CN107777841A - 一种高污染水源水生物处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种能够有效去除水源水中的浊度、氮素、有机物和藻类且不易堵塞的高污染水源水生物处理装置。它包括处理装置本体，处理装置本体内设有依次连通的前端悬浮物去除腔、中间混合处理腔及后端生物过滤腔，污染水源由处理装置本体一侧的进水管进入前端悬浮物去除腔，水流经由倾斜布置过滤网和通槽，进入中间混合处理腔，流经组合填料经上折流间隙流进清水区，之后由下折流间隙进入后端生物过滤腔，经过承托板进入过滤层，最后由溢流堰从出水管排出，每隔一段时间采用加大曝气或反冲洗的形式清理反应装置底部污泥，经前排泥管、中排泥管和后排泥管排泥管排出处理装置本体。

Description

一种高污染水源水生物处理装置

技术领域

本发明涉及水处理技术领域，尤其涉及一种高污染水源水生物处理装置。

背景技术

地表水源氨氮和有机物含量普遍较高，水源中有机物大多为残留农药、持续性有机物、环境激素和腐殖质等，它们都是非常著名的消毒副产物前体物质，在饮用水消毒工艺中易产生各种消毒副产物，严重威胁饮用水安全，氨氮则是造成水体富营养现象的元凶之一，引发水体藻类频发，造成藻毒素等藻类代谢产物的污染，有机物、氮素和藻类的去除是保障饮用水安全的重要措施，受到国内外的广泛关注。

水源水的处理方法主要包括生物预处理、混凝、沉淀、过滤、高级氧化、消毒与活性炭吸附等物理、化学和生物的处理方法，其中，水源水生物处理方法因其运行成本低、二次污染少、运行效果好、管理简便以及系统容易维护等优点被广泛用于水源水氮素和有机物的去除。水源水生物滤池工艺是常用的生物预处理技术，然而，生物滤池系统中微生物的富集和生物膜的形成受到水源水质等多种因素的制约，尤其是水体的悬浮物，能够减少生物膜与水源水中污染物的接触并加大了传质阻力，更容易堵塞生物滤池，造成反应死区，导致系统处理性能降低，因此水源浊度过高将大大降低生物预处理的效果，也将提高生物滤池的反冲洗频率和运行成本。

中国专利申请公开号CN 106242170 A，申请公开日为2016.12.21，名称为“一种适用于微污染含藻水处理的一体化絮凝沉淀设备”，公开了一种沿原水流向依次设置微絮凝区、配水区、生物接触絮凝区、沉淀区及清水区的沉淀设备，这种设备由于需要投放混凝剂及助凝剂造成花费较高，药剂的使用不但增加了后续底泥处理量，还存在二次污染的问题，这些都增加了自来水的生产成本且不利于饮用水安全保障。此外，悬浮物较多的高污染水源中，这种结构的设备容易出现堵塞的问题。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种能够有效去除水源水中浊度、氮素、有机物和藻类的生物预处理装置，能够减少浊度对生物预处理工艺的不利影响且强化高污染水源水生物处理性能。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种高污染水源水生物处理装置，包括

处理装置本体，所述处理装置本体内设有依次连通的前端悬浮物去除腔、中间混合处理腔及后端生物过滤腔，前端悬浮物去除腔内设有水平布置的隔泥筛和若干倾斜布置的过滤网，隔泥筛位于过滤网的下方，隔泥筛将前端悬浮物去除腔分隔为上过滤腔和底泥沉淀室，处理装置本体上设有与上过滤腔连通的进水管及与底泥沉淀室连通的前排泥管，过滤网设在上过滤腔内，过滤网包括过滤网本体及设在过滤网本体上的漏泥环，在一个过滤网中：漏泥环位于过滤网本体的下方；

所述处理装置本体上设有若干转轴及若干驱动转轴转动的电机，转轴伸入中间混合处理腔内，转轴上设有若干组合填料，中间混合处理腔内设有中曝气管，处理装置本体的下方设有与中间混合处理腔连通的中排泥管；

