CN111875059B - 一种集成化粉体附载强化生化水处理装置 - Google Patents

一种集成化粉体附载强化生化水处理装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种集成化粉体附载强化生化水处理装置,所述装置为圆柱状,包括中心圆柱状好氧区、环绕好氧区的缺氧/沉淀区,缺氧/沉淀区包括缺氧区、位于缺氧区上部的沉淀区,通过滑泥板和分区隔板形成的通道将沉淀区内的污泥循环至好氧区下部,通过回流系统将好氧区下部的污泥循环至缺氧区内,污泥在好氧区内完成硝化与反硝化同步反应。本发明所述的一种集成化粉体附载强化生化水处理装置通过粉末载体与生物填料相结合,通过生物膜法与活性污泥法相融合,克服了传统生化技术污泥浓度低,生化效果差,占地面积大,单体构筑物多的缺点。各个反应单元在空间上的紧密结合,池体合建,水头损失小,具有污泥浓度高,处理效果好,装置体积小的优点。

Description

一种集成化粉体附载强化生化水处理装置
技术领域
本发明属于污水生化处理技术领域,具体涉及一种集成化粉体附载强化生化水处理装置。
背景技术
传统污水生化处理污泥浓度较低,容积负荷有限,导致污水处理能力有限,造成装置(设备)对污水的处理效率低下,无法应对较大的负荷冲击,且占地面积大,无法满足污染物高效生化处理的需求。目前,我国由于“水十条”的颁发,正在加强水污染防治力度,点源污染控制仍是当前所需面临的主要问题。当前,针对点源污染处理的技术和装置较多,采用技术方法也多种多样。但都有各自的缺点,化学处理无法对污水进行有效脱氮,而传统的生物处理装置处理效率低下,集成度低,占地面积大。因此,针对所面临的问题,开发集成、高效的一体化处理装置迫在眉睫。
发明内容
本发明针对上述缺陷,提供一种具有缺氧区、实现同步硝化反硝化的带有粉末载体的生物膜的好氧区和沉淀区,污泥于缺氧区、好氧区和沉淀区内部循环的,通过粉体附载强化的生物膜法和活性污泥法相融合,生化处理效果好,占地面积小的一种集成化粉体附载强化生化水处理装置。
本发明提供如下技术方案:一种集成化粉体附载强化生化水处理装置,所述装置为圆柱状,包括中心圆柱状好氧区、环绕所述好氧区的缺氧/沉淀区,所述缺氧/沉淀区包括带有进水口的缺氧区、位于所述缺氧区上部的沉淀区,所述装置还包括连通所述缺氧区和所述好氧区的底部过流孔、将所述好氧区内的硝化液回流至所述缺氧区内的回流系统;所述好氧区与所述缺氧/沉淀区通过分区上隔筒、向所述装置中轴线外侧倾斜的滑泥板、向所述装置中轴线内侧倾斜的分区隔板和分区下隔筒分隔,所述滑泥板位于所述分区隔板上部;
所述分区上隔筒侧壁与所述滑泥板相连,外侧形成所述沉淀区,内侧形成所述好氧区的上部;所述分区隔板与所述分区下隔筒和装置外壳相连,外侧形成缺氧区,内侧形成所述好氧区的下部;所述滑泥板与所述分区隔板相对间隔设置,形成的通道连通所述沉淀区和所述好氧区的下部,并使所述沉淀区呈环状漏斗形;
所述好氧区内设置有生物膜以及附着在所述生物膜上的粉体附载填料,所述好氧区底部设置有曝气系统;
所述沉淀区外侧设置有出水口,所述沉淀区内设置有位于所述分区上隔筒外侧的横向导流管、与所述导流管连通的竖向中心导流筒以及与所述出水口连通的出水堰,所述导流管低于所述出水堰;
所述缺氧区外侧还设置有溢气管,内部设置有推流搅拌器。
进一步地,所述缺氧区与所述好氧区的容积比为1:(2~5),所述沉淀区的表面负荷为0.6~2.0m3/m2·h,所述装置进行反硝化/硝化生物脱氮时的容积负荷为0.4~2.0kgBOD5/m3·d。
进一步地,所述滑泥板向所述装置中轴线外侧倾斜角度为55°~65°,所述分区隔板向所述装置中轴线内侧倾斜角度为55°~65°。
进一步地,所述回流系统包括与所述好氧区底部连接的第一回流管、回流泵和与所述缺氧区上部连接的第二回流管。
进一步地,所述底部过流孔位于分区下隔筒的底部,所述底部过流孔在所述分区下隔筒四周等距分布,所述装置内混合污水过孔速度为0.4~0.8m/s。
进一步地,所述推流搅拌器的推流流速为0.25~0.4m/s,所述推流搅拌器包括位于所述缺氧区横截面中心位置底部的搅拌桨叶、传动轴和搅拌电机,所述传动轴与所述装置外壳采用轴封进行密封。
