CN103102046A

CN103102046A - 生化强化处理器

Info

Publication number: CN103102046A
Application number: CN2013100448206A
Authority: CN
Inventors: 王娟; 范迪
Original assignee: Qingdao University of Technology
Current assignee: Qingdao University of Technology
Priority date: 2013-02-05
Filing date: 2013-02-05
Publication date: 2013-05-15
Anticipated expiration: 2033-02-05
Also published as: CN103102046B

Abstract

本发明提供一种生化强化处理器，包括壳体、壳体内的中心筒体、支撑架、布水器、生物填料、曝气器、出水槽、出水管、进水管、加药管、进气管、污泥回流管、排泥管，所述的中心筒体设置在支撑架上，其特点是：所述中心筒体内的生物填料为片状组合填料，各片状组合填料由尼龙绳结成串状生物填料，且各串状生物填料间隔排列竖直设置。所述中心筒体内的曝气器为管式微孔曝气器，并竖直设置在串状生物填料之间的空隙中。其结构合理、紧凑，采用立式曝气技术，充氧效率高，节能效果好，不堵塞。将生物膜法与活性污泥法相结合，将生物氧化、生物絮凝、生物铁法强化处理技术与化学混凝及臭氧氧化处理技术有机结合，出水水质好，效率高。

Description

生化强化处理器

技术领域

本发明属于污水处理技术领域，具体说是一种生化强化处理器。

背景技术

污水生物处理是利用自然界中广泛分布的个体微小、代谢营养类型多样、适应能力强的微生物的新陈代谢作用，对污水进行净化的处理方法。生物处理技术因其处理主体来源易得、种类繁多而被广泛应用，尤其是好氧生物处理技术具有BOD去除率高，处理速率高，污水净化彻底等优点，而成为污水处理的首选技术，常被作为二级处理的主体。因此，好氧生物处理技术设计运行的好坏，直接影响着整个处理工程的成败。目前的好氧生物处理技术种类较多，归根结底主要是活性污泥法和生物膜法，活性污泥法用于大水量的污水处理工程，生物膜法常用于中小水量的污水处理工程。但是，在长期工程应用实践中发现，常规的好氧生物处理技术存在能耗大、产泥量大、微孔曝气器易堵塞、处理成本高、处理水质难以提高等问题。因此，提高氧气的利用率、提高生物活性及生物量成为本技术领域研究和关注的重点。

发明内容

本发明是为解决现有技术存在的问题，提供一种生化强化处理器，将生物氧化、生物絮凝、生物铁法强化处理技术与化学混凝及臭氧氧化处理技术有机结合，出水水质好，效率高；其结构合理、紧凑，充氧效率高，节能效果好，不堵塞。

本发明采用如下技术方案：一种生化强化处理器，包括壳体、壳体内的中心筒体、支撑架、中心筒体内的布水器、生物填料、曝气器、壳体内的出水槽、壳体上部的出水管、进水管、加药管、进气管、壳体底部的污泥回流管、排泥管，所述的中心筒体上、下端均开口，所述的中心筒体下端口设置在所述壳体内下部的支撑架上，其特征在于，所述的中心筒体内的生物填料为片状组合填料，各片状组合填料由尼龙绳结成串状生物填料，且各串状生物填料间隔排列竖直设置。

对上述技术方案的改进：所述中心筒体内的曝气器为管式微孔曝气器，并竖直设置在串状生物填料之间的空隙中，在中心筒体内的曝气器及串状生物填料的上方安装一固定架，各管式微孔曝气器上端与所述进气管连接并由所述固定架固定。

对上述技术方案的进一步改进：所述中心筒体内的布水器为辐射开孔式，且位于各串状生物填料的上方。

对上述技术方案的进一步改进：所述各串状生物填料配置一固定框架，固定框架由上部框架和下部框架连接为一整体，各串状生物填料的上、下两端均由串接的尼龙绳分别系于上部框架和下部框架上，各串状生物填料成为一个整体结构。

对上述技术方案的进一步改进：所述中心筒体下部的外围设置环形臭氧管，环形臭氧管上均匀设置臭氧释放器，有一臭氧管由壳体上部引入与环形臭氧管相连。

对上述技术方案的进一步改进：所述出水槽设置在壳体上部的内壁上，所述出水槽为一环形向上敞开式的出水槽，所述的出水管一端与所述出水槽相连，另一端穿过所述壳体引出；所述进水管由壳体上部引入中心筒体内并与所述布水器相连，所述壳体外的进水管上连接一加药管，加药管与壳体外的铁盐加药设备相连；所述进气管由壳体上部引入中心筒体内并由所述固定架固定后与所述曝气器相连。