所述后端生物过滤腔内由下至上依次设有后曝气管、承载板、过滤层和溢流堰，处理装置本体的上方设有与后端生物过滤腔连通的出水管，处理装置本体的下方设有与后端生物过滤腔连通的后排泥管。高污染水源水从进水口进入前端悬浮物去除腔，过滤网过滤掉较大的悬浮物，悬浮物由于自身重力及水流作用从倾斜的过滤网上滑落，经漏泥环落至底泥沉淀室，悬浮物不易堵塞过滤网，经前端悬浮物去除腔滤过后的水源水进入中间混合处理腔，中曝气管产生并维持空气有效地与水接触，在生物氧化作用不断消耗氧气的情况下保持水中一定的溶解氧浓度，在曝气区产生足够的搅拌混合作用，促使水的循环流动，实现载体生物膜与废水的充分接触混合，组合填料具有散热性能高，阻力小，布水、布气性能好，易长膜，又有切割气泡作用，使水气生物膜得到充分交换，使水中的有机物得到高效处理，组合填料固定在转轴上用于定期去除组合填料上吸附的悬浮污泥，经过中间混合处理腔处理过的水源水进入后端生物过滤腔，后曝气管再次曝气，作用与中曝气管类似，过滤层对水源水进行最终处理，进一步去除有机物、氮素和藻类，处理后的水源水从出水管排出，定期或不定期将底泥从各自对应的前排泥口、中排泥口及后排泥口排出。

作为优选，所述处理装置本体呈长方体，前端悬浮物去除腔的体积、中间混合处理腔的体积与后端生物过滤腔的体积之比为0.5~1.0 : 0.5~1.0 : 1。

作为优选，所述过滤网与隔泥筛的夹角为45 ~80°，各过滤网等间距布置，相邻两个过滤网的间距为10~50cm，过滤网本体包括若干个阵列分布的网孔，网孔呈正方形，网孔的边长为0.2~3cm。过滤网与隔泥筛的角度太大会使过滤网对悬浮物的去除效果降低，角度太小则吸附在过滤网上的悬浮物难以下落至漏泥环从而堵塞过滤网。

作为优选，所述过滤层上设有若干高压液管，高压液管上设有若干个布水孔，布水孔的出水方向朝向过滤层。高压液管上单向均匀分布的布水点用于补充装置启动阶段的营养液、运行阶段的高压液体反冲洗及剥离多余生物膜的酸碱溶液。

作为优选，所述转轴竖直布置，相邻两个转轴的间距大于组合填料的直径，组合填料的直径为5~40cm，在一个转轴中：各组合填料沿转轴轴向均匀分布，相邻两个组合填料的间距为0~5cm。组合填料使水气生物膜得到充分交换，使水中的有机物得到高效处理，转轴转动时相邻两个转轴上的组合填料之间也不会发生干涉。

作为优选，所述过滤层设在承载板上，过滤层包括沸石滤料层、活性炭颗粒层及活性炭粉末层，沸石滤料层、活性炭颗粒层及活性炭粉末层由下至上依次布置。逐级过滤，有效去除有机物、氮素和藻类。

作为优选，所有过滤网所占的体积与前端悬浮物去除腔的体积之比为0.5~0.8 :1，所有组合填料所占的体积与中间混合处理腔的体积之比为0.5~0.8 : 1，过滤层所占体积与后端生物过滤腔的体积之比为0.5~0.8 : 1。

作为优选，所述处理装置本体内设有分隔板，分隔板上设有通槽，通槽位于隔泥筛的上方，前端悬浮物去除腔、通槽和中间混合处理腔依次连通。经过滤网处理后的水源水浊度大大减轻，再经通槽进入中间混合处理腔进行下一步处理。

作为优选，所述处理装置本体内设有上折流板和下折流板，上折流板与处理装置本体的上端具有上折流间隙，下折流板与处理装置本体的下端具有下折流间隙，上折流板与下折流板间隔布置，上折流板与下折流板之间形成清水区，中间混合处理腔、上折流间隙、清水区、下折流间隙和后端生物过滤腔依次连通。经组合填料过滤后进一步过滤后，水源水的浊度进一步降低，有机物、氮素和藻类含量也相应地减少，水源水经过上折流间隙、清水区、下折流间隙进入后端生物过滤腔进行最终处理。

