制鼓風(fēng)增氧裝置停止對(duì)同步生物氧化池曝氣，本發(fā)明方案中所使用的自動(dòng)化控制系統(tǒng)以及通斷裝置均為本領(lǐng)域常規(guī)設(shè)備，本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)需要進(jìn)行適當(dāng)選擇，在本發(fā)明的方案中，脈動(dòng)曝氣的主要作用和目的為①脈動(dòng)曝氣和水流可以使所述載體在同步生物氧化池內(nèi)上、下攔截柵格間呈有規(guī)律地上下浮動(dòng)，在載體浮動(dòng)過程中，達(dá)到降解有機(jī)物和脫氮的目的，同時(shí)易使老化陳舊的生物膜脫落更新，并使脫落的生物膜能夠沉到同步生物氧化池底部，通過排泥管排出池外，而不致于穿過浮動(dòng)的載體，從而保證出水中的SS < IOmg · L—1。②煤礦生活污水中的有機(jī)物和氨氮含量較城鎮(zhèn)生活污水低，生物降解過程中所需要的氧量少，采用脈動(dòng)曝氣使溶解氧控制在(DO)在1. 0 2. Omg · L—1范圍內(nèi)，并在載體自外至內(nèi)間形成溶解氧(DO)梯度，不僅為生長(zhǎng)時(shí)間較長(zhǎng)的亞硝化菌和硝化菌提供了良好的生長(zhǎng)條件，同時(shí)在載體內(nèi)部的缺氧區(qū)又易于反硝化細(xì)菌的生長(zhǎng)，實(shí)現(xiàn)同步硝化反硝化脫氮(Simultaneous Nitrification andDenitification，SND)。此外，本發(fā)明人研究發(fā)現(xiàn)，煤礦生活用水由于主要取自地下深井水，呈弱堿性，pH值多數(shù)在7. 3 8. 3范圍內(nèi)，而亞硝化菌適宜生長(zhǎng)的pH值范圍在7. 0 8. 5之間，硝化菌和亞硝化菌都是好氧菌，但亞硝化菌對(duì)氧的親和力比硝化菌大，在低溶解氧條件下會(huì)出現(xiàn)亞硝酸氮，在低溶解氧1. 0 2. Omg · L—1和適宜pH值7. 3 8. 3條件下，可以抑制硝化菌生長(zhǎng)，富集亞硝化菌，實(shí)現(xiàn)亞硝酸鹽氮的積累，而亞硝酸氮又以氨氮或有機(jī)基質(zhì)作為電子供體直接轉(zhuǎn)化為氮?dú)?，從而?shí)現(xiàn)短程硝化反硝化脫氮(Short-cut Nitrification andDenitrification)，從而節(jié)省供氧量和反硝化所需的碳源，縮短反應(yīng)時(shí)間，減少剩余污泥產(chǎn)量。進(jìn)一步的，由于煤礦生活污水處理規(guī)模不大，同步生物氧化池出水中有機(jī)物得到充分降解，氨氮得到徹底氧化，懸浮物含量也很低，通常小于IOmg · L—1。因此，如需回用上述處理后的煤礦生活污水，只需再經(jīng)過濾進(jìn)一步去除污水中的懸浮物和膠體物質(zhì)，通過消毒使污水中的大腸菌群和細(xì)菌滿足回用水的要求，過濾采用快濾池、虹吸濾池、無閥濾池或鋼結(jié)構(gòu)過濾器，消毒采用二氧化氯或次氯酸鈉消毒。本發(fā)明的煤礦生活污水處理設(shè)備和處理方法具有以下優(yōu)點(diǎn)(1)本發(fā)明的煤礦生活污水處理設(shè)備使污水處理工藝簡(jiǎn)化，可在同步生物氧化池內(nèi)實(shí)現(xiàn)同步硝化和反硝化，同時(shí)該煤礦生活污水處理設(shè)備不需要設(shè)置二沉池，大大節(jié)省了工程投資成本，同時(shí)無需污泥回流和硝化液回流，整個(gè)系統(tǒng)水力停留時(shí)間短，操作步驟簡(jiǎn) (2)同步生物氧化池由多個(gè)小池組成，來自預(yù)沉池的污水依次流經(jīng)同步生物氧化池的各個(gè)小池，每一小池內(nèi)上、下部均設(shè)置水流通道，各小池間特定的連通方式使水流在預(yù)沉池中單向流動(dòng)，并且使水流在依次流經(jīng)的相鄰兩小池中流動(dòng)方向相反，即沿池面向池下部流動(dòng)或由池下部向池面流動(dòng)，有效避免了短流，從而充分利用了池內(nèi)有效容積。
