CN204550337U - 一种高效生物膜一体化污水处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高效生物膜一体化污水处理装置。包括厌氧池、缺氧池、好氧池、沉淀池和膜池，各池依次顺水流连通，各池间均共壁合建；在厌氧池、缺氧池、好氧池水体中添加有悬浮生物填料；各池之间分别通过固液分离器连通。本实用新型充分利用超滤膜的处理负荷能力，提高了沉淀池的处理负荷和膜的寿命，缩减了池容，其池容仅为常规沉淀池的1/2～2/3，可以大幅降低造价；本实用新型中的超滤膜负荷大大高于常规的超滤膜，能耗更低；反应器各区间均共壁合建，工艺结构紧凑合理；高效固液分离器能够有效的分离填料和混合液，防止填料的流失；本实用新型装置水力扰动小，沉淀效果更好；整体工艺及装置的集成度高，适宜于城镇地下式污水处理厂。

Description

一种高效生物膜一体化污水处理装置

技术领域

本实用新型属于属于环境保护技术领域，尤其属于污水处理技术领域，具体涉及一种高效生物膜一体化污水处理装置。

背景技术

随着社会经济的快速发展，城市化水平日益提高，污水处理厂的规模日益增大，出水水质也有了更高的要求。但另一方面，原有的污水厂也随着城市的扩张由市郊转为了市区，其用地受到了极大的限制。面对这一问题，很多城市选择了污水厂迁建的方式，但迁建带来了投资大、选址难、管线长等问题。因此，研究开发占地小、投资省、出水好的工艺具有重要意义。

目前应用于城镇污水处理厂的反应器通常包括厌氧池、缺氧池、好氧池和沉淀池。其中，厌氧池、缺氧池和好氧池通常共壁合建，但沉淀池通常单独建设。该工艺占地大、投资高，一旦受到冲击，恢复难度很大。在目前城市不断扩展的情况下，很多城市已采取地下式污水厂的形式，传统工艺显然无法适应这一趋势。

中国专利申请201310100476.8公开了一种用于污水处理及再生利用的工艺方法及其设备，该申请的污水处理系统主要由生化处理模块、沉淀模块和膜过滤三大模块组成，采用生化处理、高效沉淀和膜过滤相结合的方式，经生化处理后的污水先进入高效沉淀池进行沉淀除去大部分污泥，后再进行膜过滤。该装置及其方法的生化模块采用3AO反应池，该池由第一缺氧池、厌氧池、第二缺氧池和好氧池组成，结构复杂，工艺运行存在难度；高效沉淀模块采用微涡流絮凝和斜管沉淀结构，或采用小网格反应器和斜管沉淀结构，这两种结构形式较为复杂，排泥难，在用于活性污泥混合液的沉淀时存在堵塞隐患，其清洗也较为困难；膜过滤模块采用微滤、超滤、纳滤和反渗透中的至少一种，事实上，活性污泥混合液经沉淀后的悬浮物浓度仍较高，使用纳滤和反渗透存在很高的污堵风险，难以广泛应用。

发明内容

本实用新型根据现有技术的不足公开了一种高效生物膜一体化污水处理装置。本实用新型要解决的问题是提供一种采用高效悬浮填料及其生物膜反应器的污水处理装置，该反应器将厌氧池、缺氧池、好氧池和沉淀池共壁合建，并在前段处理水体中添加悬浮填料、提高沉淀池表面负荷、发掘膜分离模块的处理能力，本实用新型占地更小、投资更低，且污水处理效果更好，特别适应新型地下式污水出厂的要求。

本实用新型通过以下技术方案实现：

高效生物膜一体化污水处理装置，包括厌氧池、缺氧池、好氧池、沉淀池和膜池，其特征在于：所述厌氧池、缺氧池、好氧池、沉淀池和膜池依次顺水流连通，各池间均共壁合建；在厌氧池、缺氧池、好氧池水体中添加有悬浮生物填料；在厌氧池和缺氧池、缺氧池和好氧池、好氧池和沉淀池之间分别通过固液分离器连通。