作为优选，所述组合填料位于中曝气管和上折流间隙之间，后曝气管位于承载板与下折流间隙之间。充分发挥中曝气管和后曝气管的作用，使曝气的区域覆盖尽可能多的水源水。

本发明的有益效果是：（1）倾斜设置的过滤网使过滤网表面截留的固体物质经漏泥环落置底泥沉淀室，有效降低水源水悬浮物；（2）转轴定期去除组合填料上吸附的悬浮物，增加组合填料与水源水中污染物的接触，提高净化效果；（3）高压液管定期冲洗过滤层上吸附的固体物，有效防止系统堵塞；（4）各处理腔组合在一起分段处理，占地面积小，运行性能高。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明中过滤网的结构示意图。

图中：处理装置本体100、隔泥筛101、过滤网102、过滤网本体1021、漏泥环1022、网孔1023、进水管103、前排泥管104、转轴105、组合填料106、中曝气管107、中排泥管108、后曝气管109、承载板110、过滤层111、溢流堰112、出水管113、后排泥管114、高压液管115、分隔板116、通槽117、上折流板118、下折流板119、清水区120、前端悬浮物去除腔200、上过滤腔201、底泥沉淀室202、中间混合处理腔300、后端生物过滤腔400。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的描述。

如图1至图2中所示，一种高污染水源水生物处理装置，包括

处理装置本体100，所述处理装置本体内设有依次连通的前端悬浮物去除腔200、中间混合处理腔300及后端生物过滤腔400，前端悬浮物去除腔内设有水平布置的隔泥筛101和若干倾斜布置的过滤网102，隔泥筛位于过滤网的下方，隔泥筛将前端悬浮物去除腔分隔为上过滤腔201和底泥沉淀室202，处理装置本体上设有与上过滤腔连通的进水管103及与底泥沉淀室连通的前排泥管104，过滤网设在上过滤腔内，过滤网包括过滤网本体1021及设在过滤网本体上的漏泥环1022，在一个过滤网中：漏泥环位于过滤网本体的下方；

所述处理装置本体上设有若干转轴105及若干驱动转轴转动的电机，转轴伸入中间混合处理腔内，转轴上设有若干组合填料106，中间混合处理腔内设有中曝气管107，处理装置本体的下方设有与中间混合处理腔连通的中排泥管108；

所述后端生物过滤腔内由下至上依次设有后曝气管109、承载板110、过滤层111和溢流堰112，处理装置本体的上方设有与后端生物过滤腔连通的出水管113，处理装置本体的下方设有与后端生物过滤腔连通的后排泥管114。

高污染水源水从进水口进入前端悬浮物去除腔，过滤网过滤掉较大的悬浮物，悬浮物由于自身重力及水流作用从倾斜的过滤网上滑落，经漏泥环落至底泥沉淀室，悬浮物不易堵塞过滤网，经前端悬浮物去除腔过滤后的水源水进入中间混合处理腔，中曝气管产生并维持空气有效的与水接触，在生物氧化作用不断消耗氧气的情况下保持水中一定的溶解氧浓度，在曝气区产生足够的搅拌混合作用，促使水的循环流动，实现活性污泥与废水的充分接触混合，组合填料具有散热性能高，阻力小，布水、布气性能好，易长膜，又有切割气泡作用，使水气生物膜得到充分交换，使水中的有机物得到高效处理，组合填料固定在转轴上用于定期去除组合填料上吸附的悬浮物，经过中间混合处理腔处理过的水源水进入后端生物过滤腔，后曝气管再次曝气，作用与中曝气管类似，过滤层对水源进行最终处理，进一步去除有机物、氮素和藻类，处理后的水源水从出水管排出，污泥从各自对应的前排泥口、中排泥口及后排泥口排出。

