CN101962252B - 局部循环供氧生物膜反应装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种局部循环供氧生物膜反应装置，该装置由局部循环曝气池和沉淀池连接构成；所述局部循环曝气池的中央设置供氧装置和环形导流板，局部循环曝气池中填充生物填料，导流板上方设置溢流堰；所述环形导流板底脚支架上端与环形导流板连接，与池底形成污泥回流空隙；所述沉淀池为斜板式，与局部循环曝气池利用挡板相隔，出水经溢流堰进入溢流槽，经溢流口由导水管排出，在沉淀池溢流堰末端设污水循环泵，经回流管，部分出水回流与进水混合后进入局部循环曝气池，局部循环曝气池与沉淀池交口底部设污泥排出口，沉淀池的污泥回流到污泥排出口定期排出。该装置可对分散的生活污水和高有机物的畜禽养殖废水进行快速无害化、资源化处理。

Description

局部循环供氧生物膜反应装置
技术领域
本发明涉及一种污水深度处理装置，特别涉及一种对小流量不同浓度生化性好的废水均能进行处理的低功耗、低污泥量的局部循环供氧生物膜反应装置。
背景技术
目前，随着我国经济的快速发展，对水资源和能源的巨大需求，以及未经处理的污水对环境压力日益巨大，严重的破坏了河流、湖泊水体的生态平衡，污染了大量耕地，进一步完善设计合理、管理简单的污水资源化利用的新型设施更显得尤为重要。现普遍应用的A/A/O和SBR等技术存在工艺复杂，能耗高和产生的污泥量大等缺点。
因此，如何对生化性好的废水进行无害化处理、资源化利用，形成循环利用的再生水资源的同时，减少能源消耗和污泥的产生，减轻后续污泥处理压力，提供一种效果突出的局部循环供氧生物膜反应装置，是该领域当前急待解决的难题之一。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足之处，提供一种对可生化性污水进行处理效果显著的局部循环供氧生物膜反应装置。
为实现上述目的本发明所采用的实施方式如下：一种局部循环供氧生物膜反应装置，其特征在于该装置由局部循环曝气池和沉淀池两部分连接构成形成一体；
所述局部循环曝气池的中央设置曝气盘和环形导流板，局部循环曝气池内填充悬浮生物球；环形导流板上方设置溢流堰，环形导流板下方内部设置曝气盘；进水管穿过局部循环曝气池侧壁并用进水管加固件固定在侧壁上，进水管的另一端固定在进水口上，进水口位于曝气盘的下方，进水管经局部循环曝气池侧壁，固定在环形导流板侧壁上，出水口位于内侧壁，并位于曝气盘下方；所述环形导流板底脚支架上端与环形导流板连接，支架下部固定在局部循环曝气池底部，使环形导流板与池底形成水流间隙，局部循环曝气池底部为坡型结构；所述沉淀池为斜板式，与局部循环曝气池利用挡板相隔，沉淀池末端顶部设置溢流堰和溢流槽，溢流槽底部或侧壁中心设置溢流口与导水管相连，在沉淀池上设有污水循环泵，污水循环泵与回流管相连，回流管末端与进水管连接，局部循环曝气池与沉淀池连接处底部设污泥排出口；所述挡板底部对应沉淀池池底处设有污泥回流口。
所述局部循环曝气池内安装填料，所述填料为固定式填料或为悬浮式填料。
所述局部循环曝气池内安装固定式填料，环形导流板与局部循环曝气池底部间隙5-10cm，环形导流板顶部距水面3-5cm；环形导流板内的水中溶解氧浓度控制在2-3mg/L之间。
所述局部循环曝气池内安装悬浮式填料，环形导流板底部与局部循环曝气池底部间隙距离为悬浮式填料直径的2-3倍，环形导流板顶部距水面距离为悬浮式填料直径的1.5-2倍；环形导流板内的水中溶解氧浓度为4-5mg/L。
所述局部循环曝气池的底部呈3°～5°的坡形底，污泥排出口处于坡底处。
所述局部循环曝气池与沉淀池有效容积比控制在2-4:1之间；在挡板处局部循环曝气池底部直接与沉淀池斜板式池底相连接，挡板与沉淀池池底形成污泥回流口要小于局部循环曝气池中的悬浮式填料的直径；或采用固定式填料方式时，则以水量为基准，水流上升速度不超过1m/h。 
本发明的有益效果是：该反应装置适合各类可生化有机废水快速处理的新型装置。该装置可对废水进行无害化、资源化处理，形成循环利用的再生水资源，同时减少能源消耗和污泥的产生。通过对局部循环曝气区内的填料形式的改变，可以适应不同浓度的废水处理要求。本发明具有建设投资少、能耗低、运行稳定，操作简便，污泥产生量小，吨水处理成本低廉等特点，且便于大范围推广应用。总之，本发明结构设计合理，使用方便，应用广泛，效果非常显著。
