CN107585969A - 一种塔式一体化污水处理设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及污水处理领域，尤其是涉及一种塔式一体化污水处理设备，其包括预脱硝模块、厌氧池模块、缺氧池模块模块、好氧模块模块，将沉淀池模块和消毒池放置在塔的外部。预脱硝模块需要从沉淀池中回流污泥，以增强脱硝（除氮）的效果；缺氧池模块从好氧模块中回流部分硝化液，以增强脱硝（除氮）的效果。所述预脱硝模块、厌氧池模块、缺氧池模块模块、好氧模块模块呈“塔”状结构，污水从预脱硝模块流入，经过厌氧池模块、缺氧池模块模块、好氧模块模块的作用，污水进入沉淀池沉降，消毒后转换为过标的水排出。整个一体化污水处理设备具有塔式模块化设计、易于运输及安装、出水稳定达标、能耗少的特点。
Description
技术领域
本发明涉及污水处理领域，尤其是涉及一种塔式一体化污水处理设备。
背景技术
目前，我国水环境形势依然十分严峻，尽管全国城市的污水处理率比较高，但对于那些城市污水收集管道难于延伸的区域（如农村、小城镇、城郊生活区等），污水处理率仍然很低。一体化污水处理设备是以生化反应为基础，将预处理、生化、沉淀、消毒、污泥回流等多个功能不同的单元有机的结合在一个设备之中而形成的污水处理组合体。一般地，该设备应用于城市排水管网难以覆盖的城市边缘地带和新区以及经济相对落后的广大农村、小城镇地区时，宜采用MBBR工艺；而处理与城市生活污水性质类似的部分工业废水和医院、涉外宾馆等城市特种废水时，采用MBR工艺。这就为小型一体化污水处理设备的应用和发展提供了广阔的空间。对于一体化污水处理设备，以往做法是：
1、采用标准集装箱或玻璃钢结构，产品成一体化，以便于所有的部件、设备在工厂成套。但此设计需要在现在采用大吊力的吊车，且运输过程也特别不方便，特别是当设备主要适用于“城市边缘地带和新区以及经济相对落后的广大农村、小城镇地区”等时，交通和道路的配套未必完善；
2、目前采用的工艺过程有一体化生物接触氧化反应器、一体化生物流化床、SBR反应器、一体化氧化沟等方法。这些工艺往往需要多个反应器、工艺流程长、污水停留时间长，这就造成一体化污水处理设备体积增大，如采用标准集装箱或玻璃钢结构，则需要更多或大的箱体，无论对运输和安装都极为不利；
3、目前大部分的一体化污水处理设备均采用卧式结构，有占地面积大，投资高，运行费用高等问题，特别是由于水流的问题，微生物更新慢，更易于污泥沉淀，污泥的活性降低。
发明内容
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明的目的在于提供一种结构简单、安全可靠、模块化、减少占地面积的塔式一体化污水处理设备，解决现有一体化污水处理设备存在的技术问题。
一种塔式一体化污水处理设备，包括预脱硝模块、厌氧池模块、缺氧池模块模块、好氧模块模块、沉淀池模块、消毒池，所述预脱硝模块、厌氧池模块、缺氧池模块模块、好氧模块模块叠加成塔状。
进一步的，所述预脱硝模块、厌氧池模块、缺氧池模块模块、好氧模块模块叠加成塔状，各个模块内的模块进水口都位于各模块下方，各个模块出水口位于模块的上方。
进一步的，所述模块的材料都为碳钢防腐，模块采用圆柱形箱体，生产时分开生产，运到现场后组装。
进一步的，所述好氧模块模块内设有生物膜填料和曝气装置，曝气装置通过曝气风入口与外部连通。
进一步的，所述预脱硝模块需要从沉淀池中回流污泥，污泥通过回流管道A末端的污泥回流入口返回至预脱硝模块。
进一步的，所述缺氧池模块从好氧模块中回流部分硝化液，缺氧池模块通过回流管道B末端的硝化液回流入口从好氧模块中回流部分硝化液。
进一步的，所述模块采用圆柱形箱体，在箱体的中心加装了一根垂直的柱，柱从预脱硝模块、厌氧池模块、缺氧池模块模块、好氧模块模块内部穿过，排气孔位于柱上，排气孔的位置在各个模块的靠上方处。
进一步的，模块内进出水路线线路为对角线。
进一步的，所述沉淀池模块和消毒池放置在塔的外部。
本发明的有点在于：
1、各个模块污水由重力的作用向下流动，降低不同池间的水流动的能耗；由于出水口位于模块的上方，污水自下往上流动，水流能起到冲刷作用，避免污泥的沉积；同时，也由于水力负荷的关系，不会产生氧气溶解在原水中，更利于厌氧和缺氧的环境形成，对于农村污水处理设备，由于污水水源的间歇性，此点在农村污水处理中特别重要。
