CN201648174U - 一种集成的灰水处理装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种集成的灰水处理装置，该系统包括依次连接的灰水收集调节单元、深度处理单元和回用单元。本实用新型的集成的灰水处理装置将淋浴、洗涤废水和厨房废水等较低污染物浓度的生活灰水收集、彻底净化后就地回用于冲洗厕所、绿化等低质需水领域，在一定的区域内实现水资源循环利用，减少污染物的排放量等目的。本实用新型具有工艺结构紧凑、占地面积少、操作方便、管理简单，基建和运行费用低等特点。
Description
技术领域
本实用新型属于环境保护技术领域，具体涉及一种集成的灰水处理装置。
背景技术
生活污水由灰水和黑水组成，灰水是由淋浴废水、洗涤废水、厨房污水等组成，黑水由大小便及冲厕水组成。从污染物种类和数量来看，灰水水量占全部生活污水的70～75％，但是污染物总量仅占生活污水的20％左右，以洗涤剂、悬浮物和少量的有机物污染物为主，氮和磷的浓度比普通生活污水低减少85％和80％；黑水的氮、磷等占生活污水总量的80～90％，是最主要的污染物来源。传统生活污水收集和处理系统将灰水和黑水混合收集，集中处理，然后排放或回用，受纳水体极易导致水体富营养化现象；集中式排水管道系统的建设和维护费用高，管道渗漏容易造成地下水污染，且一次投资费用和运行管理费用高；黑水中的营养物质和微量元素是植物生长的天然肥料，但是在污水处理时需要大量的能源将其去除，无法资源化利用；污水处理系统远离居住区域，污水回用的成本高，难以有效回用。
生活污水中的灰水就地收集和深度处理，直接回用于冲洗厕所和绿化等，不仅降低水处理的难度和成本，而且可以实现分质供水与使用、回用风险小，所需的设施少，有效地提高了水的利用效率；深度处理单元采用低能耗的“环境友好”技术，在考虑污染物减量化的同时，实现资源化，达到节省能源的目的。至于黑水，可将其收集处理和资源化利用，如大小便与冲洗水等收集后可与生物垃圾共发酵，腐熟料无任何重金属，能够直接用于城市“绿肥”或农用有机肥料。
悬浮载体生物反应器将氧化分解功能与固液分离功能集成在同一个处理构筑物，通过生物氧化区高效去除各种污染物；再经过固液分离区直接实现泥水分离，SS和浊度均可降至很低的水平，省去了二沉池，大幅减少占地面积；出水经过快速过滤后能够彻底去除各种悬浮状成分，再经过简单消毒后可确保再生水的微生物安全性和水质稳定性，长期回用不会出现水质异常变化或产生异味。
迄今为止，我国尚无任何专利针对生活灰水的处理和回用介绍。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种集成的灰水处理装置。
本实用新型采用如下技术手段解决上述技术问题：
一种集成的灰水处理装置，该系统包括依次连接的灰水收集调节单元、深度处理单元和回用单元，其特征在于，所述灰水收集调节单元包括灰水收集管网和调节池，所述深度处理单元包括悬浮载体生物反应器和流动砂滤器，所述回用单元包括清水池和回用水泵。
较佳的，所述灰水收集调节单元包括依次连接的进水管、调节池和格栅机，此外，灰水收集调节单元还设有提升泵。
较佳的，所述深度处理单元包括依次连接的集成式悬浮载体生物反应器和流动砂滤器。
优选的，所述集成式悬浮载体生物反应器包括依次连接的进水流量计、生物氧化区和固液分离区；其中，所述生物氧化区底部设有微孔曝气装置；所述固液分离区的底部设有穿孔反冲洗空气管和反冲洗排空管，所述固液分离区的上部通过出水管与流动砂滤器连接。
进一步优选的，所述用于灰水处理和回用的集成装置还设有鼓风机，所述鼓风机用于为生物氧化区和固液分离区提供所需的空气。
