CN203568905U - 一种处理废水的装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种处理废水的装置，该装置包括曝气系统（1）、容纳悬浮载体的悬浮床生化反应单元（2）、具有通孔的第一挡板（4）、挡水围堰（5）、出水管线（6）、容纳固定载体的固定床生化反应单元（13）；废水进水管线（9）设置于悬浮床生化反应单元（2）和固定床生化反应单元（13）的下方，曝气系统（1）设置在悬浮床生化反应单元（2）的下方；挡水围堰（5）设置在悬浮床生化反应单元（2）和固定床生化反应单元（13）之间。该处理废水的装置具有曝气充氧效率高、硝化脱氮作用显著、装置结构紧凑、自动化程度高和运行管理方便的优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种处理废水的装置，具体地，涉及一种用于处理废水的内循环组合式生化处理装置。
背景技术
曝气是废水好氧生化处理系统中的一个重要的工艺过程，一般是通过适当设备向生化曝气池中通入空气，不仅使池内废水与空气接触充氧，而且由于空气对液体的搅动，加速了空气中氧气向废水中的转移速度，从而完成充氧的目的。此外，曝气还有防止生化池内悬浮体下沉，加强生化池内微生物与有机物和溶解氧接触的目的，从而保证池内微生物在有充足溶解氧的条件下，对废水中有机物、氨氮等污染物进行氧化分解。曝气是一个非常耗能的过程，一般情况下曝气能耗占整个生化处理系统能耗的60%-80%。曝气装置的好坏，不仅影响废水生化处理效果，而且直接影响到废水处理场占地，投资及运行费用。
内循环曝气是好氧生化处理装置的一种曝气方式，其最常见的形式是内循环曝气生物滤池。内循环曝气生物滤池把填料装载区域与供氧曝气区域分离开来，曝气充氧过程在曝气区域进行，填料装载区域不曝气，利用曝气过程产生的供氧曝气区域与填料装载区域的流体密度差形成废水在曝气生物滤池内部的循环，进行废水中污染物的传质，微生物的生长增殖和生化去除功能在填料装载区域完成。这种曝气方式的优点是可以避免曝气过程对污染物去除的负面影响，提高生化处理系统总体的污染物去除效果（如悬浮物去除）；缺点是曝气过程充氧效率降低，需要较高的曝气量，曝气能耗较大。
近年来，对于采用内循环曝气的生化处理装置的研究开发得到了较多的关注，国内外可以查阅到多个相关方面的专利技术及文献报道。具有代表性的相关专利技术和期刊文献如下：
CN 100494088C公开了一种内循环双重过滤生物反应器，用于处理城市污水、生活污水和工业污水。其由配水室、承托板、承托层、滤料层、循环曝气筒等组成。正常运行时污水在配水室中的分配器、循环曝气筒、滤料层之间循环流动，污水经滤料及循环曝气筒内设置过滤出水单元双重过滤。循环曝气筒的曝气、出水可以交替进行。反冲洗采用压缩空气脉冲松动后，进行水反冲，减少水反冲洗的强度，并防止滤料流失。在保持传统曝气生物滤池优点基础上，设计了循环曝气筒，使污水在运行过程中可以得到多次降解过滤，将活性污泥法和生物膜法巧妙的结合在一起，曝气和出水可以相互切换进行，出水经过过滤出水单元的二次过滤，保证了出水水质。
CN 100357194C公开了一种单级内循环曝气生物滤池，包括滤池中心的内部导流筒、导流筒外部的生物填料区及底部泥斗，生物填料区底部为均匀开孔的承托板，承托板下部为进水空间，内部导流筒的底部设置曝气装置，并设置开孔的配水墙连通进水空间，进水空间及内部导流筒采用开孔法兰盘与底部泥斗连接在一起，底部泥斗中设置反冲洗曝气装置并安装排泥管。该发明将曝气装置放置在导流筒底部进行曝气，可以避免对生物载体造成扰动，导流筒底部的液体提升有助于造成生物滤池中主体溶液的循环流动，污水在导流筒内充氧后从导流筒外部自上而下流过生物填料区，在填料区形成好氧、缺氧交替的环境，有利于硝化和反硝化反应的进行，从而提高曝气生物滤池生物脱氮的效率。
