CN105800869B - 一种循环流化床户用污水处理设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种循环流化床户用污水处理设备，包括厌氧反应单元、好氧反应单元和过滤沉淀单元；厌氧反应单元上方设有进水口，底部设有搅拌空气管；好氧反应单元内装有高效生物亲和性填料，过滤沉淀单元的下部设有滤料承托板，上部设有盖板，滤料承托板和盖板之间填充有滤料，所述的过滤沉淀单元的上方设有出水口，所述的厌氧反应单元的底部和好氧反应单元的填料盖板的上部区域通过第一连接管连通；所述的好氧反应单元的底部和所述的滤料承托板的下方区域通过第二连通管连通；所述的厌氧反应单元的上方和滤料承托板的下方区域设置有回流管连通，本设备具有污水处理效率高、占地面积小、污水处理结果达标容易等优点。

Description

一种循环流化床户用污水处理设备

技术领域

本发明涉及污水处理领域，特别涉及一种循环流化床户用污水处理设备。

背景技术

生物流化床污水处理技术应用于污水处理的研究始于20世纪70年代的美国，流化床是利用流态化的概念进行传质或传热操作的一类反应器。它与传统的固定床反应器不同，床体固体微粒始终悬浮于液体中并剧烈运动，从而大大强化了物质的扩散过程，提高了反应速度，可使单位体积可处理的液体反应物量提高2～10倍，这使得流态化得以在工业上广泛应用。

目前，所有的污水处理大都是根据水质条件确定污水处理的工艺，污水处理工艺基本有AB法、A/D法、A²/O法、O/O法、SBR法等，依照这些工艺建起的污水处理厂，每吨污水的运行费用普遍较高，因此有些污水厂虽然建立起来了，但耗电量大，运行成本高，不得不短路运行，因此不能很好地达到污水的处理目标。

传统的反应池结构比较简单，传统多为固定床反应器结构，污水进入池体后与池内填料混合并发生反应，该工艺处理工业污水停留时间一般大于8 个小时，并且厌氧反应与好氧反应彼此独立，存在占地面积大，停留时间长，效率低，达标困难，操作、运行费用高等问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了解决现有技术中污水处理效率低、占地面积大、污水处理结果达标困难，本发明提供了一种循环流化床户用污水处理设备来解决上述问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种循环流化床户用污水处理设备，包括依次通过管路连接的厌氧反应单元、好氧反应单元和过滤沉淀单元；所述的厌氧反应单元上方设有污水的进水口，底部设有搅拌空气管； 所述的好氧反应单元内装有用于发生好氧微生物氧化反应的高效生物亲和性填料，所述的高效生物亲和性填料的上方设有填料盖板；在所述的高效生物亲和性填料内设置有中空的导流筒，导流筒两端分别开设有用于连接导流筒内外腔的导流通道；所述的导流筒的上端面与填料盖板相连，下端面与好氧反应单元的底面相连；所述的导流筒内在好氧反应的底部设置有散气管；所述的过滤沉淀单元的下部设有滤料承托板，上部设有盖板，所述的滤料承托板和盖板之间填充有滤料，所述的过滤沉淀单元的上方设有出水口，所述的滤料内连通有过滤气管；所述的搅拌空气管、散气管和过滤气管通过空气管相互连通，所述的空气管上设置有曝气管；所述的厌氧反应单元的底部和好氧反应单元的填料盖板的上部区域设置有第一连接管连通；所述的好氧反应单元的底部和所述的滤料承托板的下方区域设置有第二连接管连通；所述的第二连接管为三通管，包括第一管口，第二管口和第三管口，所述的第一管口设置在所述的好氧反应单元的底部，位于导流筒内；所述的第二管口与所述的滤料承托板的下方区域连通；所述的厌氧反应单元的上方和滤料承托板的下方区域设置有回流管连通，所述的第三管口和回流管连通。

