CN109179872A - 一种基于玄武岩纤维的水处理装置及水处理工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于玄武岩纤维的水处理装置，包括：厌氧反应器、好氧反应器、沉淀池；厌氧反应器为封闭式箱体结构，自下而上包括进水口、布水区、污泥床、悬浮区、填料区、第一出水口、排气口，第一填料区内设置有第一玄武岩纤维片；好氧反应器为敞口式箱体结构，自上而下包括填料区、空白区、第二出水口、曝气装置、外排口，所述第二填料区内设置有第二玄武岩纤维片；沉淀池包括沉淀池出水口、排泥口，沉淀池出水口设置在沉淀池上方，用以排出上层清水，排泥口设置在沉淀池下方，用以排出下层污泥。与现有技术相比，通过采用填料支架整体悬挂固定的方式布置简化了装置的整体布局，同时还能便于拆卸，提高污水处理效率。

Description

一种基于玄武岩纤维的水处理装置及水处理工艺

技术领域

本发明属于污水处理技术领域，具体而言，涉及一种基于玄武岩纤维的水处理装置及水处理工艺。

背景技术

生物处理工艺作为目前应用最广泛的污水处理工艺之一备受关注。A/O工艺是目前工程应用最常见的工艺之一，其具有工艺简单、易于控制等优点，但由于自身多种因素相互制衡，处理效果难以进一步提升。其中，厌氧处理工艺十分常见，主要用于生活污水及各类高浓度工业废水的预处理，根据其流态特性分为上流式、完全混合流式及折流板式等，具体包括厌氧折板反应器（ABR）、膨胀颗粒污泥床反应器（EGSB）及上流式厌氧污泥床（UASB）等。其中，UASB污泥浓度高、处理负荷高且无需污泥沉淀单元，因此应用较为广泛。但该类型反应器泥水混合效果差且三相分离器结构复杂，针对含有毒有害成分且SS浓度较高的复杂水质，污水流入量较大时易造成污泥床松动、分散，悬浮污泥浓度加大，增加三相分离器的负荷。同时，该反应器内活性污泥浓度高，微生物活性高，反应产气量较大，也易造成污泥床松散，增加分离器的负荷，削弱分离器的固体颗粒沉淀效果，活性污泥易流失，这不仅影响反应器整理处理效果，还会增加反应器的后期维护成本。

俞新乐（CN201210376282.6）等人在UASB反应器内增加了弹性填料层，用以截留部分活性污泥，降低了三相分离器的负荷，实现了反应器内部更高的生物活性。但该发明涉及的弹性填料层为单层分散填充，污泥截留率不高，仍需结合三相分离器进行固液分离，内部结构更为复杂；此外，填料层生物膜层薄，微生物种群相对单一，仅仅提升了对COD的去除效率，对氮磷、硫酸根等污染物的辅助去除效果差。

发明内容

鉴于此，本发明提出了一种基于玄武岩纤维的水处理装置及水处理工艺，旨在解决现有技术中污水处理装置内部结构复杂导致污水处理效率低的技术问题。

一个方面，本发明提出了一种基于玄武岩纤维的水处理装置，包括：厌氧反应器、好氧反应器、沉淀池；

所述厌氧反应器为封闭式箱体结构，所述厌氧反应器自下而上包括进水口、布水区、污泥床、悬浮区、第一填料区、第一出水口、排气口，所述第一填料区内设置有第一玄武岩纤维片，所述布水区侧壁上设置有第一排泥口；

