CN101293722A - 一种建在河流上的城市污水处理系统及设备 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种建在河流上的城市污水处理系统及其设备。它是在河流上设置拦污栅，接着拦污栅依次设置厌氧处理段、好氧处理段、分离段和排渣段；清水再经人工湿地进一步净化复氧后流入湖泊或排出。用本发明的方法建设的污水处理系统，不占用土地，可建在不通航的河流末端(所有滇池的入流河道均可适用)，主要设备安装在两岸的河堤上，或在河道上搭建的可升降平台上，以及在河流中(在水面和浸入水下)，处理的工艺为生物法和化学法以及人工湿地结合，处理的废弃物可再生能源。其投资极省，运行费最低。
Description
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，特别是一种建在河流上的城市污水处理系统及设备。
背景技术
现有城市污水处理厂，占地面积大(上百亩)，需配套输水管网。投资高，从几千万元到上亿元。只使用单一的活性污泥法工艺，对NH3-N的去除率低，只有50％左右。对已被污染的河流无能为力，而且其处理过的水中N、P含量偏高，不适合湖泊接纳，改变不了湖泊富营养化趋势。
发明内容
本发明的目的是提供一种建在河流上的城市污水处理系统及设备，可直接对入湖河水净化处理，不需输水管网，不需占用良田，投资小，效果好。
本发明的技术方案为：在河流上设置拦污栅，接着拦污栅依次设置厌氧处理段、好氧处理段、分离段和排渣段；具体过程如下：
1)厌氧处理段：河水经拦污栅剔除垃圾、杂物后，进入厌氧处理段，由提升水泵经进入水管加入到脉冲流化床内，设备内的悬浮生物填料随着水的加八而体积膨胀，并逐步流态化，填料表面的生物膜与水充分接触，将有机污染物吸附，降解为CO2，H2O和N，水加满时产生脉冲，在压力下，水经脉冲发生器组件、联结管从多孔出水管排出，对河底污泥产生强烈的冲刷、搅动；污泥呈悬浮状态，形成悬浮污泥床，再次与河水充分接触，有机污染质被悬浮污泥-厌氧微生物群吸附、降解；河水被多台脉冲流化床设备和河中形成的悬浮污泥床反复处理，水质得以净化；经过厌氧段处理，河水中有机污染物质已大部被除去，排出的生物膜与河水进入好氧生化段；
2)好氧处理段：在表面曝气机作用下，充氧供好氧微生物进一步将剩余污染质除去，在此段中投入混凝剂聚氯化铝30～50g/m3，在表曝机的搅拌混合下形成絮粒矾花，随水流入气浮分离段；
3)分离段：好氧处理段形成絮粒矾花与从无容器气浮微气泡产生装置的溶气释放器释出的微气泡粘附，固液分离，絮凝上浮形成浮渣，通过无容器气浮排渣装置排出，重渣下沉为污泥，定时(积累到一定量时)抽送至前段(好氧段或厌氧段)作为回流污泥，多余污泥经浓缩后，与脱气浮渣和采收的水葫芦配料后进厌氧发酵设备生产沼气；清水再经人工湿地(有计划的种植水葫芦、浮萍按时用机械打捞利用)，进一步净化复氧后流入湖泊或排出。
经前述几段的处理，污水基本可达到地面水环境标准的IV级，优于现在的城市污水处理厂出水。
本发明中所用的设备：
1、脉冲流化床，它由排气管、伐(1)，脉冲流化床设备外壳(2)，在脉冲流化床设备外壳内有脉冲发生器倒筒(3)和脉冲发生器中心管(4)，连接在外壳中部的进水管(5)和与之连接的提升水泵(6)，连接在外壳下部的联结管(7)和与之连接的多孔出水管(8)，以及在脉冲流化床设备外壳内的悬浮生物填料(9)构成。脉冲流化床设备安装于河道两边岸上。
2、无容器气浮设备，包括微气泡产生装置和排渣装置。
微气泡产生装置由压力溶气罐(12)，连接于溶气罐底部的清堵水射器(14)和通过管道连接的溶气释放器(15)构成；若干溶气释放器通过管道并联置于河床底部，压力溶气罐置于河道两边的岸上。压力溶气罐上装有气体流量计(13)。
排渣装置由浮渣贮存脱气罐(16)通过吸渣软管(17)与挡渣板、槽(19)连接构成，浮渣贮存脱气罐端头有排渣管(18)，挡渣槽内有多孔吸渣管(20)。
本发明与现有技术相比较具有以下积极效果：
1、用本发明的方法建设的污水处理系统，不占用土地，可建在不通航的河流末端(所有滇池的入流河道均可适用)，主要设备安装在两岸的河堤上，或在河道上搭建的可升降平台上，以及在河流中(在水面和浸入水下)，处理的工艺为生物法和化学法以及人工湿地结合，处理的废弃物可再生能源。其投资极省，运行费最低。若以日处理十万立方水规模，进水水质COD80～120，TN25～30，TP2～3计算：使用河道250～300m长，装机容量＜500KW，土地1～2亩，建设周期半年，运行费单耗≈0.3元/m3，其中药剂费0.2元/m3，电费0.05元/m3，其他0.05元/m3。