进一步地：所述的滤料为纤维球滤料。

进一步地：所述的厌氧反应单元内装有高效生物亲和性填料。

进一步地：所述的高效生物亲和性填料的材质为聚氨酯。

进一步地：所述的滤料的孔隙分布自下而上逐渐变小。

进一步地：所述的搅拌空气管和过滤气管上设置有球阀。

本发明的有益效果是，

(1)由于使用了射流布水技术和构造独特的有机高分子流化床专用填料，能保持和显著提高系统的生物量和生物活性，保证该系统的稳定运行；

(2)实现了新鲜污水与生物载体快速均匀的混合，大大提高了反应速度。在循环生物流化床中，CODCr去除率可达到2 kg/ m3•d～5 kg/m3•d；

(3)由高效环形微孔曝气系统和构造独特的高分子有机好氧填料组成的循环流化床系统，CODCr去除率可达3 kg/ m3•d～8 kg/ m3•d，是一般生物反应器所不能比拟的；

(4)高分子有机填料添加了生物亲和剂和增强剂，具有比表面积大，可达到2000m2/m3～3500 m2/m3，在反应体系中成为生物良好的寄居载体，并且具有水力学性能好和使用寿命长等优点；

(5)高效生物载体填料在流化过程中具有自呼吸功能、功能自定位趋向和对气体的吸收功能，并且对气体产生阻尼性能。该系统使曝气气体在水体中的停留时间大大延长，使溶氧率比一般好氧生化系统提高30%～60%，大大降低了生化系统的耗能；

(6)水、泥、填料三相分离系统构思新颖、形状独特、效率高、操作简便，是循环生物流化床的重要装备；

(7)由于循环生物流化床的独特的生化系统，使该系统有效的去除污水中的氮含量，去除率高达70%～80%；

(8)循环生物流化床的自动控制系统实现了进水量和系统的溶氧量及出水的质量自动控制，使该系统成为高效、高自动化的智能系统；

(9)循环生物流化床内投加高效生物亲和性填料，增加了生化系统内的生物量，形成了填料内寄居微生物和活性污泥内微生物两大生物相，两大生物相功能互补，提高了生化处理系统的去除率、增加了系统运行稳定性；

(10)循环生物流化床内的高效生物亲和性填料，使得系统具有很强的抵抗冲击负荷的能力，不存在活性污泥膨胀现象；

(11)该工艺中高效生物亲和性填料的使用无需支撑，填料的投加、补充、更新操作简单；

(12)高效生物亲和性填料比传统的组合式或其它形式填料成本低，使用方便，且容积负荷高，节约用地，特别对老工程的改造有着明显的优势。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明一种循环流化床户用污水处理设备最优实施例的结构示意图。

图中1、厌氧反应单元，2、好氧反应单元，3、过滤沉淀单元，4、进水口，

5、第一连接管，6、第二连接管，7、导流筒，9、滤料承托板，10、滤料，

11、盖板，12、出水口，13、回流管，14、空气管，15、搅拌空气管，16、散气管，17、过滤气管，18、曝气管，19、球阀，20、高效生物亲和性填料，51、不锈钢丝网堵头，61、第一管口，62、第二管口，63、第三管口，71、导流通道。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。相反，本发明的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

