CN104671600A - 具有清渣耦合空气驱动生物转盘一体结构的污水预处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及具有清渣耦合空气驱动生物转盘一体结构的污水预处理装置，包括排污管道和污水处理池，其特征在于：在污水处理池中设置隔墙之一，将污水处理池分为除渣处理池和生物处理池，除渣处理池在前，生物处理池在后，在隔墙之一中设有通水道之一，在通水道之一处设有格栅，除渣处理池通过通水道之一连通生物处理池；在生物处理池内设有补气供氧管道和生物转盘，补气供氧管道的出气口对向生物转盘，补气供氧管道的进气口连通大气，形成气压差以驱动生物转盘转动，构成清渣耦合空气驱动生物转盘一体结构。本发明占用面积小，具有有效的进行对污水杂物的分离和生物酶催化处理。

Description

具有清渣耦合空气驱动生物转盘一体结构的污水预处理装置

技术领域

本发明涉及一种具有清渣耦合空气驱动生物转盘一体结构的污水预处理装置，适用于中小型规模生活污水的预处理。属于污水处理设备技术领域。

背景技术

目前，污水一级处理是最基本的污水处理方法，一般用于处理污染程度较低的污水，也可作为进入生化处理系统前的预处理。此方法原理简单，对水中悬浮物及COD也有一定的去除效果，在水处理中应用广泛。针对生活污水一般不含有有毒物质和适于各种微生物生长繁殖的特点，如何在一级处理的基础上，再辅以生物处理方法作为后续生物系统的预处理，进一步提高B/C比值，降低有机负荷，即是本领域的研究方向。

现有技术中，有人偿试使用带生物转盘的污水预处理装置对污水进行生物预处理，虽然能收到一定效果，但其是采用开放式分布设置，由格栅池、沉淀池、生物转盘等分别分布在不同位置由管道相接，存在占地面积大、整体结构复杂、生物转盘结构不合理及隔渣性能差、容易堵塞、起渣麻烦、污水处理效果较差等缺陷。

发明内容

本发明的目的，是为了提供一种占地面积小、起渣便捷、不易堵塞的一种简便清渣耦合空气驱动生物转盘一体化污水预处理装置。

本发明的目的可以通过以下技术方案达到：

具有清渣耦合空气驱动生物转盘一体结构的污水预处理装置，包括排污管道和污水处理池，污水处理池的入口端连接排污管道的出水口，污水处理池为埋地式结构，在污水处理池中设置隔墙之一，将污水处理池分为除渣处理池和生物处理池，除渣处理池在前，生物处理池在后，在隔墙之一中设有通水道之一，在除渣处理池一侧的通水道之一处设有格栅、以分离固体杂物，除渣处理池通过通水道之一连通生物处理池，形成一体式污水处理装置；在生物处理池内设有补气供氧管道和生物转盘，补气供氧管道的出气口位于生物处理池底部或下部并对向生物转盘，补气供氧管道的进气口连通大气，通过大气压在生物处理池内形成气压差以驱动生物转盘转动，构成清渣耦合空气驱动生物转盘一体结构。

本发明的目的还可以通过以下技术方案达到：

进一步的，在格栅的下方设有用于收集固体杂物的栅渣斗，该栅渣斗设在除渣处理池的底部或低于通水道之一的位置。

进一步的，在除渣处理池中设置隔墙之二，将除渣处理池分为粗处理池和细处理池，粗处理池在前、细处理池在后，在隔墙之二中设有通水道之二，粗处理池通过通水道之二和细处理池连通，所述格栅包括粗格栅和细格栅，粗格栅设在通水道之二的进口处，细格栅设在通水道之一的进口处；在粗格栅和细格栅的下方各设置一栅渣斗；形成阶梯式分离污水固体杂物的除渣结构。

进一步的，在通水道之一和通水道之二的出水口两侧各设有安装导槽，通过安装导槽通水道之一和通水道之二的出水口处形成可上下移动提拉装拆机构。

进一步的，所述的栅渣斗为一个格栅状收集固体物质的容器；所述的粗格栅和细格栅由隔离网构成，该栅渣斗和格栅为一体式结构。

进一步的，在补气供氧管道上设有鼓风机，该补气供氧管道呈T字形分布在生物处理池底部；在生物处理池上设有一通气管。

进一步的，在污水处理池上设有盖板。

进一步的，粗格栅的栅条由304不锈钢构成，栅条间隙数和栅槽宽度由如下表达式确定：

栅条间隙数 $n=\frac{Q_{\max }\sqrt{\sin \mathrm{\α}}}{\mathrm{bhv}}---\left(1\right)$

栅槽宽度B＝S(n-1)+bn(m)   (2)

