CN112960856A - 高原用生物转盘污水处理舱及其水处理方法 - Google Patents

高原用生物转盘污水处理舱及其水处理方法 Download PDF

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Abstract

高原用生物转盘污水处理舱及其水处理方法，本发明属于污水处理设备领域，它要解决现有在高原地区生物转盘设备的生物膜负载量较低，低温时水处理效果差的问题。本发明高原用生物转盘污水处理舱中在生物转盘区中设置有第一生物转盘单元和第二生物转盘单元，第一生物转盘单元中包含带有膜片的生物转盘，第二生物转盘单元中包含带有隔室的生物转盘，初沉池设置在箱体的底部并位于生物转盘区的下部，初沉池的顶部通过第一溢流口与生物转盘区相连通，在生物转盘区的右侧通过隔板分隔出混凝反应池、硝化液回流池、二沉池和出水池。本发明高原用生物转盘污水处理舱集成化程度高，抗冲击负荷能力强，降控厌氧程度好，异味极小，高原污水处理效果良好。

Description

高原用生物转盘污水处理舱及其水处理方法
技术领域
本发明属于污水处理设备领域，具体涉及一种高原用生物转盘污水处理装置及其水处理方法。
背景技术
近些年来，水污染问题已经成社会的焦点，随着旅游业开发以及高原铁路的建设，高原地区的水环境安全问题应引起高度重视。目前污水处理主要方法为物理法、化学法、生物法三种方法。物理化学法处理污水成本较高，具备一定的局限性。而生物法中的生物膜法由于抗冲击负荷能力强、污泥产量低、运行管理方便，具备广阔的应用前景。其中，生物转盘作为生物膜法的一种处理污水技术，具有设计灵活、操作简便以及运行费用低等优点，现已经广泛应用于污水处理中。而高原污水处理工艺一般都是沿用了传统的活性污泥技术，包括CASS\SBR\接触氧化等，但是高原地区人口密度小，海拔高，气压低，温差大，所以高原区污水治理对污水处理设备适宜性和耐久性要求高。由于高原温差大，一般的生物转盘设备生物膜负载量较低导致与污水中的有机污染物接触后处理效果差，所需净化时间长；菌种耐低温能力弱以及高原氧气含量少，低温时处理效率低以及可能出现微生物脱落现象，在实际应用中往往产生处理效果不达标等问题。
随着高原地区的发展，对环保的要求也会逐渐提高，亟需提高污水处理技术的出水水质标准，减少污水对自然环境的危害，节约水资源，促进水资源的循环利用。目前的生物转盘污水处理技术以及设备在高原应用上还处于空白阶段，为此，迫切需要一种新方法或设备解决高原地区污水处理问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有在高原地区生物转盘设备的生物膜负载量较低，低温时水处理效果差的问题，而提供一种高原用生物转盘污水处理舱及其水处理方法。
本发明高原用生物转盘污水处理舱包括箱体、第一生物转盘单元、第二生物转盘单元、初沉池、隔板、混凝反应池、硝化液回流池、二沉池和出水池，第一生物转盘单元和第二生物转盘单元均是由多片生物转盘间隔设置；第一生物转盘单元设置在第一转轴由减速机驱动旋转，第二生物转盘单元设置在第二转轴由减速机驱动旋转；
在生物转盘区中设置有第一生物转盘单元和第二生物转盘单元，第一生物转盘单元和第二生物转盘单元之间设置有隔板，在隔板上开有第二溢流口；
第一生物转盘单元中包含带有膜片的生物转盘，所述带有膜片的生物转盘是在转盘表面沿径向设置有多条阶梯形的膜片；第二生物转盘单元中包含带有隔室的生物转盘，带有隔室的生物转盘是在生物转盘上沿径向设置有多个隔室，隔室内填充有生物填料(球)，隔室的室壁和外缘室口设置有隔网，在第二生物转盘单元的下部设置超声波换能器；
初沉池设置在箱体的底部并位于生物转盘区的下部，初沉池的顶部通过第一溢流口与生物转盘区相连通，在生物转盘区的右侧通过隔板分隔出混凝反应池、硝化液回流池、二沉池和出水池，硝化液回流管的一端与硝化液回流池相连通，硝化液回流管的另一端与初沉池相连，二沉池的底部通过污泥回流管与初沉池相连通。
本发明高原地区污水处理方法按照下列步骤实现：
一、高原污水经进水口流入初沉池中进行初沉淀处理，初沉淀后的上清液经第一溢流口流入生物转盘区中；
二、控制生物转盘区中第一生物转盘单元和第二生物转盘单元的转速，使第一生物转盘单元作为缺氧区，第二生物转盘单元作为好氧区，缺氧区内的污水通过隔板上的第二溢流口流入好氧区中，得到生物处理后的水；
