專利名稱：污水處理和再利用系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種污水處理和再利用系統(tǒng)，尤其是涉及一種適用于半干 旱地區(qū)的城市污水處理和再利用系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
我國是世界上最缺水的國家之一。淡水資源總量居世界第6位，但人 均占有淡水量僅居第108位，水資源已成為我國最嚴重的資源問題之一。
尤其是在我國西部的半干旱地區(qū)的缺水現(xiàn)象更為嚴重，干旱少雨，生 態(tài)環(huán)境脆弱，森林、植被覆蓋率低下，水土流失以及氮、磷、鉀肥的損失， 使得土壤嚴重退化。水資源的短缺嚴重制約了當(dāng)?shù)厣鐣⒔?jīng)濟的發(fā)展，加 劇了當(dāng)?shù)丨h(huán)境及氣候的惡化。
然而，隨著城市化的發(fā)展，城市排出的污水量越來越大，因此必須對 城市排出的污水進行處理。傳統(tǒng)的城市污水處理方法是，將污水處理達 "標"后，排放至天然水體，如河流內(nèi)。
我國制定的"污水綜合排放標準"和"城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標 準"對排放至天然水體的各項"污染物"有著嚴格的要求。為了達到這一
要求，污水處理的工藝不斷改進，處理的成本不斷增加；同時由于處理后 的水排放到天然水體中，造成有用的資源浪費。
而且，我國幅員遼闊，自然環(huán)境、經(jīng)濟環(huán)境存在很大差異，不能靠一 個標準或一種思路來治理環(huán)境污染，因此，應(yīng)該結(jié)合當(dāng)?shù)氐臈l件，把"污 染物"作為資源，利用該資源創(chuàng)建新的區(qū)域性生物鏈，催生出與環(huán)境能夠 和諧相處的農(nóng)林作物，有效改善區(qū)域生態(tài)環(huán)境
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種污水處理和再利用系統(tǒng)，該污水處理和再利 用系統(tǒng)能夠有效地處理城市排出的污水，并且處理后的水適于廣泛地再利 用，同時從污水中分離出的污泥也能夠得到有效地利用，從而節(jié)約了水資 源，進一步改善了環(huán)境，且創(chuàng)造了新的經(jīng)濟效益。
根據(jù)本發(fā)明的實施例，提出一種污水處理和再利用系統(tǒng)，包括粗濾 裝置，該粗濾裝置用于濾除來自于污水源的污水中的大尺寸固體垃圾；細 濾裝置，該細濾裝置用于濾除經(jīng)過粗濾裝置處理后的污水中的小尺寸固體 垃圾；曝氣池，該曝氣池用于接收和容納經(jīng)過細濾裝置處理后的污水，以 便使所述污水在其中曝氣，從而去除污水中影響環(huán)境的部分有機物；沉淀 池，該沉淀池用于接收和容納來自于曝氣池的污水，所述污水在沉淀池中 沉淀，以便沉淀出污水中的污泥且沉淀出的清水位于污泥的上面，其中沉 淀出的污泥的一部分返回到曝氣池；蓄水庫，該蓄水庫用于接收、容納和 儲存來自于沉淀池的清水；和儲泥庫，該儲泥庫用于接收、容納和儲存來 自于沉淀池的剩余污泥，以便所述剩余污泥在其中自然發(fā)酵。
具體地，所述粗濾裝置為粗格柵。所述細濾裝置為細格柵。
根據(jù)本發(fā)明進一步實施例的污水處理和再利用系統(tǒng)還包括鼓風(fēng)機，所 述鼓風(fēng)機用于向曝氣池內(nèi)鼓風(fēng)，以便增強污水在曝氣池內(nèi)的曝氣效果。
具體地，在所述沉淀池中沉淀出的污泥按進入曝氣池的污水量的50
%回流到所述曝氣池內(nèi)，而剩余的污泥輸送到所述儲泥庫內(nèi)。 根據(jù)本發(fā)明進一步實施例的污水處理和再利用系統(tǒng)還包括提升泵池，
用于接收和容納經(jīng)過粗濾格柵處理后的污水，從而將經(jīng)過粗濾格柵處理后
的污水提升到預(yù)定高度，以便粗濾后的污水能夠通過重力自流過細格柵。 進而，所述蓄水庫中的清水用于農(nóng)田灌溉，植物綠化，或土壤改良。 此外，所述蓄水庫中的清水利用其中利用水中的微生物、水生生物和
水生植物被進一步自然去除清水中影響環(huán)境的有機物，以便得到更加清潔
的污水。
根據(jù)本發(fā)明，存儲在儲泥庫中的污泥在其中經(jīng)過自然發(fā)酵用作肥料。 所述肥料用于農(nóng)田施肥，植樹綠化，或土壤改良。根據(jù)本發(fā)明的污水處理和再利用系統(tǒng)，是將污水當(dāng)成資源、當(dāng)成原材 料，對處理后的污水再利用，提供服務(wù)、創(chuàng)造利潤、改善生態(tài)環(huán)境，而不
