CN108218133A - 深度除磷集水舱及深度除磷微系统 - Google Patents
深度除磷集水舱及深度除磷微系统 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供深度除磷集水舱，包括罐本体；罐本体为顶部敞口的中空筒状围壁结构；罐本体内底部安装有布水组件；布水组件上设置有若干布水孔；布水组件上部由上至下依次铺设有按粒径逐级分布的钢渣封层，铁盐层，陶粒层，石砾底基层。本发明采用地埋式罐体结构，底部均匀布水，通过吸附作用深度去除农村污水中的磷，同时由于采用分布式处理方式，无需人工值守，有效降低维护成本。本发明还涉及深度除磷微系统，结合积水舱与微电解和生物膜结构，达到除磷缓慢释放的同时具备脱氮处理的能力，对于农村分散式污水深度处理效果优异，有效提高出水指标。本发明结构巧妙，设计合理，实用性强，便于农村污水处理推广应用。
Description
技术领域
本发明涉及除磷水处理，尤其涉及深度除磷集水舱。
背景技术
近年来，环境问题日益突显，特别是水体治理；其中，针对农村污水处理中，因其生活污水或农药等问题，使得农村污水中含磷量高；传统的污水处理采用集中处理方式，人工值守，定时定量投递药剂，但针对农村分布范围广，个体分散，集中处理建设成本高，且水处理量不一，同时人工维护成本不菲，急需一种针对农村的除磷设备。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供深度除磷集水舱，采用地埋式罐体结构，底部均匀布水，深度去除农村污水中的磷，同时由于采用分布式处理方式，无需人工值守，有效降低维护成本。
本发明提供深度除磷集水舱，包括罐本体；所述罐本体为顶部敞口的中空筒状围壁结构；所述罐本体顶部侧面分别设有进水口、出水口；所述进水口通过管道连通污水沉淀设备，所述罐本体内底部安装有布水组件；所述布水组件通过进水管与所述进水口连通；所述布水组件上设置有若干布水孔；所述布水组件上部由上至下依次铺设有铁盐层、陶粒钢渣混合层、石砾层；所述罐本体埋设于地面之下，待处理污水经所述布水组件布水后，依次流经石砾层、陶粒钢渣混合层、铁盐层，并从所述出水口排出。
进一步地，所述罐本体顶部侧面还设有吊耳。
进一步地，所述布水组件包括分流管、布水管、堵头；所述分流管与所述进水管连通；所述布水管与所述布水管连通；所述堵头密封所述布水管一端；所述布水管上设有若干布水孔。
进一步地，所述罐本体顶部侧面还设有加强座。
进一步地，两所述加强座分别对称设置于所述罐本体的筒身顶面两侧；两所述吊耳与所述进水口、所述出水口分别设置于所述加强座上。
进一步地，所述分流管为四通管；所述布水组件包括三个所述布水管。
进一步地，所述进水管通过弯管与所述布水组件连通；所述进水管上端还设有溢流口。
进一步地，所述罐本体底部设有支脚；所述布水管置于所述支脚内；所述支脚侧面设置有至少两凹槽。
深度除磷微系统，所述的罐本体、固定床生物膜包容式微电解深度脱氮除磷舱；所述固定床生物膜包容式微电解深度脱氮除磷舱包括舱本体；所述舱本体为顶部敞口的中空筒状围壁结构；所述舱本体顶部侧面分别设有进水舱口、出水舱口；所述进水舱口通过进水管道导向固定床生物膜管，若干所述固定床生物膜管竖直紧密排列于所述舱本体内部；所述固定床生物膜管为中空管状结构；所述固定床生物膜管管壁上设置有若干微孔；所述固定床生物膜管内放置微电解填料；微电解缓慢释放铁离子，污水中的磷酸盐与金属离子结合形成沉淀后从所述出水舱口进入所述罐本体内进行深度除磷。
进一步地，间隔相邻的且放置有微电解填料的所述固定床生物膜管形成缓释通道。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
