CN104140182A - 一种基于虹吸原理的有机污水处理系统 - Google Patents

一种基于虹吸原理的有机污水处理系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于虹吸原理的有机污水处理系统,包括格栅调节池、好氧反应池和沉淀池,所述格栅调节池内设有虹吸装置,所述虹吸装置包括中心排水管、污泥回吸管、外套管和虹吸管进水口,所述外套管上端与污泥回吸管密封连接,外套管内部为中心排水管,且中心排水管伸到外套管顶部,所述外套管下端与中心排水管之间为虹吸管进水口,所述污泥回吸管的进口伸入到沉淀池底部的活性污泥中,所述中心排水管的出口位于生物转盘上方。该系统运行费0元/吨水,COD去除率>70%,氨氮去除率>50%,总磷去除率>50%,蛆虫去除率99%。

Description

-种基于虹吸原理的有机污水处理系统
技术领域
[0001] 本发明涉及污水处理领域,具体是一种基于虹吸原理的有机污水处理系统。
背景技术
[0002] 在低浓度污水处理领域中,有不少技术可以达到零排放,在环境保护中起到了一 定的作用。但在一个工程中同时做到实现"生态零破坏,处理零排放,运行零费用,半年零管 理"(以下简称"四个零")的效果,在环境工程中却是一件十分困难的事。
[0003] 在一个工程中同时做到"四个零",需要同时考虑多方面因素:要做到"生态零破 坏",必须在工程施工中不砍一棵树,不填一方水,保持生态原貌。本技术在保护生态原貌 时,技术施工方案回避古树古建筑及文物,采用地下式安装运行,安装后恢复原貌;二是在 保护生态物种时不能产生对人类,动物,植物有害的病菌,主要是鼠疫、霍乱、金黄色葡萄球 菌、鸡瘟、猪瘟、大肠杆菌等。三是在保护生态平衡时不能造成水体,山体富营养积累,特别 是氨的积累,本技术采用地表最低平面负荷法确定自然生态的氨吸收。通过上述三种方法, "生态零破坏"就能做到。
[0004] 要做到"处理零排放",必须使处理水达到一定的浓度后全部还给自然生态,或灌 溉,或绿化。本技术将污水单独收集,与被保护的水源分离后,采用物理过滤,沉淀,化学光 氧化,生化吸附,氧化分解,植物吸收,土壤涵养等综合手段,对有机物及油类进行降解,特 别对有害菌利用专项酶菌及食菌鱼进行杀灭,下一步,确定一定的表面负荷,全部进入自然 生态处理,含山林,绿地,花园,农田,湿地,菜地等,系统渗出水达到地面水环境质量中的最 优标准; 要做到"运行零费用",共采取五个方法:一是利用落差,使污水自流不用提升;二是处 理设备不耗电,本技术采用的厌氧、沉淀、格栅、吸收、吸附、跌落、无能耗生物转盘、光氧化、 径流氧化、土壤涵养等均不耗电。三是设备全部自动化,不要人工费用。四是设备采用高分 子材料制作,不生锈,不损坏,无保养。五是通过发酵的方式生产、培养益生菌,一次成功,一 劳永逸。采用益生菌对抗有害菌,而不采用化学杀菌药剂。
[0005] 要做到"半年零管理",要求设备容积足够大,能够存放半年积累的不能降解的物 质,例如塑料,木棍,废油等。
[0006] 为了实现"四个零",本申请人于2012. 03. 21申请了中国发明专利:一种有机污水 处理系统,其专利号为201210075423. 0,该专利于2012. 07. 18公开;经过实施发现,该系统 还存在以下不足之处: 1. 污水自流时流量大小不一致,造成停留时间时长时短,生物转盘的运行不稳定,效果 不好; 2. 沉淀池内的活性污泥无法自动回流,需要定期清理。
发明内容
[0007] 本发明的目的在于提供一种实现"生态零破坏,处理零排放,运行零费用,半年零 管理"效果的基于虹吸原理的有机污水处理系统,以解决上述背景技术中提出的问题。