优选的，所述流动砂滤器为柱状，其底部为锥形；所述流动砂滤器包括砂滤层和洗砂器；且所述流动砂滤器的下部设有进水布水管，所述洗砂器的下部入口处通过进气管与鼓风机连接，用于提供洗砂的动力；所述流动砂滤器上部通过清水管与回用单元连接，用于收集和排放经过滤后的清水；所述洗砂器的上部设有收砂管和废水排放管，经过清洗后的砂回到过滤器的上层。
优选的，所述回用单元由清水池、消毒混合器、消毒剂投加装置、外送泵和回用水管组成，其中，所述消毒混合器与清水管连接，并与消毒剂投加装置连接；所述外送泵与回用水管连接。
本实用新型的目的通过以下途径实现：一种集成的灰水处理和回用装置由灰水收集调节单元、深度处理单元和回用单元组成。灰水收集和调节单元包括灰水收集管网和调节池；深度处理单元由悬浮载体生物反应器和流动砂滤器组成；回用单元由清水池和回用水泵组成，三个单元通过管道连接。
灰水的收集管网主要用于收集居住区、宾馆、度假村等建筑物内的淋浴废水、洗涤废水、厨房废水等各种除去大小便和冲厕水之外的杂用水，通过管网自流或水泵提升到灰水调节池，灰水在这里短暂停留，调节水量和水质，促进后续深度处理装置运行的平稳运行。调节池入口设置有格栅机。调节池内还设置潜水提升泵，将池内的灰水送入后续处理单元，其出流水量通过流量计控制。
深度处理单元由悬浮载体生物反应器和流动砂滤器组成，其功能是去除灰水的各种污染物，降低浊度。悬浮载体生物反应器沿水流方向分为生物氧化区和固液分离区，通过穿孔挡板或挡墙分隔。生物反应器的每个区均投加悬浮填料，填料的形状多样，密度与水相近，投配率为40～60％。悬浮载体生物反应器的好氧区布置微孔或穿孔曝气器，通过鼓风机提供微生物所需要的氧，控制溶解氧(DO)一般为1.5～4mg/L，灰水的各种还原性污染物被氧化成CO2和水，NH3-N被生物氧化为NO3-N。氧化区的出水自流入固液分离区，悬浮物在此被过滤和截留，清水通过出水管排出。固液分离区的底部布置空气反冲洗管和排泥管，其中空气反冲洗管通过阀门与鼓风机相连，排泥管通过一个支管与回流管相接。当固液分离区的出水SS或浊度升高后，打开空气反冲洗管的阀门，利用气体将填料上截留的悬浮物冲洗并沉降到池底，再通过排泥管直接排放。
固液分离区出水的还残余少量SS，需要通过后续连续流流动砂滤器进一步降低SS和浊度。流动砂滤器由滤料层和洗砂器组成，集成式移动床反应器的出水通过管道自流进入流动砂滤器的底部布水管，水在上升过程中细小的悬浮物被石英砂层截留，清水从流动砂滤器的上部排放出去。在石英砂层的中央区域设置有内套筒，套筒与过滤器底部有一定的间距，套筒底部放置进气管，用于提升砂水混合物。流动砂滤器底部的石英砂层截留的悬浮物最多，需要及时反冲洗。借助于套筒底部进气管的空气提升作用，砂滤器底部的石英砂和水进入套筒内，并随着水气流上升，石英砂在上升过程中彼此摩擦、碰撞等，粘附的悬浮颗粒逐渐被剥离并随水带走，石英砂被清洗干净后通过管道进入砂滤器的砂层表面，继续参与过滤截污。流动砂滤器在运行过程中石英砂的清洗连续自动进行，无需专门的反冲洗。在正常运行和反冲洗过程中，石英砂始终处于流动状态。
深度处理单元的出水通过管道流入清水池，在清水管道上安装有混合器，用于投加消毒剂。消毒剂可采用次氯酸钠、液氯或二氧化氯等，投加浓度一般不超过8mg/L。清水池设置有外送水泵，再生水在清水池停留一段时间后通过外送泵输送给各种用户。
本实用新型与现有技术相比较，效果是积极且明显的，特色和优点如下：
(1)、将低污染的灰水收集、处理和回用融合在同一个处理系统，处理的难度低，投资费用少。