进一步地,所述溢气管沿所述装置外壳垂直向上布设,所述溢气管底部与所述缺氧区上部相连,所述溢气管上部设置有含有孔隙的滤网。
进一步地,导流管及中心导流筒在所述装置内部沿所述分区上隔筒圆周均匀等距分布。
进一步地,所述缺氧区外设置有用于检修用的检修人孔。
进一步地,所述装置还包括连接槽,所述连接槽连接所述出水堰的内堰与所述出水堰的外堰。
本发明的有益效果为:
1、采用本发明提供的装置处理污水时,污泥浓度高,容积负荷高。装置采用粉体附载微生物技术及生物膜技术相融合,装置好氧区的生物填料上有丰富的生物膜,装置混合污水中有大量以粉末载体为核心的活性污泥,且污泥回流采用自循环的方式进行自回流,回流率大,可大大增加了反应池的污泥浓度。
2、本申请提供的装置占地小,集成度高。装置集生化、二沉于一体,在立体空间上实现各反应池的紧密结合,且装置内污泥浓度高,单位体积的污水处理量比传统工艺显著提升,反应池内的污泥为以粉末载体为核心的活性污泥,沉降性能好,大大减少了沉淀池的体积。
3、本申请提供的装置对污水处理效果较好,装置采用硅藻土、沸石粉末或活性炭等粉体附载微生物技术及生物膜技术,实现了粉体附载微生物与生物膜法强化的“双泥龄”,增加了功能性微生物的数量,在好氧区实现了同步硝化反硝化,克服普通污水处理技术污泥浓度低,以及处理效果差的问题,对污染物浓度较高、污水水量较大的污水有较好的处理效果,提高了装置对污染物的处理效果,而且粉体活性污泥具有强化絮凝沉淀效果,加速沉降速度的作用,能有效去除污水中的胶体,降低出水SS,提高出水水质。
4、设备外形规整,空间利用率高,参与反应的电机多位于装置外部,检修方便。
5、本装置采用粉末载体及生物填料相组合,实现生物膜及活性污泥相结合,沉淀池污泥通过自流的形式进行回流,有效提高了反应池的污泥浓度,提升了污水的处理效果及处理能力。
附图说明
在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中:
图1为本发明提供的一种集成化粉体附载强化生化水处理装置的纵向剖面图;
图2为本发明提供的一种集成化粉体附载强化生化水处理装置的俯视剖面图。
图中:1、缺氧区;2、沉淀区;3、好氧区;11、进水口;12、推流搅拌器;13、回流系统;14、底部过流孔;15、溢气管;16曝气系统;17、生物膜;18、分区隔板;19、滑泥板;20、导流管;21、中心导流筒;22、出水堰;22-1出水堰的内堰;22-2出水堰的外堰;23、出水口;24、连接槽;121、搅拌桨叶;122、传动轴;123、搅拌电机;124、轴封;31、缺氧/沉淀区;34、分区上隔筒;35、分区下隔筒。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明提供的装置的总高为5~8m,所述沉淀区2的出水堰22距顶600mm以上,出水口低于出水堰200mm以上。
本发明中的装置型号、尺寸(直径)、相关设备的规格及其他参数可根据需处理的污水水质和水量进行调整。
实施例1
如图1-2所示,为本实施例提供的一种集成化粉体附载强化生化水处理装置的纵向剖面图,装置为圆柱状,包括中心圆柱状中心好氧区3、环绕好氧区3的缺氧/沉淀区31,缺氧/沉淀区31包括带有进水口11的缺氧区1、位于缺氧区1上部的沉淀区2,装置还包括连通缺氧区1和好氧区3的底部过流孔14、将好氧区3内的硝化液回流至缺氧区1内的回流系统13;好氧区3与缺氧/沉淀区31通过分区上隔筒34、向装置中轴线外侧倾斜55°的滑泥板19、向装置中轴线内侧倾斜60°的分区隔板18和分区下隔筒35分隔,滑泥板19位于分区隔板18上部;
分区上隔筒34侧壁与滑泥板19相连,外侧形成沉淀区2,内侧形成好氧区3的上部;分区隔板18与分区下隔筒35和装置外壳相连,外侧形成缺氧区1,内侧形成好氧区3的下部;滑泥板19与分区隔板18相对间隔设置,形成的通道连通沉淀区2和好氧区3的下部,并使沉淀区2呈环状漏斗形;
好氧区3内设置有生物膜17以及附着在生物膜17上的粉体附载填料,好氧区3底部设置有曝气系统16;
