CN106630423A - 集成式模块化污水处理厂 - Google Patents

Abstract

本发明提供了集成式模块化污水处理厂，属于污水处理技术领域。它解决了如何简化反硝化池结构以降低污水处理过程中的运行成本的问题。本处理厂包括水解酸化池、反硝化池、硝化池、中间池和消毒池，反硝化池包括池体、与工艺水管线相连通的出水管、与排水管线相连通的冲洗排水管、布水布气装置、滤板和滤头，滤板固定在池体的上部并将池体的内腔分隔成上腔室和下腔室，上腔室内具有与出水管相通的出水口，出水口与滤板之间形成有重力式冲洗水室，下腔室内设有悬浮滤料层，悬浮滤料层下方的下腔室内设有与冲洗排水管相通的排水口。通过以上设计，使得本处理厂的制造成本、日常维护成本、吨水处理耗电量成本等运行成本能够得到大大降低。

Description

集成式模块化污水处理厂

技术领域

本发明属于污水处理技术领域，涉及集成式模块化污水处理厂。

背景技术

污水处理又可分为物理处理技术、物理化学处理技术、生物化学处理技术和化学处理技术，其中以污水的生物化学处理技术最为常用，生化处理技术亦有很多种，主要是根据微生物的生长条件和供氧方式的不同状况进行分类。

前置反硝化工艺，也就是A/O生物脱氮工艺，是城市污水处理厂应用最广泛的一种脱氮工艺，它最大的优点是可以充分利用进水中的可生物降解COD作为反硝化反应的碳源，能有效地同时去除COD和含氮化合物。该工艺需要两个步骤：一、硝化反应，即在好氧条件下将氨氮转化为亚硝酸氮或硝酸氮的过程；二、反硝化反应，即在缺氧环境下以有机碳源为电子供体将硝化过程中产生的亚硝酸氮或硝酸氮转化为氮气的过程；硝化反应只是控制氮的转化形式，并不能实现氮的去除，反硝化反应才真正实现氮的有效去除。

如中国专利【申请号：201320075794.9；授权公告号：CN 203095709U】公开了一种内循环硝化滤池，包括池体，在池体中设有分割墙将池体分为过滤池和循环池，其中所述循环池和进水管道相连接，所述过滤池内设有过滤层，所述过滤层将所述过滤池分为气水分配区和出水缓冲区，所述气水分配区的底部和所述过滤池的底部通过循环管道进行相通，所述气水分配区还通过进气管道和鼓风机的气体出口相连，所述出水缓冲区和所述循环池相通。该内循环硝化滤池的反冲洗过程如下：进水泵停止工作，反冲洗排水阀打开，同时循环水泵、鼓风机按设定工况调整工作频率和工作台数，此时，循环池内储存水作为反冲洗水进入滤料层、出水缓冲区，再进入反冲洗排水渠道，随后通过反冲洗排水阀门、反冲洗排水管道排出。

现有前置反硝化工艺只是维持系统的正常运转，没有考虑系统的运行优化控制，造成城市污水处理厂的吨水耗电量较大，而运行管理人员人数众多，造成污水处理的运行成本较高。如上述公开的内循环硝化滤池，当对滤料进行反冲洗时，需要利用水泵重新将循环池内定的水从下往上抽送对滤料进行清洗，能源消耗大，不利于节约能源和成本；另外，由于滤头设置在滤池的底部且又位于承托层和滤料层的下方，也就是说，当滤头和滤板需要安装或维修更换时，维修人员需要到滤池的底部对滤头进行操作，并且由于承托层和滤料层压在滤头上，不利于滤头进行安装或维修更换，这样增加了工作人员的工作难度，费时、费力，增加了运行成本。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了集成式模块化污水处理厂，本发明解决的技术问题是如何简化反硝化池结构以降低污水处理过程中的运行成本。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：集成式模块化污水处理厂，包括水位从高到低依次设置并通过工艺水管线相连通的水解酸化池、反硝化池、硝化池、中间池和消毒池，所述反硝化池和硝化池通过排水管线与水解酸化池相连通，所述反硝化池和硝化池通过输风管线与空气供应系统相连通，所述反硝化池和中间池通过回流管线相连通，其特征在于，所述反硝化池包括池体、与工艺水管线相连通的出水管、与排水管线相连通的冲洗排水管、位于池体底部的布水布气装置、位于池体内的滤板和固定在滤板上的滤头，所述滤板固定在池体的上部并将池体的内腔分隔成上腔室和下腔室，所述上腔室内具有与出水管相通的出水口，所述出水口与滤板之间形成有重力式冲洗水室，所述下腔室内设有悬浮滤料层，所述悬浮滤料层下方的下腔室内设有与冲洗排水管相通的排水口。