本发明提供深度除磷集水舱，包括罐本体；罐本体为顶部敞口的中空筒状围壁结构；罐本体顶部侧面分别设有进水口、出水口；进水口通过管道连通污水沉淀设备，罐本体内底部安装有布水组件；布水组件通过进水管与进水口连通；布水组件上设置有若干布水孔；布水组件上部由上至下依次铺设有按粒径逐级分布的钢渣封层，铁盐层，陶粒层，石砾底基层本发明采用地埋式管体结构，底部均匀布水，通过吸附作用深度去除农村污水中的磷，同时由于采用分布式处理方式，无需人工值守，有效降低维护成本。本发明还涉及深度除磷微系统，结合积水舱与微电解和生物膜结构，达到除磷缓慢释放的同时具备脱氮处理的能力，对于农村分散式污水深度处理效果优异，有效提高出水指标。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明的深度除磷集水舱结构示意图一；
图2为本发明的深度除磷集水舱结构示意图二；
图3为本发明的深度除磷集水舱侧视图；
图4为本发明的深度除磷集水舱局部结构示意图；
图5为本发明的深度除磷微系统中固定床生物膜包容式微电解深度脱氮除磷舱结构示意图；
图6为本发明的深度除磷微系统中固定床生物膜包容式微电解深度脱氮除磷舱侧视图；
图7为图6的剖视图B-B；
图8为本发明的深度除磷微系统中固定床生物膜包容式微电解深度脱氮除磷舱的内部结构示意图；
图9为本发明的缓释通道示意图一；
图10为本发明的缓释通道示意图二；
图11为本发明的固定床生物膜管管壁局部示意图。
图中：罐本体1、筒身2、加强筋21、加强座22、罐口23、进水口3、出水口4、布水组件5、分流管51、布水管52、堵头53、进水管6、溢流口61、弯管62、凹槽71、吊耳8、紧固件9、舱本体11、筒身12、加强筋121、吊装凸块122、舱口123、进水口13、出水口14、进水管道15、溢流口151、固定床生物膜管16、微孔161、搅拌装置7、支架18、压管19。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
深度除磷集水舱，如图1-图4所示，包括罐本体1；罐本体1为顶部敞口的中空筒状围壁结构；罐本体顶部侧面分别设有进水口3、出水口4；进水口3通过管道连通污水沉淀设备，罐本体内底部安装有布水组件5；布水组件5通过进水管6与进水口3连通；布水组件5上设置有若干布水孔；布水组件5上部由上至下依次铺设有铁盐层、陶粒钢渣混合层、石砾层；待处理污水经布水组件5布水后，依次流经石砾层、陶粒钢渣混合层、铁盐层，并从出水口4排出。一般地，罐本体埋设于地面之下，罐本体1由聚乙烯制成，耐腐蚀，经久耐用，结构强度高，不易破损造成二次污染。
在一实施例中，如图3所示，罐本体1顶部侧面还设有吊耳8。通过起重设备钩挂吊耳8，方便罐本体1的吊装；为增加结构整体强度，罐本体1顶部侧面还设有加强座22，如图2所示，两加强座22分别对称设置于筒身2顶面两侧，一般地，吊耳8、进水口3、出水口4设置于加强座22上。
在一实施例中，如图4所示，布水组件5包括分流管51、布水管52、堵头53；分流管51与进水管6连通；布水管52与布水管52连通；堵头53密封布水管52一端；布水管52上设有若干布水孔。具体地，分流管51为四通管；布水组件5包括三个布水管52，三个堵头53分别密封三个布水管52的端部，使待处理污水从布水孔中溢出，达到均匀布水的作用。
在一实施例中，如图4所示，进水管6通过弯管62与布水组件5连通；为防止，待处理污水流量过大，进水管6上端还设有溢流口61，不能及时从布水组件5的布水孔排出的污水从溢流口61上部溢出。