所述好氧反应器为敞口式箱体结构，所述好氧反应器自上而下包括第二填料区、空白区、第二出水口、曝气装置、外排口，所述第二填料区内设置有第二玄武岩纤维片；

所述沉淀池包括沉淀池出水口、第二排泥口，所述沉淀池出水口设置在所述沉淀池上方，用以排出上层清水，所述第二排泥口设置在所述沉淀池下方，用以排出下层污泥。

进一步地，所述第一出水口通过进水管道和所述好氧反应器相连接，所述进水管道设置在所述好氧反应器上方。

进一步地，所述第一填料区上方设置有滤网，用以过滤水中杂质，所述滤网为不锈钢丝滤网、尼龙滤网、玻璃纤维滤网、全金属滤网中的一种。

进一步地，所述第一玄武岩纤维片呈螺旋状固定在第一填料支架上，所述第二玄武岩纤维片呈螺旋状固定在第二填料支架上。

进一步地于，所述第一玄武岩纤维片的直径为8~20 cm，上下相邻两个所述第一玄武岩纤维片的间距为10~25cm，左右相邻两个所述第一玄武岩纤维片的间距为5~50 cm；所述第二玄武岩纤维片的直径为8~20 cm，上下相邻两个所述第二玄武岩纤维片的间距为为10~25cm，左右相邻两个所述第二玄武岩纤维片的间距为5~50 cm。

进一步地，所述第一玄武岩纤维片为螺旋状或层叠状；所述第二玄武岩纤维片为螺旋状或层叠状。

进一步地，所述布水区内设置有布水管，所述布水管上设置有布水孔。

一种基于玄武岩纤维的水处理工艺，包括：将水通过进水泵由进水口进入厌氧反应器的布水区，由下而上推流，先经过污泥床，去除大部分有机污染物，接着进入悬浮区和第一填料区，去除水中的氮磷、硫酸根等污染物，接着通过滤网拦截的固态的颗粒，产生的气体由排气口进入气体收集装置内，分离后的水从顶端的第一出水口进入好氧反应器内，水从上而下经过好氧反应器的第二填料区，最后水进入沉淀池，水沉淀后上层的清水从沉淀池出水口排出，下方的污泥从第二排泥口排出。

进一步地，其特征在于，所述所述第一填料区内设置有第一玄武岩纤维片，所述第二填料区内设置有第二玄武岩纤维片。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于，本发明提供的基于玄武岩纤维的水处理装置，通过合理设置玄武岩纤维片的上下左右之间的间距，使得玄武岩纤维片的间距不会过窄，造成污水流动受阻的技术问题，同时，玄武岩纤维片的间距不会过宽，造成污水与玄武岩纤维片表面接触时间短，处理效率也低的技术问题，通过采用填料支架整体悬挂固定的方式布置简化了装置的整体布局，同时还能便于拆卸。

进一步地，本发明中厌氧反应器悬浮区和填料区微生物种群丰富，针对不同水质的污水可能富集包括甲烷菌、产酸菌、硫酸盐还原菌、反硝化菌及厌氧氨氧化菌等多种厌氧菌种，可有效降解污水中的有机污染物。同时，纤维填料在水中的分散性好、比表面积大，提高了污水与填料生物膜的接触频率，可实现悬浮区和填料区的两级处理，大大提升了污水处理效率。此外，纤维填料及滤网的设置可有效拦截固体颗粒物，降低活性污泥颗粒的流失率，如此既实现了传统三相分离器的固液分离效果，又简化了内部结构，节省了投资及维护成本。

进一步地，本发明中好氧反应器中污水由上至下顺流，因好氧反应器为敞口式设计，可有效增加污水与空气中氧气的接触面积，提升氧气溶解速率，增加污水中的溶解氧浓度，进而降低曝气需求量，节省能耗。另外，好氧反应器中设置较高密度的填料层，生物膜层较厚，进一步降解水中污染物，也可拦截水中的悬浮固体物质，同时实现高效去除污染物、污泥减量的目的。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本发明实施例提供的基于玄武岩纤维的水处理装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