2、传统的生物处理设备不论是厌氧、好氧还是流化床、固定床、污水的净化作用都发生在设备内部，也就是水泵提升一次水，水就在设备内完成一次净化过程。本发明中的脉冲流化床设备则是水泵提升一次水，水在设备内完成一次净化过程，并聚能后以大流量返回原吸水池，产生强力冲洗和搅动，使池中沉淀污泥悬浮活化，增加与污染物的接触，增强了污水净化能力达到提高效率、节约能耗。它与原吸水池有机地结合成一个整体，抽水时产生一次净化作用(在设备内)，排水时又产生一次净化作用(在水池内)，而且水池内长期运行后也不会有污泥沉积。本设备可适用于各种规模污水处理厂、站的新建和改扩建，可以独立运行，也可与其他工艺设备联合运行。
3、传统的气浮设备都是待(被)处理水在设备中净化处理后排出。本发明所使用的无容器气浮设备是在待(被)处理水中运行将污染物集中后排出，待(被)处理水得以净化，本设备省去了盛水的容器和提升水泵及其能耗(约为传统气浮的40～50％)，特别适用于“建在河流上的城市污水处理系统”，以及公园内容量几千立方的水池，以日处理5000m3的设备对比，本技术装机功率仅需7.5KW，传统气浮需18～25KW。
附图说明
图1是本发明的建在河流上的城市污水处理系统示意图。
图2是本发明的工艺流程图。
图3是本发明的脉冲流化床结构示意图。
图4是本发明的无容器气浮微气泡产生装置结构示意图。
图5是本发明的无容器气浮排渣装置结构示意图。
图6是图5的侧面结构示意图。
图中：1-排气管、伐，2-脉冲流化床设备外壳，3-脉冲发生器倒筒，4-脉冲发生器中心管，5-进水管，6-提升水泵，7-联结管，8-多孔出水管，9-悬浮生物填料，10-设备基础，11-水泵支座，12-压力溶气罐，13-气体流量计，14-清堵水射器，15-溶气释放器，16-浮渣贮存脱气罐，17-吸渣软管，18-排渣管，19-挡渣板、槽，20-多孔吸渣管，21-曝气机，22-拦污栅，A-厌氧段，B-好氧段，C-分离段。
具体实施方式
如图1所示，本发明的建在河流上的城市污水处理系统是在河流上设置拦污栅22，接着拦污栅依次设置厌氧处理段A、好氧处理段B、分离和排渣段C；具体处理过程如下：
1)厌氧处理段：河水经拦污栅剔除垃圾、杂物后，进入厌氧处理段，由提升水泵经进入水管加入到脉冲流化床内，设备内的悬浮生物填料随着水的加入而体积膨胀，并逐步流态化，填料表面的生物膜与水充分接触，将有机污染物吸附，降解为CO2，H2O和N，水加满时产生脉冲，在压力下，水经脉冲发生器组件、联结管从多孔出水管排出，对河底污泥产生强烈的冲刷、搅动；污泥呈悬浮状态，形成悬浮污泥床，再次与河水充分接触，有机污染质被悬浮污泥-厌氧微生物群吸附、降解；河水被多台脉冲流化床设备和河中形成的悬浮污泥床反复处理，水质得以净化；经过厌氧段处理，河水中有机污染物质已大部被除去，排出的生物膜与河水进入好氧生化段；
2)好氧处理段：在表面曝气机作用下，充氧供好氧微生物进一步将剩余污染质除去，在此段中投入混凝剂聚氯化铝(也称碱式氯化铝)30～50g/m3(具体值根据水质的污染程度现场确定，污染程度的轻重与聚氯化铝的用量成正比)，在表曝机21的搅拌混合下形成絮粒矾花，随水流入气浮分离段；
3)分离段：好氧处理段形成絮粒矾花与从无容器气浮微气泡产生装置的溶气释放器释出的微气泡粘附，固液分离，絮凝上浮形成浮渣，通过无容器气浮排渣装置排出，重渣下沉为污泥，定时抽送至前段作为回流污泥，多余污泥经浓缩后，与脱气浮渣和采收的水葫芦配料后进厌氧发酵设备生产沼气；清水再经人工湿地(有计划的种植水葫芦、浮萍按时用机械打捞利用)，进一步净化复氧后流入湖泊或排出。
其中：加压水泵从处理系统尾段抽水，加压后送入无容器气浮的溶气罐12与从空压机来的压缩空气充分接触，空气在压力下溶解于水(气体流量计监控空气量)，溶气水经压力管道送入河中，从溶气释放器减压排出，由于压力骤减溶于水的空气呈微气泡析出，上浮过程中将絮粒、矾花粘附浮出水面，形成浮渣，渣层汇集到一定厚度时，挡渣板、槽19自动下沉(让浮渣流入)，真空泵适时开机抽气，槽内浮渣经多孔吸渣管20吸渣软管17进入浮渣脱气储罐16脱气、暂存，渣满后经排渣管18排出到配料池待处理。
经前述几段的处理，污水基本可达到地面水环境标准的IV级，优于现在的城市污水处理厂出水。
设备的构成：
1、如图3所示，脉冲流化床由排气管、伐1，脉冲流化床设备外壳2，在脉冲流化床设备外壳内有脉冲发生器倒筒3和脉冲发生器中心管4，连接在外壳中部的进水管5和与之连接的提升水泵6，连接在外壳下部的联结管7和与之连接的多孔出水管8，以及在脉冲流化床设备外壳内的悬浮生物填料9构成，脉冲流化床设备安装于河道两边岸上。