[0008] 为实现上述目的,本发明提供如下技术方案: 一种基于虹吸原理的有机污水处理系统,包括生物杀菌池、格栅调节池、好氧反应池、 沉淀池和稳定氧化塘,所述好氧反应池内设有生物转盘,稳定氧化塘的水面上设有太阳能 曝气器和生态浮岛,所述格栅调节池内设有虹吸装置,所述虹吸装置包括中心排水管、污泥 回吸管、外套管和虹吸管进水口,所述外套管上端与污泥回吸管密封连接,外套管内部为中 心排水管,且中心排水管伸到外套管顶部,所述外套管下端与中心排水管之间为虹吸管进 水口,所述污泥回吸管的进口伸入到沉淀池底部的活性污泥中,以外套管内产生的真空为 动力,将沉淀池底部的活性污泥通过污泥回吸管吸到中心排水管顶部,所述中心排水管的 出口位于生物转盘上方,通过中心排水管排出的污水驱动生物转盘。
[0009] 作为本发明进一步的方案:所述生物杀菌池、格栅调节池、好氧反应池、沉淀池和 稳定氧化塘的地势依次降低。生物杀菌池、格栅调节池、好氧反应池和沉淀池均采用玻璃钢 制作而成,且埋在地下。所述稳定氧化塘分上下两层结构,下层距水面〇. 5-1. 5米高度的位 置设置水生植物平台;稳定氧化塘内还养殖有经过驯化能在缺氧环境中生存的鱼类。
[0010] 与现有技术相比,本发明的有益效果是:该系统适用于生活小区污水处理,小城镇 污水处理,农村环境连片治理集中式与分散式污水处理,风景旅游区污水处理,学校污水处 理等;经本系统处理的低浓度有机污水,可以降解有机物、悬浮物、氨氮、油脂,处理后达到 《农田灌溉水质标准》(GB5084-2005),实现"生态零破坏,处理零排放,运行零费用,半年零 管理"的效果;该系统的主要经济技术指标如下:运行费0元/吨水,C0D去除率>70%,氨氮 去除率>50%,总磷去除率>50%,蛆虫去除率99%。
附图说明
[0011] 图1为基于虹吸原理的有机污水处理系统的原理示意图; 图2为基于虹吸原理的有机污水处理系统中虹吸装置的结构示意图; 图3-6为虹吸装置安装在格栅调节池内的工作原理示意图; 图中:1-进水检查井、2-生物杀菌池、3-格栅调节池、4-虹吸装置、41-中心排水管、 42-污泥回吸管、43-外套管、44-虹吸管进水口、5-好氧反应池、6-生物转盘、7-沉淀池、 8_稳定氧化塘、9-太阳能曝气器、10-生态浮岛、11-出水装置。
具体实施方式
[0012] 下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例,都属于本发明保护的范围。
[0013] 请参阅图1-2,本发明实施例中,一种基于虹吸原理的有机污水处理系统,包括进 水检查井1、生物杀菌池2、格栅调节池3、好氧反应池5、沉淀池7、稳定氧化塘8和出水装置 11,所述好氧反应池5内设有生物转盘6,稳定氧化塘8的水面上设有太阳能曝气器9和生 态浮岛10,所述格栅调节池3内设有虹吸装置4,所述虹吸装置4包括中心排水管41、污泥 回吸管42、外套管43和虹吸管进水口 44,所述外套管43上端与污泥回吸管42密封连接, 外套管43内部为中心排水管41,且中心排水管41伸到外套管43顶部,所述外套管43下端 与中心排水管41之间为虹吸管进水口 44,所述污泥回吸管42的进口伸入到沉淀池7底部 的活性污泥中,以外套管43内产生的真空为动力,将沉淀池7底部的活性污泥通过污泥回 吸管42吸到中心排水管41顶部,所述中心排水管41的出口位于生物转盘6上方,通过中 心排水管41排出的污水驱动生物转盘6。
[0014] 所述进水检查井1、生物杀菌池2、格栅调节池3、好氧反应池5、沉淀池7和稳定氧 化塘8的地势依次降低。所述进水检查井1、生物杀菌池2、格栅调节池3、好氧反应池5和 沉淀池7均采用玻璃钢制作而成,且埋在地下。所述稳定氧化塘8分上下两层结构,下层距 水面0. 5-1. 5米高度的位置设置水生植物平台,可种植莲藕及美人蕉等水生植物;稳定氧 化塘8内还养殖有经过驯化能在缺氧环境中生存的鱼类,如驯化的鲶鱼,黑鱼,鳝鱼等鱼 类,用于消灭驱虫。
[0015] 请参阅图3,随着格栅调节池3进水,池内水位不断上升,当水位超过虹吸管进水 口 44后,水进入外套管43和中心排水管41之间的缝隙,并随着水池水位的上涨而上升。
[0016] 请参阅图4,当格栅调节池3水位上涨超过中心排水管41的上顶端时,水就通过中 心排水管41的顶端进入中心排水管41,这时,就会产生虹吸现象,流水通过中心排水管41 排出并进入到好氧反应池5,冲动生物转盘6,使生物转盘6转动。