是異地排放；同時不產(chǎn)生"污染物"。并且處理污水產(chǎn)生的污泥能夠有效 的被利用，產(chǎn)生了新的經(jīng)濟效益。
本發(fā)明附加的方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面 的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解。


圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的污水處理和再利用系統(tǒng)的構(gòu)成示意圖； 圖2是根據(jù)本發(fā)明實施例的污水處理和再利用系統(tǒng)的工藝流程圖。
具體實施例方式
下面詳細描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其 中自始至終相同的標號表示相同的元件。下面通過參考附圖描述實施例以 便解釋本發(fā)明，所述實施例是示例性的，而不能解釋為對本發(fā)明的限制。
如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明實施例的污水處理和再利用系統(tǒng)包括粗格柵 2、細格柵3、曝氣池4、沉淀池5、蓄水庫6、儲泥庫7。
粗格柵2將來自于污水源1，例如城市污水管線，的污水中的大塊固 體垃圾(即尺寸較大的污物)去除，由粗格柵2去除的粗濾渣(即尺寸較 大的垃圾)被收集并運送到垃圾處理廠進行處理。
粗格柵2處理后的污水由細格柵3再進行處理，以便去除粗格柵2 處理后的污水中的小塊固體垃圾(即尺寸較小的污物)，由細格柵2去除 的細濾渣(即尺寸較小的污物)被收集并運送到垃圾處理廠進行處理。
需要說明的是，在本實施例中，粗格柵2和細格柵3可以采用"篦子" 的形式，結(jié)構(gòu)簡單，造價低，但本發(fā)明并不限于此。
污水源1 一般是來自于城市污水管線的污水，由于城市污水管線位于 地下，因此，粗格柵1可以設(shè)置在污水從城市污水管線進入污水處理廠的 入口處，以便對進入污水處理廠的污水進行粗濾。然而，為了利用細格柵 3對由粗格柵2處理后的污水進行細濾，需要將粗格柵2處理后的污水提升到預(yù)定的高度，再利用高度差使污水自流通過細格柵3。例如，可以通 過提升泵池9，將污水提升后，自流通過細格柵3。
需要說明的是，提升泵池9不必須設(shè)置在粗格柵2和細格柵3之間， 也可以設(shè)置在細格柵3與曝氣池4之間。
經(jīng)過細格柵3處理后的污水進入曝氣池4，污水在曝氣池4內(nèi)通過擴 散進行充分曝氣，從而通過污水中的活性污泥的吸附、絮凝和氧化作用去 除污水中對環(huán)境有影響的大部分有機物。
曝氣池4內(nèi)的工藝采用傳統(tǒng)活性污泥法，普通曝氣原理，高污泥負荷， 不考慮除磷脫氮，相應(yīng)的水力停留時間較短，從而減少了所需的曝氣池4 的容積。
曝氣就是通過使污水在曝氣池4內(nèi)與含氧空氣接觸，使污水中的污泥 中存在的需氧細菌加快繁殖，形成活性污泥，利用活性污泥中的這些細菌 去除污水中影響環(huán)境的大部分有機物，這與傳統(tǒng)曝氣原理相同，這里不再 贅述。
為了增加污水在曝氣池4內(nèi)的曝氣效果，本發(fā)明的污水處理和再利用 系統(tǒng)可以設(shè)置用于向曝氣池4內(nèi)鼓風(fēng)的鼓風(fēng)機8，從而增加曝氣效果。
在曝氣池4內(nèi)經(jīng)過曝氣去除了部分有機物的污水進入沉淀池5中，污 水在沉淀池5內(nèi)沉淀，從而沉淀出污水中的污泥和位于污泥上面的清水。 也就是說，利用沉淀池5通過沉淀作用使污水中的污泥與清水分層，從而 能夠?qū)⑽勰嗯c清水分離。
沉淀池5內(nèi)的清水中的生化需氧量的去除率可達50% 70%，懸浮物 的去除率可達80% 90%，同時保留了大部分的氮、磷等植物所需的營養(yǎng) 成分，其水質(zhì)完全達到林業(yè)及農(nóng)田灌漑的要求。
沉淀池5內(nèi)的清水不是像傳統(tǒng)水處理一樣排放到自然水體、例如河流 或海洋內(nèi)，而是輸送到蓄水庫6內(nèi)。輸送到蓄水庫6內(nèi)的清水可以再利用， 例如可以用于農(nóng)田澆灌，或利用土地滲濾、漫流作用改良土壤荒漠，或者 用于植物綠化。蓄水庫6的容積可以保證3 4個月的污水處理量，以備 冬季不用水時儲存水。
同時，對于從沉淀池5排放到蓄水庫6內(nèi)的清水，可以利用水中的微生物、水生生物和水生植物等進一步自然處理清水中的大部分有機物，從