三、生物处理后的水依次流经硝化液回流池、混凝反应池、二沉池和出水池，硝化液回流池内的硝化液经过硝化液回流管回流到初沉池内再通过第一生物转盘单元上负载的微生物进行反硝化脱氮，二沉池内的污泥通过污泥回流管回流到初沉池中，出水池内的水从排水口排出，即完成高原污水处理。
本发明高原用生物转盘污水处理舱及其水处理方法包括以下有益效果：
1、本发明生物转盘污水处理舱中的第一生物转盘单元和第二生物转盘单元之间设置溢流口，使第二生物转盘单元内的水量稳定，阻止大量污水直接进入第二生物转盘内；
2、控制第一生物转盘单元和第二生物转盘单元的转速不同，在高原地区的缺氧环境下，有效的调控第二生物转盘的转速快于第一生物转盘的速度，进一步增大微生物中氧气的含量，保证微生物的正常需氧量，替代曝气设备，智能环保，管理维护更方便；
3、第一生物转盘单元的生物转盘上设置有多条阶梯形的膜片，通过阶梯形的膜片能够增强生物转盘对水流的搅拌作用，在搅拌过程中在阶梯膜片上形成生物膜，增加生物转盘上的生物量；在第二生物转盘单元中的生物转盘上设置隔室，隔室内装填生物填料，以生物填料为载体生长生物膜，由于高原地区低温，微生物膜附着效果差易脱落，本发明通过超声波换能器对生物填料进行超声冲击，刺激生物填料上的微生物应激生长，生成的生物体由于超声波冲击不断更新与生长，直到生成硝化细菌、反硝化细菌生物膜，使生物转盘单元适用于高原地区；
4、第一生物转盘单元与第二生物转盘单元的盘片本身材质厚度较小，盘片间隔较小，微生物负载量多，BOD表面积负荷率低，增强污水处理效率与效果；
5、本发明生物转盘污水处理舱是具备完整工艺流程的一体化水处理反应舱，能够独立处理高原污水，无需其他后续处理设备及工艺即可达标排放。
附图说明
图1为本发明高原用生物转盘污水处理舱的整体结构示意图；
图2为本发明高原用生物转盘污水处理舱的俯视结构示意图；
图3为带有膜片的生物转盘的结构示意图；
图4为带有隔室的生物转盘的结构示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：本实施方式高原用生物转盘污水处理舱包括箱体1、第一生物转盘单元2、第二生物转盘单元3、初沉池4、隔板5、混凝反应池6、硝化液回流池7、二沉池8和出水池9，第一生物转盘单元2和第二生物转盘单元3均是由多片生物转盘间隔设置；第一生物转盘单元2设置在第一转轴17由减速机驱动旋转，第二生物转盘单元3设置在第二转轴18由减速机驱动旋转；
在生物转盘区中设置有第一生物转盘单元2和第二生物转盘单元3，第一生物转盘单元2和第二生物转盘单元3之间设置有隔板5，在隔板5上开有第二溢流口5-1；
第一生物转盘单元2中包含带有膜片的生物转盘2-1，所述带有膜片的生物转盘2-1是在转盘表面沿径向设置有多条阶梯形的膜片13；第二生物转盘单元3中包含带有隔室的生物转盘3-1，带有隔室的生物转盘3-1是在生物转盘上沿径向设置有多个隔室14，隔室14内填充有生物填料(球)16，隔室14的室壁和外缘室口均设置有隔网15，在第二生物转盘单元3的下部设置超声波换能器19；
初沉池4设置在箱体1的底部并位于生物转盘区的下部，初沉池4的顶部通过第一溢流口11与生物转盘区相连通，在生物转盘区的右侧通过隔板分隔出混凝反应池6、硝化液回流池7、二沉池8和出水池9，生物转盘区与硝化液回流池7相连通，硝化液回流管的一端与硝化液回流池7相连通，硝化液回流管的另一端与初沉池4相连，二沉池8的底部通过污泥回流管与初沉池4相连通。
本实施方式第一生物转盘单元中可以包括普通生物转盘和带有膜片的生物转盘，第一生物转盘单元中盘片密度间隔设置为10-35mm，第一生物转盘单元中可以包括普通生物转盘和带有隔室的生物转盘，第二生物转盘单元中盘片密度间隔设置为10-50mm。
本实施方式高原用生物转盘污水处理舱集成化程度高，抗冲击负荷能力强，降控厌氧程度好，异味极小，盘片单台处理能力大，维护管理简便等优势，适用于高原用的新型污水处理设备舱，水力负荷为19.4-72m3/(m2·d)。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是在箱体1的敞口上盖设有顶盖。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是在初沉池4的池底设置有排泥管。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是控制第二生物转盘单元3的转速为第一生物转盘单元2转速的2～5倍。