如图1所示，本发明提供了一种循环流化床户用污水处理设备，其特征在于：包括厌氧反应单元1、好氧反应单元2、过滤沉淀单元3、第一连接管5、第二连接管6、回流管13和空气管14，空气管14上连接有曝气管18；厌氧反应单元1的上方设有污水的进水口4，底部设有搅拌空气管15，搅拌空气管15与空气管14相连；好氧反应单元2内装有用于发生好氧微生物氧化反应的高效生物亲和性填料20，高效生物亲和性填料20的上方设有填料盖板8；在高效生物亲和性填料20内设置有中空的导流筒7，导流筒7两端分别开设有用于连接导流筒内外腔的导流通道71，导流筒7的上下两端面分别与填料盖板8和好氧反应单元2的底面相连；导流筒7内在好氧反应单元2的底部设置有散气管16，散气管16与空气管14相连；过滤沉淀单元3的下部设有滤料承托板9，上部设有盖板11，滤料承托板9和盖板11之间填充有滤料10，过滤沉淀单元3的上方设有出水口12；第一连接管5的一端设置在所述厌氧反应单元1的底部；另一端与好氧反应单元2的填料盖板8的上部区域连通；第二连接管6为三通管，所述的三通管包括第一管口61，第二管口62和第三管口63，第一管口61设置在好氧反应单元2的底部，位于导流筒7内；第二管口62与过滤沉淀单元3的盖板11的上方区域连通；回流管13的一端设置在厌氧反应单元1的上方，另一端与滤料承托板9的下方区域连通；第三管口63和回流管13连通。

循环生物流化床的厌氧反应单元1实际是应用厌氧反应的水解酸化反应原理，在循环生物流化床的厌氧反应单元内可以选择投加一定数量的高效生物亲和性填料，利用射流布水器的循环射流布水作用，填料在反应器内达到“上浮—沉降”的流化状态，同时使污水中的泥水得到充分的混合。

污水由循环生物流化床的进水口4进入，与厌氧反应单元1内的污泥混合，进行处理。

循环生物流化床的厌氧反应单元1的进水调节段既有调解作用，又具有水解酸化作用。理想的效果主要取决于其泥水混合成度和布水效果，必须保证进水调节段停留时间，同时要使得池内的泥水充分混合并使高效生物亲和性填料处于流化状态，使得水中的污染物被污泥吸附、分解。若高效生物亲和性填料和污泥达不到一定的浓度，泥水混合效果不佳，厌氧部分的处理效果将会很差。因此布水是否均匀和厌氧污泥浓度的高低将决定水解酸化功效的好坏。

经过厌氧反应单元1处理之后的泥水混合液，经第一连接管5流入到填料盖板8的上部区域，在第一连接管5的出口位置还设有不锈钢丝网堵头51以用来过滤，填料盖板8为PVC板上铺设不锈钢丝网的结构，泥水混合液穿过填料盖板8进入高效生物亲和性填料20内与之接触，填料内的导流筒7内还设有通气的散气管16进行曝气，曝气采用高效的环形微孔管式的散气管，提高了氧气利用率，使得空气、污水和高效生物亲和性填料20一起发生好氧反应。

好氧反应单元2实际是应用好氧微生物氧化反应原理，将多孔或柱状的高效生物亲和性填料作为生物载体，投加到循环流化床内，通过微孔充氧曝气技术，在气流、水力的冲击与搅拌下，使得载体处于流动状态，达到良好的流态化。载体表面和内部不断生长生物膜，吸附、氧化并分解污水中的有机物来达到处理污水的目的。该种高效生物亲和性填料是新研制出的新型生物填料，填料的孔隙率为90%～95%，填料具有良好的弹性，在水力、气流的搅拌和冲击下，填料自身形状会发生微小变化，此形状变化保证了填料内部与外部之间形成良好物质交换条件，这个过程又称之为高效生物亲和性填料的“自呼吸”作用，并且填料中含有的多种金属氧化物也促进了微生物的生化反应。

高效生物亲和性填料20在微生物附着生长的情况下，会自发形成一个“上浮—沉降”的循环过程，填料投加初期，填料上附着生长着少量的微生物，填料在反应池内呈悬浮生长状态。随着填料上微生物的逐渐增加，填料整体的比重增加，此时填料沉淀于反应单元的底层。沉淀于底层的填料上微生物由于物质传递减弱和产生厌氧反应，产生小量气体，逐渐又恢复到悬浮状态，重复着“上浮—沉降”循环过程。