本集成式模块化污水处理厂采用将反硝化池前置与硝化池前面实现氮的有效去除，并且各反应池的水位通过从高到底设置，充分利用了水的势能实现各个反应池的水输送，节约了能源，降低了输送成本；最重要地，通过对反硝化池的结构做出简化改进，进一步降低了污水处理过程中的运行成本。具体来说，本集成式模块化污水处理厂中的反硝化池通过改变滤板的安装位置，将滤板设置在池体的上部，并将滤料层设置在滤板的下方，通过这样简化反硝化池的结构，使得安装或维修人员就能直接从滤池上部展开维修安装工作，使得池体内的滤板和滤头的安装和更换维修更加方便，使得人力成本和维护成本均能得到降低；并且，由于滤板下方的池体下腔室内的悬浮滤料层可以悬浮，使得滤料的安装、调试以及更换维修也更加方便，能够进一步降低人力成本和维护成本；同时，当滤料需要冲洗时，将布水布气装置关闭，打开冲洗排水管，然后利用重力势能，重力式冲洗水室内预留的经过过滤的净水会对下方的滤头、滤板和悬浮滤料层进行反冲洗，当池体内的水位退到悬浮滤料层以下时就停止冲洗，也就是说，本反硝化池利用水的重力势能进行反冲洗，不需要另外设置水泵将水抽上去用于清洗，这样不仅使得滤池的清洗更加方便，而且节约能源，从而达到降低吨水处理耗电量的目的；因此，通过以上设计，简化了反硝化池的结构，使得本集成式模块化污水处理厂中的反硝化池的安装、维护和清洗均更加方便，从而使得本集成式模块化污水处理厂的制造成本、日常维护成本、吨水处理耗电量成本等运行成本能够得到降低。

在上述的集成式模块化污水处理厂中，所述悬浮滤料层由多个悬浮滤料颗粒聚集形成，悬浮滤料颗粒的密度小于水的密度，所述悬浮滤料层下方的下腔室内还依次具有缓冲区和配水区，所述排水口位于配水区内且靠近池体的底部。在反冲洗过程中，上述缓冲区的设计使得悬浮滤料层在水位下降过程中能够在池体内移动，此时，悬浮滤料层受到的挤压力较小，悬浮滤料层处于比较松散的状态，这样使得各个滤料颗粒在反冲洗过程中能够相互摩擦碰撞，从而使得滤料能够使用少量水就能清洗的更干净，有利于节约清洗时的用水量，进而达到降低运行成本的目的；同时，上述设计缓冲区内始终保持有水状态，使得悬浮滤料层能够始终保持聚集状态，并且排水口设计在配水区且靠近池体的底部，从而避免在反冲洗过程中悬浮滤料层中滤料颗粒从排水口排出去。

在上述的集成式模块化污水处理厂中，所述出水口与滤板之间的距离为1.5m～2m。通过对上述距离的合理设计，使得重力式冲洗水室能够保证有充足的水量将下方池体内的部件清洗干净的同时而又不造成水资源浪费，从而降低了污水处理的运行成本。