(3)同步生物氧化池綜合了生物膜法、A/0泥法和微生物固定化技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，微生物量大、傳質(zhì)快、反應(yīng)速度快，同時(shí)浮動(dòng)載體對(duì)氣泡的切割效果好，溶解氧利用效率高。(4)同步生物氧化池通過自動(dòng)化控制系統(tǒng)和曝氣支管上的通斷裝置實(shí)現(xiàn)脈動(dòng)曝氣，在氣流和水流的作用下，使同步生物氧化池內(nèi)載體呈有規(guī)律地上下浮動(dòng)，降低了曝氣所需的能耗，比其他常規(guī)處理工藝節(jié)省能耗的40%左右，同時(shí)脈動(dòng)曝氣可以使從載體中脫落的生物膜能夠沉到同步生物氧化池內(nèi)底部，通過同步生物氧化池底部的排泥管順利地排出到池外。(5)在同步生物氧化池內(nèi)，在好氧的條件下，自載體外部至內(nèi)部之間形成溶解氧(DO)梯度，并存在許多缺氧的微環(huán)境，使得好氧的亞硝化菌和硝化菌，以及厭氧的反硝化菌都能在載體上良好生存，從而在空間或時(shí)間上分別營(yíng)造成缺氧和好氧的環(huán)境，以便硝化與反硝化能夠同時(shí)進(jìn)行，同時(shí)使整個(gè)工藝系統(tǒng)對(duì)原水的水量和水質(zhì)變化適應(yīng)性好，搞沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)。(6)本發(fā)明的污水處理設(shè)備出水水質(zhì)好，達(dá)到pH6. 5 8. 5,CODcr < 30mg 、氨氮< Img · Γ1、TN < 5mg · Γ1、SS < IOmg · Γ1。


圖1為本發(fā)明的煤礦生活污水處理設(shè)備的示意圖。圖2為本發(fā)明的預(yù)沉池和同步生物氧化池的平面圖。圖3為本發(fā)明的預(yù)沉池和同步生物氧化池的A-A視圖,圖4為本發(fā)明的同步生物氧化池的B-B視圖。圖5為本發(fā)明的同步生物氧化池的曝氣管路的透視圖<主要附圖標(biāo)記說明
1-預(yù)沉池；
2-進(jìn)水管；
3-中心進(jìn)水管
4-進(jìn)水檔板；
5-集水槽；
6-預(yù)沉池排泥管；
7-同步生物氧化池81-上部水流通道；101-格柵井；105-鼓風(fēng)增氧裝置
82-上部水流通道
83-上部水流通道
84-上部水流通道
9-上部載體攔截柵格
10-浮動(dòng)載體層；
11-下部載體攔截柵格
12-曝氣管；131-下部水流通道；102-調(diào)節(jié)池；104-同步生物氧化池。
132-下部水流通道；
133-下部水流通道；
14-同步生物氧化池排泥管；
15-集水槽；
16-出水管；
17-曝氣總管；
18-曝氣支管；100-煤礦生活污水處理設(shè)備103-預(yù)沉池；