沉淀区2外侧设置有出水口23,沉淀区2内设置有位于分区上隔筒34外侧的横向导流管20、与导流管20连通的竖向中心导流筒21以及与出水口23连通的出水堰22,导流管20低于出水堰22,导流管20及中心导流筒21在装置内部沿分区上隔筒34圆周均匀等距分布。
缺氧区1外侧还设置有溢气管15,内部设置有推流搅拌器12,推流搅拌器12的推流流速为0.25m/s,如图2所示,推流搅拌器12包括位于缺氧区1横截面中心位置底部的搅拌桨叶121、传动轴122和搅拌电机123,传动轴122与装置外壳采用轴封124进行密封。
缺氧区1与好氧区3的容积比为1:2,沉淀区2的表面负荷为0.6m3/m2·h,装置进行反硝化/硝化生物脱氮时容积负荷为0.4kg BOD5/m3·d。
回流系统13包括与好氧区3底部连接的第一回流管131、回流泵133和与缺氧区1上部连接的第二回流管132。通过回流泵133的动力将好氧区3底部的污泥回流至缺氧区1上部内进行反硝化反应。
底部过流孔14位于分区下隔筒35的底部,底部过流孔14在四周等距分布,装置内混合污水过孔速度为0.4m/s。
溢气管15沿装置外壳垂直向上布设,溢气管15底部与缺氧区1上部相连,溢气管15上部设置有含有孔隙的滤网。
缺氧区1外设置有用于检修用的检修人孔10。
装置还包括连接槽24,连接出水槽22的内堰22-1和出水槽22的外堰22-2,作用是将内堰22-1的水通过连接槽24导流到出水堰22的外堰22-2,最后通过出水口23排放。
工作原理:
根据所需处理的污水水量及水质确定合适的装置直径和各单元尺寸。污水经格栅过滤后,通过进水泵提升,经装置的进水口11进入本实施例装置的缺氧区1。缺氧区1的混合污水经过推流搅拌器12混合后,从缺氧区1与好氧区3连接的底部过流孔14进入装置中部的好氧区3。好氧区3的硝化液通过外部的回流泵133经回流管路132返回至缺氧区1进行反硝化反应,缺氧区1反硝化产生的氮气及其他气体通过缺氧区1上端的溢气管15进行排放。完成反应的好氧区1混合液经导流管20和中心导流筒21进入沉淀区2,进行自然沉淀。沉淀后的活性污泥通过重力作用及水力作用,经滑泥板19滑落至好氧区3下部继续参与生化反应。沉淀区2的上清液经过上部的出水堰22后自流进入出水扣23而排出。通过本实施例的缺氧区、好氧区和沉淀区的设计,使该装置由三个反应区组成,通过四周下部区域的缺氧区,四周上部区域的沉淀区以及中部区域的好氧区,实现装置的高度集成化,提高处理能力及处理效果。好氧区内通过采用粉体附载微生物技术及生物膜技术,实现了“双泥龄”,增加了功能性微生物的数量,在好氧区实现了同步硝化反硝化,提高了装置对污染物的处理效果,而且粉体活性污泥具有强化絮凝沉淀效果,加速沉降速度的作用,能有效去除污水中的胶体,降低出水SS,提高出水水质。
实施例2
本实施例与实施例1的区别在于,缺氧区1与好氧区3的容积比为1:3.5,沉淀区2的表面负荷为1.3m3/m2·h,装置进行反硝化/硝化生物脱氮时容积负荷为1.2kg BOD5/m3·d滑泥板19向装置中轴线外侧的倾斜角度为65°、分区隔板18向装置中轴线内侧的倾斜角度为65°。
推流搅拌器12的推流流速为0.32m/s,装置内混合污水通过底部过流孔14的速度为0.6m/s。
实施例3
本实施例与实施例1和实施例2的区别在于,缺氧区1与好氧区3的容积比为1:5,沉淀区2的表面负荷为2.6m3/m2·h,装置进行反硝化/硝化生物脱氮时容积负荷为2.4kgBOD5/m3·d滑泥板19向装置中轴线外侧的倾斜角度为60°、分区隔板18向装置中轴线内侧的倾斜角度为55°。
推流搅拌器12的推流流速为0.4m/s,装置内混合污水通过底部过流孔14的速度为0.8m/s。
虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述,但在不脱离本发明的范围的情况下,可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是,只要不存在结构冲突,各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例,而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (10)