2、无容器气浮设备，包括微气泡产生装置和排渣装置，但没有传统的装水容器。
如图4所示，微气泡产生装置由压力溶气罐12，和通过管道连接的溶气释放器15(市售产品)构成；若干溶气释放器通过管道并联置于河床底部，压力溶气罐置于河道两边的岸上，连接于溶气罐底部的清堵水射器14(市售产品)用于溶气释放器的清堵，压力溶气罐上装气体流量计13。
如图5和6所示，排渣装置由浮渣贮存脱气罐16通过吸渣软管17与挡渣板、槽19连接构成，浮渣脱气罐一端有排渣管18，挡渣槽内有多孔吸渣管20。
本发明可在河堤外一侧装污泥浓缩罐，配料池，厌氧发酵设备，沼气储罐和沼气发电机房，另一侧建变配电房、办公室、化验室、仓库和生活设施等。
Claims (3)
1、一种建在河流上的城市污水处理系统，其特征在于在河流上设置拦污栅，接着拦污栅依次设置厌氧处理段、好氧处理段、分离段和排渣段；具体流程如下：
1)厌氧处理段：河水经拦污栅剔除垃圾、杂物后，进入厌氧处理段，由提升水泵经进入水管加入到脉冲流化床内，设备内的悬浮生物填料随着水的加入而体积膨胀，并逐步流态化，填料表面的生物膜与水充分接触，将有机污染物吸附，降解为CO2，H2O和N，水加满时产生脉冲，在压力下，水经脉冲发生器组件、联结管从多孔出水管排出，对河底污泥产生强烈的冲刷、搅动；污泥呈悬浮状态，形成悬浮污泥床，再次与河水充分接触，有机污染质被悬浮污泥-厌氧微生物群吸附、降解；河水被多台脉冲流化床设备和河中形成的悬浮污泥床反复处理，水质得以净化；经过厌氧段处理，河水中有机污染物质已大部被除去，排出的生物膜与河水进入好氧生化段；
2)好氧处理段：在表面曝气机作用下，充氧供好氧微生物进一步将剩余污染质除去，在此段中投入混凝剂聚氯化铝30～50g/m3，在表曝机的搅拌混合下形成絮粒矾花，随水流入气浮分离段；
3)分离段：好氧处理段形成絮粒矾花与从无容器气浮微气泡产生装置的溶气释放器释出的微气泡粘附，固液分离，絮凝上浮形成浮渣，通过无容器气浮排渣装置排出，重渣下沉为污泥，多余污泥经浓缩后，与脱气浮渣和采收的水葫芦配料后进厌氧发酵设备生产沼气；清水再经人工湿地进一步净化复氧后流入湖泊或排出。
2、一种用于权利要求1的建在河流上的城市污水处理系统中的脉冲流化床，其特征在于它由排气管、伐(1)，脉冲流化床设备外壳(2)，在脉冲流化床设备外壳内有脉冲发生器倒筒(3)和脉冲发生器中心管(4)，连接在外壳中部的进水管(5)和与之连接的提升水泵(6)，连接在外壳下部的联结管(7)和与之连接的多孔出水管(8)，以及在脉冲流化床设备外壳内的悬浮生物填料(9)构成。
3、一种用于权利要求1的建在河流上的城市污水处理系统中的无容器气浮设备，包括微气泡产生装置，其特征在于无容器气浮设备还设置有排渣装置：排渣装置由浮渣脱气罐(16)通过吸渣软管(17)与挡渣板、槽(19)连接构成，浮渣脱气罐内有排渣管(18)，挡渣槽内有多孔吸渣管(20)。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: Municipal sewage treatment system and equipment built on river Effective date of registration: 20130624 Granted publication date: 20100929 Pledgee: China Merchants Bank, Limited by Share Ltd, Kunming hi tech sub branch Pledgor: Yunnan Tian LAN Environmental Protection Technology Development Co., Ltd.|Yang Binggong Registration number: 2013990000396 |
|
| PLDC | Enforcement, change and cancellation of contracts on pledge of patent right or utility model | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20100929 Termination date: 20180620 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |