CN107162313A - 一种一体式河道水净化处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种一体式河道水净化处理装置，包括壳体、进水管和出水管，壳体内设有将壳体内部空间分为进水初沉区、电絮凝区、生物反应区及出水沉淀区的第一隔板、第二隔板及第三隔板，进水初沉区设有向下倾斜的斜挡板，斜挡板与第一隔板之间的间隙形成升流口，第一隔板部设有第一连通孔，第二隔板上设有第二连通孔，第三隔板与壳体之间设有间隙分别形成溢流口和循环口，电絮凝区设有一组正负絮凝电极，生物反应区设有无泡曝气生物膜组件，进水管、出水管分别连接进水泵和出水泵，出水管的进口端连接有导流筒。本发明具有模块化、体积小、无土建施工、工期短、成品化组装、见效快等优点，氮磷元素去除效果好，特别适用于河网地区的河道水体修复。

Description

一种一体式河道水净化处理装置

技术领域

本发明涉及河道水处理技术领域，尤其是涉及一种一体式河道水净化处理装置。

背景技术

现有的河道水处理技术大致可以分为三大类：(1)药剂法，直接向污染河道水体中投加经过培育筛选的一种或多种微生物菌种和投加微生物促生剂。目前对于在污染水体中直接投加微生物菌种的生物修复技术争议较多，焦点集中在使用菌种是否带来环境安全性问题。另外对于流动性且污染程度较轻的水体来说，直接投放微生物菌种效果不是很好。而对于投放微生物促生剂，不存在安全性问题，它是通过促生作用，促进了污染物降解微生物生长，使污染水体中的有机物和氨氮迅速下降，溶解氧明显上升，黑臭消除。(2)河道曝气复氧，通过往污染严重的河道水体进行人工充氧，增加河道的自净能力，改善水质，改善和恢复河道的生态环境。(3)人工浮岛技术。即在河道、湖泊的水面上，构建能供动植物和微生物生长、栖息、繁衍的生物生态设施。浮岛上植物的根可吸收水体中的氮磷等营养物质，从而达到净化水质的目的。

目前常见的三大类方法都存在各自的缺点：(1)药剂法常见的问题是对低浓度的有机物不起作用，而且水中的悬浮物一直停留在水中，没有处理，导致悬浮物积累；(2)河道曝气复氧技术主要通过往水中充氧，提高氨化和硝化效果，将有机氨转变为硝态氮，但是总氮依然停留在水中没有去除；另外一个致命的缺点是河道里的水力条件不适合活性污泥生长，有氧气无活性污泥，导致有机物的去除效率低。(3)人工浮岛技术主要依靠水生生物利用降解污泥中的有机营养，但是对流动水体中的有机物和氨氮没有降解能力，因此去除效果差，只能作为其他技术的补充和巩固。

发明内容

本发明是为了解决现有的河道水处理技术所存在的上述问题的问题，提供了一种结构紧凑，综合原位修复和异地处理的双重优势，具有模块化、体积小、无土建施工、工期短、成品化组装、见效快等优点，氮磷元素去除效果好，特别适用于河网地区的河道水体修复的一体式河道水净化处理装置。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种一体式河道水净化处理装置，包括壳体、设于壳体两端的进水管和出水管，所述壳体内部设有第一隔板、第二隔板及第三隔板，所述第一隔板、第二隔板及第三隔板将壳体内部空间分为进水初沉区、电絮凝区、生物反应区及出水沉淀区，所述进水初沉区内设有向下倾斜的斜挡板，所述斜挡板与第一隔板之间设有间隙，该间隙形成升流口，所述第一隔板上部设有第一连通孔，所述第二隔板上设有第二连通孔，所述第三隔板与壳体之间设有间隙分别形成溢流口和循环口，所述电絮凝区内设有一组正负絮凝电极，所述生物反应区内设有无泡曝气生物膜组件，所述进水管、出水管分别连接有进水泵和出水泵，所述出水管的进口端连接有导流筒。本发明采用一体式结构，结构紧凑，具有模块化、体积小、无土建施工、工期短、成品化组装、见效快等优点，其中进水初沉区进行初步沉淀可减少后续电絮凝区的处理压力，进水初沉区中的斜挡板可避免大量悬浮物进入电絮凝区，进一步减轻电絮凝区的处理压力；电絮凝区中通过外接电源的絮凝电极对污染物(尤其是悬浮物SS)的吸附聚集、压缩絮凝、以及污染物与水的分离沉淀，实现对水体中污染物的净化去除，尤其是能大大强化脱氮除磷的效果；无泡曝气生物膜组件中，附着于中空纤维表面的生物膜从底层到表面有垂直的分层，从内到外依次为硝化层、好氧层、反硝化层、厌氧层，纯氧或空气通过中空纤维中的微孔为生物膜进行无泡曝气，在中空纤维膜的外侧形成的生物膜与废水充分接触，河道水中所含的有机物被生物膜吸附和氧化分解，从而使河道水得到净化；溢流口和循环口使得生物反应区和出水沉淀区之间进行循环传质，有利于维持无泡曝气生物膜组件中微生物的活性；导流筒使出水沉淀区中的水向上经出水管抽出时与出水沉淀区中的污泥沉降方向相反，从而减少污泥带入量，与污泥沉降方向实现逆向分离，有效避免大量污泥进入出水管降低污泥浓度而弱化与生物反应区之间的传质，降低无泡曝气生物膜组件中微生物的活性。本发明耦合了电絮凝强化除磷、生物脱氮脱磷、无泡曝气等技术，可实现氮磷元素共同去除，特别是低浓度氮素去除，抗负荷冲击能力强，具有模块化、体积小、无土建施工、工期短、成品化组装、见效快等优点，特别适用于河网地区的河道水体修复。

