CN105060634A - 一种低能耗污水处理装置、工艺及景观系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低能耗污水处理装置、工艺及景观系统。低能耗污水处理装置，其包括厌氧处理器、与所述厌氧处理器相连接的多介质过滤器和与所述多介质过滤器相连接的生物过滤器；所述生物过滤器由水处理酶促生物填料形成，所述水处理酶促生物填料的孔隙率大于等于95％，使所述水处理酶促生物填料对污水同时进行截留过滤和兼性厌氧生化处理。本发明的低能耗污水处理装置结构简单、土建施工简单、工程施工周期短、操作控制简单、占地面积小、所需配置的人员少，可以大大降低建造、运行、维修费用，高效、节能，因此特别适合于农村分散污水处理及社区污水处理景观设施。

Description

一种低能耗污水处理装置、工艺及景观系统

技术领域

本发明涉及无水处理技术领域，具体地说，是涉及一种低能耗污水处理装置、工艺及景观系统。

背景技术

伴随着我国城镇化进程的不断深入，小乡镇快速发展的同时，人口不断密集，小城镇和村镇的污染问题也日益严重，成为区域性水环境水体的重要污染源。

目前市政污水的处理工艺普遍采用的由池、泵、鼓风机和其他机械装置组成的系统，操作运行维护复杂，仍然需要消耗大量能耗，无法满足小乡镇分散式污水处理的需求。

对于轻微污染污水进行处理时，传统的生化处理方法面临营养源不足、难挂膜的问题；普通化学法处理工艺投加药剂处理成本也较高，因此迫切需要研究和开发出新的简易、高效、节能的污水处理技术。

发明内容

针对现有技术之不足，本发明提供了一种低能耗污水处理装置、工艺及景观系统。

为解决现有技术之不足，本发明采用的技术方案如下：

一种低能耗污水处理装置，其包括厌氧处理器、与所述厌氧处理器相连接的多介质过滤器和与所述多介质过滤器相连接的生物过滤器；所述生物过滤器由水处理酶促生物填料形成，所述水处理酶促生物填料的孔隙率大于等于95％，使所述水处理酶促生物填料对污水同时进行截留过滤和兼性厌氧生化处理。

根据一个优选的实施方式，所述水处理酶促生物填料的组分为：煤粉10～15％、页岩10～20％、火山石20～40％、工业废料10～20％、黏土15～30％、生物生长促进剂3～5％、造孔剂1～3％。

根据一个优选的实施方式，所述水处理酶促生物填料的制备方法包括如下步骤：

(1)以煤粉、页岩、火山石、工业废料、黏土为基本原料，按照配比先后进破碎机和制砂机进行破碎和粉碎；

(2)出料经过振动筛分筛，粒径大于5mm的粗粒再回制砂机，小于5mm的进入球磨机进行进一步磨细，从而得到中间产品；

(3)向中间产品中添加生物生长促进剂和造孔剂，以增强成品的亲生物性；

(4)将以上材料均匀混合后，加水制成泥状并倒入模具中定形，之后经高温煅烧而成。

根据一个优选的实施方式，所述厌氧处理器包括依次连接的栅格井、厌氧降解池和厌氧反应池；所述厌氧反应池连接至所述多介质过滤器。

根据一个优选的实施方式，所述低能耗污水处理装置还包括与所述生物过滤器相连接的沉淀池。

一种低能耗污水处理工艺，其包括如下工艺步骤：

S1：待处理污水经过栅格井，对污水中的漂浮物、部分悬浮物进行拦截；

S2：经过S1处理后的污水进入厌氧降解池，对污水进行初步沉淀用以沉淀没有被格栅截留的可沉淀物，并对污水进行初步厌氧降解；

S3：经过S2处理后的污水进入厌氧反应池，对污水进行厌氧处理以降解污水中的有机物；

S4：经过S3处理后的污水进入多介质过滤器进行过滤，以进一步去除污水中的杂质；

S5：经过S4处理后的污水进入上述由水处理酶促生物填料形成的生物过滤器，对污水进行截留过滤和兼性厌氧生化处理。

根据一个优选的实施方式，所述低能耗污水处理工艺还包括如下工艺步骤：S6：经过S5处理后的污水进入沉淀池进行沉淀，以去除从水处理酶促生物填料上脱落的生物膜和菌胶团，使出水得以澄清。

一种景观系统，所述景观系统包括上述低能耗污水处理装置。根据一个优选的实施方式，所述景观系统中，在所述水处理酶促生物填料表面设置有藓类和蕨类植物，以对未能完全处理的氨、氮进行利用，达到进一步消除氨、氮的作用。

一种景观系统，所述景观系统采用了上述低能耗污水处理工艺。根据一个优选的实施方式，所述景观系统中，在所述水处理酶促生物填料表面设置有藓类和/或蕨类植物，以对未能完全处理的氨、氮进行利用，达到进一步消除氨、氮的作用。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)本发明的低能耗污水处理装置可以仅包括厌氧处理器、与厌氧处理器相连接的多介质过滤器和与多介质过滤器相连接的生物过滤器，结构简单、土建施工简单、工程施工周期短、操作控制简单、占地面积小、所需配置的人员少，可以大大降低建造、运行、维修费用，高效、节能；

(2)本发明的低能耗污水处理工艺处理流程简洁、便于控制和管理，可以大大降低运行费用、高效、节能；

(3)本发明中水处理酶促生物填料具有孔隙率大、比表面积大、密度适中、表面粗糙、生物亲和性好、抗酸碱不易老化、机械强度高、寿命长等特点，具有良好的过滤和挂膜性能；由于水处理酶促生物填料孔隙率大、比表面积大可以加强微生物的附着和生长，使水处理酶促生物填料可以对污水同时进行截留过滤和兼性厌氧生化处理，提高了污水处理的效果及效率。

附图说明

图1、图2为本发明低能耗污水处理装置的结构示意图；

图3为本发明中形成生物过滤器的水处理酶促生物填料的结构示意图；

图4为本发明中形成生物过滤器的水处理酶促生物填料的表面微观结构示意图；

图5为本发明低能耗污水处理工艺的工艺流程图；

图6为本发明中水处理酶促生物填料的制流程图。

上述附图中，附图标记对应的部件名称如下：

1-厌氧处理器，2-多介质过滤器，3-生物过滤器，4-沉淀池，5-清水景观区，110-栅格井，120-厌氧降解池，130-厌氧反应池。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。

如图1、图2所示，其示出了一种低能耗污水处理装置，其包括厌氧处理器1、与厌氧处理器1相连接的多介质过滤器2和与多介质过滤器2相连接的生物过滤器3。

优选的，厌氧处理器1包括依次连接的栅格井110、厌氧降解池120和厌氧反应池130；厌氧反应池130连接至多介质过滤器2。

进一步的，低能耗污水处理装置还包括与生物过滤器3相连接的沉淀池4。

优选的，生物过滤器3由水处理酶促生物填料形成，水处理酶促生物填料的孔隙率大于等于95％，使水处理酶促生物填料对污水同时进行截留过滤和兼性厌氧生化处理。

水处理酶促生物填料的组分为：煤粉10～15％、页岩10～20％、火山石20～40％、工业废料10～20％、黏土15～30％、生物生长促进剂3～5％、造孔剂1～3％。

水处理酶促生物填料的制备方法包括如下步骤，如图6所示：

(1)以煤粉、页岩、火山石、工业废料(如高炉渣、钢渣、赤泥、有色金属渣、粉煤灰、煤渣、硫酸渣、废石膏、脱硫灰、电石渣、盐泥等中的一种或多种的混合)、黏土为基本原料，按照配比先后进破碎机和制砂机进行破碎和粉碎；