所述膜池由独立布置的多组膜组件组成，膜池为矩形，膜组件的规格尺寸可根据水质及整体的池体参数灵活调整。运行方式可以采用MBR或CMF等方式。

所述厌氧池水体中添加的悬浮生物填料选择球形多孔填料，粒径不应大于100mm，更易在填料内部形成厌氧环境，而随着水流的迁移，也能够实现剩余污泥的脱落；缺氧池水体中添加的悬浮生物填料选择球形多孔填料，但其填料的粒径较厌氧环境用的填料更大，更加适应缺氧环境；好氧池水体中添加的悬浮生物填料选择圆筒形或矩形多孔填料，高径比不大于3，以更好的形成好氧环境，便于挂膜。

所述的沉淀池为矩形周进周出形式，池体的长度与深度比是1.5～2.5，进出水口均设置于矩形池的短边一侧，其中进水渠靠近短边池壁，出水渠又靠近进水渠设置，在出水渠下方设置有导流裙板，强制进水与出水隔离。上述结构既可以实现沉淀池内水力的最长流程，也可以使沉淀池内的高泥位最大的远离出水渠，从而提高沉淀效果。上述沉淀池表面负荷是常规二沉池的2～3倍，大大节省了池体的占地；上述沉淀池增加了澄清区的相对高度，污泥的压缩沉淀效果更为明显，取得了更好更快的沉淀效果。

所述沉淀池采用静压式排泥结构或刮泥机排泥结构。这两种方式均能大大降低了排泥设备对沉淀污泥的扰动，从而更有利于污泥的快速沉淀分离。

所述沉淀池在出水渠、进水渠下方池底设置有积泥斜坡。受池体结构影响，刮、排泥机无法运行至进(出)水渠下方，从而使该位置积泥。长期运行，积泥渐多，污泥发酵后会产生大量浮泥，导致出水水质恶化。设置积泥斜坡后，积泥能够沿斜坡下滑，使刮、排泥机能够顺利排泥，从而更好的确保水质达标。

所述刮泥机排泥结构在沉淀池池底设置多组排泥沟，沟中设穿孔排泥管或沟面覆盖穿孔排泥板。

所述固液分离器布置于各池之间连通水道，固液分离器为圆弧形或双曲面形，固液分离器表面有均匀设置的孔，弧面的凸面面对进水面。所述固液分离器表面孔的孔径为填料粒径的0.9～0.95倍，开孔密度满足过水流速不大于0.2m/s。

利用上述污水处理装置，采用厌氧、缺氧、好氧、高效沉淀和膜过滤相结合的方法方式，在厌氧和缺氧区中添加不同粒径的球形多孔填料，缺氧区的填料粒径稍大于厌氧区；在好氧区投加圆筒形或矩形填料；经厌氧、缺氧、好氧处理后的混合液进入快速沉淀池，实现泥水分离；之后上清液进入膜池，经膜过滤后出水。

本实用新型装置污水首先在厌氧区实现释磷，因采取了投加填料等措施，其生物量大于常规厌氧池，其水力停留时间控制在1.2h左右；在缺氧池内，实现反硝化，通过填料附着微生物的作用，其水力停留时间控制在2.2h左右；在好氧池内，实现硝化、吸磷和有机物的降解等左右，通过投加填料，维持了较高的生物量，其水力停留时间控制在6h左右，较常规好氧池大大降低；沉淀池采用矩形周进周出形式，表面负荷是常规二沉池的2～3倍，从而大大节省了池体的占地，调整了池体的长度与深度比，池体较常规二沉池深1.5～2.0米，增加了澄清区的高度，污泥的压缩沉淀效果更为明显，从而可以取得快速沉淀的效果；在沉淀池后设置膜池，膜池采用MBR或MCF形式，沉淀池与膜池须联合使用，且膜池的负荷能力较常规的超滤膜约高1/3，膜池的处理负荷可以更充分的得以利用，出水效果好。

