本實(shí)用新型涉及污水處理的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種城市污水深度處理裝置。

背景技術(shù)：

城市污水是通過下水管道收集到的所有排水，是排入下水管道裝置的各種生活污水、工業(yè)廢水和城市降雨徑流的混合水。 生活污水是人們?nèi)粘Ｉ钪信懦龅乃?，這類污水的水質(zhì)特點(diǎn)是含有較高的有機(jī)物，如淀粉、蛋白質(zhì)、油脂等，以及氮、磷、等無機(jī)物，此外，還含有病原微生物和較多的懸浮物。相比較于工業(yè)廢水，生活污水的水質(zhì)一般比較穩(wěn)定，濃度較低。工業(yè)廢水是生產(chǎn)過程中排出的廢水，包括生產(chǎn)工藝廢水、循環(huán)冷卻水沖洗廢水以及綜合廢水。由于各種工業(yè)生產(chǎn)的工藝、原材料、使用設(shè)備的用水條件等的不同，工業(yè)廢水的性質(zhì)千差萬別。降雨徑流是由降水或冰雪融化形成的。對于分別敷設(shè)污水管道和雨水管道的城市，降雨徑流匯入雨水管道，對于采用雨污水合流排水管道的城市，可以使降雨徑流與城市污水一同加以處理。

現(xiàn)有的城市污水處理工藝流程如圖1所示，城市污水通過格柵截留較大的漂浮物或懸浮物，經(jīng)過曝氣沉砂池和初次沉淀池將比重較大的無機(jī)顆粒留于池底，再利用微生物的代謝作用將有機(jī)污染物轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)，通過二次沉淀池去除生物處理過程中所產(chǎn)生的、以污泥形式存在的生物脫落物或已經(jīng)死亡的生物體。收集曝氣沉砂池、初次沉淀池和二次沉淀池的池底污泥進(jìn)行污泥處理使之符合排放標(biāo)準(zhǔn)。

污泥處理的步驟：首先將污泥送入污泥濃縮池，采用沉降法、氣浮法或離心法以降低污泥含水率和減少污泥體積；污泥濃縮后進(jìn)入貯泥池，調(diào)節(jié)污泥量及藥劑投加量；然后，在好氧或厭氧條件下進(jìn)行消化，使污泥中揮發(fā)物含量降低到固體相對地不易腐爛和不發(fā)惡臭時(shí)的污泥；最后，將流態(tài)的原生、濃縮或消化污泥脫除水分，轉(zhuǎn)化為半固態(tài)或固態(tài)泥塊。經(jīng)過脫水后，污泥含水率可降低到80%左右。脫水后的污泥含水量高，不易再利用，填埋占地量大。而且污泥本身脫水難，難干化，再利用干化成本高，填埋產(chǎn)生滲濾液。且有較大的惡臭味，吸引蚊蟲，污染環(huán)境。

城市污水處理時(shí)并沒有專門的除臭工藝，在污水處理過程中產(chǎn)生的污泥帶有臭味，這是因?yàn)樵谖勰嘀邪巳缂?xì)菌、原生動(dòng)物和藻類等微生物，經(jīng)過長期的繁衍使得污泥變臭?，F(xiàn)如今通常采用的除臭方式是污泥中溫厭氧消化工藝（如CN104163553A一種污泥處理方法），然而微生物的代謝轉(zhuǎn)化時(shí)間長，產(chǎn)生的甲烷和二氧化碳?xì)饬可?，不利于快速處理污泥?/p>

除此之外，城市污泥的含水率高達(dá)80%以上，未處理的污泥直接填埋后，填埋場的地表會(huì)形成沼澤狀，且其中的水份會(huì)慢慢溢出形成劇毒的污泥滲濾液污染水源和土壤。未處理的污泥很難被資源化利用，因?yàn)楹刻?，只要產(chǎn)生運(yùn)輸，則意味著很大一部分運(yùn)輸成本在水份上（含水量80%左右）。而且是稀泥，給運(yùn)輸造成很大困難。污泥的其中一個(gè)最大的利用方向是焚燒發(fā)電，而沒處理的污泥含水率太高，要浪費(fèi)很大的熱能在蒸發(fā)水分上。