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述實(shí)施例1使用本發(fā)明圖1所示的煤礦生活污水處理設(shè)備100來處理煤礦生活污水。所述煤礦生活污水處理設(shè)備100包括沿污水流動(dòng)方向依次連通的格柵井101，調(diào)節(jié)池102，預(yù)沉池103和同步生物氧化池104，以及設(shè)置在同步生物氧化池104內(nèi)部或外部的鼓風(fēng)增氧裝置105，所述預(yù)沉池103底部設(shè)有一個(gè)或多個(gè)排泥管，預(yù)沉池103頂部設(shè)有集水槽；所述同步生物氧化池104用于在降解污水中有機(jī)物的同時(shí)對(duì)污水進(jìn)行脫氮，其由沿垂直于池底方向分隔成的N個(gè)小池組成，每個(gè)小池中由上至下依次設(shè)置一個(gè)或多個(gè)上部水流通道、由上部載體攔截柵格和下部載體攔截柵格攔截的一個(gè)或多個(gè)載體、靠近池底部的一個(gè)或多個(gè)下部水流通道，且下部載體攔截柵格和下部水流通道之間設(shè)置有曝氣管路，池底部設(shè)置有一個(gè)或多個(gè)與外界相通的排泥管，所述曝氣管路用于連通鼓風(fēng)增氧裝置 105對(duì)同步生物氧化池104進(jìn)行曝氣；所述上部水流通道和下部水流通道用于實(shí)現(xiàn)污水在同步生物氧化池104中單向流動(dòng)，所述預(yù)沉池103的集水槽與污水在同步生物氧化池104中流經(jīng)的第一個(gè)小池的上部水流通道連通，用于使污水流入該小池，同時(shí)該小池的下部水流通道用于使污水流出，同步生物氧化池104中沿污水流動(dòng)方向相鄰兩小池的污水流入和流出管路相反，所述上部水流通道為渠或管壁有孔的管，所述下部水流通道為管壁有孔的管；所述載體為多孔載體，所述同步生物氧化池104中污水流經(jīng)的最后一個(gè)小池中載體上孔的密度為40000 60000個(gè)/m2，其余小池中載體上孔的密度7000 15000個(gè)/m2， 所述載體的總體積占池中污水體積的60 % -90 %。所述格柵井101和調(diào)節(jié)池102之間通過管或渠連通，所述調(diào)節(jié)池102通過污水泵、 管或渠與預(yù)沉池103連通；所述預(yù)沉池103的集水槽與同步生物氧化池104中的一個(gè)小池的上部水流通道連通，隨著污水在預(yù)沉池103中的水位的升高，污水流入預(yù)沉池103的集水槽，通過集水槽和與之連通的同步生物氧化池104的一個(gè)小池的上部水流通道進(jìn)入同步生物氧化池104。使用上述煤礦生活污水處理設(shè)備100來處理煤礦生活污水的方法包括使煤礦生活污水經(jīng)格柵井101去除漂浮物后流入調(diào)節(jié)池102，在調(diào)節(jié)池102內(nèi)停留 2 10h，然后進(jìn)入預(yù)沉池103，在預(yù)沉池103中沉淀0. 5 池，控制預(yù)沉池103中的表面水力負(fù)荷為1. 5 4. 5m3/(m2 · h)，沉淀出的泥砂通過預(yù)沉池103底部的排泥管排出；預(yù)沉池103中的污水經(jīng)集水槽及同步生物氧化池104的一個(gè)小池的上部水流通道進(jìn)入該小池，并通過所設(shè)置的上部水流通道和下部水流通道繼續(xù)流經(jīng)其他小池，在啟動(dòng)曝氣同時(shí)使污水在同步生物氧化池104中單向流動(dòng)，經(jīng)最后一個(gè)小池的上部水流通道或下部水流通道排出同步生物氧化池，曝氣過程中沉淀的泥砂通過排泥管排出。上述同步生物氧化池104的各小池間的連通方式使水流在同步生物氧化池104中單向流動(dòng)，并且使水流在依次流經(jīng)的相鄰兩小池中流動(dòng)方向相反，即，在每個(gè)小池中，污水的流動(dòng)方式控制為從上部水流通道流入，從下部水流通道流出，或者為相反的方式，而相鄰的兩個(gè)小池中，污水的流經(jīng)方式相反，例如，在流經(jīng)相鄰兩小池中，污水分別從池面流入和由池下部流入，并按照該規(guī)律流經(jīng)所有小池?？