而得到更加清潔的水。換言之，蓄水庫6可以作為生物塘，利用塘中的微 生物和藻類以及魚類對蓄水庫6內(nèi)的污水中的有機物進行進一步凈化處 理，塘中細菌分解污水中的有機物和病原體產(chǎn)生二氧化碳、磷酸鹽、銨鹽 等營養(yǎng)物供藻類生長，藻類光合作用產(chǎn)生的氧氣又供細菌生長，從而構(gòu)成 共生系統(tǒng)。
因此，通過蓄水庫6進一步的凈化作用，蓄水庫6內(nèi)的污水的潔凈度 進一步提高，如果排放也可達到排放標準。
沉淀池5內(nèi)沉淀出的污泥的一部分，例如按進入曝氣池4的污水量的 50%,回流到曝氣池4內(nèi)，與來自于細格柵3的污水一起從曝氣池4入口 端同時進入曝氣池4內(nèi)，通過擴散和機械(鼓風(fēng)機8)曝氣進行充分混合 與曝氣，形成循環(huán)，如上所述，通過活性污泥的吸附、絮凝和氧化作用去 除污水中的部分有機物。也就是說，沉淀池5內(nèi)的污泥可以回流到曝氣池 4一部分，以便利用污泥內(nèi)的細菌去除污水中的有機物，以便彌補可能進 入曝氣池4內(nèi)的污水中的活性污泥的不足。當(dāng)然，從沉淀池5回流到曝氣 池4內(nèi)的污泥量可以根據(jù)需要調(diào)整。
在沉淀池5內(nèi)沉淀出的污泥的剩余部分輸送到儲泥庫7內(nèi)，污泥在儲 泥庫7內(nèi)可以自然發(fā)酵，發(fā)酵后的污泥可以用作肥料。
更具體而言，儲泥庫7中污泥采用厭氧消化和自然干化的原理處理， 其結(jié)構(gòu)形式分為兩格， 一格為進泥存放， 一格為干化和消化，兩格交替進 行。由于沉淀池5內(nèi)的剩余污泥不添加任何的高分子絮凝劑，因此很容易 自然干化。厭氧消化和自然干化可利用天然能源，操作簡易，致病菌破壞 率高。厭氧消化和干化后的污泥可作為農(nóng)肥使用。
因此，根據(jù)本發(fā)明的污水處理和再利用系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡單，造價低。并 且能夠充分利用處理后的污水，避免直接將處理后的污水排放到自然水體 中，造成浪費。而且，污水處理產(chǎn)生的污泥也能夠經(jīng)過自然發(fā)酵用作肥料， 創(chuàng)造更大的效益。
下面參考圖2對根據(jù)本發(fā)明實施例的污水處理和再利用系統(tǒng)的工藝 流程進行描述。如圖2所示，來自于城市污水管線(污水源)l的污水首先經(jīng)過粗格 柵2柵濾，去除污水中的大塊固體垃圾，去除的大塊固體垃圾被收集并被 送到垃圾處理廠處理。
經(jīng)過粗格柵2處理后的污水被輸送到提升泵池，以便被提升到工藝所 需的預(yù)定高度，以便經(jīng)過細格柵3柵濾，從而去除污水中的小塊固體垃圾， 去除后的小塊固體垃圾被收集并被送到垃圾處理廠處理。
經(jīng)過細格柵3處理后的污水進入曝氣池4進行曝氣，同時為了增加曝 氣效果，利用鼓風(fēng)機8向曝氣池4內(nèi)鼓風(fēng)，從而通過污水中的活性污泥的 吸附、絮凝和氧化作用去除污水中對環(huán)境有影響的大部分有機物。
經(jīng)過曝氣處理的污水從曝氣池4進入沉淀池5內(nèi)，污水中的污泥在沉 淀池5內(nèi)沉淀到下面，清水位于污泥的上面。位于上面的清水輸送到蓄水 庫6內(nèi)，而沉淀出的污泥的一部分回流到曝氣池4內(nèi)，用于與從細格柵3 進入曝氣池4的污水混合和曝氣，增強去除有機物的效果，而剩余的污泥 輸送到專門的儲泥庫6內(nèi)。
蓄水庫6內(nèi)的清水可以用于農(nóng)田灌溉，綠化，土壤改良。而且，利用 蓄水庫6中的微生物和藻類以及魚類對蓄水庫6內(nèi)的污水中的有機物進行 進一步凈化處理，蓄水庫6中細菌分解污水中的有機物和病原體產(chǎn)生二氧 化碳、磷酸鹽、銨鹽等營養(yǎng)物供藻類生長，藻類光合作用產(chǎn)生的氧氣又供 細菌生長，從而蓄水庫6內(nèi)構(gòu)成共生系統(tǒng)。經(jīng)過進一步凈化的水可以達標 排放。
儲泥庫7內(nèi)的污泥在其中經(jīng)過自然發(fā)酵，可以用作肥料，從而產(chǎn)生更 大的經(jīng)濟效益。
因此，如上所述，根據(jù)本發(fā)明的污水處理和再利用系統(tǒng)，能夠有效地 利用處理后的污水，減少了水資源的浪費，處理產(chǎn)生的污泥能夠用作肥料， 產(chǎn)生了新的經(jīng)濟效益，而且，本發(fā)明的污水處理和再利用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單， 造價低，經(jīng)濟效益高。
盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員 而言，可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對這些實施例 進行變化，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求及其等同物限定。