(2)、回用水可用于冲厕所、小区绿化、洗车和其它杂用，能够节约20％～40％的家庭用水量和公共用水量。
(3)、在常规悬浮载体生物反应器的基础上集成固液分离系统，在同一个构筑物实现除污染和固液分离的功能，减少了占地面积并节省了基建费用，污染物去除效果大幅提高。
(4)、采用流动砂滤器去除悬浮物，降低浊度，无需反冲洗，建筑物紧凑，节省占地面积，运行费用省。
附图说明
图1为本实用新型的集成的灰水处理装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本实用新型可采取的具体结构作详细说明。
图1为本实用新型中集成的灰水处理装置的结构示意图，该系统由生活灰水收集调节单元1、深度处理单元2和回用单元3组成。灰水收集调节单元由进水管11、调节池12、格栅机13和提升泵14组成；深度处理单元包括集成式悬浮载体生物反应器21和流动砂滤器22，悬浮载体生物反应器21由生物氧化区212、固液分离区213组成，在生物反应器内均放置悬浮填料214，两个区域内的填料填充率分别为40～60％和50～70％；在生物氧化区212布置有微孔曝气装置215；固液分离区213的底层分别布置有穿孔反冲洗空气管216和反冲洗排空管217；固液分离区213上部设置出水管218，通过它与流动砂滤器22相连。生物氧化区212和固液分离区213所需的空气均来源于鼓风机4。流动砂滤器22呈柱状，底部成锥形，包括砂滤层221和洗砂器222两部分。流动砂滤器22的下部设有进水布水管223，洗砂器222的下部入口处有进气管224，进气管224与鼓风机4相连，用于提供洗砂的动力；流动砂滤器上部有清水管225，用于收集和排放经过滤后的清水并与回用单元3相 连。洗砂器222的上部有收砂管226和废水排放管227，收砂管226回到过滤器22的上层。
回用单元3由清水池31、消毒混合器32、消毒剂投加装置33、外送泵34和回用水管35组成。消毒混合器31与清水管225相连，并与消毒剂投加装置33相连；外送泵34与回用水管35相连。
小区、宾馆或度假村的生活灰水通过收集管网汇入灰水处理系统的进水管11，进入调节池12，调节池的前部设置格栅机13，去除各种漂浮物、纸张、头发、塑料袋等，调节池12主要用于调节进入灰水的水量，以保证整个灰水处理系统稳定运行。调节池的出口有提升泵14，通过它向深度处理单元2提供污水。
深度处理单元2由集成式悬浮载体生物反应器21和流动砂滤器22组成。
集成式悬浮载体生物反应器21的进水流量计211用于调节整个深度处理单元的稳定进水量。生物氧化区212放置悬浮填料214，投配率为40～60％左右，用来附着生长各种微生物，并保持一定的生物量，去除灰水的各种还原性污染物，包括BOD5、洗涤剂(LAS)和氨氮扥。生物氧化区212还布置微孔曝气装置215，通过鼓风机4向水中供氧，满足微生物的代谢和生长所需，生物氧化区的DO控制一般为1.5～4mg/L。经过生物氧化处理的水进入固液分离区213。固液分离区从上到下分别布置出水管218、悬浮填料层214、反冲洗空气管216和反冲洗排空管217。生物氧化区在这里由下向上穿过填料层时大的悬浮颗粒、脱落生物膜等被拦截，清水通过出水管218进入流动砂滤器22中。悬浮填料层214的微小颗粒和生物膜积累逐渐增加，当积累到一定程度时打开固液分离区底部的反冲洗空气管216的阀门，利用鼓风机4的空气对悬浮填料层进行反冲洗，然后打开排放管217的阀门，将反冲洗液排放后正常运行。