本实用新型各池之间的高效固液分离器为圆弧形或双曲面形，其材质可灵活采用不锈钢或PE、PVC等高分子材料；其开孔大小、密度均同时满足填料的阻拦分离和过流能力。

本实用新型的生化部分以传统的A²O(厌氧/缺氧/好氧工艺)为基础，通过在不同区域投加不同的生物填料，既保证了不同生化阶段的反应环境，而且还增加了生物量，达到了结构简化、工艺运行简便的效果；沉淀部分为矩形周进周出沉淀池形式，通过增大池深、底部静压排泥、刮泥机无扰动运行、提高表面负荷等措施，简化了沉淀池的结构，减少了占地，其运行也更为简便；膜过滤部分采用的是MBR或MCF两种形式，更加适应于活性污泥混合液的分离，结构和运行都更简便。

本实用新型有益性，本实用新型充分利用超滤膜的处理负荷能力，提高了沉淀池的处理负荷和膜的寿命，缩减了池容，其池容仅为常规沉淀池的1/2～2/3，可以大幅降低造价；本实用新型中的超滤膜位于沉淀池后，进水水质较常规的MBR更好，其处理负荷大大高于常规的超滤膜，可以降低反冲洗频率，能耗更低，大大降低了运行成本；反应器各区间均共壁合建，工艺结构紧凑合理，省去了各区间的连接管道，节省了占地和投资；高效固液分离器能够有效的分离填料和混合液，防止填料的流失，分离器不会产生堵塞，水力流态好，压力损失小，且不需要反冲洗，节省能耗；采用静压式排泥方式，水力扰动小，沉淀效果更好；因整体工艺及装置的集成度很高，又结合的沉淀与超滤膜的各自优点，占地面积大大降低，工艺布置更为简洁，非常适宜于城镇地下式污水处理厂。

附图说明

图1是本实用新型污水处理各池位置结构示意图；

图2是本实用新型高效固液分离器圆弧结构示意图；

图3是本实用新型高效固液分离器双曲面结构示意图；

图4是本实用新型高效固液分离器局部结构示意图；

图5是本实用新型沉淀池和静压式排泥机结构示意图；

图6是本实用新型沉淀池和刮泥机及池底结构示意图；

图7是本实用新型穿孔排泥管结构示意图；

图8是本实用新型穿孔排泥板结构示意图；

图9是静压式排泥机结构示意图；

图10是刮泥机结构示意图。

图中，1是厌氧池，2是缺氧池，3是好氧池，4是沉淀池进水口，5是沉淀池，6是沉淀池出水口，7是膜池，8是膜池出水口，9是储泥池，10是固液分离器，11是刮(吸)泥机，12是膜组件，13是穿孔排泥板，14是穿孔排泥管，15为积泥斜坡，16为积泥线，17是沉淀池水力流线，18是导流裙板，19是排泥渠，20是排泥管，图中各箭头为水流方向。

具体实施方式

下面通过实施例对本实用新型进行具体的描述，实施例只用于对本实用新型进行进一步的说明，不能理解为对本实用新型保护范围的限制，本领域的技术人员根据上述本实用新型的内容作出的一些非本质的改进和调整也属于本实用新型保护的范围。

结合图1至图10。

高效生物膜一体化污水处理装置，包括厌氧池1、缺氧池2、好氧池3、沉淀池5和膜池7，其中，厌氧池1、缺氧池2、好氧池3、沉淀池5和膜池7依次顺水流连通，各池间均共壁合建；在厌氧池1、缺氧池2、好氧池3水体中添加有悬浮生物填料；在厌氧池1和缺氧池2、缺氧池2和好氧池3、好氧池3和沉淀池5之间均分别通过固液分离器10连通。

膜池7由独立布置的多组膜组件12组成。

厌氧池1水体中添加的悬浮生物填料是球形多孔填料，粒径不大于100mm；缺氧池2水体中添加的悬浮生物填料是球形多孔填料，粒径大于厌氧环境用填料；好氧池3水体中添加的悬浮生物填料是圆筒形或矩形多孔填料，高径比不大于3。