梢栽诒ＷC與預(yù)沉池103連通的小池為通過上部水流通道的前提下，根據(jù)需要設(shè)置該同步氧化池中分割小池的排布方式。當(dāng)小池的個(gè)數(shù)N = 2時(shí)，兩個(gè)小池通過下部水流通道連通，水流經(jīng)第二個(gè)小池的上部水流通道流出；當(dāng) N > 2的奇數(shù)時(shí)，第N-I個(gè)小池的上部水流通道與第N個(gè)小池的上部水流通道連通，經(jīng)第N 個(gè)小池的下部水流通道流出；當(dāng)N > 2的偶數(shù)時(shí)，第N-I個(gè)小池的下部水流通道與第N個(gè)小池的下部水流通道連通，經(jīng)第N個(gè)小池的上部水流通道流出。曝氣方式可以為脈動(dòng)曝氣，曝氣過程中沉淀的泥砂通過同步生物氧化池104中各小池底部的排泥管排出。在上述方法中，在污水處理設(shè)備的日處理污水量一定的情況下，對(duì)預(yù)沉池中的表面水力負(fù)荷的控制可通過控制預(yù)沉池的面積來實(shí)現(xiàn)，通過脈動(dòng)曝氣方式控制同步生物氧化池內(nèi)溶解氧水平(DO)為1. 0 2. Omg · L—1，上述脈動(dòng)曝氣可以通過在同步生物氧化池每個(gè)小池的曝氣支管上設(shè)置的通斷裝置(可以是電動(dòng)閥或氣動(dòng)閥等)和自動(dòng)化控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)，即當(dāng)水中溶解氧低于1.0時(shí)，該通斷裝置連通，該自動(dòng)化控制系統(tǒng)控制該鼓風(fēng)增氧裝置對(duì)同步生物氧化池開始曝氣，如果水中的溶解氧已達(dá)到2. 0，該通斷裝置斷開，該自動(dòng)化控制系統(tǒng)下控制鼓風(fēng)增氧裝置停止對(duì)同步生物氧化池曝氣。使用本實(shí)施例的污水處理設(shè)備根據(jù)上述方法可同時(shí)實(shí)現(xiàn)煤礦生活污水中有機(jī)物、 氨氮、總氮含量以及出水SS值的降低，同時(shí)不需要二沉池和活性污泥回流，設(shè)備投資小。實(shí)施例2利用同步生物氧化池分隔為6個(gè)小池的煤礦生活污水處理設(shè)備對(duì)煤礦生活污水進(jìn)行處理。本實(shí)施例生活污水處理設(shè)備的預(yù)沉池1和同步生物氧化池7的平面圖如圖2所示，預(yù)沉池1和同步生物氧化池7的A-A視圖如圖3所示，同步生物氧化池7的B-B視圖如圖4所示，同步生物氧化池7的曝氣管路的透視圖如圖5所示。本實(shí)施例中預(yù)沉池1采用2個(gè)立方形豎流式沉淀池并聯(lián)運(yùn)行，同步生物氧化池7 采用6個(gè)小池串聯(lián)運(yùn)行，串聯(lián)可以指各小池一排排列，也可以是兩排排列等其他的串聯(lián)方式，只要使水流在單向依次流經(jīng)各個(gè)小池即可，下面以同步生物氧化池7中各小池的串聯(lián)方式來說明同步生物氧化池7的運(yùn)行過程污水通過預(yù)沉池頂部的集水槽5流入小池①上部水流通道81，所述上部水流通道81為水渠，水流從水渠的兩堰溢出，沿小池①池面均勻地向池下部流動(dòng)，之后流入設(shè)置在小池①底部和小池②底部且連通的下部水流通道131，所述下部水流通道為多孔管，水流由下部水流通道131位于小池①底部的部分上的孔流入， 