对上述技术方案的进一步改进：所述的壳体为圆形的筒体，上部为圆柱形，下部为圆锥形，所述支撑架设置在壳体圆柱形内；所述壳体下部圆锥形尖端设置排泥管和污泥回流管，排泥管上设置排泥阀，污泥回流管上设置污泥回流阀和污泥回流泵，污泥回流泵出口端向上引到中心筒体的上方。

本发明与现有技术相比具有以下优点和积极效果：

本发明生化强化处理器通过科学合理的结构设计，改变传统的曝气方式，提高充氧效率及传质速率，利用生物铁法强化生物处理，另外，通过污泥回流增大生物量、产生铁循环，辐射开孔方式布水，最后利用臭氧氧化作为把关技术，因而具有如下优点：

1、充氧效率高，能耗低：将传统的深水底部横向平面布置向上曝气方式改为垂直立式安装立体曝气方式，沿水流方向梯度曝气，提高氧的利用率，降低能耗，同时，增强传质效果，提高反应速率，减少停留时间。

2、生物处理效果显著：由于铁盐的进入形成生物铁法，铁离子不但参与微生物的代谢活动，还可降低微生物生长活化能和基质降解反应的活化能，减弱反应过程受温度等外界环境因素的影响，加快有机物降解速率和微生物增长速度。同时，Fe³⁺和Fe²⁺在水中可形成絮凝沉淀，亚铁离子的还原性可把有毒性的化合物或离子还原成毒性小或无毒性物质，也可将不易生物降解的有机物转化为易于降解的物质。另外，污泥回流增加了生物量，活性污泥与生物填料上的生物膜形成协同作用，上述多种因素的共同作用，使本生化强化处理器比常规生物处理的效果有显著提高。

3、出水水质好：由于上述高效强化的生物处理结果，加上后续的臭氧氧化把关作用，进一步保证了出水的高质量，可达到回用要求。

4、污泥密实产生量少：铁盐可增强活性污泥的密实程度，减少污泥体积，加之污泥回流，使剩余污泥量进一步减少，从而减少污泥处理费用。

5、药剂用量少：一是由于化学混凝与生物絮凝的协同作用，二是由于污泥回流产生铁循环，因而药剂用量少。

6、投资省，运行成本低，占地面积小，微孔曝气器不堵塞，安装方便，易于管理。

附图说明

图1是本发明生化强化处理器的连接结构图。

图中：1、臭氧管；2、出水槽；3、出水管；4、壳体；5、臭氧释放器；6、支撑架；7、加药管；8、曝气器；9、进水管；10、布水器；11、进气管；12、固定架；13、生物填料；14、中心筒体；15、环形臭氧管；16、污泥回流阀；17、污泥回流管；18、污泥回流泵；19排泥阀；20、排泥管。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

参见图1，本发明一种生化强化处理器的实施例，生化强化处理器的壳体4由一定厚度的钢板（如：碳钢加玻璃钢或不锈钢）做成圆形的筒体，上部为圆柱形，下部为圆锥形，并由基座支撑。在生化强化处理器的壳体4外配置臭氧产生设备及铁盐加药设备。

在壳体4内下部设置支撑架6，在壳体4内中间设置中心筒体14，中心筒体14上、下端均开口，中心筒体14的下端开口置于支撑架6上。在中心筒体14内装有生物填料13，所述生物填料13为片状组合填料，各片状组合填料由尼龙绳结成串状生物填料13，且各串状生物填料13间隔排列竖直设置。

为各串状生物填料13配置一固定框架，固定框架由上部框架和下部框架连接为一整体，各串状生物填料13的上、下两端均由串接的尼龙绳分别系于上部框架和下部框架上，各串状生物填料13成为一个整体结构。

在中心筒体14内的串状生物填料13上方设固定架12，有一进气管11一端由壳体4的上方引出，与壳体4外的供气设备相连，进气管11另一端由壳体4上部引入中心筒体内14并由所述固定架12固定后与下方的曝气器8相连。曝气器8为管式微孔曝气器，曝气器8均匀分布在串状生物填料13之间的间隙内。

在中心筒体14内固定架12上方设布水器10，布水器10为辐射开孔式，有一与布水器10连接的进水管9的一端由壳体4的上方引出，进水管9在壳体4外一端连接一加药管7，加药管7与壳体4外铁盐加药设备相连。