参阅图1，其为本发明实施例提供的基于玄武岩纤维的水处理装置的结构示意图，由图可知，本实施例提供的基于玄武岩纤维的水处理装置包括：厌氧反应器1、好氧反应器2、沉淀池3，其中，厌氧反应器1为封闭式箱体结构，厌氧反应器1自下而上包括进水口6、布水区14、污泥床15、悬浮区16、第一填料区17、第一出水口7、排气口8，第一填料区17内设置有第一玄武岩纤维片19，布水区14侧壁上设置有第一排泥口26；好氧反应器2为敞口式箱体结构，好氧反应器2自上而下包括第二填料区22、空白区21、第二出水口10、曝气装置23、外排口11，第二填料区22内设置有第二玄武岩纤维片25；沉淀池3包括沉淀池出水口12、第二排泥口13，沉淀池出水口12设置在沉淀池3上方，用以排出上层清水，第二排泥口13设置在沉淀池3下方，用以排出下层污泥。在本实施例中，厌氧反应器1中水由上至下逆流，由于重力作用，可以沉淀大量污泥，通过合理设置第一玄武岩纤维片、第二玄武岩纤维片的上下左右之间的间距，使得玄武岩纤维片的间距不会过窄，造成污水流动受阻的技术问题，同时，玄武岩纤维片的间距不会过宽，造成污水与玄武岩纤维片表面接触时间短，处理效率也低的技术问题，通过采用填料支架整体悬挂固定的方式布置简化了装置的整体布局，同时还能便于拆卸。

具体而言，厌氧反应器1自下而上包括进水口6、布水区14、第一排泥口26、污泥床15、悬浮区16、第一填料区17、填料支架18、滤网20、第一出水口7、排气口8，其中，进水口6和进水泵5相连接，排气口8和气体收集装置4相连接，第一出水口7通过进水管道9和好氧反应器2相连接，布水区14内设置有布水管，布水管上设置有布水孔，污泥床15用以初步过滤水中固体杂质，并通过设置在侧壁上的第一排泥口26排出固体杂质，悬浮区16和第一填料区17内的微生物种群可有效降解污水中的甲烷菌、产酸菌、硫酸盐还原菌、反硝化菌及厌氧氨氧化菌，第一填料区17内设置有第一玄武岩纤维片19，第一玄武岩纤维片19呈螺旋状固定在第一填料支架18上，第一玄武岩纤维片19呈放射状设置，具体可以为螺旋状或层叠状第一玄武岩纤维片19的直径为8~20 cm，上下相邻两个第一玄武岩纤维片19的间距为10~25cm，左右相邻两个第一玄武岩纤维片19的间距为5~50 cm，第一填料支架18竖着设置。第一填料支架18的横杆下方设置有滤网20，用以过滤水中杂质，具体实施时，滤网20可以为不锈钢丝滤网或尼龙滤网、玻璃纤维滤网及全金属滤网中的一种。

具体而言，好氧反应器2自上而下包括第二填料支架24、第二填料区22、空白区21、第二出水口10、曝气装置23、外排口11，好氧反应器2为敞口设计，可有效增加污水与空气中氧气的接触面积，提升氧气溶解速率，增加污水中的溶解氧浓度，进而降低曝气需求量，节省能耗，第二填料区22内设置有第二玄武岩纤维片25，第二玄武岩纤维片25结构、布局与第一玄武岩纤维片19相同，在此不做赘述。

作为一种优选实施例，厌氧池第一玄武岩纤维片最佳容积填充率为20%~30%，好氧池第二玄武岩纤维片最佳容积填充率为40%~70%。

作为一种优选实施例，曝气装置控制好氧反应器中最佳的溶解氧浓度为1.0~2.0mg/L。

本发明实施例还提出了一种基于玄武岩纤维的水处理工艺，包括：将水通过进水泵5由进水口6进入厌氧反应器1的布水区14，由下而上推流，先经过污泥床15，去除大部分有机污染物，接着进入悬浮区16和第一填料区17，去除水中的氮磷、硫酸根等污染物，接着通过滤网20拦截的固态的颗粒，产生的气体由排气口8进入气体收集装置4内，分离后的水从顶端的第一出水口7进入好氧反应器2内，水从上而下经过好氧反应器2的第二填料区22，最后水进入沉淀池3，水沉淀后上层的清水从沉淀池出水口12排出，下方的污泥从第一排泥口13排出。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种基于玄武岩纤维的水处理装置，其特征在于，包括：厌氧反应器（1）、好氧反应器（2）、沉淀池（3）；