由位于小池②底部的部分上的孔流出進(jìn)入小池②，然后從小池②池下部均勻地向池面流動(dòng)，然后污水進(jìn)入設(shè)置在小池②上部和小池③上部且連通的上部水流通道82，所述上部水流通道為水渠，水由小池②上部的上部水流通道上的堰流入，由小池③上部的上部水流通道上的堰流出進(jìn)入小池③，然后從小池③池面均勻地向池下部流動(dòng)，小池③與小池④通過在兩池下部設(shè)置且連通的下部水流通道132連通，水流在小池④中的流動(dòng)方式與小池②相同，小池④與小池⑤通過在兩池上部設(shè)置的上部水流通道83連通，水流在小池⑤中的流動(dòng)方式與小池①相同，小池⑤與小池⑥通過在兩池下部設(shè)置的下部水流通道133連通，水流在小池⑥中的流動(dòng)方式與小池②相同，水流最后經(jīng)小池⑥的上部水流通道84排出，污水流經(jīng)的最后一小池(小池⑥)中載體上孔的個(gè)數(shù)為40000 60000個(gè)/m2，其余小池中載體上孔的個(gè)數(shù)7000 15000個(gè)/m2,同步生物氧化池中溶解氧(DO)控制為1. 0 2. Omg · L-1。以下參考圖2 圖5詳細(xì)說明本發(fā)明的污水處理設(shè)備工作過程(1)使煤礦生活污水經(jīng)格柵井(未顯示)去除漂浮物后流入調(diào)節(jié)池(未顯示)，在調(diào)節(jié)池內(nèi)停留證，所述格柵井內(nèi)沿垂直于水流方向依次設(shè)置中格柵和細(xì)格柵兩道格柵，中格柵的柵條間距10mm，細(xì)格柵的柵條間距3mm，所述格柵井和調(diào)節(jié)池合建。(2)生活污水由潛污泵(未顯示)從調(diào)節(jié)池提升通過進(jìn)水管2、中心進(jìn)水管3、進(jìn)水擋板4進(jìn)入預(yù)沉池，在預(yù)沉池1中沉淀0. 8h，控制預(yù)沉池1中的表面水力負(fù)荷為2. 5m3/(m2 · h)，沉淀出的泥砂通過預(yù)沉池底部的排泥管排出，預(yù)沉池出水由集水槽5收集后，通過預(yù)沉池與同步生物氧化池連通的上部水流通道81，進(jìn)入同步生物氧化池中的小池①內(nèi)。在同步生物氧化池中水力停留時(shí)間為他，所述同步生物氧化池內(nèi)的載體為立方形聚氨酯載體，其邊長(zhǎng)為60mm，所述載體的總體積占池中污水體積的60% -90%。(3)污水均勻分配到小池①內(nèi)后，自上而下穿過上部載體攔截柵格9、浮動(dòng)載體層 10、下部載體攔截柵格11，再進(jìn)入下部水流通道131。(4)污水通過下部水流通道131從進(jìn)入小池②內(nèi)，并均勻分配到小池②下部區(qū)域， 然后自下而上穿過下部載體攔截柵格11、浮動(dòng)載體層10、上部載體攔截柵格9，進(jìn)入上部水流通道82，通過上部水流通道82流入小池③。(5)小池①、③、⑤運(yùn)行方式相同，水流自上而下流動(dòng)，小池②、④、⑥運(yùn)行方式相同，水流自下而上流動(dòng)。(6)水流從預(yù)沉池流向同步生物氧化池的小池①、從小池②流向小池③、從小池④ 流向小池⑤、從小池⑥流向集水槽15均通過上部水流通道來完成；水流從小池①流向小池 ②、小池③流向小池④、小池⑤流向小池⑥均通過下部水流通道來完成。(7)同步生物氧化池內(nèi)污水最終通過小池⑥上部水流通道84進(jìn)入集水槽15后由出水管16排出同步生物氧化池。(8)預(yù)沉池內(nèi)沉淀下來的污泥通過預(yù)沉池排泥管6排出池外，同步生物氧化池內(nèi)污泥通過同步生物氧化池排泥管14排出池外，預(yù)沉池排泥管6和同步生物氧化池排泥管14 均為多孔管。