1.一种集成化粉体附载强化生化水处理装置,其特征在于,所述装置为圆柱状,包括中心圆柱状好氧区(3)、环绕所述好氧区(3)的缺氧/沉淀区(31),所述缺氧/沉淀区(31)包括带有进水口(11)的缺氧区(1)、位于所述缺氧区(1)上部的沉淀区(2),所述装置还包括连通所述缺氧区(1)和所述好氧区(3)的底部过流孔(14)、将所述好氧区(3)内的硝化液回流至所述缺氧区(1)内的回流系统(13);所述好氧区(3)与所述缺氧/沉淀区(31)通过分区上隔筒(34)、向所述装置中轴线外侧倾斜的滑泥板(19)、向所述装置中轴线内侧倾斜的分区隔板(18)和分区下隔筒(35)分隔,所述滑泥板(19)位于所述分区隔板(18)上部;
所述分区上隔筒(34)侧壁与所述滑泥板(19)相连,外侧形成所述沉淀区(2),内侧形成所述好氧区(3)的上部;所述分区隔板(18)与所述分区下隔筒(35)和装置外壳相连,外侧形成缺氧区(1),内侧形成所述好氧区(3)的下部;所述滑泥板(19)与所述分区隔板(18)相对间隔设置,形成的通道连通所述沉淀区(2)和所述好氧区(3)的下部,并使所述沉淀区(2)呈环状漏斗形;
所述好氧区(3)内设置有生物膜(17)以及附着在所述生物膜(17)上的粉体附载填料,所述好氧区(3)底部设置有曝气系统(16);
所述沉淀区(2)外侧设置有出水口(23),所述沉淀区(2)内设置有位于所述分区上隔筒(34)外侧的横向导流管(20)、与所述导流管(20)连通的竖向中心导流筒(21)以及与所述出水口(23)连通的出水堰(22),所述导流管(20)低于所述出水堰(22);
所述缺氧区(1)外侧还设置有溢气管(15),内部设置有推流搅拌器(12)。
2.根据权利要求1所述的一种集成化粉体附载强化生化水处理装置,其特征在于,所述缺氧区(1)与所述好氧区(3)的容积比为1:(2~5),所述沉淀区(2)的表面负荷为0.6~2.0m3/m2·h,所述装置进行反硝化/硝化生物脱氮时的容积负荷为0.4~2.0kg BOD5/m3·d。
3.根据权利要求1所述的一种集成化粉体附载强化生化水处理装置,其特征在于,所述滑泥板(19)向所述装置中轴线外侧倾斜角度为55°~65°,所述分区隔板(18))向所述装置中轴线内侧倾斜角度为55°~65°。
4.根据权利要求1所述的一种集成化粉体附载强化生化水处理装置,其特征在于,所述回流系统(13)包括与所述好氧区(3)底部连接的第一回流管(131)、回流泵(133)和与所述缺氧区(1)上部连接的第二回流管(132)。
5.根据权利要求1所述的一种集成化粉体附载强化生化水处理装置,其特征在于,所述底部过流孔(14)位于所述分区下隔筒(35)的底部,所述底部过流孔(14)在所述分区下隔筒(35)四周等距分布,所述装置内混合污水过孔速度为0.4~0.8m/s。
6.根据权利要求1所述的一种集成化粉体附载强化生化水处理装置,其特征在于,所述推流搅拌器(12)的推流流速为0.25~0.4m/s,所述推流搅拌器(12)包括位于所述缺氧区(1)横截面中心位置底部的搅拌桨叶(121)、传动轴(122)和搅拌电机(123),所述传动轴(122)与所述装置外壳采用轴封(124)进行密封。
7.根据权利要求1所述的一种集成化粉体附载强化生化水处理装置,其特征在于,所述溢气管(15)沿所述装置外壳垂直向上布设,所述溢气管(15)底部与所述缺氧区(1)上部相连,所述溢气管(15)上部设置有含有孔隙的滤网。
8.根据权利要求1所述的一种集成化粉体附载强化生化水处理装置,其特征在于,导流管(20)及中心导流筒(21)在所述装置内部沿所述分区上隔筒(34)圆周均匀等距分布。
9.根据权利要求1所述的一种集成化粉体附载强化生化水处理装置,其特征在于,所述缺氧区(1)外设置有用于检修用的检修人孔(10)。
10.根据权利要求1所述的一种集成化粉体附载强化生化水处理装置,其特征在于,所述装置还包括连接槽(24),所述连接槽(24)连接所述出水堰的内堰(22-1)与所述出水堰的外堰(22-2)。
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