式中：S——栅条宽度(m)

n——栅条间隙数(m)

Q_max——最大设计流量(m³/s)

h——栅前水深(m)

v——通过格栅的流速(m/s)，一般取0.6～1.0m/s

栅条空隙b为0.05m。

进一步的，细格栅(52)的栅条由304不锈钢构成，栅条间隙数和栅槽宽度如上所述的表达式(1)、(2)确定，式中：间隙b为2mm。

进一步的，生物转盘的盘片由硬聚氯乙烯板构成，转盘的直径D为2.5m，厚度a为3至5mm，盘片间距为15至30mm。生物转盘的停留时间t为：

$t=\frac{24K{(D+2\mathrm{\δ})}^2[\frac{0.636Q{M}_0(a+b)}{N_1}+b]}{Q}$

式中，K—系数，由转盘轴线与水面的距离h和转盘直径D的相对大小来确定：当h/D＝0.1时，K＝0.29；当h/D＝0.06时，K＝0.355。h取10～25mm。通过出水管的标高调整。δ为转盘边缘到槽壁间的距离，一般取δ＝10～20mm。

本发明污水预处理装置的制作方法步骤是：1、污水处理池采用钢筋混凝土浇筑构筑物的受力框架，混凝土强度等级C25；2、用钢筋混凝土浇筑构筑物的侧壁混凝土的强度等级C25，并按要求预留进水管道套管、出水管道套管、空气驱动管道套管、格栅链条预埋件、转轴预埋件；3、浇筑粗处理池、粗处理池的栅渣斗池体，安装粗、细格栅及栅渣斗，并且调好格栅及栅渣斗的安装高度；4、安装生物转盘、补气供氧管道和鼓风机；5、装置试运行，培养生物转盘挂膜并进行运行调试。

与现有技术相比较，本发明具有以下优点：

1、本发明的污水预处理装置，包括排污管道和污水处理池，污水处理池的入口端连接排污管道的出水口，污水处理池为埋地式结构，在污水处理池中设置隔墙之一，将污水处理池分为除渣处理池和生物处理池，除渣处理池在前，生物处理池在后，在隔墙之一中设有通水道之一，在除渣处理池一侧的通水道之一处设有格栅、以分离固体杂物，除渣处理池通过通水道之一连通生物处理池，形成一体式污水处理装置；在生物处理池内设有补气供氧管道和生物转盘，补气供氧管道的出气口位于生物处理池底部或下部并对向生物转盘，补气供氧管道的进气口连通大气，通过大气压在生物处理池内形成气压差以驱动生物转盘转动，构成清渣耦合空气驱动生物转盘一体结构。使其建设时占用面积小；所述的除渣处理池与生物处理池之间的墙体通水道上设置有用于分离固体杂物的格栅；所述的生物处理池内设有补气供氧管道和生物转盘，由此有效的进行对污水杂物的分离和生物酶催化，大大提高B/C比值，降低有机负荷。

2、本发明的除渣处理池包括有粗处理池和细处理池，粗处理池和细处理池的粗、细格栅池形成阶梯式分离污水中的固体杂物，使其分离效果更好，既能起到截留较大和较小粒径范围的悬浮性固体，也能起到调节池水流量的作用，克服原水水质水量波动对处理系统的冲击。

3、本发明设置了简便清渣的栅渣斗，通过栅渣斗收集粗、细格栅截留的垃圾，由人工在地面拉动提升即可实现装置的简便清渣，操作简单、便捷。

4、本发明增加了空气驱动的生物转盘，无论生物膜在与空气接触还是浸没在污水中，都在曝气阶段，简化驱动装置，并可通过调节阀改变空气流量而改变转盘的转速，提高反应器内溶解氧，从而提高去除负荷，具有结构简单、节约能源、减少污染和降低使用成本等有益效果。