在一实施例中，如图3所示，罐本体1底部设有支脚7；四个支脚7呈“十”字形分布于罐本体1底部，支撑整个罐本体1；特殊地，支脚7侧面设置有至少两凹槽71；凹槽71方便供叉车叉起时使用；同时为节省内部空间与合理结构设计，如图2所示，布水管52置于支脚7内。
在一实施例中，如图3所示，加强筋21均匀间隔分布，使垂直方向上受力均匀，同时埋地后与泥土接触面积增大，不易轻易窜动移位。其中，所描述加强筋21均匀分布，增加强度，罐本体1可深埋地下；罐本体1为顶部敞口的筒状围壁结构；通过自流方式进水口3进入布水组件5，无需外部动力；布水组件5分为分流管51、布水管52，分流管51分布水流至布水管52，布水管52分布均匀，保证布水均匀性；布水管52均匀分布若干Φ8mm布水孔，孔较细，可保证出水水头压力，同时保证出水水流的均匀性；布水管52出水首先进入砾石底基层，底基层粒径较大，水流通过性好，铺设均匀无串流隐患，而后系统进入陶粒层，陶粒多孔，吸附性能较佳，呈细孔袋状组合布置，便于更换；水流进入铁盐层，铁盐为高温烧结至微孔结构，可发生吸附及化学除磷方式，吸附速率快，吸附容量大，铁盐层呈细孔袋状组合布置，便于更换，铁盐层上部为钢渣封层，钢渣粒径最微小，防止铁盐上浮，此外钢渣亦可通过化学及吸附作用去除磷酸盐，钢渣封层呈微孔袋状组合布置，便于更换。进水管6上部留有溢流口61供检查，可在溢流口61观察液位高度确定水流通过性，作为清洗判断点，如果出现异常情况，水流无法通过，水流可从上部溢流出去。
在一实施例中，还包括用于封盖罐本体1的井盖组件(图未示)；井盖组件用于罐口23上部的封盖，如图3所示，罐本体1的罐口23与井盖组件通过紧固件9连接。
深度除磷微系统，包括罐本体1、固定床生物膜包容式微电解深度脱氮除磷舱；固定床生物膜包容式微电解深度脱氮除磷舱，如图5-图8所示，包括舱本体11；舱本体11为顶部敞口的中空筒状围壁结构；舱本体11顶部侧面分别设有进水舱口13、出水舱口14；进水舱口通过进水管道15导向固定床生物膜管16，若干固定床生物膜管16竖直紧密排列于舱本体11内部；固定床生物膜管16为中空管状结构；固定床生物膜管16管壁上设置有若干微孔161；固定床生物膜管16内放置微电解填料；微电解缓慢释放铁离子，污水中的磷酸盐与铁离子结合形成沉淀后从出水舱口进入罐本体内进行深度除磷。其中，为将固定床生物膜管16安装固定，固定床生物膜管16通过支架18侧向固定，通过压管19顶部限位。
在一实施例中，如图11所示，为固定床生物膜管16比表面积，微孔161的形状为菱形。微孔161的内切圆孔径为20mm-100mm，其中微孔161的内切圆孔径为40mm-70mm效果较佳，在实际实验应用中，微孔161的内切圆孔径为40mm或55mm或70mm；相邻两微孔161的菱形边间距为8mm-10mm，微生物挂膜后效果最佳，同时也易于微生物死后的脱膜。
其中，微电解填料的微电解技术是目前处理高浓度有机污水的一种理想工艺，它是在不通电的情况下，利用填充在污水中的微电解材料自身产生1.2V电位差对污水进行电解处理，以达到降解有机污染物的目的。目前，微电解技术中最常用的微电极为铁碳微电极，其电解反应如下：析氢腐蚀过程中，铁为阳极，其反应方程为：Fe-2e-→Fe2+，碳为阴极，其反应方程式为：2H+2e-→2[H]→H2；在有氧条件下铁碳微电极中的铁会发生吸氧腐蚀，反应过程为：2Fe2++O2+4H+→2H2O+Fe3+，O2+4H++4e-→2H2O，O2+2H2O+4e-→4OH-。
