本發(fā)明涉及一種用于城市污水處理的裝置，尤其是城市生活污水二級及三級處理，屬于環(huán)境工程水處理技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前由于我國大量城鎮(zhèn)快速發(fā)展，但配套的城鎮(zhèn)管網(wǎng)系統(tǒng)及污水處理系統(tǒng)相對來說較為落后，導(dǎo)致我國許多地方的城鎮(zhèn)污水處理的氨氮、總磷、微生物、重金屬等指標(biāo)都達不到國家排放標(biāo)準(zhǔn)。
曝氣生物濾池是在一級處理以后，以濾池中填料上的生物膜作為主要的處理單元，對污水中的氨氮、磷、有機物等進行處理，處理機理主要為生物氧化、過濾截留、生物絮凝和食物鏈分級捕食作用四部分組成，物理、化學(xué)、生物共同作用凈水，省略了二沉池的使用，大大節(jié)約了占地面積。
生物濾池的填料是生物膜的載體，填料的性能直接影響著曝氣生物濾池的性能和經(jīng)濟合理性，是最關(guān)鍵的元素。目前填料主要有陶瓷無機填料以及有機填料。我國研究最多的為陶粒，相比于有機填料，陶粒的主要優(yōu)勢體現(xiàn)在價格低廉、性質(zhì)穩(wěn)定不易失活、固著微生物量大、掛膜快、充氧能力強等優(yōu)點。但同時陶粒也存在著比重較大、曝氣需求量大、反沖洗頻繁的缺點。
超濾技術(shù)是今年來使用較多的技術(shù)，相比傳統(tǒng)的物理處理方法，超濾具有過濾效率高，出水水質(zhì)高，占地面積小等顯著特點，其對有機物、微生物、重金屬等有非常高的去除率，并且其過濾水可用于工業(yè)用水、農(nóng)業(yè)灌溉用水、市政綠化景觀用水等城市雜用水，中水回用節(jié)約大量清水。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種城市生活污水二級及三級處理的方法及裝置，解決城市污水處理不達標(biāo)的問題，同時提供一種中水回用的方法，實現(xiàn)污水的再次利用，彌補現(xiàn)有工藝的不足。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
一種用于城市污水處理的裝置，包括依次管路連通的生物濾池、裝水池、超濾裝置和清水池；清水池的出水口分別與生物濾池出水口和裝水池入水口管路連通；當(dāng)進行水處理時，污水經(jīng)過生物濾池進入裝水池，裝水池中的污水混合清水池中的水再進入超濾裝置，最后進入清水池；當(dāng)進行反沖洗時，清水池中的水回流進入超濾裝置，清水池中的水回流進入生物濾池，反沖洗后的污水排入污水管道；所述生物濾池中的濾料為橢圓形的陶粒。
所述超濾裝置采用聚偏氟乙烯PVDF中空纖維膜。
所述超濾裝置的出水口連接裝藥罐，裝藥罐中的藥劑進入超濾裝置進行反沖洗。
所述清水池入口連接清水管路，清水管路上配有清水緩沖器。
所述生物濾池中的濾料為脫水50％～60％的荷塘底泥、黏土以及白泥按質(zhì)量比2:1:1混合高溫?zé)Y(jié)成橢圓形的陶粒。所述的高溫為800℃。其中白泥中的Al2O3、Fe2O3成分有效的增加了陶粒的孔隙率，使其孔隙率高達82％，同時孔隙率的提高充分減小了陶粒的比重，其比重能達到0.98g/cm3，約為水的比重，這就使填料本身可以懸浮于水中，減少曝氣量以及水流阻力，比表面積同時可以達到800cm2/g，相對于純底泥制陶粒有明顯增大，該方法制備的橢圓形陶粒由于含鋁和鐵，導(dǎo)致填料表面帶正電性，對于提高微生物和污染物的附著量有明顯的優(yōu)勢。同時三種材料制得的陶粒強度較大，磨損率和破碎率都接近于零。
一級處理水從下部進入生物濾池，陶粒填料上為自然附著的微生物層，外部為好氧微生物，內(nèi)部為厭氧微生物，實現(xiàn)同時生物脫氮除磷。同時填料床的吸附和截留作用使污水中的大部分顆粒污染物被截留在濾床空隙中，實現(xiàn)對污染物的截留，減小出水SS，最后通過反沖洗過程將吸附的固體污染物從濾床中清除，這樣就可不必使用二沉池，節(jié)約了占地面積。同時曝氣生物濾池內(nèi)部還生長大量的絲狀菌，這些微生物不僅可以降解有機物，還同時為生物膜的形成提供了骨架，形成了濾床空間的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，強化了生物絮凝和過濾功能，也提高了生物膜的抗反沖洗能力。并且生物膜的作用，使反應(yīng)器內(nèi)固體停留時間與水力停留時間實現(xiàn)分離，使過濾作用更加明顯。
經(jīng)過生物過濾的二級處理水進入超濾裝置，超濾采用聚偏氟乙烯PVDF中空纖維膜，大大節(jié)省占地面積，并對其進行荷電改性。二級處理水經(jīng)過后，截留下來的污染物在膜表面形成一層過濾層，從而達到對污染物更加高效的截留，因為一般有機物都帶有負電荷，荷電可以使膜對天然有機物有更高效的過濾效果。同時超濾可有效去除水中的鹽分，對重金屬等有很好的去除效果。針對上一步生物濾池所不能降解的復(fù)雜有機物以及重金屬等污染物，超濾可以很好的將其過濾。