在壳体4内中心筒体14外的环形空间下部设置环形臭氧管15，环形臭氧管15上装有均匀分布的多个臭氧释放器5，与环形臭氧管15连接的臭氧管1由壳体4上部引出，并与壳体4外部的臭氧产生设备相接。

在壳体4内壁上中心筒体14外的环形空间的上部设有环形上敞口式的出水槽2，有一与出水槽2连接的出水管3一端引出壳体4外部，并设置在壳体4圆柱形的侧壁上。

壳体4为圆形的筒体，上部为圆柱形，下部为圆锥形，所述支撑架6设置在壳体4圆柱形内。在壳体4底部圆锥形尖端连接一排泥管20，排泥管20一端设置排泥阀19，正常工作时，排泥阀19关闭，需排泥或检修时才开启。排泥管20上排泥阀19的上方还连接一污泥回流管17，污泥回流管17上连接污泥回流阀16和污泥回流泵18，污泥回流泵18出口端向上引到中心筒体14的上方。

本发明生化强化处理器的处理机理：

1.生物氧化作用

本生化强化处理器的生物填料表面生长着生物膜，以及回流污泥带来的活性污泥，两者组成强大的生物集团，在供氧充足的条件下，对水中的有机污染物进行分解、合成、利用，并在气体的搅动下不断更新，从而降低有机污染物浓度。

2.生物铁法

（1）本生化强化处理器所加铁盐药剂中的Fe³⁺和Fe²⁺的氧化还原反应能促进微生物对有机物的降解，因生物氧化反应大都是去氢氧化，是在脱氧酶和各种辅酶的作用下，经过一系列载氢体进行传递，把氢原子传递给细胞色素，细胞色素与铁离子配合反应，作为质子和电子的传递体最终把质子和电子交给分子氧，进行完全氧化。

（2）铁可降低微生物生长活化能和基质降解反应的活化能，从而减弱反应过程受温度等外界环境因素的影响，加快有机物降解速率和微生物增长速度。

（3）铁是活泼金属，可以使水中其他一些重金属沉淀在铁表面，亚铁离子的还原性可把有毒性的化合物或离子还原成毒性小或无毒性物质，也可将不易生物降解的有机物转化为易于降解的物质。

（4）铁盐可增强活性污泥的密实程度，减少污泥体积。

（5）铁盐药剂中的Fe²⁺具有独特的脱色作用，Fe²⁺能与染料或其他物质的单个分子反应生成结构复杂的大分子络合物（螯合物），降低其水溶性，再被吸附在水解产物上沉淀去除。

3.生物絮凝作用

由于微生物的新陈代谢活动会分泌大量粘液物质，这些粘液物质会对水中微生物不能分解的大分子有机物质、无机物及细小颗粒产生吸附絮凝作用，使其去除。

4.化学混凝作用

铁盐是很好的混凝剂，可与水中的胶体污染物产生电性中和，降低ξ电位，压缩双电层，进而脱稳，形成沉淀，同时，微生物代谢的粘液物质具有吸附架桥作用，使其形成大的絮体颗粒下沉，对微小污染颗粒具有网捕作用。

5.臭氧氧化作用

本生化强化处理器通过投加臭氧对出水把关。臭氧产生的羟基自由基具有极强的氧化性，它的氧化能力仅次于氟而高于氯，具有极强的杀菌、脱色、脱臭、脱味及分解作用，水中的细菌、病毒等微生物、残留的无机物（如铁、锰、氰化物等）及有机物均可被氧化去除。

本发明生化强化处理器的工作原理：

污水与加药管7投加的铁盐药剂一起经进水管9混合进入生化强化处理器壳体4中的中心筒体14内，经过布水器10均匀布水后，向下流入串状生物填料13区域，在此区域，通过串状生物填料13上的生物膜及回流污泥泵18带来的活性污泥，产生生物氧化、生物絮凝及化学混凝等作用。同时，由于加药管7铁盐的投加产生一系列生物铁法作用，使生物处理进一步得以强化，提高出水水质。与外部供气设备相连的进气管11下方垂直连接的曝气器8为串状生物填料13区域的微生物提供充足的氧，同时，气流的搅动可加速微生物的更新，提高生物活性。串状生物填料13区域产生的泥水由中心筒体14下部进入壳体4下部的沉淀区进行泥水分离，上清液进入中心筒体14外围，由下而上流动，在下部与环形臭氧管15上设置的臭氧释放器5投加的臭氧发生强氧化反应，产生脱色、分解、消毒等作用后，对出水进行把关。出水经环形出水槽2收集再由出水管3引出壳体4外，完成污水的整个处理过程。环形臭氧管15的臭氧由外部臭氧产生设备经臭氧管1供给。壳体4内产生的污泥和杂质沉入底部圆锥形，一部分由底部圆锥形尖端设置的污泥回流管17经污泥回流泵18送入中心筒体14的上部，污泥回流管17上设污泥回流阀16用以控制回流量，剩余部分由底部圆锥形尖端设置的排泥管20经排泥阀19控制定时排出壳体外。正常工作时，排泥阀19关闭，只有排泥或设备需检修时才开启。