(2)出料经过振动筛分筛，粒径大于5mm的粗粒再回制砂机，小于5mm的进入球磨机进行进一步磨细，从而得到中间产品；

(3)向中间产品中添加生物生长促进剂和造孔剂，以增强成品的亲生物性；

(4)将以上材料均匀混合后，加水制成泥状并倒入模具中定形，之后经高温煅烧而成。

本发明中用上述原材料经过上述制备过程制备而成的水处理酶促生物填料的孔隙结构及表面微观结构如图3、图4所示。

本发明中的水处理酶促生物填料将构筑物、过滤填料、生物附着填料加以集成；同时，通过工艺中按比例添加造孔剂和生物生长促进剂，在提高载体表面粗糙度，提高亲水性的基础上增强对微生物的捕捉能力强，促进优势菌种的菌胶团附着生长，形成对水中有机物具有良好絮凝、吸附和氧化性能且结构致密的生物膜，促进微生物生长、激活生物活性；可以将孔隙率由82％提高至95％及以上，填料开始挂膜时间由5天缩短至3天，终期挂膜率由0.0500gSS/g填料提高至0.076gSS/g填料，终期膜厚由83um提高至100um及以上，增强微生物厌氧、兼氧、好氧代谢阶段对污水的处理效果。

由于本发明中的水处理酶促生物填料比表面积大、密度适中、表面粗糙、生物亲和性好、抗酸碱不易老化、机械强度高、寿命长等特点，具有良好的过滤和挂膜性能。孔隙率高，污水中的细小颗粒和悬浮物在材料表面和大空腔之间的细微孔隙中被截留；粗糙度高，有利于水流的重新分布，减少水流对生物膜的剪切力，促进了微生物在滤料表面的固着生长；比表面积大，含数量巨大的空腔，为微生物提供了附着场所和相对稳定的内部空间，污水通过细微孔隙渗入滤料内部较大孔隙和空腔后，在靠近中心内部位置形成厌氧区，进行厌氧生化反应，在靠近表面区域形成小范围富氧区，进行好氧生化反应。

另外，本发明中的水处理酶促生物填料可以根据需求在制坯阶段制作成假山等景观外形可以使将景观和污水处理设备集成为一体。

除此之外，本发明中的水处理酶促生物填料还可以在表面种植和培养藓类和/或蕨类植物，对未能完全处理的氨氮进行利用以达到进一步消除的作用。

本发明还提供了一种低能耗污水处理工艺，其包括如下工艺步骤，如图5所示：

S1：待处理污水经过栅格井，对污水中的漂浮物、部分悬浮物进行拦截；

S2：经过S1处理后的污水进入厌氧降解池，对污水进行初步沉淀用以沉淀没有被格栅截留的可沉淀物，并对污水进行初步厌氧降解；

S3：经过S2处理后的污水进入厌氧反应池，对污水进行厌氧处理以降解污水中的有机物；

S4：经过S3处理后的污水进入多介质过滤器进行过滤，以进一步去除污水中的杂质；

S5：经过S4处理后的污水进入上述由水处理酶促生物填料形成的生物过滤器，对污水进行截留过滤和兼性厌氧生化处理。

进一步的，还可以包括：

S6：经过S5处理后的污水进入沉淀池进行沉淀，以去除从水处理酶促生物填料上脱落的生物膜和菌胶团，使出水得以澄清。

本发明还涉及一种景观系统，其包括上述低能耗污水处理装置或者包括上述低能耗污水处理工艺。

本发明的一种景观系统，污水经过上述低能耗污水处理装置或者上述低能耗污水处理工艺的过滤和生化处理后，由生物过滤器(水处理酶促生物填料)表面渗出，在重力作用下形成水流汇入环绕于生物过滤器底部的沉淀池进行沉淀，去除脱落的生物膜和菌胶团等物质使出水得以澄清；经过沉淀的上清液通过溢流堰从周边进入清水景观区5。