權(quán)利要求
1、一種污水處理和再利用系統(tǒng)，包括粗濾裝置，該粗濾裝置用于濾除來自于污水源的污水中的大尺寸固體垃圾；細濾裝置，該細濾裝置用于濾除經(jīng)過粗濾裝置處理后的污水中的小尺寸固體垃圾；曝氣池，該曝氣池用于接收和容納經(jīng)過細濾裝置處理后的污水，以便使所述污水在其中曝氣，從而去除污水中影響環(huán)境的部分有機物；沉淀池，該沉淀池用于接收和容納來自于曝氣池的污水，所述污水在沉淀池中沉淀，以便沉淀出污水中的污泥且沉淀出的清水位于污泥的上面，其中沉淀出的污泥的一部分返回到曝氣池；蓄水庫，該蓄水庫用于接收、容納和儲存來自于沉淀池的清水；和儲泥庫，該儲泥庫用于接收、容納和儲存來自于沉淀池的剩余污泥，以便所述剩余污泥在其中自然發(fā)酵。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的污水處理和再利用系統(tǒng)，其中所述粗濾裝 置為粗格柵。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的污水處理和再利用系統(tǒng)，其中所述細濾裝 置為細格柵。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的污水處理和再利用系統(tǒng)，進一步包括鼓風(fēng) 機，所述鼓風(fēng)機用于向曝氣池內(nèi)鼓風(fēng)，以便增強污水在曝氣池內(nèi)的曝氣效 果。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的污水處理和再利用系統(tǒng)，其中在所述沉淀 池中沉淀出的污泥按進入曝氣池的污水量的50%回流到所述曝氣池內(nèi)， 而剩余的污泥輸送到所述儲泥庫內(nèi)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的污水處理和再利用系統(tǒng)，進一步包括提升泵池，用于接收和容納經(jīng)過粗濾格柵處理后的污水，從而將經(jīng)過粗濾格柵 處理后的污水提升到預(yù)定高度，以便粗濾后的污水能夠通過重力自流過細 格柵。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的污水處理和再利用系統(tǒng)，其中所述蓄水庫 中的清水用于農(nóng)田灌溉，植物綠化，或土壤改良。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的污水處理和再利用系統(tǒng)，其中所述蓄水庫 中的清水利用其中利用水中的微生物、水生生物和水生植物被進一步自然 去除清水中影響環(huán)境的有機物，以便得到更加清潔的污水。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的污水處理和再利用系統(tǒng)，其中儲存在所述 儲泥庫中的污泥在其中經(jīng)過自然發(fā)酵用作肥料。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的污水處理和再利用系統(tǒng)，其中所述肥料用 于農(nóng)田施肥，植樹綠化，或土壤改良。
全文摘要
一種污水處理和再利用系統(tǒng)，包括粗濾裝置，用于濾除來自于污水源的污水中的大尺寸固體垃圾；細濾裝置，用于濾除污水中的小尺寸固體垃圾；曝氣池，用于接收和容納經(jīng)過細濾裝置處理后的污水，以便使所述污水在其中曝氣；沉淀池，用于接收和容納來自于曝氣池的污水、以便沉淀出污水中的污泥，其中沉淀出的污泥的一部分返回到曝氣池；蓄水庫，用于接收、容納和儲存來自于沉淀池的清水；和儲泥庫，用于接收、容納和儲存來自于沉淀池的污泥的剩余部分。根據(jù)本發(fā)明的污水處理和再利用系統(tǒng)，能夠有效地利用處理后的污水和污泥，減少了水資源的浪費，產(chǎn)生了新的經(jīng)濟效益，且系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，造價低，經(jīng)濟效益高。
文檔編號C02F3/12GK101314498SQ20071009970
公開日2008年12月3日 申請日期2007年5月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月29日
發(fā)明者薈 孔, 潘志平, 許啟明, 馬效賢, 平 駱 申請人:北京恩菲環(huán)保股份有限公司