附图说明
图1是本发明装置结构连接俯视示意图；
图2是沿图1 A-A向剖视结构示意图；
图中：1局部循环曝气池，1-1进水管，1-2环形导流板，1-3曝气盘，1-4悬浮生物球，1-5溢流堰，1-6环形导流板底脚支架，1-7环形导流板进水口，1-8进水管加固件，1-9污泥排出口；2沉淀池，2-1循环管路，2-2循环泵，2-3挡板，2-4溢流堰，2-5出水口，2-6出水收集槽，2-7导水管，2-8污泥回流口。
具体实施方式
以下结合附图和较佳实施例，对依据本发明提供的具体实施方式、结构、特征详述如下： 
如图1、图2所示，一种局部循环供氧生物膜反应装置，该装置由局部循环曝气池1和沉淀池2两部分连接构成形成一体；
所述局部循环曝气池1的中央设置曝气盘1-3和环形导流板1-2，局部循环曝气池内填充悬浮生物球1-4；环形导流板1-2上方设置溢流堰1-5，环形导流板1-2下方内部设置曝气盘1-3；进水管1-1穿过局部循环曝气池侧壁并用进水管加固件1-8固定在侧壁上，进水管1-1的另一端固定在环形导流板进水口1-7上，进水口1-7位于曝气盘1-3的下方，进水管1-1经局部循环曝气池侧壁，固定在环形导流板1-2侧壁上，出水口位于内侧壁，并位于曝气盘1-3下方；所述环形导流板底脚支架1-6上端与环形导流板1-2连接，下部固定在局部循环曝气池1底部，使环形导流板1-2与池底形成水流间隙，局部循环曝气池1底部为坡型结构。
所述沉淀池2为斜板式，与局部循环曝气池1利用挡板2-3相隔，沉淀池2末端顶部设置溢流堰2-4和溢流槽2-6，溢流槽2-6底部或侧壁中心设置溢流口2-5与导水管2-7相连，在沉淀池2上设有污水循环泵2-2，污水循环泵2-2与回流管2-1相连，回流管2-1末端与进水管连接，局部循环曝气池1与沉淀池2连接处底部设污泥排出口1-9；所述挡板2-3底部对应沉淀池2池底处设有污泥回流口2-8。
运行中，出水经溢流堰2-4进入溢流槽2-6，再经溢流口2-5由导水管2-7排出，可在沉淀池2溢流堰2-4上设有污水循环泵2-2，经回流管2-1，部分出水回流与进水混合后进入局部循环曝气池1，局部循环曝气池1与沉淀池2连接处底部设污泥排出口1-9，局部循环曝气池1内剩余污泥经污泥排出口1-9定期排出。
该装置为一体式设计，整个装置根据实际情况可采用钢筋混凝土结构或采用全钢结构。
所述局部循环曝气池1内安装填料，所述填料为固定式填料（弹性填料或组合填料等）或悬浮式填料（球形填料或环形填料）。
所述局部循环曝气池1内安装固定式填料，环形导流板1-2底部距局部循环曝气池1底部5-10cm，环形导流板1-2顶部距水面3-5cm；环形导流板1-2内的水中溶解氧浓度控制在2-3mg/L之间；
所述局部循环曝气池1内安装悬浮填料，环形导流板1-2底部与局部循环曝气池1底部间隙距离为悬浮填料直径的2-3倍，环形导流板1-2顶部距水面距离为悬浮填料直径的1.5-2倍；环形导流板1-2内的水中溶解氧浓度为4-5mg/L。
所述局部循环曝气池1的底部呈3°～5°的坡形底，污泥排出口1-9处于坡底处。
所述局部循环曝气池1与沉淀池2有效容积比控制在2-4:1之间，沉淀池2无池底，在挡板2-3处局部循环曝气池1底部直接与沉淀池2斜坡相连接；挡板2-3与斜坡形成导水缝隙，即挡板2-3与沉淀池2池底形成的污泥回流口2-8要小于局部循环曝气池中的悬浮式填料的直径；或采用固定式填料方式，则以水量为基准，水流上升速度不超过1m/h。
所述局部循环曝气池1和沉淀池2、均呈立方体或圆柱体，且为一体化结构。
该装置的所有构筑物可为全地上式或半地埋式，其主体采用钢砼结构或钢结构，外壁设置保温层。
反应装置规格：装置主体长×宽×高分别为：0.9×0.5×0.8m，整体采用钢结构。反应器为全地上式，反应器外部包裹保温层，进水口距池底0.1m，管径∮=20cm；底部污泥排放管径∮=40cm，污泥采用自压式排出。沉淀池的挡板距沉淀池底0.8 cm；局部循环曝气池和沉淀池有效容积比2.5:1，总有效容积122.5L，总水力停留时间为7h。