另外，在生物过滤器中的水处理酶促生物填料表面设置有藓类和/或蕨类植物，以对未能完全处理的氨、氮进行利用，达到进一步消除氨、氮的作用。

本发明的低能耗污水处理装置由于结构简单、土建施工简单、工程施工周期短、操作控制简单、占地面积小、所需配置的人员少，可以大大降低建造、运行、维修费用，高效、节能，因此特别适合于农村分散污水处理及社区污水处理景观设施。

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

按照上述实施例，便可很好地实现本发明。值得说明的是，基于上述结构设计的前提下，为解决同样的技术问题，即使在本发明上做出的一些无实质性的改动或润色，所采用的技术方案的实质仍然与本发明一样，故其也应当在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种低能耗污水处理装置，其特征在于，其包括厌氧处理器(1)、与所述厌氧处理器(1)相连接的多介质过滤器(2)和与所述多介质过滤器(2)相连接的生物过滤器(3)；

所述生物过滤器(3)由水处理酶促生物填料形成，所述水处理酶促生物填料的孔隙率大于等于95％，使所述水处理酶促生物填料对污水同时进行截留过滤和兼性厌氧生化处理。

2.根据权利要求1所述的低能耗污水处理装置，其特征在于，所述水处理酶促生物填料的组分为：煤粉10～15％、页岩10～20％、火山石20～40％、工业废料10～20％、黏土15～30％、生物生长促进剂3～5％、造孔剂1～3％。

3.根据权利要求2所述的低能耗污水处理装置，其特征在于，所述水处理酶促生物填料的制备方法包括如下步骤：

(1)以煤粉、页岩、火山石、工业废料、黏土为基本原料，按照配比先后进破碎机和制砂机进行破碎和粉碎；

(2)出料经过振动筛分筛，粒径大于5mm的粗粒再回制砂机，小于5mm的进入球磨机进行进一步磨细，从而得到中间产品；

(3)向中间产品中添加生物生长促进剂和造孔剂，以增强成品的亲生物性；

(4)将以上材料均匀混合后，加水制成泥状并倒入模具中定形，之后经高温煅烧而成。

4.根据权利要求1至3之一所述的低能耗污水处理装置，其特征在于，所述厌氧处理器(1)包括依次连接的栅格井(110)、厌氧降解池(120)和厌氧反应池(130)；所述厌氧反应池(130)连接至所述多介质过滤器(2)。

5.根据权利要求4所述的低能耗污水处理装置，其特征在于，所述低能耗污水处理装置还包括与所述生物过滤器(3)相连接的沉淀池(4)。

6.一种低能耗污水处理工艺，其特征在于，其包括如下工艺步骤：

S1：待处理污水经过栅格井(110)，对污水中的漂浮物、部分悬浮物进行拦截；

S2：经过S1处理后的污水进入厌氧降解池(120)，对污水进行初步沉淀用以沉淀没有被格栅截留的可沉淀物，并对污水进行初步厌氧降解；

S3：经过S2处理后的污水进入厌氧反应池(130)，对污水进行厌氧处理以降解污水中的有机物；

S4：经过S3处理后的污水进入多介质过滤器(2)进行过滤，以进一步去除污水中的杂质；

S5：经过S4处理后的污水进入上述由水处理酶促生物填料形成的生物过滤器(3)，对污水进行截留过滤和兼性厌氧生化处理。

7.根据权利要求6所述的低能耗污水处理工艺，其特征在于，还包括如下工艺步骤：

S6：经过S5处理后的污水进入沉淀池进行沉淀，以去除从水处理酶促生物填料上脱落的生物膜和菌胶团，使出水得以澄清。

8.一种景观系统，其特征在于，所述景观系统包括权利要求1至5之一所述的低能耗污水处理装置。

9.一种景观系统，其特征在于，所述景观系统采用权利要求6至7之一所述的低能耗污水处理工艺。

10.根据权利要求8或9所述的景观系统，其特征在于，在所述水处理酶促生物填料表面设置有藓类和/或蕨类植物，以对未能完全处理的氨、氮进行利用，达到进一步消除氨、氮的作用。