污泥的處理運(yùn)行費(fèi)用高。目前，傳統(tǒng)的方法是通過投加混凝劑、助凝劑進(jìn)行調(diào)理，然后機(jī)械脫水處理，形成含水率為 80％左右的泥團(tuán)外運(yùn)進(jìn)行衛(wèi)生填埋、焚燒處理、發(fā)酵制肥，這種方式因含水率太高對填埋場的周邊環(huán)境帶來極其不利的影響或需進(jìn)一步干燥才能進(jìn)入焚燒爐處理及發(fā)酵制肥。然而經(jīng)過機(jī)械脫水后的污泥含水率很高的原因是污泥中生物細(xì)胞及膠體含有大量的“間隙水”無法通過傳統(tǒng)機(jī)械脫水的壓力全部擠出，同時(shí)污泥含水率在80％左右時(shí)呈粘漿狀，水分子被一層膠體包裹，這個(gè)區(qū)域稱之為污泥的“粘膠相區(qū)”，是污泥脫水最難的階段，用傳統(tǒng)的機(jī)械脫水的方法是很難進(jìn)一步脫除的。所以，必需采取特殊的手段破解細(xì)胞間的結(jié)構(gòu)及污泥“粘膠相區(qū)”，使得部分“間隙水”被排出，再通過機(jī)械壓濾的方式濾除?，F(xiàn)有的破壁技術(shù)一般有高溫干燥技術(shù)、機(jī)械和超聲波的技術(shù)、強(qiáng)氧化藥劑破壁技術(shù)。高溫干燥技術(shù)在污泥處理過程中產(chǎn)生二惡英等有害廢氣，對環(huán)境產(chǎn)生二次污染。用機(jī)械和超聲波的技術(shù)進(jìn)行細(xì)胞破壁，除了設(shè)備投入較大外，運(yùn)行時(shí)還需消耗大量的電力。所以，運(yùn)行費(fèi)用大。采用強(qiáng)氧化藥劑進(jìn)行污泥細(xì)胞破壁方法，由于80％含水率的污泥濃度高，藥劑很難進(jìn)行充分融合，添加量大，成本也高。因加入了化學(xué)藥劑后，可能對污泥的后續(xù)處理帶來了不利因素。

因此，亟需提供一種新的城市污水處理裝置以解決現(xiàn)有城市污水處理時(shí)污泥除臭時(shí)間長，脫水減量難的技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題在于，提供一種城市污水深度處理裝置，經(jīng)處理后污泥的含水率大大降低，干燥脫水速度快。

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題還在于，提供一種城市污水深度處理裝置，可有效除臭殺菌，污泥不吸引蚊蟲。

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題還在于，提供一種城市污水深度處理裝置，經(jīng)處理的污水可達(dá)到國家污水排放一級A標(biāo)準(zhǔn)。

為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了一種城市污水深度處理裝置，包括泥水分離模塊，污水排放處理模塊和污泥排放處理模塊，泥水分離模塊分別與污水排放處理模塊和污泥排放處理模塊連通；所述污泥排放處理模塊包括收集池、振動(dòng)篩、攪拌漿池、研磨機(jī)、反應(yīng)池、隔膜泵、壓濾機(jī)和成品池，所述收集池通過泵和管道與振動(dòng)篩連通，所述振動(dòng)篩連通攪拌漿池，并通過泥漿泵和管道與研磨機(jī)連接；研磨機(jī)與反應(yīng)池連通，反應(yīng)池通過隔膜泵和管道與壓濾機(jī)連通。

作為上述方案的改進(jìn)，所述泥水分離模塊包括格柵間、曝氣沉砂池、初次沉淀池、生物曝氣池和二次沉淀池，所述格柵間、曝氣沉砂池、初次沉淀池、生物曝氣池和二次沉淀池依次連通；

二次沉淀池與污水排放處理模塊相連通；

初次沉淀池和二次沉淀池的池底與污泥排放處理模塊的收集池連通。

作為上述方案的改進(jìn)，所述污水排放處理模塊包括依次連通的物化生處理池和消毒殺菌池；

所述二次沉淀池與物化生處理池連通。

作為上述方案的改進(jìn)，還包括廢渣池，所述振動(dòng)篩的料渣出口與廢渣池連通。

作為上述方案的改進(jìn)，還包括回收水池，所述壓濾機(jī)的出水口與回收水池連通，而回收水池與污水排放處理模塊連通。

作為上述方案的改進(jìn)，所述振動(dòng)篩篩網(wǎng)目數(shù)為10-60目。

作為上述方案的改進(jìn)，所述的研磨機(jī)包括球磨機(jī)、破碎機(jī)和砂磨機(jī)。

作為上述方案的改進(jìn)，還包括藥劑添加器，所述藥劑添加器與反應(yīng)池連接。

作為上述方案的改進(jìn)，所述藥劑添加器的投放的藥劑包括含氯酸鹽，含硫化合物、含氯化合物或聚合氧化物，弱堿，絮凝沉降劑。

實(shí)施本實(shí)用新型實(shí)施例，具有如下有益效果：

本實(shí)用新型城市污水深度處理裝置改進(jìn)現(xiàn)有的污泥排放處理模塊，采用物理研磨破壁與化學(xué)除臭破壁相結(jié)合，減小污泥顆粒粒徑，實(shí)現(xiàn)包裹型結(jié)構(gòu)的破壁，通過化學(xué)試劑與破壁后的污泥充分接觸，除臭效果顯著，而后壓濾脫水使污泥的含水率降至25-60%，經(jīng)處理后的污泥比處理之前干燥脫水速度更快。且經(jīng)本實(shí)用新型處理后的污水檢測發(fā)現(xiàn)可達(dá)到國家污水排放一級A標(biāo)準(zhǔn)。

整個(gè)污水處理裝置的工作流程簡單可行，無需高溫條件和昂貴的大型儀器，運(yùn)行成本低；也無新的污染物產(chǎn)生，避免造成二次污染；綠色環(huán)保，安全可靠。且處理后污泥無臭，含水率低，大大地減少污泥的體積，節(jié)約污泥運(yùn)輸費(fèi)用及處理填埋用地。

附圖說明

圖1是現(xiàn)有的城市污水處理裝置工藝流程圖；

圖2是本實(shí)用新型一種城市污水深度處理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本實(shí)用新型一種城市污水深度處理裝置的另一結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。

如圖2所示，本實(shí)用新型公開一種城市污水深度處理裝置，包括泥水分離模塊1，污水排放處理模塊2和污泥排放處理模塊3，泥水分離模塊1分別與污水排放處理模塊2和污泥排放處理模塊3連通；所述污泥排放處理模塊3包括收集池31、振動(dòng)篩32、攪拌漿池33、研磨機(jī)34、反應(yīng)池35、隔膜泵36、壓濾機(jī)37和成品池38，所述收集池31通過泵和管道與振動(dòng)篩32連通，所述振動(dòng)篩32連通攪拌漿池33，并通過泥漿泵和管道與研磨機(jī)34連接；研磨機(jī)34與反應(yīng)池35連通，反應(yīng)池35通過隔膜泵36和管道與壓濾機(jī)37連通。

現(xiàn)有城市污水處理裝置一般對于沉淀收集得到的污泥直接采用沉降法、氣浮法或離心法以降低污泥含水率和減少污泥體積，再進(jìn)行脫水處理，最后排放時(shí)污泥的含水率為80%，其除臭工藝是在好氧或厭氧條件下進(jìn)行消化，使污泥中揮發(fā)物含量降低到固體污泥相對地不易腐爛和不發(fā)惡臭，此種除臭工藝消化周期長，除臭效果不佳，不利于快速處理污泥。

研究人員發(fā)現(xiàn)污泥在機(jī)械脫水后含水率高的主要原因是因污泥中生物細(xì)胞及膠體含有大量的“間隙水”無法通過傳統(tǒng)機(jī)械脫水的壓力全部擠出，同時(shí)污泥含水率在 80％左右時(shí)呈粘漿狀，水分子被一層膠體包裹，這個(gè)區(qū)域稱之為污泥的“粘膠相區(qū)”，是污泥脫水最難的階段，用傳統(tǒng)的機(jī)械脫水的方法是很難進(jìn)一步脫除的。

為此，本發(fā)明人通過巧妙的設(shè)計(jì)工藝流程和夜以繼日的反復(fù)試驗(yàn)，得到以下具體的污泥排放處理模塊3替換原有的污泥處理方式：

本實(shí)用新型所要處理的污泥來源為污水處理過程中各沉淀池池底收集的污泥，具有含水率高，微生物多，味臭，處理成本高和脫水難等特點(diǎn)。現(xiàn)有的減量效果差是因?yàn)閭鹘y(tǒng)的破壁技術(shù)難以破壞污泥的包裹型結(jié)構(gòu)，因此直接脫水困難。本實(shí)用新型卻不直接進(jìn)行濃縮脫水，而是收集固液分離過程中沉淀下來的污泥，此時(shí)泥漿含水率為80-98%（視不同地區(qū)污泥性狀而定），流動(dòng)性好，污泥顆?？珊芎玫胤稚⒃谒小?/p>

其中，收集池31分別與曝氣沉砂池、初次沉淀池和二次沉淀池的池底連接，可收集污水處理中產(chǎn)生的污泥。

此時(shí)泥漿中還存在著一些粒徑較大的顆粒，該大尺寸顆粒如直接投入研磨機(jī)34會(huì)嚴(yán)重影響研磨效果，因此設(shè)置振動(dòng)篩32用于除去泥漿中粒徑較大的顆粒，粒徑較大的顆粒送至廢渣池39，而經(jīng)篩濾過的泥漿送至研磨機(jī)34。

具體地，根據(jù)不同污泥的性狀，可選擇10-60范圍內(nèi)的振動(dòng)篩32篩網(wǎng)目數(shù)。

篩除的粒徑較大的顆粒送至廢渣池39，而濾過的泥漿則送至攪拌漿池33，在持續(xù)攪拌下，泥漿的固體顆?？蓱腋≡谒校苊獬霈F(xiàn)分層現(xiàn)象。

將泥漿投入研磨機(jī)34中進(jìn)行研磨、破壁，一方面，可縮小泥漿中顆粒的粒徑；另一方面，流動(dòng)性更好的泥漿在研磨機(jī)34的高頻研磨下更易實(shí)現(xiàn)打破上述由污泥顆粒與水形成的包裹型結(jié)構(gòu)，破壞這種包裹壁，讓水分子能夠游離出來，與污泥顆粒脫離開。采用本實(shí)用新型的破壁方式，破壁效果更好，污泥的脫水率更高。

需要說明的是，所述的研磨機(jī)34包括球磨機(jī)、破碎機(jī)、砂磨機(jī)等球磨及破碎設(shè)備，視污泥的具體性狀進(jìn)行對應(yīng)選擇。