流动砂滤池22包括砂滤层221和洗砂器222两部分，从固液分离区经过初步过滤的水通过砂滤器底部的进水布水管223均匀配水，并沿着砂滤层221向上流动，在砂水接触过程中细小的悬浮物等被拦截，清水穿过砂滤层后在滤器上部汇集并通过清水管225自流进入回用单元3。石英砂在下降过程截留的微小颗粒越来越多，需要清洗。洗砂器222的底部与砂滤器22的锥形底部相邻，并有一定的距离，洗砂器底部布置了进气管224，进气管与鼓风机4通过阀门相连，用于输送石英砂清洗的动力。当打开进气管并通过空气后，砂滤器22下部的水和粘附悬浮物的石英砂颗粒随着上升的气泡被带入洗砂器222的上升筒内，在这里，砂、水、气充分接触并强烈摩擦碰撞，石英砂表面粘附的悬浮物被洗脱到水中，砂粒变得干净并恢复过滤截污能力。在洗砂器222的上部设有收砂管226和废水排放管227，经过清洗后的干净石英砂通过收砂管226重新回到砂滤层表面。而含有悬浮物的反冲洗水通过废水排放管227排出。砂滤器在运行过程中砂和水处于反向流动状态，且石英砂层反冲洗无需停止运行，而是连续自动运行中。这样，大大降低了工作难度。
砂滤池出水的绝大部分污染物被彻底去除，仅有微生物数量超标。为此，滤池出水在进入清水池31之前先与消毒混合器32连接，氯系消毒剂通过投加装置33加入杀灭微生物所需要的剂量，然后进入清水池31，清水在这里停留几个小时后再通过外送泵34与回用水管35与用户终端连接，实现灰水净化后回用的目的。
实施例：
采用本实用新型的灰水处理系统处理某建筑物的所有洗浴、洗衣和厨房等杂用灰水，进水的NH3-N为20～35mg/L、CODCr为200～350mg/l，TP为3～8mg/L，SS为140～300mg/L，LAS为8～25mg/L，处理后的出水可以达到NH3-N为5mg/L、CODCr为40mg/L，TN小于20mg/L，SS小于5mg/L，LAS小于0.8mg/L，浊度低于1.0NTU，总细菌数小于102个/mL，E.coli未检出。回用水直接用于建筑物的抽水马桶冲洗、绿化用水。
生活小区的生活灰水、低浓度生活污水、工业废水的外排水经过本实用新型净化后可达到国家相关回用标准。
Claims (7)
1.一种集成的灰水处理装置，该系统包括依次连接的灰水收集调节单元、深度处理单元和回用单元。
2.如权利要求1中所述的集成的灰水处理装置，其特征在于，所述集成的灰水处理装置还设有鼓风机。
3.如权利要求1中所述的集成的灰水处理装置，其特征在于，所述灰水收集调节单元包括依次连接的进水管、调节池和格栅机。
4.如权利要求1中所述的集成的灰水处理装置，其特征在于，所述深度处理单元包括依次连接的集成式悬浮载体生物反应器和流动砂滤器。
5.如权利要求4中所述的集成的灰水处理装置，其特征在于，所述集成式悬浮载体生物反应器包括依次连接的进水流量计、生物氧化区和固液分离区；其中，所述生物氧化区底部设有微孔曝气装置；所述固液分离区的底部设有穿孔反冲洗空气管和反冲洗排空管，所述固液分离区的上部通过出水管与流动砂滤器连接。
6.如权利要求4中所述的集成的灰水处理装置，其特征在于，所述流动砂滤器为柱状，其底部为锥形；所述流动砂滤器包括砂滤层和洗砂器；且所述流动砂滤器的下部设有进水布水管，所述洗砂器的下部入口处通过进气管与鼓风机连接；所述流动砂滤器上部通过清水管与回用单元连接；所述洗砂器的上部设有收砂管和废水排放管。
7.如权利要求1中所述的集成的灰水处理装置，其特征在于，所述回用单元由清水池、消毒混合器、消毒剂投加装置、外送泵和回用水管组成，其中，所述消毒混合器通过清水管与清水池连接，并与消毒剂投加装置连接；所述外送泵与回用水管连接。
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