5、本发明采用埋地方式，广泛适合在用地紧张的城市小区，农村等中小规模处理系统。

附图说明

图1为本发明具体实施例1的俯视结构剖视图。

图2为本发明具体实施例1的俯视图。

图3为本发明具体实施例1的主视结构剖面图。

图4为图1的B-B剖面图。

图5为图1的C-C剖面图。

图6为图1的D-D剖面图。

图7为图1的F-F剖面图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步的详细说明。

参照1图至图7，本实施例包括排污管道1和污水处理池2，污水处理池2的入口端连接排污管道1的出水口，污水处理池2为埋地式结构，在污水处理池2中设置隔墙之一31，将污水处理池分为除渣处理池21和生物处理池22，除渣处理池21在前，生物处理池22在后，在隔墙之一31中设有通水道之一41，在除渣处理池21一侧的通水道之一41处设有格栅5、以分离固体杂物，除渣处理池21通过通水道之一41连通生物处理池22，形成一体式污水处理装置；在生物处理池22内设有补气供氧管道7和生物转盘8，补气供氧管道7的出气口位于生物处理池22底部或下部并对向生物转盘8，补气供氧管道7的进气口连通大气，通过大气压在生物处理池22内形成气压差以驱动生物转盘8转动，构成清渣耦合空气驱动生物转盘一体结构。

实施例中，在格栅5的下方设有用于收集固体杂物的栅渣斗6，该栅渣斗6设在除渣处理池21的底部或低于通水道之一41的位置。

在除渣处理池21中设置隔墙之二32，将除渣处理池21分为粗处理池211和细处理池212，粗处理池211在前、细处理池212在后，在隔墙之二32中设有通水道之二42，粗处理池211通过通水道之二42和细处理池212连通，所述格栅5包括粗格栅51和细格栅52，粗格栅51设在通水道之二42的进口处，细格栅52设在通水道之一41的进口处；在粗格栅51和细格栅52的下方各设置一栅渣斗6；形成阶梯式分离污水固体杂物的除渣结构。

在粗格栅51和细格栅52的下方设有用于收集固体杂物的栅渣斗6，该栅渣斗6设在粗处理池211和细处理池212的底部或低于通水道之一41和通水道之二42的位置。

所述的栅渣斗6为一个格栅状收集固体物质的容器；所述的粗格栅51和细格栅52由隔离网构成，该栅渣斗6和格栅5为一体式结构。在通水道之一41和通水道之二42的出水口两侧各设有安装导槽411，通过安装导槽411通水道之一41和通水道之二42的出水口处形成可上下移动提拉装拆机构，该提拉装拆机构用于提取栅渣斗6或栅渣斗6和格栅5。

在补气供氧管道7上设有鼓风机71，该补气供氧管道7呈T字形分布在生物处理池22底部，以致更好补气进污水处理池2，使污水能快速生物酶催化；在污水处理池2上设有盖板9。并在生物处理池22上设有一通气管10。

本污水处理池2除渣处理池21的粗格栅51栅条由304不锈钢构成，栅条间隙数和栅槽宽度由如下表达式确定：

栅条间隙数 $n=\frac{Q_{\max }\sqrt{\sin \mathrm{\α}}}{\mathrm{bhv}}---\left(1\right)$

栅槽宽度B＝S(n-1)+bn(m)   (2)

式中：S——栅条宽度(m)

n——栅条间隙数(m)

Q_max——最大设计流量(m³/s)

h——栅前水深(m)

v——通过格栅的流速(m/s)，一般取0.6～1.0m/s

栅条空隙b为0.05m。

本污水处理池2除渣处理池21的细格栅52栅条由304不锈钢构成，栅条间隙数和栅槽宽度由粗格栅51栅条所述的表达式(1)、(2)确定，式中：间隙b为2mm。

本污水处理池中，生物转盘8的盘片由硬聚氯乙烯板构成，转盘的直径D为2.5m，厚度a为3至5mm，盘片间距为15至30mm。生物转盘的停留时间t为：

$t=\frac{24K{(D+2\mathrm{\δ})}^2[\frac{0.636Q{M}_0(a+b)}{N_1}+b]}{Q}$

式中，K—系数，由转盘轴线与水面的距离h和转盘直径D的相对大小来确定：当h/D＝0.1时，K＝0.29；当h/D＝0.06时，K＝0.355。h取10～25mm。通过出水管的标高调整。δ为转盘边缘到槽壁间的距离，一般取δ＝10～20mm。