[0017] 请参阅图5,随着虹吸过程的进行,格栅调节池3中的水位不断下降,当水位下降 至虹吸管进水口 44以下时,虹吸就会停止。
[0018] 请参阅图6,在虹吸过程中,外套管43和中心排水管41顶端的缝隙处会产生负压, 会将污泥回吸管42的水吸引至中心排水管41顶端并从顶端随虹吸水流一同进入中心排 水管41,这就是虹吸装置的基本工作原理。本发明通过虹吸原理实现了污水处理的有序进 行,同时虹吸时管内会产生真空,做到活性污泥自动回流;且无需任何其他动力,可有效替 代提升泵稳定流量的作用。
[0019] 本发明的工作原理是: 一、利用虹吸原理做到污水处理有序进行 污水自流时流量大小不一致,造成停留时间时长时短,效果不好,利用虹吸原理就可 以保证污水处理有序运行,也是保证后续生物转盘转动的基本条件。设计时必须满足三个 条件: 1、外套管43内先装满液体。
[0020] 2、外套管43的最高点距格栅调节池3的水面高度不得高于大气支持的水柱高度。
[0021] 3、中心排水管41的出口必须低于格栅调节池3的水面,这样使得出水口液面受到 向下的压强(大气压加水的压强)大于向上的大气压,以保证水的流出。
[0022] 二、利用真空原理做到活性污泥自动回流 所谓真空原理,就是真空作用力的简称,虹吸时管内会产生真空,接管至污泥池就会 使污泥自动回流。
[0023] 三、利用水动力原理做到无动力曝气氧化 参考了水动力冷却塔水轮机采用涡轮增压水轮技术,水轮机轴直接与风机相连接,中 间无需再通过其他减速器、传动轴等连接。利用冷却塔设备原有的循环冷却水推动风机散 热,水力带动风扇转动,即可实现无电做功效果。
[0024] 四、利用生物相克原理杀菌而非化学药剂 研究动物主要采取何种行为方式(如攻击和防御行为、取食行为等)来对待其他生物, 利用生物间相互对抗的物质与方式来为水处理工程服务。本技术驯化鲶鱼,黑鱼,鳝鱼等 鱼类来消灭蛆虫。
[0025] 五、利用植物生长吸收营养物质降解氨氮 在土壤中,不同植物的根系之间、植物与微生物之间以及微生物彼此之间,都是通过释 放的化学物质实现其交互作用的。这些化学物质叫做交互作用剂。本技术采用生态浮岛的 植物吸收氨氮。
[0026] 六、利用光化学作用原理降解有色物质 光化学是研究光与物质相互作用所引起的永久性化学效应的化学分支学科。氧分子光 解生成两个氧原子,是其初级过程;氧原子和氧分子结合为臭氧的反应是次级过程,这就是 高空大气层形成臭氧层的光化学过程。光化学过程是地球上最普遍、最重要的过程之一,绿 色植物的光合作用,无不与光化学过程有关。本技术采用稳定塘是光化学的典型应用。
[0027] 七、利用水平衡原理自动进行水流分配 水平衡就是水量平衡。在采用多组设备时用水量平衡箱就可以做到均衡分配。
[0028] 八、利用自然生态自净原理降解污染物 生物界的一个特征是物种的多样性,利用植物吸收,动物消化,土壤涵养都可净化污 水。
[0029] 九、利用玻璃钢耐锈蚀特性做到不维修 玻璃钢发明有50多年历史,属于塑料类。可以工厂化生产,使用寿命达30年以上。
[0030] 十、利用地位差做到污水自流不用提升 在中国,具备落差一米以上的水流环境太多,只要有一米的落差就可以实施这项技 术。
[0031] 本发明的工作过程是: (1) 生物杀菌池2 :来自污水收集管的生活污水经格栅隔油后,自流进入生物杀菌池2, 在生物杀菌池2中进行厌氧杀菌,一方面通过厌氧菌的作用,部分消解水中的有机污染物; 另一方面通过在缺氧条件下生存的生物的作用,杀灭来自粪便污水中的蛆虫等生物,降解 C0D含量; (2) 格栅调节池3 :来自生物杀菌池2的污水经格栅的拦截,使水中较大颗粒的悬浮物 被截留下来并经格栅调节池3的均质均量作用,使水质水量得以均衡;格栅调节池3出水段 经虹吸装置4有序流入好氧反应池5 ; (3) 好氧反应池5 :好氧反应池5中的生物转盘6,靠虹吸水力冲动;好氧生物膜可周期 性地进行水面上方充氧、水中生化降解的过程,以此达到好氧降解水中C0D的目的; (4) 沉淀池7 :来自好氧反应池5的水和活性污泥混合液,在沉淀池里自然沉降;沉淀池 中的污泥回吸管42将沉淀后的活性污泥靠虹吸产生的真空回流至好氧反应池5 ; (5) 稳定氧化塘8 :在稳定氧化塘8中,通过植物吸收降解、光化学反应、太阳能曝气的 一系列作用,使污水中的C0D大量降解,使最终系统出水达到《农田灌溉水质标准》,或储存 作消防,或用作农灌,或回用于绿化、洗车、地面冲洗、消毒后用于卫厕等。