贺建勇、罗茂强、查怡娜等在《内循环BAF技术在碱渣处理中的应用》（中外能源，2011年第16卷第12期）一文中公开了采用内循环BAF技术处理炼厂碱渣，在2年的运行中BAF各构筑物、设备均能满足设计要求，整套系统运行正常、稳定，表明该技术高效、安全、无害、运行简单、无依赖性、处理成本低。
以上三种技术虽然具有把曝气区与生化去除区域分离，可以避免曝气过程对生物载体的扰动，提高废水综合净化效果的优点；但是也存在曝气传质效率低，曝气动力消耗大的缺点。
CN 101565238A涉及一种新型内循环移动床生物膜反应器。反应器分为缺氧区和好氧区，中间由三层组合穿孔板隔开，组合穿孔板顶部设置孔率调节螺栓，用于孔率调节。反应器内部填充悬浮填料。缺氧区前端底部安装潜流泵，中间设置导流板，在潜流泵的推动作用下，缺氧区内形成顺时针水力环流；好氧区后端底部安装曝气头，中间设置导流板，在曝气的作用下，好氧区内形成逆时针水力环流。在两区对向环流带动下，混合液从好氧区内循环回流到缺氧区，高效去除有机物的同时，实现营养元素氮的硝化反硝化脱除。反应器前端底部设置进水口，后端顶部设置溢流堰和出水口，底部设置排泥口。反应器结构紧凑，处理效率高。该方法的曝气效率高于前三者，但是曝气过程对生物载体的扰动大大增强，而且实际应用中悬浮载体容易堆积，难以保证悬浮载体的整体循环，运转管理较为复杂。
由此可见，需要一种新的废水处理装置，以克服已有技术的缺点，保证高效的曝气处理和减少对生物载体的扰动。
实用新型内容
本实用新型的目的是为了克服已有技术的缺点，保证高效的曝气处理和减少对生物载体的扰动，提供了一种处理废水的装置。
为了实现上述目的，本实用新型提供一种处理废水的装置，该装置包括曝气系统、容纳悬浮载体的悬浮床生化反应单元、具有通孔的第一挡板、挡水围堰、出水管线、容纳固定载体的固定床生化反应单元；废水进水管线设置于悬浮床生化反应单元和固定床生化反应单元的下方，曝气系统设置在悬浮床生化反应单元的下方；挡水围堰设置在悬浮床生化反应单元和固定床生化反应单元之间；第一挡板设置在悬浮床生化反应单元和固定床生化反应单元的上方，且第一挡板的通孔尺寸小于容纳于悬浮床生化反应单元中的悬浮载体尺寸；出水管线设置在固定床生化反应单元的上部。
优选地，该装置还包括反冲出水管线、反冲进水系统和反冲进气系统；反冲出水管线设置在固定床生化反应单元的上部；反冲进水系统和反冲进气系统设置在固定床生化反应单元的下方。
优选地，该装置还包括第二挡板，所述第二挡板位于悬浮床生化反应单元和固定床生化反应单元之间的下方，所述第二挡板与所述挡水围堰、所述废水的处理装置的底部和所述废水的处理装置的侧部中的至少一者之间具有间隙，该间隙的尺寸小于容纳于悬浮床生化反应单元中的悬浮载体尺寸。
优选地，曝气系统为穿孔曝气系统和/或微孔曝气系统。
优选地，悬浮床生化反应单元和固定床生化反应单元的容积比为0.1-10：1；更优选地，容积比为0.3-2:1。
优选地，悬浮床生化反应单元和固定床生化反应单元的数量均为1，且二者并排设置。
优选地，悬浮床生化反应单元和固定床生化反应单元的数量均为1，且其中一个完全位于另一个的内部。
更优选地，悬浮床生化反应单元位于所述固定床生化反应单元的内部，且在径向截面上二者为同心圆。
优选地，固定床生化反应单元的数量为2，悬浮床生化反应单元的数量为1，悬浮床生化反应单元位于两个固定床生化反应单元之间，且三个反应单元并排设置。
优选地，固定床生化反应单元的数量为3，且三个固定床生化反应单元均位于悬浮床生化反应单元的内部。
本实用新型提供的装置可以有以下优点：
a、曝气充氧效率高。通过悬浮床生化反应单元的悬浮载体的旋转与碰撞，可明显增加对水中气泡的撞击和切割，将大气泡切割为微小气泡，延长氧气与污染物的接触面积和停留时间，将氧利用率显著提高。
