本發(fā)明屬于污水處理技術(shù)，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(shù)：

隨著人口的增加和經(jīng)濟社會的快速發(fā)展，水資源短缺在很多地區(qū)已經(jīng)成為嚴 重阻礙經(jīng)濟發(fā)展的主要問題，直接影響我國經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)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(shù)，但是生物法共同的局限性在于產(chǎn)生剩 余污泥，需要對剩余污泥進行后續(xù)處理。據(jù)統(tǒng)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(fā)生的費用約占總費用的近30％。目前，關(guān)于剩余污泥的處置還沒有研究 出更為經(jīng)濟的方法，污泥問題成為困擾污水廠的一大難題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的，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(chǎn)生剩余污泥、無臭味、處理工藝流程簡單且成本低。

為實現(xiàn)發(fā)明目的，本發(fā)明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(nèi)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(tǒng)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。

本發(fā)明的有益效果是：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(huán)利用和處理，殘量微生物得到充分降解，實現(xiàn) 生物污泥的零排放，使整個過程不再產(chǎn)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(jīng)過臭味處理，所以有效地改善污水處理的 工作環(huán)境，也能夠有效地避免了對周邊環(huán)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(qū)和公共建筑內(nèi)，解決了住宅區(qū)和公共建筑內(nèi)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(jié)構(gòu)能有效地對微生物生存環(huán)境進行 分隔和優(yōu)化，縮短了技術(shù)流程，省去了污泥濃縮和污泥處理構(gòu)筑物，降低了工程造價和日 常運行費用。

下面結(jié)合實施例對本發(fā)明進一步說明。

標號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，5.一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.U形連通管，15 紫外線消毒燈。

具體實施方式

本發(fā)明實施例的污水處理流程是：

(1)污水經(jīng)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(nèi)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(nèi)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(jīng)U形管進入活性炭濾池上部；

(6)流經(jīng)消毒系統(tǒng)；

(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(nèi)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(nèi)由獨立 控制曝氣量的曝氣系統(tǒng)和生物載體填料組成，曝氣系統(tǒng)位于池底部，由鼓風機供氣(空氣)， 采用廊道分隔結(jié)構(gòu)的曝氣生物膜反應池，該廊道分隔結(jié)構(gòu)能夠有效地對微生物生存環(huán)境進 行分隔和優(yōu)化，使不同活性周期的微生物分別處于不同的環(huán)境中，優(yōu)化對數(shù)增長期提高了 有機物的去除效果，優(yōu)化衰亡期降低了微生物殘量；其中，對于該廊道分隔在結(jié)構(gòu)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(nèi)由獨立控制曝氣量的曝 氣系統(tǒng)和生物載體填料組成，曝氣系統(tǒng)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?；钚蕴縼斫亓魵埩课⑸?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(huán)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(tǒng)進行消毒。

紫外線消毒系統(tǒng)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(huán)利用和處理，殘量微生物得到充分降解，實現(xiàn)生物污 泥的零排放。整個過程不再產(chǎn)生剩余污泥就可以實現(xiàn)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(chǎn)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(tǒng)。 即使是不易生物降解的有機物，通過在系統(tǒng)內(nèi)的反復循環(huán)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(tǒng)內(nèi)。由于灰分含量很少，可在系統(tǒng)運 行達到一定時間，灰分積累較多時集中清理，或者在系統(tǒng)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(xiàn)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(nèi)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(tǒng)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，呈三層筒狀，有間隔板將內(nèi)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(huán)筒的一側(cè)分隔，即環(huán)筒狀反應池分出頭尾池內(nèi)不能循環(huán)；各池底部都有朝 上的曝氣頭10，一、二級曝氣生物膜反應池內(nèi)有填料7；在中間層筒壁上方間隔板的一側(cè) 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(nèi)層筒壁上方間隔板 的另一側(cè)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(lián)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10，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(jié)構(gòu)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(tǒng)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(jīng)初次沉淀后由設備底端加壓泵11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(jīng)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(zhuǎn)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(nèi)層的一側(cè)，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(nèi)層的另一側(cè)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(tǒng)，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(jīng)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(wǎng)。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。

本發(fā)明的一體化設備，外觀為圓柱體，并從外到內(nèi)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(nèi)層分兩部分，一側(cè)為活 性炭濾池3，另一側(cè)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(jīng)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(jīng)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(zhuǎn)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(cè)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?；钚蕴繛V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?；钚蕴繛V池3和砂濾池4的反沖洗出水經(jīng)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。