研磨后的泥漿投入反應(yīng)池35，由于經(jīng)過研磨破壁，投入反應(yīng)池35中的化學(xué)試劑能通過該包裹型結(jié)構(gòu)上的創(chuàng)口與內(nèi)部的微生物充分接觸，除臭、殺菌。其中藥劑添加器311向反應(yīng)池35投放除臭化學(xué)試劑的順序?yàn)椋?、含氯酸鹽；2、含硫化合物、含氯化合物或聚合氧化物；3、弱堿。含氯酸鹽兼有除臭殺菌作用，且反應(yīng)速度特別快，加入量少；含硫化合物和含氯化合物為常用的除臭試劑，而聚合氯化物的除臭效果明顯。根據(jù)不同污水處理廠的污泥，成分性能不同，進(jìn)行不同的種類及用量的搭配。最后加入少量弱堿中和泥漿，同時(shí)幫助脫水。

優(yōu)選地，含氯酸鹽為氯酸鈉、亞氯酸鈉和次氯酸鈉中的一種或組合。含硫化合物為焦硫酸鈉，過硫酸鈉、硫酸鋁、硫酸鐵、聚合硫酸鋁、聚合硫酸鐵、聚合硫酸鋁鐵中的一種或組合。含氯化合物為氯化鋁、氯化鐵、氯化鈉、聚合氯化鋁、聚合氯化鐵、聚合氯化鋁鐵中的一種或組合。聚合氧化物為聚合氧化鋁、聚合氧化鐵、聚合氧化鋁鐵中的一種或組合。以上各種化學(xué)試劑選用的種類和用量視污泥性狀而定，加入量一般為收集池31收集污泥重量的0.001-0.5%。由于以上化學(xué)藥劑都是在污泥經(jīng)過物理破壁后加入，因此能夠在加入量很少的情況下起到很好的除臭殺菌作用。

最后向反應(yīng)池35加入絮凝沉降劑使泥漿中的污泥顆粒聚集，本實(shí)用新型采用的絮凝沉降劑主要有陰離子絮凝劑和陽離子絮凝劑，視不同污水處理廠的污泥性能、成分不同而選擇適宜的絮凝劑種類及用量。

處理后的污泥氨氣含量可以降低為原來的20%以下，硫化氫氣體經(jīng)檢測基本為零，同時(shí)無新的污染物產(chǎn)生，避免對環(huán)境造成二次污染。

通過隔膜泵36將污泥送入壓濾機(jī)37，在壓濾機(jī)37提供的機(jī)械壓力下使污泥能以最短時(shí)間、最大限度將包裹型結(jié)構(gòu)內(nèi)水排出，本實(shí)用新型還包括回收水池310，所述壓濾機(jī)37的出水口與回收水池310連通，壓濾機(jī)37排出的水流入回收水池310中，而回收水池排出的水流入污水排放處理模塊2的物化生處理池中，而污泥則排放。檢測發(fā)現(xiàn)經(jīng)脫水模塊處理后的污泥與原處理方法得到的污泥的性能指標(biāo)對比如下：

1、經(jīng)本實(shí)用新型處理后的污泥含水率從80%降至25-60%；

2、原污泥在100度溫度下，大約需要5小時(shí)以上才能基本烘干，處理后的污泥在100度溫度下，大約1.5小時(shí)就能完全烘干；

3、原污泥在常溫自然條件下，基本不能自然晾干，處理后污泥在常溫自然條件下（27℃，多云），大約5小時(shí)就能完全晾曬干；

4、原污泥內(nèi)有明顯的蛆蟲，大量吸引蚊蟲，且有惡臭味，處理后的污泥沒有蛆蟲，不吸引蚊蟲，且基本沒有臭味。

脫水后的污泥，可用作發(fā)酵制肥，烘干脫水以制作燃料，也可以加入粉煤灰后作為制作環(huán)保磚、陶粒的材料。含水率的下降也大大地減少污泥的體積，節(jié)約污泥運(yùn)輸費(fèi)用及處理填埋用地。