b、具有显著的硝化脱氮作用。由于曝气系统集中于装置的部分区域，装置内部溶解氧浓度形成一定梯度，有利于形成不同的生化反应区块，可同时发挥微生物的好氧和缺氧生化去除作用，有利于硝化脱氮作用的进行。
c、设备整体结构紧凑，自动化程度高，运行管理方便。该装置利用生物膜技术进行废水生化处理，不存在传统活性污泥法的污泥膨胀、污泥上浮以及污泥流失等问题，也不用担心传质问题和供氧问题，简化了日常的运行管理。
本实用新型的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中：
图1是本实用新型的一种优选实施方式的装置侧视的结构示意图；
图2是图1装置的俯视示意图；
图3是本实用新型的另一种优选实施方式的装置的俯视示意图；
图4是本实用新型的另一种优选实施方式的装置的俯视示意图；
图5是本实用新型的另一种优选实施方式的装置的俯视示意图。
附图标记说明
具体实施方式
以下对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。
本实用新型提供了一种处理废水的装置，如图1所示，该装置包括曝气系统1、容纳悬浮载体的悬浮床生化反应单元2、具有通孔的第二挡板4、挡水围堰5、出水管线6、容纳固定载体的固定床生化反应单元13；废水进水管线9设置于悬浮床生化反应单元2和固定床生化反应单元13的下方，曝气系统1设置在悬浮床生化反应单元2的下方；挡水围堰5设置在悬浮床生化反应单元2和固定床生化反应单元13之间；第二挡板4设置在悬浮床生化反应单元2和固定床生化反应单元13的上方，且第二挡板4的通孔尺寸小于容纳于悬浮床生化反应单元2中的悬浮载体尺寸；出水管线6设置在固定床生化反应单元13的上部。
本实用新型主要包括两个单元，一个单元为底部供氧曝气、以比重接近水的悬浮材料作为生物膜载体的悬浮床生化反应单元2，一个单元为底部不进行供氧曝气、以比重大于水的材料作为生物膜载体的固定床生化反应单元13。
根据本实用新型，装置运行一段时间后固定床生化反应单元13的固定载体8的床层内部积累大量悬浮物，需要进行反冲洗。优选地，该装置还包括反冲出水管线7、反冲进水系统10和反冲进气系统11；反冲出水管线7设置在固定床生化反应单元13的上部；反冲进水系统10和反冲进气系统11设置在固定床生化反应单元13的下方。
根据本实用新型，该装置还包括第二挡板12，所述第二挡板12位于悬浮床生化反应单元2和固定床生化反应单元13之间的下方，所述第二挡板12与所述挡水围堰5、所述废水的处理装置的底部和所述废水的处理装置的侧部中的至少一者之间具有间隙，该间隙的尺寸小于容纳于悬浮床生化反应单元2中的悬浮载体尺寸。
本实用新型中，第二挡板12可以为带有通孔的板，通孔的尺寸小于容纳于悬浮床生化反应单元2中的悬浮载体尺寸。设置第一挡板4和第二挡板12，可以用于防止悬浮载体的流失和进入装置的固定床生化反应单元13。
根据本实用新型，悬浮载体3可以用于生物膜载体，且可以悬浮于悬浮床生化反应单元2中。优选地，悬浮载体3的比重接近1。悬浮载体3的形状、大小多样，以满足曝气状态下在水中呈悬浮状态、利于生物膜生长为宜。悬浮载体3通常由聚乙烯、聚丙烯等有机高分子材料制成。
根据本实用新型，固定载体8可以用于生物膜载体，且可以固定与固定床生化反应单元13中。优选地，固定载体8的比重大于1。固定载体8不易随水流失，形状多样，粒径较小，一般不超过1cm，利于生物膜生长。固定载体8与曝气生物滤池所用载体相同，常用的有陶粒、火山岩、沸石、颗粒活性炭、麦饭石等等。
根据本实用新型，优选地，曝气系统1可以为穿孔曝气系统和/或微孔曝气系统。
根据本实用新型，该装置还可以有进水布水系统，可以采用常规的生化装置进水布水方式。进水可以从整个装置底部均匀进入，也可以设定、调节由固定床生化反应区域底部进入水量和由悬浮床生化反应区域底部进入水量的比例。