在上述的集成式模块化污水处理厂中，所述反硝化池还包括与工艺水管线相连通的进水管和与输风管线相连通的进风管，所述布水布气装置包括固定在配水区内的安装架，所述安装架上并排固定有多根呈长条状的集成式布水布气管体，所述集成式布水布气管体上具有与进风管相通的通气管和与进水管相通的通水管，所述通气管上具有进气孔和位于通气管上端管口的出气孔，所述通水管上具有进水孔和位于通水管上端管口的出水孔，所述集成式布水布气管体的内部具有中空且气水共用的分配通道，所述集成式布水布气管体的两侧侧面上具有多个沿集成式布水布气管体长度方向呈一直线排列的配气孔，所述配气孔连通外界和分配通道，所述集成式布水布气管体的底部具有多个沿集成式布水布气管体长度方向呈一直线排列的配水孔，所述配水孔连通外界和分配通道，所述通气管与集成式布水布气管体固连并从集成式布水布气管体的底部伸入到分配通道内且通气管的出气孔与配气孔的高度一致或略高，所述通水管与集成式布水布气管体固连并从集成式布水布气管体的底部伸入到分配通道内且通水管的出水孔高度低于配气孔的高度。本布水布气装置通过设计集成式布水布气管体，将布水和布气的管路集成到集成式布水布气管体这一个部件中，并且由于布水布气管体呈长条状，其本身布水布气的面积较大，曝气生物滤池内只需安装少数就能实现布水布气，通过以上设计，从而简化了布水布气装置在反硝化池中的安装结构减少了布水布气装置所占用的安装空间，进而有利于降低反硝化池组装和维护的成本；作为替代方案，布水布气装置也可以采用传统的独立布水系统和独立曝气系统，即布水布气装置由独立的用于布水的布水管和用于布气的曝气管组成，并安装布置在配水区内。

在上述的集成式模块化污水处理厂中，所述通气管和通水管布置在集成式布水布气管体的底面中部，且所述通气管的外周面和通水管的外周面相互贴靠并固定在一起。通过以上对通气管和通水管布置关系的设计，使得两者紧密贴靠在一起，有利于进一步提高本装置的结构紧凑性，从而减少本装置占用的安装空间，使得本装置的安装布置更加便利，有利于进一步降低本系统的运行成本。

在上述的集成式模块化污水处理厂中，所述反硝化池还包括与回流管线相连通的回流管，所述通水管也与回流管相通。当中间池中的水质不符合净化要求时，中间池中的水重新通过回流管线，再经由回流管输送到反硝化池中进行净化处理，如此循环往复，最终达到净水目的。

在上述的集成式模块化污水处理厂中，所述进水孔位于通水管的下端端部，所述通气管的下端封闭且高于通水管的下端，所述进气孔位于通气管的外周面上。通过上述设计，能够防止水直接从通水管进入。

在上述的集成式模块化污水处理厂中，所述进气孔具有多个并沿通气管轴线方向呈一直线排列。通过上述设计，使得集成式布水布气管体进气更加充分，布气更加均匀，有利于减少集成式布水布气管体的布置数量，降低运行成本。

在上述的集成式模块化污水处理厂中，所述集成式布水布气管体的顶部具有多个沿集成式布水布气管体长度方向呈一直线排列的排气孔，所述排气孔的孔径小于配水孔的孔径。排水孔的设计能够将分配通道内的余气排出，避免形成气阻。

与现有技术相比，本集成式模块化污水处理厂具有以下优点：本集成式模块化污水处理厂简化了反硝化池和布水布气装置的结构，使得本集成式模块化污水处理厂中的反硝化池和布水布气装置的安装、维护和清洗均更加方便，从而使得本集成式模块化污水处理厂的制造成本、日常维护成本、吨水处理耗电量成本等运行成本能够得到大大降低。

附图说明

图1是本集成式模块化污水处理厂的污水处理流程框图。

图2是本反硝化池的平面示意图一。

图3是本反硝化池的平面示意图二。

图4是本布水布气装置的正视简化示意图。

图5是图4中A处的局部放大示意图。

图6是本布水布气装置的侧视简化示意图。

图中，1、水解酸化池；2、反硝化池；21、池体；21a、上腔室；21a1、重力式冲洗水室；21b、下腔室；21b1、缓冲区；21b2、配水区；21c、出水口；21d、排水口；3、硝化池；4、中间池；5、消毒池；6、空气供应系统；7、出水管；8、冲洗排水管；9、布水布气装置；91、集成式布水布气管体；91a、分配通道；92、通气管；921、进气孔；922、出气孔；93、通水管；931、进水孔；932、出水孔；94、配气孔；95、配水孔；96、排气孔；10、滤板；11、滤头；12、悬浮滤料层；13、进水管；14、进风管；15、回流管；16、安装架；a、工艺水管线；b、排水管线；c、输风管线；d、回流管线。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

具体来说，如图1所示，本集成式模块化污水处理厂包括水位从高到低依次设置并通过工艺水管线a相连通的水解酸化池1、反硝化池2、硝化池3、中间池4和消毒池5，反硝化池2和硝化池3通过排水管线b与水解酸化池1相连通，反硝化池2和硝化池3通过输风管线c与空气供应系统6相连通，反硝化池2和中间池4通过回流管线d相连通。空气供应系统6为空气压缩机组或鼓风机组。