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是在混凝反应池6中设置有搅拌器12。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是带有隔室的生物转盘3-1是在生物转盘上沿径向设置有2～6个隔室14。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同的是第一生物转盘单元2和第二生物转盘单元3中转盘的直径为1.5～6m。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一至七之一不同的是出水池9上开有出水口10，出水口10通过管路与消毒单元相连通。
具体实施方式九：本实施方式高原地区污水处理方法按照下列步骤实施：
一、高原污水经进水口流入初沉池4中进行初沉淀处理，初沉淀后的上清液经第一溢流口11流入生物转盘区中；
二、控制生物转盘区中第一生物转盘单元2和第二生物转盘单元3的转速，使第一生物转盘单元2作为缺氧区，第二生物转盘单元3作为好氧区，缺氧区内的污水通过隔板5上的第二溢流口5-1流入好氧区中，得到生物处理后的水；
三、生物处理后的水依次流经硝化液回流池7、混凝反应池6、二沉池8和出水池9，硝化液回流池7内的硝化液经过硝化液回流管回流到初沉池内再通过第一生物转盘单元2上负载的微生物进行反硝化脱氮，二沉池8内的污泥通过污泥回流管回流到初沉池4中，出水池9内的水从排水口10排出，即完成高原污水处理。
具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式九不同的是控制生物转盘区中第一生物转盘单元2的转速为0.5～2r/min，第二生物转盘单元3的转速为2.5～6r/min。
本实施方式污水在第一生物转盘单元区形成厌氧状态，生物转盘上附着的微生物可以完成对污水的水解酸化和产甲烷；在第二生物转盘单元区，生物转盘快速旋转加速空气流动，增大了微生物的摄氧气能力，以及使污水中溶解氧处于好氧状态，第二生物转盘单元上盘片负载的微生物通过生物膜降解污水的污染物。
具体实施方式十一：本实施方式与具体实施方式九或十不同的是在混凝反应池6中投加PAC絮凝剂。
本实施方式通过PAC絮凝剂去除水体中的磷。
实施例：本实施例应用具体实施方式一所述的高原用生物转盘污水处理舱进行高原地区污水处理的方法按照下列步骤实施：
一、高原污水经进水口流入初沉池4中进行初沉淀处理，初沉淀后的上清液经第一溢流口11流入生物转盘区中；
二、控制生物转盘区中第一生物转盘单元2的转速为1r/min，第二生物转盘单元3的转速为3r/min，使第一生物转盘单元2作为缺氧区，第二生物转盘单元3作为好氧区，第一生物转盘单元2中生物转盘上附着的微生物可以对污水水解酸化和产甲烷，第二生物转盘单元3中的生物转盘快速旋转加速空气流动，增大了微生物的摄氧气能力，污水中溶解氧处于好氧状态，第二生物转盘单元上生物转盘负载的微生物通过生物膜降解污水的污染物缺氧区内的污水通过隔板5上的第二溢流口5-1流入好氧区中，得到生物处理后的水；
三、生物处理后的水依次流经硝化液回流池7、混凝反应池6、二沉池8和出水池9，硝化液回流池7内的硝化液经过硝化液回流管回流到初沉池内(硝化液回流200％)，再通过第一生物转盘单元2上负载的微生物进行反硝化脱氮，二沉池8内的污泥通过污泥回流管回流到初沉池4中(污泥回流100％)，在混凝反应池6中投加PAC絮凝剂，出水池9内的水从排水口10排出，即完成高原污水处理。
本实施例高原用生物转盘污水处理舱中第一生物转盘单元2和第二生物转盘单元3的下部均设置有超声波换能器，当生物转盘上的生物膜生长稳定后关闭超声波换能器。
本实施例高原污水的处理效果见表1和表2所示，表1和表2相连，表1和表2共记载了三种条件下的进水。
表1
Figure BDA0002942271310000051
Figure BDA0002942271310000061
表2
Figure BDA0002942271310000062
本实施例第一生物转盘单元和第二生物转盘单元中的生物膜稳定，微生物生长情况良好，其中第一生物转盘单元中盘片污泥呈黑灰色，生物膜平均厚度约为2cm；第二生物转盘单元中盘片污泥呈灰褐色，生物膜平均厚度约为4cm。