反应系统工作原理：分散的生活污水或高浓度有机废水经进水管与回流水相混合后进入环形导流板内，利用机械鼓风气提原理，进水与局部循环曝气池内的污水进行混合后，经环形导流板上部的溢流堰，进入局部循环曝气池生物膜段，进行好氧/缺氧交替氧化，去除水中大量的氮、磷等营养物质，生成的污泥与污水一同进入沉淀池，清水经出水口排出，污泥回流入局部循环曝气池，继续参加生化反应，剩余的污泥经排放口定期排出，处理后的清水直接进入农田灌溉系统或景观河道，完成水处理工作。该反应装置采用一体式构造，大大降低了建造成本。同时，一体化构造也解决了单体构造保温性能差的问题。
应用效果举例：
应用本发明局部循环供氧生物膜反应装置，采取低浓度、低负荷的方法，来自进水口的生活污水与循环水混合后经环形导流板内机械鼓风，再与局部循环曝气池生物球、污泥和污水混合，经溢流堰出水，泥水逐渐分离，污水进入沉淀池进行沉淀，出水。反应器启动98天分6个阶段，为了缩短启动运行时间，接种污泥直接取自天津市武清第二污水处理厂污泥浓缩池。投泥后立即投加生活污水进行浸泡。污泥驯化期内采用间歇进水，逐步提高进水量，进水量分别为总进水量的10%、20%、40%、60%、80%、100%6个阶段进行，以出水CODcr为主要检测指标，当出水CODcr在降至进水CODcr值的85%以上时并能稳定运行7d后，方可进入下一阶段提高水量。最终反应器CODcr有机负荷稳定在1.5-2kg﹒m-3d-1，CODcr去除率达到85-92%，BOD5去除率70-81%。生物膜为棕褐色，部分为灰色，挂膜均匀，大部分瓜膜厚度为0.2-0.4mm。稳定运行时CRT7h（水力停留时间），反应器有效容积122.5L，日处理能力36L。
本发明局部循环供氧生物膜反应装置满负荷运行结果见表1。
上述参照实施例对局部循环供氧生物膜反应装置进行的详细描述，是说明性的而不是限定性的，因此在不脱离本发明总体构思下的变化和修改，应属本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种局部循环供氧生物膜反应装置，其特征在于该装置由局部循环曝气池和沉淀池两部分连接构成形成一体；
所述局部循环曝气池的中央设置曝气盘和环形导流板，局部循环曝气池内填充悬浮生物球；环形导流板上方设置溢流堰，环形导流板下方内部设置曝气盘；进水管穿过局部循环曝气池侧壁并用进水管加固件固定在侧壁上，进水管的另一端固定在进水口上，进水口位于曝气盘的下方，进水管经局部循环曝气池侧壁，固定在环形导流板侧壁上，出水口位于内侧壁，并位于曝气盘下方；所述环形导流板底脚支架上端与环形导流板连接，支架下部固定在局部循环曝气池底部，使环形导流板与池底形成水流间隙，局部循环曝气池底部为坡型结构；所述沉淀池为斜板式，与局部循环曝气池利用挡板相隔，沉淀池末端顶部设置溢流堰和溢流槽，溢流槽底部或侧壁中心设置溢流口与导水管相连，在沉淀池上设有污水循环泵，污水循环泵与回流管相连，回流管末端与进水管连接，局部循环曝气池与沉淀池连接处底部设污泥排出口；所述挡板底部对应沉淀池池底处设有污泥回流口。
2.根据权利要求1所述的局部循环供氧生物膜反应装置，其特征在于所述局部循环曝气池内安装填料，所述填料为固定式填料或为悬浮式填料；
所述局部循环曝气池内安装固定式填料，环形导流板与局部循环曝气池底部间隙5-10cm，环形导流板顶部距水面3-5cm；环形导流板内的水中溶解氧浓度控制在2-3mg/L之间；
所述局部循环曝气池内安装悬浮式填料，环形导流板底部与局部循环曝气池底部间隙距离为悬浮式填料直径的2-3倍，环形导流板顶部距水面距离为悬浮式填料直径的1.5-2倍；环形导流板内的水中溶解氧浓度为4-5mg/L。
3.根据权利要求1所述的局部循环供氧生物膜反应装置，其特征在于所述局部循环曝气池的底部呈3°～5°的坡形底，污泥排出口处于坡底处。
4.根据权利要求1所述的局部循环供氧生物膜反应装置，其特征在于所述局部循环曝气池与沉淀池有效容积比控制在2-4:1之间；在挡板处局部循环曝气池底部直接与沉淀池斜板式池底相连接，挡板与沉淀池池底形成污泥回流口要小于局部循环曝气池中的悬浮式填料的直径，或采用固定式填料方式时，则以水量为基准，水流上升速度不超过1m/h。
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