如图2和图3所示，本反硝化池2包括池体21、与工艺水管线a相连通的出水管7、与排水管线b相连通的冲洗排水管8、与工艺水管线a相连通的进水管13、与输风管线c相连通的进风管14、位于池体21底部的布水布气装置9、位于池体21内的滤板10和固定在滤板10上的滤头11，滤板10固定在池体21的上部并将池体21的内腔分隔成上腔室21a和下腔室21b，上腔室21a内具有与出水管7相通的出水口21c，出水口21c与滤板10之间形成有重力式冲洗水室21a1，出水口21c与滤板10之间的距离为1.5m～2m。下腔室21b内设有悬浮滤料层12，悬浮滤料层12由多个悬浮滤料颗粒聚集形成，悬浮滤料颗粒的密度小于水的密度。悬浮滤料层12下方的下腔室21b内设有与冲洗排水管8相通的排水口21d。悬浮滤料层12下方的下腔室21b内还依次具有缓冲区21b1和配水区21b2，排水口21d位于配水区21b2内且靠近池体21的底部。

其中，布水布气装置9包括固定在配水区21b2内的安装架16，安装架16上并排固定有多根呈长条状的集成式布水布气管体91。更具体地，如图4、图5和图6所示，集成式布水布气管体91上具有与进风管14相通的通气管92和与进水管13相通的通水管93，通水管93也与回流管15相通。通气管92和通水管93布置在集成式布水布气管体91的底面中部，且通气管92的外周面和通水管93的外周面相互贴靠并固定在一起。通气管92上具有进气孔921和位于通气管92上端管口的出气孔922，通水管93上具有进水孔931和位于通水管93上端管口的出水孔932。进水孔931位于通水管93的下端端部，通气管92的下端封闭且高于通水管93的下端，进气孔921位于通气管92的外周面上且具有多个并沿通气管92轴线方向呈一直线排列。位于分配通道91a外的通气管92的外周面上还具有余气释放孔，余气释放孔位于进气孔921的上方且孔径小于进气孔921的孔径，余气释放孔用于释放分配通道91a内存的余气。

如图6所示，集成式布水布气管体91的内部具有中空且气水共用的分配通道91a。集成式布水布气管体91的两侧侧面上具有多个沿集成式布水布气管体91长度方向呈一直线排列的配气孔94，配气孔94连通外界和分配通道91a。集成式布水布气管体91的底部具有多个沿集成式布水布气管体91长度方向呈一直线排列的配水孔95，配水孔95连通外界和分配通道91a。集成式布水布气管体91的顶部具有多个沿集成式布水布气管体91长度方向呈一直线排列的排气孔96，排气孔96的孔径小于配水孔95的孔径。通气管92与集成式布水布气管体91固连并从集成式布水布气管体91的底部伸入到分配通道91a内且通气管92的出气孔922与配气孔94的高度一致或略高，通水管93与集成式布水布气管体91固连并从集成式布水布气管体91的底部伸入到分配通道91a内且通水管93的出水孔932高度低于配气孔94的高度。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了水解酸化池1、反硝化池2、池体21、上腔室21a、重力式冲洗水室21a1、下腔室21b、缓冲区21b1、配水区21b2、出水口21c、排水口21d、硝化池3、中间池4、消毒池5、空气供应系统6、出水管7、冲洗排水管8、布水布气装置9、集成式布水布气管体91、分配通道91a、通气管92、进气孔921、出气孔922、通水管93、进水孔931、出水孔932、配气孔94、配水孔95、排气孔96、滤板10、滤头11、悬浮滤料层12、进水管13、进风管14、回流管15、安装架16、工艺水管线a、排水管线b、输风管线c、回流管线d等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (9)