根据本实用新型，优选地，悬浮床生化反应单元2和固定床生化反应单元13的容积比可以为0.1-10：1；更优选地，容积比可以为0.3-2:1。
本实用新型提供的装置中，固定床生化反应单元13的反冲洗系统（包括反冲进气系统11、反冲进水系统10和反冲出水管线7）与普通曝气生物滤池的反冲洗系统设计基本一致。此外，在防止反冲洗水进入悬浮床生化反应单元2设置挡水围堰5。
本实用新型提供的装置即可单级使用，也可多级串联使用。
本实用新型提供的装置的内部结构可以具有多种组合形式，如图2-5所示。根据水力学基本原理，为保证该装置内部形成稳定的水流内循环，该装置需要采用平衡对称设计，即悬浮床生化反应单元2可以均匀或对称分布在固定床生化反应单元13的周围，或者固定床生化反应单元13可以均匀或对称分布在悬浮床生化反应单元2的周围。
根据本实用新型，一种优选实施方式，如图2所示，悬浮床生化反应单元2和固定床生化反应单元13的数量均为1，且二者并排设置。
根据本实用新型，一种优选实施方式，如图3所示，悬浮床生化反应单元2和固定床生化反应单元13的数量均为1，且其中一个完全位于另一个的内部。优选地，悬浮床生化反应单元2位于所述固定床生化反应单元13的内部，且在径向截面上二者为同心圆。
根据本实用新型，一种优选实施方式，如图4所示，固定床生化反应单元13的数量为2，悬浮床生化反应单元2的数量为1，悬浮床生化反应单元2位于两个固定床生化反应单元13之间，且三个反应单元并排设置。
根据本实用新型，一种优选实施方式，如图5所示，固定床生化反应单元13的数量为3个，且三个固定床生化反应单元13均位于悬浮床生化反应单元2的内部。优选地，3个固定床生化反应单元13可以为互不相连的圆形，且三个圆心间连线成正三角形，3个固定床生化反应单元13均与悬浮床生化反应单元2接触。
下面结合图1描述本实用新型进行废水处理的过程：
废水由废水进水管线9进入装置。通过曝气系统1对装置进行曝气供氧。废水在曝气的带动下从装置底部向上移动。一部分废水经过悬浮床生化反应单元2，在悬浮载体3上的微生物的作用下，水中污染物被微生物降解去除。第一挡板4防止悬浮载体3流失，处理的废水漫过第一挡板4并流入固定床生化反应单元13，再与固定载体8接触，进一步在固定载体8上的微生物作用下净化废水，然后再经过悬浮床生化反应单元2，最后从出水管线6排出净化合格的水。废水在悬浮床生化反应单元2和固定床生化反应单元13间流动形成内循环，可以提高废水处理的效果。
装置运行一段时间后固定床生化反应单元13中的固定载体床层内部积累大量悬浮物，需要进行反冲洗。反冲进水由反冲进水系统10进入装置，反冲进气由反冲进气系统11进入装置，反冲排水由反冲排水管线7排出。
其中，挡水围堰5和第二档板12防止悬浮载体3流失。
本实用新型提供的废水处理装置可以有效地将废水处理达到国家排放标准，且保证高效的曝气处理和对生物载体减少的扰动。
以上详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。
Claims (10)
1.一种处理废水的装置，该装置包括曝气系统（1）、容纳悬浮载体的悬浮床生化反应单元（2）、具有通孔的第一挡板（4）、挡水围堰（5）、出水管线（6）、容纳固定载体的固定床生化反应单元（13）；废水进水管线（9）设置于悬浮床生化反应单元（2）和固定床生化反应单元（13）的下方，曝气系统（1）设置在悬浮床生化反应单元（2）的下方；挡水围堰（5）设置在悬浮床生化反应单元（2）和固定床生化反应单元（13）之间；第一挡板（4）设置在悬浮床生化反应单元（2）和固定床生化反应单元（13）的上方，且第一挡板（4）的通孔尺寸小于容纳于悬浮床生化反应单元（2）中的悬浮载体尺寸；出水管线（6）设置在固定床生化反应单元（13）的上部。