作为优选，所述电絮凝区设有用于控制进水泵开停的电极液位计，所述电极液位计与进水泵相连。

作为优选，所述进水初沉区、电絮凝区底部设有清淤管，所述清淤管连接有粉碎泵。

作为优选，所述无泡曝气生物膜组件包括中空纤维帘式生物膜、上集气管(及下集气管，所述中空纤维帘式生物膜由若干附着有不同微生物的中空纤维排列而成，所述中空纤维膜丝的中部呈松弛状，中空纤维的上下两端分别密封固定于上集气管、下集气管上并与其连通，所述上集气管、下集气管两端设有密封端盖，所述下集气管一端通过管路连接有鼓风机，所述上集气管一端连接有排气管。本发明中鼓风机将空气经上集气管送中空纤维中，通过中空纤维的微孔为生物膜进行无泡曝气，氧气传质效率高，氧气在中空纤维的外侧形成的生物膜与污水充分接触，以满足微生物对氧的需求，多余气体经上集气管汇合后经排气管排出。

作为优选，所述出水沉淀区底部设有排污管，所述排污管连接有排污泵。

作为优选，所述壳体两端设为半圆形。

作为优选，所述导流筒呈圆台形。

因此，本发明具有如下有益效果：本发明结构紧凑，具有模块化、体积小、无土建施工、工期短、成品化组装、见效快等优点，综合原位修复和异地处理的双重优势，耦合了电絮凝强化除磷、生物脱氮脱磷、无泡曝气等技术，可实现氮磷元素共同去除，特别是低浓度氮素去除，抗负荷冲击能力强，特别适用于河网地区的河道水体修复。

附图说明

图1是本发明的一种结构示意图。

图中：壳体1，进水管2，出水管3，第一隔板4，第二隔板5，第三隔板6，进水初沉区7，电絮凝区8，生物反应区9，出水沉淀区10，第一连通孔11，第二连通孔12，溢流口13，循环口14，正负絮凝电极15，进水泵16，出水泵17，电极液位计18，清淤管19，粉碎泵20，中空纤维帘式生物膜21，上集气管22，下集气管23，密封端盖24，鼓风机25，排气管26，排污管27，排污泵28，斜挡板29，升流口30，导流筒31。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的描述。

如图1所示的一种一体式河道水净化处理装置，包括两端为半圆形的壳体1、设于壳体两端的进水管2和出水管3，进水管、出水管分别连接有进水泵16和出水泵17，出水管的进口端连接有呈圆台形构的导流筒31，壳体内部固定有第一隔板4、第二隔板5及第三隔板6，第一隔板、第二隔板及第三隔板将壳体内部空间分为进水初沉区7、电絮凝区8、生物反应区9及出水沉淀区10，进水初沉区内设有向下倾斜的斜挡板29，所述斜挡板与第一隔板之间设有间隙，该间隙形成升流口30，第一隔板上部设有第一连通孔11，第二隔板上设有第二连通孔12，第三隔板与壳体之间设有间隙分别形成溢流口13和循环口14，进水初沉区、电絮凝区底部连有清淤管19，清淤管连接有粉碎泵20，电絮凝区内装有一组正负絮凝电极15，正负絮凝电极与外接电源连接(未在图中标示外接电源)，电絮凝区还设有用于控制进水泵开停的电极液位计18，电极液位计与进水泵相连，生物反应区内设有无泡曝气生物膜组件，无泡曝气生物膜组件包括中空纤维帘式生物膜21、上集气管22及下集气管23，中空纤维帘式生物膜由若干附着有不同微生物的中空纤维排列而成，中空纤维膜丝的中部呈松弛状，中空纤维的上下两端分别密封固定于上集气管、下集气管上并与其连通，上集气管、下集气管两端设有密封端盖24，下集气管一端通过管路连接有鼓风机25，上集气管一端连接有排气管26，出水沉淀区底部连有排污管27，排污管连接有排污泵28。