由以上反应过程可知，铁碳微电极的电极反应会产生大量的Fe2+和Fe3+，其能够与磷酸根、硫酸根等无机离子发生反应，去除溶解性磷酸根，还能还原部分有毒金属离子，达到解毒的作用，从而能够实现对污水的处理。在本实施例中，C-Fe微电解填料制成球状结构，填充于固定床生物膜管16内，如图11所示，通过微孔161，C-Fe微电解填料与污水接触，缓慢释放Fe2+和Fe3+，达到药剂缓释效果。同时有效的提高处理后出水的悬浮物、总磷、漂浮油、色度等指标。当C-Fe微电解填料随着水处理过程消融后，再通过人工加入填料补充，补充间隔至少为数月，无需专职安排人手对其进行定点定时处理，符合农村分散式的水处理维护简便的要求。
在一实施例中，如图7、图8所示，为加快反应效率，均匀污水，舱本体11底部还设有搅拌装置17。
在一实施例中，如图8所示，为防止污水量瞬间过大，进水管道15顶部开有溢流口151，当进水舱口13水量过大时，过量的污水从溢流口151流进舱本体11内部。
一般地，舱本体11由聚乙烯制成，耐腐蚀，经久耐用，结构强度高，不易破损造成二次污染；在一实施例中，如图6所示，加强筋121均匀间隔分布，使垂直方向上受力均匀，同时埋地后与泥土接触面积增大，不易轻易窜动移位。特殊地，由于舱本体11整体重量较重，为方便舱本体11的安装，舱本体11的筒身12上还设有至少两吊装凸块122，通过吊具与起吊装置配合，将舱本体11放置于事先建设好的地下。如图6，舱本体11的舱口123通过连接件与井盖组件固定连接(图未示)，其中井盖组件露出地面，舱本体11置于地面之下。
为创建供污水快速有效反应的环境，间隔相邻的且放置有微电解填料的固定床生物膜管16形成缓释通道。待处理污水通过缓释通道，放置有微电解填料的固定床生物膜管16作为缓释通道的通道壁，未放置有微电解填料的固定床生物膜管16作为缓释通道的通道。在一实施例中，如图9所示，缓释通道的宽度为单根固定床生物膜管16的管径；在另一实施例中，如图10所示，缓释通道的宽度为双根固定床生物膜管16的管径；其中，阴影部分为放置有微电解填料的固定床生物膜管16，空白部分为未放置有微电解填料的固定床生物膜管16。应当理解，舱本体11内的缓释通道的数量可以为唯一通道，也可为多条同向通道，共同完成从进水舱口13指向出水舱口14的过程。具体地，为提高水处理效果，进水舱口13的轴线与出水舱口14的轴线不共线，使污水进水后无法形成直接对流，避免待处理污水不经缓释通道就直接流至出水舱口14，在一实施例中，为提高反应效率，保证反应充分，如图7所示，搅拌装置17安装于舱本体11中心位置，进水管道15的轴线与舱本体11的中心轴线形成的平面与搅拌装置17旋转轴的竖直平面夹角为25°-35°，出水舱口14位置与进水舱口13位置关于舱本体11中心轴线中心对称。
特别地，固定床生物膜管16的管径决定管孔隙率，管孔隙率决定搅拌效果，搅拌效果决定去除速率及能力；一方面，管径决定相同体积内堆放的微电解材料的数量最终影响处理除磷效果，管径越大，堆积微电解填料数量越多，处理效果越好；另一方面，管径决定固定床生物膜管16的比表面积最终影响挂载的微生物的数量，影响脱氮效果，管径越大，比表面积越小，微生物量越少，脱氮效果越差，但同时，管径越小，更易形成管内堵塞，同样影响挂膜效果。其中，固定床生物膜管16的管径(直径值)为[2.5,8]cm，如下表所示，优选地，固定床生物膜管16管径为5.5cm时，脱氮与除磷综合效果最佳，符合农村分散式水处理要求。
经固定床生物膜管16形成的缓释通道后，污水中的磷浓度达到国家水质一级A标准，脱氮效果佳，且通过微电解与挂膜结合的方式，区别与传统加药曝气方式，酸碱性无需调整，同时采用非曝气结构，药剂缓慢释放，药剂整体寿命长，充分满足农村分散式的水处理的缓释要求。