1.集成式模块化污水处理厂，包括水位从高到低依次设置并通过工艺水管线(a)相连通的水解酸化池(1)、反硝化池(2)、硝化池(3)、中间池(4)和消毒池(5)，所述反硝化池(2)和硝化池(3)通过排水管线(b)与水解酸化池(1)相连通，所述反硝化池(2)和硝化池(3)通过输风管线(c)与空气供应系统(6)相连通，所述反硝化池(2)和中间池(4)通过回流管线(d)相连通，其特征在于，所述反硝化池(2)包括池体(21)、与工艺水管线(a)相连通的出水管(7)、与排水管线(b)相连通的冲洗排水管(8)、位于池体(21)底部的布水布气装置(9)、位于池体(21)内的滤板(10)和固定在滤板(10)上的滤头(11)，所述滤板(10)固定在池体(21)的上部并将池体(21)的内腔分隔成上腔室(21a)和下腔室(21b)，所述上腔室(21a)内具有与出水管(7)相通的出水口(21c)，所述出水口(21c)与滤板(10)之间形成有重力式冲洗水室(21a1)，所述下腔室(21b)内设有悬浮滤料层(12)，所述悬浮滤料层(12)下方的下腔室(21b)内设有与冲洗排水管(8)相通的排水口(21d)。

2.根据权利要求1所述的集成式模块化污水处理厂，其特征在于，所述悬浮滤料层(12)由多个悬浮滤料颗粒聚集形成，悬浮滤料颗粒的密度小于水的密度，所述悬浮滤料层(12)下方的下腔室(21b)内还依次具有缓冲区(21b1)和配水区(21b2)，所述排水口(21d)位于配水区(21b2)内且靠近池体(21)的底部。

3.根据权利要求1所述的集成式模块化污水处理厂，其特征在于，所述出水口(21c)与滤板(10)之间的距离为1.5m～2m。

4.根据权利要求2或3所述的集成式模块化污水处理厂，其特征在于，所述反硝化池(2)还包括与工艺水管线(a)相连通的进水管(13)和与输风管线(c)相连通的进风管(14)，所述布水布气装置(9)包括固定在配水区(21b2)内的安装架(16)，所述安装架(16)上并排固定有多根呈长条状的集成式布水布气管体(91)，所述集成式布水布气管体(91)上具有与进风管(14)相通的通气管(92)和与进水管(13)相通的通水管(93)，所述通气管(92)上具有进气孔(921)和位于通气管(92)上端管口的出气孔(922)，所述通水管(93)上具有进水孔(931)和位于通水管(93)上端管口的出水孔(932)，所述集成式布水布气管体(91)的内部具有中空且气水共用的分配通道(91a)，所述集成式布水布气管体(91)的两侧侧面上具有多个沿集成式布水布气管体(91)长度方向呈一直线排列的配气孔(94)，所述配气孔(94)连通外界和分配通道(91a)，所述集成式布水布气管体(91)的底部具有多个沿集成式布水布气管体(91)长度方向呈一直线排列的配水孔(95)，所述配水孔(95)连通外界和分配通道(91a)，所述通气管(92)与集成式布水布气管体(91)固连并从集成式布水布气管体(91)的底部伸入到分配通道(91a)内且通气管(92)的出气孔(922)与配气孔(94)的高度一致或略高，所述通水管(93)与集成式布水布气管体(91)固连并从集成式布水布气管体(91)的底部伸入到分配通道(91a)内且通水管(93)的出水孔(932)高度低于配气孔(94)的高度。

5.根据权利要求4所述的集成式模块化污水处理厂，其特征在于，所述通气管(92)和通水管(93)布置在集成式布水布气管体(91)的底面中部，且所述通气管(92)的外周面和通水管(93)的外周面相互贴靠并固定在一起。

6.根据权利要求4所述的集成式模块化污水处理厂，其特征在于，所述反硝化池(2)还包括与回流管线(d)相连通的回流管(15)，所述通水管(93)也与回流管(15)相通。

7.根据权利要求4所述的集成式模块化污水处理厂，其特征在于，所述进水孔(931)位于通水管(93)的下端端部，所述通气管(92)的下端封闭且高于通水管(93)的下端，所述进气孔(921)位于通气管(92)的外周面上。

8.根据权利要求7所述的集成式模块化污水处理厂，其特征在于，所述进气孔(921)具有多个并沿通气管(92)轴线方向呈一直线排列。

9.根据权利要求4所述的集成式模块化污水处理厂，其特征在于，所述集成式布水布气管体(91)的顶部具有多个沿集成式布水布气管体(91)长度方向呈一直线排列的排气孔(96)，所述排气孔(96)的孔径小于配水孔(95)的孔径。