本发明的运行原理为：河水由进水管经进水泵抽至进水初沉区，沉淀后河水经升流口、第一连通孔溢至电絮凝区，正负絮凝电极通电后电絮凝，河水经第二连通孔溢至生物反应区进行反应，反应期间进行间隔曝气，生物反应区内的河水经中空纤维帘式生物膜处理进一步除去氮磷元素后，经溢流口流至出水沉淀区，上部的水通过出水泵由导流筒经出水管即可抽出，下部的水及污泥通过循环口与生物反应区内的河水进行循环传质，以维持无泡曝气生物膜组件中微生物的活性；进水初沉区与电絮凝区底部沉积的污泥经清淤管由粉碎泵排出。

应用例1

高COD、BOD₅水体河道修复：针对高COD(>40mg/L)和高BOD₅(>10mg/L)的劣V类河道水体，利用本发明的一体式河道水净化处理装置进行异位修复，可以实现1000t/d的处理效率，使处理后的水COD_Mn低于30mg/L、BOD₅低于6mg/L、溶解氧高于3mg/L，使水质基本达到IV类水体标准。

应用例2

高氨氮水体河道修复

针对高氨氮(>2mg/L)河道水体，利用本发明的一体式河道水净化处理装置进行异位修复，可以实现1500t/d的处理效率，使处理后水中氨氮低于1mg/L，使水质达到III类水体标准。

应用例3

高硝态氮水体河道修复

针对高硝态氮(>2mg/L)河道水体，利用本发明的一体式河道水净化处理装置进行异位修复，可以实现2000t/d的处理效率，使处理后的水中硝态氮低于1mg/L，使水质达到IV类水体标准。

应用例4

含磷水体河道修复

针对含磷(>0.4mg/L)河道水体，利用本发明的一体式河道水净化处理装置，可以实现1800t/d的处理效率，使处理后的水中总磷低于0.3mg/L，使水质达到IV类水体标准。

以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims (7)

1.一种一体式河道水净化处理装置，其特征在于，包括壳体(1)、设于壳体两端的进水管(2)和出水管(3)，所述壳体内部设有第一隔板(4)、第二隔板(5)及第三隔板(6)，所述第一隔板、第二隔板及第三隔板将壳体内部空间分为进水初沉区(7)、电絮凝区(8)、生物反应区(9)及出水沉淀区(10)，所述进水初沉区内设有向下倾斜的斜挡板(29)，所述斜挡板与第一隔板之间设有间隙，该间隙形成升流口(30)，所述第一隔板上部设有第一连通孔(11)，所述第二隔板上设有第二连通孔(12)，所述第三隔板与壳体之间设有间隙分别形成溢流口(13)和循环口(14)，所述电絮凝区内设有一组正负絮凝电极(15)，所述生物反应区内设有无泡曝气生物膜组件，所述进水管、出水管分别连接有进水泵(16)和出水泵(17)，所述出水管的进口端连接有导流筒(31)。

2.根据权利要求1所述的一种一体式河道水净化处理装置，其特征在于，所述电絮凝区设有用于控制进水泵开停的电极液位计(18)，所述电极液位计与进水泵相连。

3.根据权利要求1所述的一种一体式河道水净化处理装置，其特征在于，所述进水初沉区、电絮凝区底部设有清淤管(19)，所述清淤管连接有粉碎泵(20)。

4.根据权利要求1所述的一种一体式河道水净化处理装置，其特征在于，所述无泡曝气生物膜组件包括中空纤维帘式生物膜(21)、上集气管(22)及下集气管(23)，所述中空纤维帘式生物膜由若干附着有不同微生物的中空纤维排列而成，所述中空纤维膜丝的中部呈松弛状，中空纤维的上下两端分别密封固定于上集气管、下集气管上并与其连通，所述上集气管、下集气管两端设有密封端盖(24)，所述下集气管一端通过管路连接有鼓风机(25)，所述上集气管一端连接有排气管(26)。

5.根据权利要求1所述的一种一体式河道水净化处理装置，其特征在于，所述出水沉淀区底部设有排污管(27)，所述排污管连接有排污泵(28)。

6.根据权利要求1所述的一种一体式河道水净化处理装置，其特征在于，所述壳体两端设为半圆形。

7.根据权利要求1所述的一种一体式河道水净化处理装置，其特征在于，所述导流筒呈圆台形。