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，该装置还包括反冲出水管线（7）、反冲进水系统（10）和反冲进气系统（11）；反冲出水管线（7）设置在固定床生化反应单元（13）的上部；反冲进水系统（10）和反冲进气系统（11）设置在固定床生化反应单元（13）的下方。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，该装置还包括第二挡板（12），所述第二挡板（12）位于悬浮床生化反应单元（2）和固定床生化反应单元（13）之间的下方，所述第二挡板（12）与所述挡水围堰（5）、所述废水的处理装置的底部和所述废水的处理装置的侧部中的至少一者之间具有间隙，该间隙的尺寸小于容纳于悬浮床生化反应单元（2）中的悬浮载体尺寸。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，曝气系统（1）为穿孔曝气系统和/或微孔曝气系统。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，悬浮床生化反应单元（2）和固定床生化反应单元（13）的容积比为0.1-10：1。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的装置，其特征在于，悬浮床生化反应单元（2）和固定床生化反应单元（13）的数量均为1，且二者并排设置。
7.根据权利要求1-5中任意一项所述的装置，其特征在于，悬浮床生化反应单元（2）和固定床生化反应单元（13）的数量均为1，且其中一个完全位于另一个的内部。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，悬浮床生化反应单元（2）位于所述固定床生化反应单元（13）的内部，且在径向截面上二者为同心圆。
9.根据权利要求1-5中任意一项所述的装置，其特征在于，固定床生化反应单元（13）数量为2，悬浮床生化反应单元（2）的数量为1，悬浮床生化反应单元（2）位于两个固定床生化反应单元（13）之间，且三个反应单元并排设置。
10.根据权利要求1-5中任意一项所述的装置，其特征在于，固定床生化反应单元（13）的数量为3，且三个固定床生化反应单元（13）均位于悬浮床生化反应单元（2）的内部。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN201320659847.1U CN203568905U (zh) | 2013-10-24 | 2013-10-24 | 一种处理废水的装置 |
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| CN201320659847.1U CN203568905U (zh) | 2013-10-24 | 2013-10-24 | 一种处理废水的装置 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107298507A (zh) * | 2016-04-15 | 2017-10-27 | 梁开新 | 一种基于mbbr工艺的污水处理设备 |
| US20180282185A1 (en) * | 2017-03-29 | 2018-10-04 | Wesdon-Tienda Environmental Sciences Co. Ltd. | Slightly heavy particle system for wastewater treatment |
-
2013
- 2013-10-24 CN CN201320659847.1U patent/CN203568905U/zh not_active Expired - Lifetime
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