2、从沉淀池中回流的污水中含有大量的好氧菌种，其生长和反应需要大量氧气，充分消化预脱硝模块的氧化，去除污水和污泥中约30%的硝酸盐，初步去除TN，同时保证厌氧区的严格厌氧环境和保证污泥量的均衡。好氧模块出水硝态氮含量比较高，从好氧模块中回流部分硝化液，可以增强脱硝（除总氮）的效果。
3、设备呈塔状结构，材料为碳钢防腐，模块采用圆柱形箱体，生产时分开生产，运到现场后组装。运输和安装时，各模块可分开运输和吊装，方便运输和安装。这对于“城市边缘地带和新区以及经济相对落后的广大农村、小城镇地区”等交通和道路的配套不完善地区特别重要。
4、模块的进出水路线线路为对角线，可以增大水流的路径，更有利于水的停留和污水的处理效果。
附图说明
附图1为本发明的侧视示意图。
附图2为本发明的俯视示意图（横截面）。
附图3为本发明的模块内横截面的水流方向示意图。
附图4为本发明的模块内纵截面的水流方向示意图。
图代号说明：1.预脱硝模块；2.厌氧池模块；3.缺氧池模块模块；4.好氧模块模块；5.沉淀池模块；6.消毒池模块；7.进水口；8.预脱硝模块溢流管；9.厌氧池模块溢流管；10.缺氧池模块模块溢流管；11.好氧模块模块溢流管；12.沉淀池模块溢流管；13.污泥回流入口；14.硝化液回流入口；15.曝气设备；16.曝气风入口；17.排气孔（含溢流功能）；18.悬浮填料；19.模块连接板；20.出水口；21.回流泵；221.回流管道A；222回流管道B；23.箱体；24.中心孔；25.模块进水口；26模块出水口。
具体实施方式
为了能对本发明之目的、特征及功能有更进一步了解，以下结合附图对本发明进一步说明：
请参阅图1-4所示，系为本发明的结构示意图，本发明是有关一种塔式一体化污水处理设备，包括预脱硝模块1、厌氧池模块2、缺氧池模块模块3、好氧模块模块4，将沉淀池模块5和消毒池6放置在塔的外部。污水从进水口7进入预脱硝模块1，沿预脱硝模块1、厌氧池模块2、缺氧池模块模块3、好氧模块模块4、沉淀池模块5、消毒池6模块作不同工艺过程的处理，最终从消毒池6模块的出水口排出达标水。
本发明采用模块化设计，分别为预脱硝模块1、厌氧池模块2、缺氧池模块模块3、好氧模块模块4，将沉淀池模块5和消毒池6放置在塔的外部。预脱硝模块1、厌氧池模块2、缺氧池模块模块3、好氧模块模块4叠加成塔状，设计时，模块进水口25都位于各模块下方，模块出水口26位于模块的上方，污水由重力的作用向下流动，降低不同池间的水流动的能耗；由于出水口位于模块的上方，污水自下往上流动，水流能起到冲刷作用，避免污泥的沉积；同时，也由于水力负荷的关系，不会产生氧气溶解在原水中，更利于厌氧和缺氧的环境形成，对于农村污水处理设备，由于污水水源的间歇性，此点在农村污水处理中特别重要。
一种塔式一体化污水处理设备采用移动床生物膜反应器工艺（MBBR）工艺，其好氧模块模块4内设有生物膜填料18和曝气装置15。曝气装置15通过曝气风入口16与外部连通。反应器中投加一定数量的悬浮载体，提高反应器中的生物量及生物种类，从而提高反应器的处理效率。由于填料密度接近于水，所以在曝气的时候，与水呈完全混合状态，另外，每个载体内外均具有不同的生物种类，内部生长一些厌氧菌或兼氧菌，微生物生长的环境为气、液、固三相。载体在水中的碰撞和剪切作用，使空气气泡更加细小，增加了氧气的利用率外部为好养菌，这样每个载体都为一个微型反应器，使硝化反应和反硝化反应同时存在，从而提高了处理效果。
作为优选的技术方案，本发明设备呈塔状结构，材料为碳钢防腐，模块采用圆柱形箱体，生产时分开生产，运到现场后组装。运输和安装时，各模块可分开运输和吊装，方便运输和安装；设备就位后，通过连接板19将各模块连接成一体，管道通过标准法兰连接，电气部分通过软导线连接。这对于“城市边缘地带和新区以及经济相对落后的广大农村、小城镇地区”等交通和道路的配套不完善地区特别重要。
预脱硝模块1需要从沉淀池5中回流污泥，通过回流管道A221末端的污泥回流入口13返回至预脱硝模块1，以增强脱硝（除氮）的效果。由于从沉淀池5中回流的污水中含有大量的好氧菌种，其生长和反应需要大量氧气，充分消化预脱硝模块的氧化，去除污水和污泥中约30%的硝酸盐，初步去除TN，同时保证厌氧区的严格厌氧环境和保证污泥量的均衡。
缺氧池模块3通过回流管道B（222）末端的硝化液回流入口14从好氧模块4中回流部分硝化液，以增强脱硝（除氮）的效果。由于原水进水中硝态氮含量较少要想进行反硝化作用必须提供硝态氮；好氧模块4出水硝态氮含量比较高，从好氧模块4中回流部分硝化液，可以增强脱硝（除总氮）的效果。