所述处理装置本体呈长方体，前端悬浮物去除腔的体积、中间混合处理腔的体积与后端生物过滤腔的体积之比为0.5~1.0 : 0.5~1.0 : 1；过滤网与隔泥筛的夹角为45 ~80°，各过滤网等间距布置，相邻两个过滤网的间距为10~50cm，过滤网本体包括若干个阵列分布的网孔1023，网孔呈正方形，网孔的边长为0.2~3cm；过滤层上套设有若干高压液管115，高压液管上设有若干个布水孔，布水孔的出水方向朝向过滤层；转轴竖直布置，相邻两个转轴的间距大于组合填料的直径，组合填料的直径为5~40cm，在一个转轴中：各组合填料沿转轴轴向均匀分布，相邻两个组合填料的间距为0~5cm；过滤层设在承载板上，过滤层包括沸石滤料层、活性炭颗粒层及活性炭粉末层，沸石滤料层、活性炭颗粒层及活性炭粉末层由下至上依次布置；所有过滤网所占的体积与前端悬浮物去除腔的体积之比为0.5~0.8 :1，所有组合填料所占的体积与中间混合处理腔的体积之比为0.5~0.8 : 1，过滤层所占体积与后端生物过滤腔的体积之比为0.5~0.8 : 1；处理装置本体内设有分隔板116，分隔板上设有通槽117，通槽位于隔泥筛的上方，前端悬浮物去除腔、通槽和中间混合处理腔依次连通；处理装置本体内设有上折流板118和下折流板119，上折流板与处理装置本体的上端具有上折流间隙，下折流板与处理装置本体的下端具有下折流间隙，上折流板与下折流板间隔布置，上折流板与下折流板之间形成清水区120，中间混合处理腔、上折流间隙、清水区、下折流间隙和后端生物过滤腔依次连通；组合填料位于中曝气管和上折流间隙之间，后曝气管位于承载板与下折流间隙之间。

过滤网与隔泥筛之间设置合适的角度，角度太大会使过滤网对悬浮物的去除效果降低，角度太小则吸附在过滤网上的悬浮物难以下落至漏泥环从而堵塞过滤网；高压液管上单向均匀分布的布水点用于补充装置启动阶段的营养液、运行阶段的高压液体反冲洗及剥离多余生物膜的酸碱溶液；组合填料使水气生物膜得到充分交换，使水中的有机物得到高效处理，转轴转动时相邻两个转轴上的组合填料之间也不会发生干涉；沸石滤料层、活性炭颗粒层及活性炭粉末层由下至上逐级过滤水源水，进一步有效去除有机物、氮素和藻类；经过滤网处理后的水源浊度大大减轻，再经通槽进入中间混合处理腔进行下一步处理；经组合填料过滤后进一步过滤后，水源的浊度进一步降低，有机物、氮素和藻类含量也相应地减少，水源上折流间隙、清水区、下折流间隙进入后端生物过滤腔进行最终处理；中曝气管和后曝气管的位置充分发挥中曝气管和后曝气管的作用，使曝气的区域覆盖尽可能多的水源。

本发明可用有机玻璃、钢材或钢筋混凝土构建，污染水源由处理装置本体一侧的进水管进入前端悬浮物去除腔，水流经由倾斜布置过滤网和通槽，进入中间混合处理腔，流经组合填料经上折流间隙流进清水区，之后由下折流间隙进入后端生物过滤腔，经过承托板进入过滤层，最后由溢流堰从出水管排出。每隔一段时间（1~6个月）采用加大曝气或反冲洗的形式清理反应装置底部污泥，经前排泥管、中排泥管和后排泥管排泥管排出处理装置本体。

本发明的有益效果是：（1）倾斜设置的过滤网使过滤网表面截留的固体物质经漏泥环落置底泥沉淀室，有效降低水源水悬浮物；（2）转轴定期去除组合填料上吸附的悬浮物，增加组合填料与水源中污染物的接触，提高净化效果（3）高压液管定期冲洗过滤层上吸附的污泥，有效防止系统堵塞，兼具曝气效果；（4）各处理腔组合在一起分段处理，占地面积小，运行性能高。