另外，本發(fā)明所述泥水分離模塊1包括格柵間11、曝氣沉砂池12、初次沉淀池13、生物曝氣池14和二次沉淀池15，污水依次流經(jīng)格柵間11、曝氣沉砂池12、初次沉淀池13、生物曝氣池14和二次沉淀池15，初次沉淀池13和二次沉淀池15沉降下來的污泥送入污泥排放處理模塊3，從二次沉淀池15排出的污水排向污水排放處理模塊2。

所述污水排放處理模塊2包括采用物理、化學(xué)或生物的方法處理污水的物化生處理池21，以及對污水中微生物的進(jìn)一步處理的消毒殺菌池22，以達(dá)到排放指標(biāo)。

其中，泥水分離模塊1具體作用如下：

格柵間11：在污水處理設(shè)施進(jìn)口處，必須設(shè)置格柵，主要是采用物理處理法截留較大的漂浮物或懸浮物，以便減輕后續(xù)處理構(gòu)筑物的負(fù)荷，使之能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

曝氣沉砂池12：曝氣沉砂池12一般設(shè)在格柵后面，目的是去除比重較大的無機(jī)顆粒。

初次沉淀池13：初沉池對無機(jī)物有較好的去除效果，一般設(shè)在生物處理構(gòu)筑物的前面。

生物曝氣池14：利用微生物的代謝作用，將污水中呈溶解性、膠體狀態(tài)的有機(jī)污染物轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)，從而達(dá)到排放的要求。

二次沉淀池15：二次沉淀池15的主要功能是去除生物處理過程中所產(chǎn)生的、以污泥形式存在的生物脫落物或已經(jīng)死亡的生物體。

需要說明的是，本發(fā)明的泥水分離模塊1和污水排放處理模塊2具體車間和反應(yīng)池的構(gòu)成與現(xiàn)有污水處理系統(tǒng)相同或相似，但由于現(xiàn)有污水處理系統(tǒng)的污泥濃縮池產(chǎn)生的回收水含有較多微生物、漂浮的無機(jī)顆粒等雜質(zhì)，直接排入污水排放處理模塊2會(huì)顯著增大其處理成本和時(shí)間；而本發(fā)明則是在經(jīng)過物理研磨、化學(xué)除臭后再匯合到污水排放處理模塊2，大大地減輕處理壓力，且經(jīng)污水排放處理模塊2處理后的污水檢測發(fā)現(xiàn)可達(dá)到國家污水排放一級A標(biāo)準(zhǔn)（GB 18918-2002），整體處理成本是常規(guī)脫泥污水處理成本的五分之一左右。

綜上所述，本實(shí)用新型城市污水深度處理裝置采用創(chuàng)新的污泥排放處理模塊3，采用物理研磨破壁與化學(xué)除臭破壁相結(jié)合，減小污泥顆粒粒徑，實(shí)現(xiàn)包裹型結(jié)構(gòu)的破壁，通過化學(xué)試劑與破壁后的污泥充分接觸，除臭效果顯著，而后壓濾脫水使污泥的含水率降至25-60%，經(jīng)處理后的污泥比處理之前干燥脫水速度更快。且經(jīng)污水排放處理模塊2處理后的污水檢測發(fā)現(xiàn)可達(dá)到國家污水排放一級A標(biāo)準(zhǔn)。

整個(gè)污水處理裝置的工作流程簡單可行，無需高溫條件和昂貴的大型儀器，運(yùn)行成本低；也無新的污染物產(chǎn)生，避免造成二次污染；綠色環(huán)保，安全可靠。且處理后污泥無臭，含水率低，大大地減少污泥的體積，節(jié)約污泥運(yùn)輸費(fèi)用及處理填埋用地。

以上所揭露的僅為本實(shí)用新型一種較佳實(shí)施例而已，當(dāng)然不能以此來限定本實(shí)用新型之權(quán)利范圍，因此依本實(shí)用新型權(quán)利要求所作的等同變化，仍屬本實(shí)用新型所涵蓋的范圍。