所述厌氧反应器（1）为封闭式箱体结构，所述厌氧反应器（1）自下而上包括进水口（6）、布水区（14）、污泥床（15）、悬浮区（16）、第一填料区（17）、第一出水口（7）、排气口（8），所述第一填料区（17）内设置有第一玄武岩纤维片（19），所述布水区（14）侧壁上设置有第一排泥口（26）；

所述好氧反应器（2）为敞口式箱体结构，所述好氧反应器（2）自上而下包括第二填料区（22）、空白区（21）、第二出水口（10）、曝气装置（23）、外排口（11），所述第二填料区（22）内设置有第二玄武岩纤维片（25）；

所述沉淀池（3）包括沉淀池出水口（12）、第二排泥口（13），所述沉淀池出水口（12）设置在所述沉淀池（3）上方，用以排出上层清水，所述第二排泥口（13）设置在所述沉淀池（3）下方，用以排出下层污泥。

2.根据权利要求1所述的基于玄武岩纤维的水处理装置，其特征在于，所述第一出水口（7）通过进水管道（9）和所述好氧反应器（2）相连接，所述进水管道（9）设置在所述好氧反应器（2）上方。

3.根据权利要求1所述的基于玄武岩纤维的水处理装置，其特征在于，所述第一填料区（17）上方设置有滤网（20），用以过滤水中杂质，所述滤网（20）为不锈钢丝滤网、尼龙滤网、玻璃纤维滤网、全金属滤网中的一种。

4.根据权利要求1所述的基于玄武岩纤维的水处理装置，其特征在于，所述第一玄武岩纤维片（19）呈螺旋状固定在第一填料支架（18）上，所述第二玄武岩纤维片（25）呈螺旋状固定在第二填料支架（24）上。

5.根据权利要求4所述的基于玄武岩纤维的水处理装置，其特征在于，所述第一玄武岩纤维片（19）的直径为8~20 cm，上下相邻两个所述第一玄武岩纤维片（19）的间距为10~25cm，左右相邻两个所述第一玄武岩纤维片（19）的间距为5~50 cm；所述第二玄武岩纤维片（25）的直径为8~20 cm，上下相邻两个所述第二玄武岩纤维片（25）的间距为为10~25cm，左右相邻两个所述第二玄武岩纤维片（25）的间距为5~50 cm。

6.根据权利要求4所述的基于玄武岩纤维的水处理装置，其特征在于，所述第一玄武岩纤维片（19）为螺旋状或层叠状；所述第二玄武岩纤维片（25）为螺旋状或层叠状。

7.根据权利要求1所述的基于玄武岩纤维的水处理装置，其特征在于，所述布水区（14）内设置有布水管，所述布水管上设置有布水孔。

8.一种基于玄武岩纤维的水处理工艺，其特征在于，包括：将水通过进水泵（5）由进水口（6）进入厌氧反应器（1）的布水区（14），由下而上推流，先经过污泥床（15），去除大部分有机污染物，接着进入悬浮区（16）和第一填料区（17），去除水中的氮磷、硫酸根等污染物，接着通过滤网（20）拦截的固态的颗粒，产生的气体由排气口（8）进入气体收集装置（4）内，分离后的水从顶端的第一出水口（7）进入好氧反应器（2）内，水从上而下经过好氧反应器（2）的第二填料区（22），最后水进入沉淀池（3），水沉淀后上层的清水从沉淀池出水口（12）排出，下方的污泥从第二排泥口（13）排出。

9.根据权利要求8所述的基于玄武岩纤维的水处理装置，其特征在于，所述所述第一填料区（17）内设置有第一玄武岩纤维片（19），所述第二填料区（22）内设置有第二玄武岩纤维片（25）。