本发明提供深度除磷集水舱，包括罐本体；罐本体为顶部敞口的中空筒状围壁结构；罐本体顶部侧面分别设有进水口、出水口；进水口通过管道连通污水沉淀设备，罐本体内底部安装有布水组件；布水组件通过进水管与进水口连通；布水组件上设置有若干布水孔；布水组件上部由上至下依次铺设有按粒径逐级分布的钢渣封层，铁盐层，陶粒层，石砾底基层本发明采用地埋式管体结构，底部均匀布水，通过吸附作用深度去除农村污水中的磷，同时由于采用分布式处理方式，无需人工值守，有效降低维护成本。本发明还涉及深度除磷微系统，结合积水舱与微电解和生物膜结构，达到除磷缓慢释放的同时具备脱氮处理的能力，对于农村分散式污水深度处理效果优异，有效提高出水指标；。本发明结构巧妙，设计合理，实用性强，便于农村污水处理推广应用。
以上，仅为本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按说明书附图所示和以上而顺畅地实施本发明；但是,凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时,凡依据本发明的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本发明的技术方案的保护范围之内。
Claims (10)
1.深度除磷集水舱，其特征在于：包括罐本体；所述罐本体为顶部敞口的中空筒状围壁结构；所述罐本体顶部侧面分别设有进水口、出水口；所述进水口通过管道连通污水沉淀设备，所述罐本体内底部安装有布水组件；所述布水组件通过进水管与所述进水口连通；所述布水组件上设置有若干布水孔；所述布水组件上部由上至下依次铺设有按粒径逐级分布的钢渣封层，铁盐层，陶粒层，石砾底基层；所述罐本体埋设于地面之下，待处理污水经所述布水组件布水后，依次流经石砾底基层、陶粒层、铁盐层、钢渣封层，并从所述出水口排出。
2.如权利要求1所述的深度除磷集水舱，其特征在于：所述罐本体顶部侧面还设有吊耳。
3.如权利要求1所述的深度除磷集水舱，其特征在于：所述布水组件包括分流管、布水管、堵头；所述分流管与所述进水管连通；所述布水管与所述布水管连通；所述堵头密封所述布水管一端；所述布水管上设有若干布水孔。
4.如权利要求2所述的深度除磷集水舱，其特征在于：所述罐本体顶部侧面还设有加强座。
5.如权利要求4所述的深度除磷集水舱，其特征在于：两所述加强座分别对称设置于所述罐本体的筒身顶面两侧；两所述吊耳与所述进水口、所述出水口分别设置于所述加强座上。
6.如权利要求3所述的深度除磷集水舱，其特征在于：所述分流管为四通管；所述布水组件包括三个所述布水管。
7.如权利要求1所述的深度除磷集水舱，其特征在于：所述进水管通过弯管与所述布水组件连通；所述进水管上端还设有溢流口。
8.如权利要求3所述的深度除磷集水舱，其特征在于：所述罐本体底部设有支脚；所述布水管置于所述支脚内；所述支脚侧面设置有至少两凹槽。
9.深度除磷微系统，包括如权利要求1所述的罐本体、固定床生物膜包容式微电解深度脱氮除磷舱，其特征在于：所述固定床生物膜包容式微电解深度脱氮除磷舱包括舱本体；所述舱本体为顶部敞口的中空筒状围壁结构；所述舱本体顶部侧面分别设有进水舱口、出水舱口；所述进水舱口通过进水管道导向固定床生物膜管，若干所述固定床生物膜管竖直紧密排列于所述舱本体内部；所述固定床生物膜管为中空管状结构；所述固定床生物膜管管壁上设置有若干微孔；所述固定床生物膜管内放置微电解填料；微电解缓慢释放金属离子，污水中的磷酸盐与金属离子结合形成沉淀后从所述出水舱口进入所述罐本体内进行深度除磷。
10.如权利要求9所述的深度除磷微系统，其特征在于：间隔相邻的且放置有微电解填料的所述固定床生物膜管形成缓释通道。
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