Claims (10)

1.高原用生物转盘污水处理舱，其特征在于该高原用生物转盘污水处理舱包括箱体(1)、第一生物转盘单元(2)、第二生物转盘单元(3)、初沉池(4)、隔板(5)、混凝反应池(6)、硝化液回流池(7)、二沉池(8)和出水池(9)，第一生物转盘单元(2)和第二生物转盘单元(3)均是由多片生物转盘间隔设置；第一生物转盘单元(2)设置在第一转轴(17)由减速机驱动旋转，第二生物转盘单元(3)设置在第二转轴(18)由减速机驱动旋转；
在生物转盘区中设置有第一生物转盘单元(2)和第二生物转盘单元(3)，第一生物转盘单元(2)和第二生物转盘单元(3)之间设置有隔板(5)，在隔板(5)上开有第二溢流口(5-1)；
第一生物转盘单元(2)中包含带有膜片的生物转盘(2-1)，所述带有膜片的生物转盘(2-1)是在转盘表面沿径向设置有多条阶梯形的膜片(13)；第二生物转盘单元(3)中包含带有隔室的生物转盘(3-1)，带有隔室的生物转盘(3-1)是在生物转盘上沿径向设置有多个隔室(14)，隔室(14)内填充有生物填料(16)，隔室(14)的室壁和外缘室口设置有隔网(15)，在第二生物转盘单元(3)的下部设置超声波换能器(19)；
初沉池(4)设置在箱体(1)的底部并位于生物转盘区的下部，初沉池(4)的顶部通过第一溢流口(11)与生物转盘区相连通，在生物转盘区的右侧通过隔板分隔出混凝反应池(6)、硝化液回流池(7)、二沉池(8)和出水池(9)，硝化液回流管的一端与硝化液回流池(7)相连通，硝化液回流管的另一端与初沉池(4)相连，二沉池(8)的底部通过污泥回流管与初沉池(4)相连通。
2.根据权利要求1所述的高原用生物转盘污水处理舱，其特征在于在箱体(1)的敞口上盖设有顶盖。
3.根据权利要求1所述的高原用生物转盘污水处理舱，其特征在于在初沉池(4)的池底设置有排泥管。
4.根据权利要求1所述的高原用生物转盘污水处理舱，其特征在于控制第二生物转盘单元(3)的转速为第一生物转盘单元(2)转速的2～5倍。
5.根据权利要求1所述的高原用生物转盘污水处理舱，其特征在于在混凝反应池(6)中设置有搅拌器(12)。
6.根据权利要求1所述的高原用生物转盘污水处理舱，其特征在于带有隔室的生物转盘(3-1)是在生物转盘上沿径向设置有2～6个隔室(14)。
7.根据权利要求1所述的高原用生物转盘污水处理舱，其特征在于是第一生物转盘单元(2)和第二生物转盘单元(3)中转盘的直径为1.5～6m。
8.高原地区污水处理方法，其特征在于该水处理方法按照下列步骤实施：
一、高原污水经进水口流入初沉池(4)中进行初沉淀处理，初沉淀后的上清液经第一溢流口(11)流入生物转盘区中；
二、控制生物转盘区中第一生物转盘单元(2)和第二生物转盘单元(3)的转速，使第一生物转盘单元(2)作为缺氧区，第二生物转盘单元(3)作为好氧区，缺氧区内的污水通过隔板(5)上的第二溢流口(5-1)流入好氧区中，得到生物处理后的水；
三、生物处理后的水依次流经硝化液回流池(7)、混凝反应池(6)、二沉池(8)和出水池(9)，硝化液回流池(7)内的硝化液经过硝化液回流管回流到初沉池内再通过第一生物转盘单元(2)上负载的微生物进行反硝化脱氮，二沉池(8)内的污泥通过污泥回流管回流到初沉池(4)中，出水池(9)内的水从排水口(10)排出，即完成高原污水处理。
9.根据权利要求8所述的高原地区污水处理方法，其特征在于步骤二中控制生物转盘区中第一生物转盘单元(2)的转速为0.5～2r/min，第二生物转盘单元(3)的转速为2.5～6r/min。
10.根据权利要求8所述的高原地区污水处理方法，其特征在于在混凝反应池(6)中投加PAC絮凝剂。
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