经过好氧反应处理过的泥水混合液和填料通过好氧反应单元底部2的第一管口61进入到第二连接管中6，一部分通过回流管13回流至厌氧反应单元1中，其余部分通过第二连接管6进入到过滤沉淀单元3的滤料承托板9的下方区域，滤料承托板9上钻有直径为50mm的圆孔，上铺设有不锈钢丝网，当泥水混合液和填料到达该区域后内置的气提回流系统在不设动力的前提下通过回流管13将部分混合液回流到厌氧反应单元1中，另一部分混合液通过圆孔穿过滤料承托板9进入到滤料之中进行过滤，既保证了好氧区的营养浓度，又保证了硝化反硝化和脱氮除磷。

过滤沉淀单元3的过滤沉淀区内设纤维球滤料，纤维球是由纤维丝扎结而成的，它与传统的钢性颗粒滤料相比具有弹性效果好、不会上浮水面、空隙大、工作周期长和水头损失小等优点。在过滤沉淀区内也设有过滤气管17，可以提高过滤效果并增加混合液中的氧气含量。

在搅拌空气管和过滤气管上设置有球阀19，可以根据混合液流量和处理的效果，调整曝气量的多少，优化整个处理过程。

在过滤过程中，滤料10的滤层空隙沿水流方向逐渐变小，比较符合理想滤料由上大下小的孔隙公布，效率高，滤速快（20-85m/h)截污容量大，过滤效果好，可再生，适用于各种水质的过滤。

通过过滤沉淀区的混合液到达盖板的上方后由出水口12将处理之后的水导出。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对所述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (6)

1.一种循环流化床户用污水处理设备，其特征在于：包括依次通过管路连接的厌氧反应单元、好氧反应单元和过滤沉淀单元；

所述的厌氧反应单元上方设有污水的进水口，底部设有搅拌空气管；

所述的好氧反应单元内装有用于发生好氧微生物氧化反应的高效生物亲和性填料，所述的高效生物亲和性填料的上方设有填料盖板；在所述的高效生物亲和性填料内设置有中空的导流筒，导流筒两端分别开设有用于连接导流筒内外腔的导流通道；所述的导流筒的上端面与填料盖板相连，下端面与好氧反应单元的底面相连；所述的导流筒内在好氧反应的底部设置有散气管；

所述的过滤沉淀单元的下部设有滤料承托板，上部设有盖板，所述的滤料承托板和盖板之间填充有滤料，所述的过滤沉淀单元的上方设有出水口，所述的滤料内连通有过滤气管；

所述的搅拌空气管、散气管和过滤气管通过空气管相互连通，所述的空气管上设置有曝气管；

所述的厌氧反应单元的底部和好氧反应单元的填料盖板的上部区域设置有第一连接管连通；

所述的好氧反应单元的底部和所述的滤料承托板的下方区域设置有第二连接管连通；所述的第二连接管为三通管，包括第一管口，第二管口和第三管口，所述的第一管口设置在所述的好氧反应单元的底部，位于导流筒内；所述的第二管口与所述的滤料承托板的下方区域连通；

所述的厌氧反应单元的上方和滤料承托板的下方区域设置有回流管连通，所述的第三管口和回流管连通。

2.如权利要求1所述的一种循环流化床户用污水处理设备，其特征在于：所述的滤料为纤维球滤料。

3.如权利要求1所述的一种循环流化床户用污水处理设备，其特征在于：所述的厌氧反应单元内装有高效生物亲和性填料。

4.如权利要求1或3所述的一种循环流化床户用污水处理设备，其特征在于：所述的高效生物亲和性填料的材质为聚氨酯。

5.如权利要求1或2所述的一种循环流化床户用污水处理设备，其特征在于：所述的滤料的孔隙分布自下而上逐渐变小。

6.如权利要求1或2所述的一种循环流化床户用污水处理设备，其特征在于：所述的搅拌空气管和过滤气管上设置有球阀。