本发明的设备模块采用圆柱形箱体，中间开有圆形的排气孔17，可用于通风，特别是各反应器产生的气体，可迅速排出；作为优选的，在池的中心加装了一根垂直的柱，可增强模块箱体的垂直强度，防止中心下陷；排气孔17位于柱上，具体位置是在各个模块的靠上方处。进出水路线线路为对角线，可以增大水流的路径，更有利于水的停留和污水的处理效果。
沉淀池模块5和消毒池6放置在塔的外部。由于沉淀池模块5需要定期清理污泥，而消毒池6模块需要更换紫外线灯管，因此，将这两个模块置于塔外，可采用模块化生产的模式，也可以采用建池的模式，进一步降低建造成本。
在重力的作用下，预脱硝模块1的出水通过预脱硝模块溢流管8进入厌氧池模块2，进行硝化反应，去除NH3-N（氨氮），形成硝酸盐和甲烷、二氧化碳等，气体沿排气孔17排出；在重力的作用下，厌氧池模块2的出水通过厌氧池模块溢流管9进入缺氧池模块模块3，与从好氧模块中回流的硝化液，进行反硝化反应，将硝酸盐和亚硝酸盐的氮，还原为气态氮排出；在重力的作用下，缺氧池模块模块3的出水通过缺氧池模块模块溢流管10进入好氧模块模块4，在水力、曝气、生物填料、活性污泥的作用下，完成好氧反应，完成除氮、除磷、降低COD的过程；然后通过好氧模块模块溢流管11自流进入到沉淀池模块5，澄清后通过沉淀池模块溢流管12进入消毒池6，采用紫外线消毒后排出，最后由出水口20排出。整个一体化污水处理设备具有模块化设计、易于运输及安装、出水稳定达标、占地面积小，特别适合处理农村或小型化城镇的生活污水等功能。回流泵、控制箱等控制设备可安装在外部，对整个设备进行自动控制，不在本发明的限定范围内。
为防止出现其他不可控的水过多导致设备损坏，排气孔17可以作为临时排水口，过多的水也可以从排气孔17流出。
当然，以上仅为本发明较佳实施方式，并非以此限定本发明的适用范围，故，凡在本发明原理上做等效改变均应包含在本发明的保护范围内，如在塔体外部增加保护罩、把各模块的连接管道放置于塔体的内部等，也在本发明的保护范围内。
Claims (9)
1.一种塔式一体化污水处理设备，其特征在于：包括预脱硝模块（1）、厌氧池模块（2）、缺氧池模块模块（3）、好氧模块模块（4）、沉淀池模块（5）、消毒池（6）；所述预脱硝模块（1）、厌氧池模块（2）、缺氧池模块模块（3）、好氧模块模块（4）叠加成塔状。
2.根据权利要求1所述的一种塔式一体化污水处理设备，其特征在于：所述预脱硝模块（1）、厌氧池模块（2）、缺氧池模块模块（3）、好氧模块模块（4）叠加成塔状，各个模块内的模块进水口（25）都位于各模块下方，各个模块出水口（26）位于模块的上方。
3.根据权利要求1所述的一种塔式一体化污水处理设备，其特征在于：所述模块的材料都为碳钢防腐，模块采用圆柱形箱体，生产时分开生产，运到现场后组装。
4.根据权利要求1所述的一种塔式一体化污水处理设备，其特征在于：所述好氧模块模块（4）内设有生物膜填料（18）和曝气装置（15），曝气装置（15）通过曝气风入口（16）与外部连通。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述的一种塔式一体化污水处理设备，其特征在于：所述预脱硝模块（1）从沉淀池（5）中回流污泥，污泥通过回流管道A（221）末端的污泥回流入口（13）返回至预脱硝模块（1）。
6.根据权利要求1至4中任意一项所述的一种塔式一体化污水处理设备，其特征在于：所述缺氧池模块（3）从好氧模块（4）中回流部分硝化液，缺氧池模块（3）通过回流管道B（222）末端的硝化液回流入口（14）从好氧模块（4）中回流部分硝化液。
7.根据权利要求1至4中任意一项所述的一种塔式一体化污水处理设备，其特征在于：所述各个模块采用圆柱形箱体，在箱体的中心加装了一根垂直的柱，柱从预脱硝模块（1）、厌氧池模块（2）、缺氧池模块模块（3）、好氧模块模块（4）内部穿过，排气孔（17）位于柱上，排气孔（17）的具体位置在各个模块的靠上方处。
8.根据权利要求1至4中任意一项所述的一种塔式一体化污水处理设备，其特征在于：所述各个模块内进出水路线线路为对角线。
9.根据权利要求1至4中任意一项所述的一种塔式一体化污水处理设备，其特征在于：所述沉淀池模块（5）和消毒池（6）放置在塔的外部。
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