[0032] 实施例1 :2012年10月,株洲县农村环境连片治理松西子社区集中式生活污水处 理工程完成,处理能力50t/天,经省环保厅验收合格。
[0033] 实施例2 :2013年4月衡山县农村环境连片治理集中式生活污水处理工程完成, 处理能力,500t/天,经省环保厅验收合格。
[0034] 本发明实施的主要经济技术指标如下表所示:
Figure CN104140182AD00071
对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背 离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪 一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要 求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化 囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
[0035] 此外,应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包 含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当 将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员 可以理解的其他实施方式。

Claims (4)

1. 一种基于虹吸原理的有机污水处理系统,包括生物杀菌池(2)、格栅调节池(3)、好 氧反应池(5)、沉淀池(7)和稳定氧化塘(8),所述好氧反应池(5)内设有生物转盘(6),稳定 氧化塘(8)的水面上设有太阳能曝气器(9)和生态浮岛(10),其特征在于,所述格栅调节池 (3)内设有虹吸装置(4),所述虹吸装置(4)包括中心排水管(41)、污泥回吸管(42)、外套管 (43)和虹吸管进水口(44),所述外套管(43)上端与污泥回吸管(42)密封连接,外套管(43) 内部为中心排水管(41),且中心排水管(41)伸到外套管(43)顶部,所述外套管(43)下端 与中心排水管(41)之间为虹吸管进水口(44),所述污泥回吸管(42)的进口伸入到沉淀池 (7)底部的活性污泥中,以外套管(43)内产生的真空为动力,将沉淀池(7)底部的活性污泥 通过污泥回吸管(42)吸到中心排水管(41)顶部,所述中心排水管(41)的出口位于生物转 盘(6)上方,通过中心排水管(41)排出的污水驱动生物转盘(6)。
2. 根据权利要求1所述的基于虹吸原理的有机污水处理系统,其特征在于,所述生物 杀菌池(2)、格栅调节池(3)、好氧反应池(5)、沉淀池(7)和稳定氧化塘(8)的地势依次降 低。
3. 根据权利要求1或2所述的基于虹吸原理的有机污水处理系统,其特征在于,生物杀 菌池(2)、格栅调节池(3)、好氧反应池(5)和沉淀池(7)均采用玻璃钢制作而成,且埋在地 下。
4. 根据权利要求3所述的基于虹吸原理的有机污水处理系统,其特征在于,所述稳定 氧化塘(8)分上下两层结构,下层距水面0. 5-1. 5米高度的位置设置水生植物平台;稳定氧 化塘(8 )内还养殖有经过驯化能在缺氧环境中生存的鱼类。
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