本污水处理池2的受力框架，钢筋和混凝土属于常规材料，污水处理池2构筑物分成三个池体，三个池体分别为包括粗处理池211和细处理池212的除渣处理池21和生物处理池22，三个池体为钢筋混凝土结构。安装完毕后，须对管路接口进行渗漏测试，方可用土填入构筑物的间隙中，并平整地面，地表可作为绿化用途。把电控柜控制线与风机接通，接线时注意风机的转向。定期检查风机各部螺丝松动情况，生物系统的运行。风机每3000至5000小时进行一次保养与维修。

在格栅池(即除渣处理池21)池壁安装安装导槽411，方便格栅上下移动，格栅的栅条间隙和栅槽宽度由进水流量确定。在本装置粗、细格栅的下沿焊接一个不锈钢材质的贴合除渣处理池21形状的清渣装置，即栅渣斗，装置格栅截留的垃圾(即格栅渣)由栅渣斗存储。当粗、细格栅池液位差，即格栅水头损失为10至15cm时，就该进行清洗。清洗方法为：在地面以人工方式通过拉链提拉格栅斗，然后把格栅斗截留的垃圾去除。

生物转盘挂膜：为微生物提供适合的生长繁殖条件，即营养物，溶解氧，适宜温度和酸碱度。营养物：即水中碳、氮、磷之比应保持100∶5∶1，就好氧微生物而言，环境溶解氧大于0.3mg/l，适宜温度为15－35℃，一般PH为6－9。先使曝气池充满生活污水，闷曝(即曝气而不进污水)数十小时后，即可开始进水。引进水量由小到大逐渐调节，连续运行数天即可见活性污泥出现，并逐渐增多。为加快培养进程，在培菌初期投加一些浓质粪便水或米泔水等，以提高营养物浓度。特别注意，培菌时期(尤其初期)由于污泥尚未大量形成，污泥浓度低，故应控制曝气量，应大大低于正常期曝气量。直至转盘盘片上长出一层橙黄色生物膜，即完成挂膜。

本发明的污水通过粗处理池211截留大块垃圾，通过细处理池212经筛除粒径较细小的悬浮性固体，再通过栅渣斗6收集粗、细格栅截留的垃圾，并由人工简便清渣。污水通过生物处理池22时，通过设有鼓风机71的补气供氧管道7，同时推动生物转盘运动为生物处理池22供氧。污水在生物处理池22生物膜的生物酶催化作用下，有机物在膜上被氧化降解。因此本污水预处理装置既能通过物理方法对污水中的固体悬浮物进行去除，也能通过生物方法把污水中胶体态和溶解态有机物降解。针对生活污水SS浓度不稳定，有机物浓度低，BOD/COD比值高等特点，构筑物可用于中小规模典型生活污水预处理，并能实现简便清渣。在一级处理的基础上，添加能耗低、对低浓度污水有良好处理效果，而且同样适用于中小型污水处理的生物转盘，使用曝气量相对充足的空气驱动，进一步降低后续二级处理的有机负荷，从而经济有效地完成处理任务。

本发明在城市用地日益紧张和水处理构筑物外观美观，布置整洁的追求，采用埋地式一体化构筑物，在节省用地的前提下，耦合物理机械处理和生物化学处理，对悬浮态和溶解态固体、胶体态和溶解态有机物均有去除效果，对原水的水质水量进行调节，降低后续处理设备的损耗和负荷。

Claims (10)

1.具有清渣耦合空气驱动生物转盘一体结构的污水预处理装置，包括排污管道(1)和污水处理池(2)，污水处理池(2)的入口端连接排污管道(1)的出水口，其特征在于：污水处理池(2)为埋地式结构，在污水处理池(2)中设置隔墙之一(31)，将污水处理池分为除渣处理池(21)和生物处理池(22)，除渣处理池(21)在前，生物处理池(22)在后，在隔墙之一(31)中设有通水道之一(41)，在除渣处理池(21)一侧的通水道之一(41)处设有格栅(5)、以分离固体杂物，除渣处理池(21)通过通水道之一(41)连通生物处理池(22)，形成一体式污水处理装置；在生物处理池(22)内设有补气供氧管道(7)和生物转盘(8)，补气供氧管道(7)的出气口位于生物处理池(22)底部或下部并对向生物转盘(8)，补气供氧管道(7)的进气口连通大气，通过大气压在生物处理池(22)内形成气压差以驱动生物转盘(8)转动，构成清渣耦合空气驱动生物转盘一体结构。