使用超濾后的三級處理水回流進入超濾裝置，同時管道連接生物濾池，用于生物濾池的定期反沖洗，充分利用了原污水，節(jié)約了大量的清水。超濾裝置的出水口連接清水管道，用來實現(xiàn)超濾裝置的反沖洗。
與現(xiàn)有的城市污水處理技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點：
(1)本處理裝置處理效果更高且相對占地面積更小，更加節(jié)約資源，可用于城鎮(zhèn)污水的二級和三級處理。生物濾池相比于其他二級處理裝置占地面積較小，且填料的循環(huán)利用更加節(jié)約了資源。超濾裝置的引入更是大大節(jié)約了土地利用面積。同時中空纖維超濾裝置，能實現(xiàn)高效率的過濾，可進一步保證出水水質(zhì)，使出水水質(zhì)達到中水回用標(biāo)準(zhǔn)。
(2)目前的城市污水處理還沒有引入超濾技術(shù)，本專利引入超濾，大大提高了處理后水的利用價值，經(jīng)本專利處理后的水資源可直接用于城市綠化和城市清潔當(dāng)中，大大提高了水資源的循環(huán)利用效率。
(3)本專利首次提出生物濾池與超濾的結(jié)合，生物濾池中厭氧微生物有很好的降解無機物的效能，同時吸附懸浮顆粒，但對難降解有機物仍然處理不佳，與超濾結(jié)合正好互補，超濾可以去除生物濾池所不能處理的剩余有機物，生物濾池可以處理干擾超濾的懸浮物和無機物，對COD等污染物具有較高的去除率。
(4)本發(fā)明中生物濾池所涉及的濾料是為城市污水處理生物濾池而研發(fā)，首次使用脫水50％～60％的荷塘底泥、黏土以及白泥三種原料的混合，達到了廢物循環(huán)利用的目的，同時制得的填料具有比重能達到0.98g/cm3，比表面積同時可以達到800cm2/g，具有很強的懸浮力和吸附性。
附圖說明
圖1為本發(fā)明裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；1第一泵 2生物濾池 3裝水池 4第二泵 5超濾裝置 6第三泵 7清水緩沖器 8清水池 9裝藥罐 10第四泵。
具體實施方式
下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步具體詳細描述，但本發(fā)明的實施方式不限于此，對于未特別注明的工藝參數(shù)，可參照常規(guī)技術(shù)進行。
實施例1
如圖1所示，一種用于城市污水處理的裝置，包括依次管路連通的生物濾池2、裝水池3、超濾裝置5和清水池8；清水池8的出水口分別與生物濾池2出水口和裝水池3入水口管路連通；所述清水池8入口連接清水管路，清水管路上配有清水緩沖器7。當(dāng)進行水處理時，污水經(jīng)過生物濾池2進入裝水池3，裝水池3中的污水混合清水池8中的水再進入超濾裝置5，最后進入清水池8。
所述超濾裝置5的出水口連接裝藥罐9，當(dāng)進行反沖洗時，裝藥罐中的藥劑及清水池中的水進入超濾裝置進行反沖洗。清水池中的水回流進入生物濾池，同時生物濾池和超濾裝置的入水口各連接一個污水管道，用來將反沖洗廢水排入城市污水管網(wǎng)系統(tǒng)。
所述超濾裝置采用聚偏氟乙烯PVDF中空纖維膜。所述生物濾池中的濾料為脫水50％～60％的荷塘底泥、黏土以及白泥按質(zhì)量比2:1:1混合800℃高溫?zé)Y(jié)成橢圓形的陶粒。
生物濾池2入水口連接一級處理裝置，在生物濾池2進水口管道、生物濾池與超濾裝置之間的管道、裝藥罐出水口管道、清水池與生物濾池之間的管道分別安裝第一泵1、第二泵4、第三泵6、第四泵10。當(dāng)進行過濾操作時，打開第一泵1、第二泵4，第四泵10，污水流由管道進入生物濾池，水流進入裝水池，再流入超濾裝置5，最后流入清水池8。當(dāng)進行反沖洗操作時，打開第三泵6、第四泵10以及清水緩沖器7，處理水進入生物濾池2進行反沖洗，清水由超濾裝置5出水口混合酸堿清洗劑進入超濾裝置5進行反沖洗，最后清洗水均排入城市污水管道。
使用COD為319mg/L的城市污水進行裝置的測試，在經(jīng)過初沉池后進入本發(fā)明裝置，經(jīng)處理后各污染物濃度如下表1：
表1
如上所示，生物濾池對COD的去除率高達81％，而單獨超濾裝置的去除率高達90％；生物濾池與超濾裝置聯(lián)用時，最后殘留的COD僅為1.2427mg/L(去除率高達97.9％)，遠遠小于城市污水一級處理標(biāo)準(zhǔn)(A標(biāo)準(zhǔn)為50mg/L)。而在經(jīng)過處理后的清水BOD僅為0.2mg/L遠小于各項中水回用標(biāo)準(zhǔn)(最小為10mg/L)。所以該處理方式對于處理城市污水，有很好的去除效果，同時也滿足中水回用的標(biāo)準(zhǔn)。
將本發(fā)明方法與倒置A2O和紫外消毒聯(lián)合處理進行了對比。其中二級處理的流程為缺氧—厭氧—好氧—二次沉淀，對比發(fā)現(xiàn)生物濾池與超濾的聯(lián)合技術(shù)明顯提高了過濾效果，參見表2。
表2