当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明并不限于上述举例，本技术领域的普通技术人员，在本发明的实质范围内，做出的变化、改型、添加或替换，都应属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种生化强化处理器，包括壳体、壳体内的中心筒体、支撑架、中心筒体内的布水器、生物填料、曝气器、壳体内的出水槽、壳体上部的出水管、进水管、加药管、进气管、壳体底部的污泥回流管、排泥管，所述的中心筒体上、下端均开口，所述的中心筒体下端口设置在所述壳体内下部的支撑架上，其特征在于，所述的中心筒体内的生物填料为片状组合填料，各片状组合填料由尼龙绳结成串状生物填料，且各串状生物填料间隔排列竖直设置。

2.按照权利要求1所述的生化强化处理器，其特征在于，所述中心筒体内的曝气器为管式微孔曝气器，并竖直设置在串状生物填料之间的空隙中，在中心筒体内的曝气器及串状生物填料的上方安装一固定架，各管式微孔曝气器上端与所述进气管连接并由所述固定架固定。

3.按照权利要求2所述的生化强化处理器，其特征在于，所述中心筒体内的布水器为辐射开孔式，且位于各串状生物填料的上方。

4.按照权利要求1-3任一项所述的生化强化处理器，其特征在于，所述各串状生物填料配置一固定框架，固定框架由上部框架和下部框架连接为一整体，各串状生物填料的上、下两端均由串接的尼龙绳分别系于上部框架和下部框架上，各串状生物填料成为一个整体结构。

5. 按照权利要求1-3任一项所述的生化强化处理器，其特征在于，所述中心筒体下部的外围设置环形臭氧管，环形臭氧管上均匀设置臭氧释放器，有一臭氧管由壳体上部引入与环形臭氧管相连。

6.按照权利要求4所述的生化强化处理器，其特征在于，所述中心筒体下部的外围设置环形臭氧管，环形臭氧管上均匀设置臭氧释放器，有一臭氧管由壳体上部引入与环形臭氧管相连。

7.按照权利要求2或3所述的生化强化处理器，其特征在于，所述出水槽设置在壳体上部的内壁上，所述出水槽为一环形向上敞开式的出水槽，所述的出水管一端与所述出水槽相连，另一端穿过所述壳体引出；所述进水管由壳体上部引入中心筒体内并与所述布水器相连，所述壳体外的进水管上连接一加药管，加药管与壳体外的铁盐加药设备相连；所述进气管由壳体上部引入中心筒体内并由所述固定架固定后与所述曝气器相连。

8.按照权利要求1-3任一项所述的生化强化处理器，其特征在于，所述的壳体为圆形的筒体，上部为圆柱形，下部为圆锥形，所述支撑架设置在壳体圆柱形内；所述壳体下部圆锥形尖端设置排泥管和污泥回流管，排泥管上设置排泥阀，污泥回流管上设置污泥回流阀和污泥回流泵，污泥回流泵出口端向上引到中心筒体的上方。

9.按照权利要求4所述的生化强化处理器，其特征在于，所述的壳体为圆形的筒体，上部为圆柱形，下部为圆锥形，所述支撑架设置在壳体圆柱形内；所述壳体下部圆锥形尖端设置排泥管和污泥回流管，排泥管上设置排泥阀，污泥回流管上设置污泥回流阀和污泥回流泵，污泥回流泵出口端向上引到中心筒体的上方。

10.按照权利要求7所述的生化强化处理器，其特征在于，所述的壳体为圆形的筒体，上部为圆柱形，下部为圆锥形，所述支撑架设置在壳体圆柱形内；所述壳体下部圆锥形尖端设置排泥管和污泥回流管，排泥管上设置排泥阀，污泥回流管上设置污泥回流阀和污泥回流泵，污泥回流泵出口端向上引到中心筒体的上方。