圖5為本發(fā)明的同步生物氧化池的曝氣管路的透視圖，所述曝氣管路的包括曝氣總管、曝氣支管以及曝氣管，曝氣總管與設(shè)置在同步生物氧化池外部的鼓風(fēng)機(jī)(未顯示)連接，來自鼓風(fēng)機(jī)的空氣或氧氣進(jìn)入曝氣總管17 (如箭頭A所示)，然后由曝氣總管17進(jìn)入曝氣支管18，再進(jìn)入曝氣管12中，由曝氣管12管壁上的孔進(jìn)入池中，其中曝氣支管18上設(shè)置有作為通斷裝置的電動(dòng)閥或氣動(dòng)閥，以及自動(dòng)化控制系統(tǒng)用于控制脈動(dòng)曝氣。如要將經(jīng)同步生物氧化池排出的污水進(jìn)行回用，可以采用重力式無閥濾池對(duì)污水過濾，濾料可以為無煙煤和石英砂雙層濾料，以正常的濾速，例如6m/h進(jìn)行過濾，然后采用二氧化氯對(duì)過濾后水進(jìn)行消毒后即可進(jìn)行回用。整個(gè)工藝過程無污泥回流系統(tǒng)，無再生液回流系統(tǒng)，與常規(guī)生活污水處理工藝相比，節(jié)約能耗40%左右。表1某煤礦生活污水處理前后水質(zhì)
權(quán)利要求
1.一種煤礦生活污水處理設(shè)備，包括沿污水流動(dòng)方向依次連通的格柵井、調(diào)節(jié)池、預(yù)沉池和同步生物氧化池，以及設(shè)置在同步生物氧化池內(nèi)部或外部的鼓風(fēng)增氧裝置；所述預(yù)沉池底部設(shè)有一個(gè)或多個(gè)排泥管，預(yù)沉池頂部設(shè)有集水槽；所述同步生物氧化池由沿垂直于池底方向分隔成的N個(gè)小池組成，每個(gè)小池中由上至下依次設(shè)置一個(gè)或多個(gè)上部水流通道、由上部載體攔截柵格和下部載體攔截柵格攔截的一個(gè)或多個(gè)載體、靠近池底部的一個(gè)或多個(gè)下部水流通道，且下部載體攔截柵格和下部水流通道之間設(shè)置有曝氣管路，池底部設(shè)置有一個(gè)或多個(gè)與外界相通的排泥管，所述曝氣管路用于連通鼓風(fēng)增氧裝置對(duì)同步生物氧化池進(jìn)行曝氣；所述上部水流通道和下部水流通道用于實(shí)現(xiàn)污水在同步生物氧化池中單向流動(dòng)，所述預(yù)沉池的集水槽與污水在同步生物氧化池中流經(jīng)的第一個(gè)小池的上部水流通道連通，用于使污水流入該小池，同時(shí)該小池的下部水流通道用于使污水流出，同步生物氧化池中沿污水流動(dòng)方向相鄰兩小池的污水流入和流出管路相反，所述上部水流通道為渠或管壁有孔的管，所述下部水流通道為管壁有孔的管；所述載體為多孔載體，所述同步生物氧化池中污水流經(jīng)的最后一個(gè)小池中載體上孔的密度為40000 60000個(gè)/m2，其余小池中載體上孔的密度7000 15000個(gè)/m2，所述載體的總體積占池中污水體積的60 % -90 %。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤礦生活污水處理設(shè)備，其中2< N < 10。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤礦生活污水處理設(shè)備，所述載體為多孔聚氨酯載體。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的煤礦生活污水處理設(shè)備，所述載體為立方形或球形，所述立方形的邊長(zhǎng)為30 120mm，所述球形的直徑為30 120mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的煤礦生活污水處理設(shè)備，所述上部載體攔截柵格和下部載體攔截柵格為不銹鋼攔截柵格或玻璃鋼攔截柵格。