2.根据权利要求1所述的具有清渣耦合空气驱动生物转盘一体结构的污水预处理装置，其特征在于：在格栅(5)的下方设有用于收集固体杂物的栅渣斗(6)，该栅渣斗(6)设在除渣处理池(21)的底部或低于通水道之一(41)的位置。

3.根据权利要求1或2所述的具有清渣耦合空气驱动生物转盘一体结构的污水预处理装置，其特征在于：在除渣处理池(21)中设置隔墙之二(32)，将除渣处理池(21)分为粗处理池(211)和细处理池(212)，粗处理池(211)在前、细处理池(212)在后，在隔墙之二(32)中设有通水道之二(42)，粗处理池(211)通过通水道之二(42)和细处理池(212)连通，所述格栅(5)包括粗格栅(51)和细格栅(52)，粗格栅(51)设在通水道之二(42)的进口处，细格栅(52)设在通水道之一(41)的进口处；在粗格栅(51)和细格栅(52)的下方各设置一栅渣斗(6)；形成阶梯式分离污水固体杂物的除渣结构。

4.根据权利要求3所述的具有清渣耦合空气驱动生物转盘一体结构的污水预处理装置，其特征在于：在通水道之一(41)和通水道之二(42)的出水口两侧各设有安装导槽(411)，通过安装导槽(411)通水道之一(41)和通水道之二(42)的出水口处形成可上下移动提拉装拆机构。

5.根据权利要求3所述的具有清渣耦合空气驱动生物转盘一体结构的污水预处理装置，其特征在于：所述的栅渣斗(6)为一个格栅状收集固体物质的容器；所述的粗格栅(51)和细格栅(52)由隔离网构成，该栅渣斗(6)和格栅(5)为一体式结构。

6.根据权利要求3所述的具有清渣耦合空气驱动生物转盘一体结构的污水预处理装置，其特征在于：在补气供氧管道(7)上设有鼓风机(71)，该补气供氧管道(7)呈T字形分布在生物处理池(22)底部；在生物处理池(22)上设有一通气管(10)。

7.根据权利要求3所述的具有清渣耦合空气驱动生物转盘一体结构的污水预处理装置，其特征在于：在污水处理池(2)上设有盖板(9)。

8.根据权利要求3所述的具有清渣耦合空气驱动生物转盘一体结构的污水预处理装置，其特征在于：粗格栅(51)的栅条由304不锈钢构成，栅条间隙数和栅槽宽度由如下表达式确定：

栅条间隙数 $n=\frac{Q_{\max }\sqrt{\sin \mathrm{\α}}}{\mathrm{bhv}}---\left(1\right)$

栅槽宽度B＝S(n-1)+bn(m)    (2)

式中：S——栅条宽度(m)

n——栅条间隙数(m)

Q_max——最大设计流量(m³/s)

h——栅前水深(m)

v——通过格栅的流速(m/s)，一般取0.6～1.0m/s

栅条空隙b为0.05m。

9.根据权利要求3所述的具有清渣耦合空气驱动生物转盘一体结构的污水预处理装置，其特征在于：细格栅(52)的栅条由304不锈钢构成，栅条间隙数和栅槽宽度如权利要求8所述的表达式(1)、(2)确定，式中：间隙b为2mm。

10.根据权利要求3所述的具有清渣耦合空气驱动生物转盘一体结构的污水预处理装置，其特征在于：生物转盘(8)的盘片由硬聚氯乙烯板构成，转盘的直径D为2.5m，厚度a为3至5mm，盘片间距为15至30mm；生物转盘的停留时间t为：

$t=\frac{24K{(D+2\mathrm{\δ})}^2\left[\frac{0.636{\mathrm{QM}}_0(a+b)}{N_1}\right]}{Q}$

式中，K—系数，由转盘轴线与水面的距离h和转盘直径D的相对大小来确定：当h/D＝0.1时，K＝0.29；当h/D＝0.06时，K＝0.355；h取10～25mm；通过出水管的标高调整；δ为转盘边缘到槽壁间的距离，取δ＝10～20mm。