Claims (10)

1.一种高污染水源水生物处理装置，其特征是，包括

处理装置本体，所述处理装置本体内设有依次连通的前端悬浮物去除腔、中间混合处理腔及后端生物过滤腔，前端悬浮物去除腔内设有水平布置的隔泥筛和若干倾斜布置的过滤网，隔泥筛位于过滤网的下方，隔泥筛将前端悬浮物去除腔分隔为上过滤腔和底泥沉淀室，处理装置本体上设有与上过滤腔连通的进水管及与底泥沉淀室连通的前排泥管，过滤网设在上过滤腔内，过滤网包括过滤网本体及设在过滤网本体上的漏泥环，在一个过滤网中：漏泥环位于过滤网本体的下方；

所述处理装置本体上设有若干转轴及若干驱动转轴转动的电机，转轴伸入中间混合处理腔内，转轴上设有若干组合填料，中间混合处理腔内设有中曝气管，处理装置本体的下方设有与中间混合处理腔连通的中排泥管；

所述后端生物过滤腔内由下至上依次设有后曝气管、承载板、过滤层和溢流堰，处理装置本体的上方设有与后端生物过滤腔连通的出水管，处理装置本体的下方设有与后端生物过滤腔连通的后排泥管。

2.根据权利要求1所述的一种高污染水源水生物处理装置，其特征是，所述处理装置本体呈长方体，前端悬浮物去除腔的体积、中间混合处理腔的体积与后端生物过滤腔的体积之比为0.5~1.0 : 0.5~1.0 : 1。

3.根据权利要求1或2所述的一种高污染水源水生物处理装置，其特征是，所述过滤网与隔泥筛的夹角为45 ~80°，各过滤网等间距布置，相邻两个过滤网的间距为10~50cm，过滤网本体包括若干个阵列分布的网孔，网孔呈正方形，网孔的边长为0.2~3cm。

4.根据权利要求1或2所述的一种高污染水源水生物处理装置，其特征是，所述过滤层上设有若干高压液管，高压液管上设有若干个布水孔，布水孔的出水方向朝向过滤层。

5.根据权利要求1或2所述的一种高污染水源水生物处理装置，其特征是， 所述转轴竖直布置，相邻两个转轴的间距大于组合填料的直径，组合填料的直径为5~40cm，在一个转轴中：各组合填料沿转轴轴向均匀分布，相邻两个组合填料的间距为0~5cm。

6.根据权利要求1或2所述的一种高污染水源水生物处理装置，其特征是，所述过滤层设在承载板上，过滤层包括沸石滤料层、活性炭颗粒层及活性炭粉末层，沸石滤料层、活性炭颗粒层及活性炭粉末层由下至上依次布置。

7.根据权利要求1或2所述的一种高污染水源水生物处理装置，其特征是，所有过滤网所占的体积与前端悬浮物去除腔的体积之比为0.5~0.8 : 1，所有组合填料所占的体积与中间混合处理腔的体积之比为0.5~0.8 : 1，过滤层所占体积与后端生物过滤腔的体积之比为0.5~0.8 : 1。

8.根据权利要求1或2所述的一种高污染水源水生物处理装置，其特征是，所述处理装置本体内设有分隔板，分隔板上设有通槽，通槽位于隔泥筛的上方，前端悬浮物去除腔、通槽和中间混合处理腔依次连通。

9.根据权利要求1所述的一种高污染水源水生物处理装置，其特征是，所述处理装置本体内设有上折流板和下折流板，上折流板与处理装置本体的上端具有上折流间隙，下折流板与处理装置本体的下端具有下折流间隙，上折流板与下折流板间隔布置，上折流板与下折流板之间形成清水区，中间混合处理腔、上折流间隙、清水区、下折流间隙和后端生物过滤腔依次连通。

10.根据权利要求9所述的一种高污染水源水生物处理装置，其特征是，所述组合填料位于中曝气管和上折流间隙之间，后曝气管位于承载板与下折流间隙之间。