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的煤礦生活污水處理設(shè)備，所述格柵井內(nèi)沿水流方向依次設(shè)置有兩道格柵，分別為中格柵和細(xì)格柵，所述中格柵的柵條間隙寬度10-20mm，所述細(xì)格柵的柵條間隙寬度1. 5-9mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的煤礦生活污水處理設(shè)備，所述預(yù)沉池為輻流式預(yù)沉池、豎流式預(yù)沉池或平流式預(yù)沉池。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的煤礦生活污水處理設(shè)備，所述鼓風(fēng)增氧裝置為鼓風(fēng)機(jī)、空氣壓縮機(jī)或射流曝氣機(jī)。
9.一種煤礦生活污水處理方法，利用權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的設(shè)備進(jìn)行污水處理，該方法包括使煤礦生活污水經(jīng)格柵井去除漂浮物后流入調(diào)節(jié)池，在調(diào)節(jié)池內(nèi)停留2 10h，然后進(jìn)入預(yù)沉池，在預(yù)沉池中沉淀0. 5 2h，控制預(yù)沉池中的表面水力負(fù)荷為1. 5 4. 5m3/(m2 · h)，沉淀出的泥砂通過預(yù)沉池底部的排泥管排出；預(yù)沉池中的污水經(jīng)集水槽及同步生物氧化池的一個(gè)小池的上部水流通道進(jìn)入該小池，并通過所設(shè)置的上部水流通道和下部水流通道繼續(xù)流經(jīng)其他小池，在啟動(dòng)曝氣同時(shí)使污水在同步生物氧化池中單向流動(dòng)，經(jīng)最后一個(gè)小池的上部水流通道或下部水流通道排出同步生物氧化池，曝氣過程中沉淀的泥砂通過排泥管排出。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的煤礦生活污水處理方法，采用脈動(dòng)曝氣，控制同步生物氧化池內(nèi)溶解氧濃度為1. 0 2. Omg · L—1。
全文摘要
本發(fā)明提供一種煤礦生活污水處理設(shè)備和處理方法。該煤礦生活污水處理設(shè)備包括沿污水流動(dòng)方向依次連通的格柵井、調(diào)節(jié)池、預(yù)沉池和同步生物氧化池(Simultaneous Biological Oxidation Tank，SBOT)，所述同步生物氧化池由沿垂直于池底方向分隔成的N個(gè)小池組成，每個(gè)小池中由上至下依次設(shè)置上部水流通道、由上部載體攔截柵格和下部載體攔截柵格攔截的載體、靠近池底部的下部水流通道，且下部載體攔截柵格和下部水流通道之間設(shè)置有曝氣管路，池底部設(shè)置有與外界相通的排泥管。本發(fā)明提供的技術(shù)方案能夠有效降低煤礦生活污水中有機(jī)物含量、氨氮和總氮的含量，并且不需要設(shè)置二沉池和活性污泥回流系統(tǒng)，大大簡(jiǎn)化了污水處理工藝，并且降低了污水處理設(shè)備投資。
文檔編號(hào)C02F9/14GK102381809SQ20111028037
公開日2012年3月21日 申請(qǐng)日期2011年9月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月20日
發(fā)明者周如祿, 高亮 申請(qǐng)人:煤炭科學(xué)研究總院杭州環(huán)保研究院