本实用新型沉淀池5是为矩形，如图5和图6所示，池体的长度与深度比是1.5～2.5，进出水口均设置于矩形池的短边一侧，其中进水渠靠近短边池壁，出水渠靠近进水渠设置，在出水渠下方设置有导流裙板18，强制进水与出水隔离。上述结构既可以实现沉淀池内水力的最长流程(水力流线17)，也可以使沉淀池内的高泥位最大的远离出水渠(泥位线16)，从而提高沉淀效果。

沉淀池5采用静压式排泥结构或刮泥机排泥结构。采用静压式排泥结构沉淀池5如图5所示，采用刮泥机排泥结构沉淀池5如图6所示。

沉淀池5在出水渠、进水渠下方池底设置有积泥斜坡15，斜坡角度为30～45°。受池体结构影响，刮、排泥机无法运行至进(出)水渠下方，从而使该位置积泥。长期运行，积泥渐多，污泥发酵后会产生大量浮泥，导致出水水质恶化。设置积泥斜坡后，积泥能够沿斜坡下滑，使刮、排泥机能够顺利排泥，从而更好的确保水质达标。

在图6中，刮泥机排泥结构在沉淀池5池底设置多组排泥沟，沟中设穿孔排泥管14或沟面覆盖穿孔排泥板13。

固液分离器10布置于各池之间连通水道，固液分离器为圆弧形或双曲面形，如图2、图3、图4所示，固液分离器10表面有均匀设置的孔，弧面的凸面面对进水面。

固液分离器10表面孔的孔径为填料粒径的0.9～0.95倍，开孔密度满足过水流速不大于0.2m/s。

图1是本实用新型污水处理各池位置结构示意图，图中箭头方向是水流流动方向，包括厌氧池1、缺氧池2、好氧池3、沉淀池5和膜池7，其中，厌氧池1、缺氧池2、好氧池3、沉淀池5和膜池7依次顺水流连通，各池间均共壁合建；在厌氧池1、缺氧池2、好氧池3水体中添加有悬浮生物填料；在厌氧池1和缺氧池2、缺氧池2和好氧池3、好氧池3和沉淀池5之间均分别通过固液分离器10连通。

在厌氧池1水体中添加悬浮生物填料为球形多孔填料，粒径不大于100mm；在缺氧池2水体中添加悬浮生物填料为球形多孔填料，粒径大于厌氧环境用填料；在好氧池3水体中添加悬浮生物填料为圆筒形或矩形多孔填料，高径比不大于3。

图2是本实用新型高效固液分离器圆弧结构示意图；图3是本实用新型高效固液分离器双曲面结构示意图；图4是本实用新型高效固液分离器局部结构示意图。图中，固液分离器10表面有均匀设置的孔，安装时弧面的凸面面对进水面。固液分离器10表面孔的孔径为填料粒径的0.9～0.95倍，开孔密度满足过水流速不大于0.2m/s。固液分离器10安装在上述各处理池之间连通水流，将各池的不同填料分隔。

图5是本实用新型沉淀池和静压式排泥机结构示意图，图9是静压式排泥机结构示意图，图中采用静压式排泥机结构。图5中沉淀池5的长度与深度比是1.5～2.5，进出水口均设置于矩形池的短边一侧，其中进水渠靠近短边池壁，出水渠又靠近进水渠设置，在出水渠下方设置有导流裙板18，强制进水与出水隔离。沉淀池结构包括进水渠4、出水渠6、导流裙板18、积泥斜坡15、静压式排泥机11。进水渠4底部设置有布水孔，其孔径为100mm，其布置间距和孔数按过水流速不高于0.3m/s为宜。进水经布水孔进入沉淀池，在导流裙板的作用下，水力流线沿池壁向下至池底，又沿池底向池体的另一侧短边流动，在流动中污泥逐渐沉淀于池底实现泥水分离。上清液在池中环绕一周(如水力流线17所示)，经出水渠6排出。沉淀池的泥位线16在出水渠位置最低，在沉淀池的远端最高，污泥沉淀后由静压式排泥机11利用沉淀池5和排泥渠19之间的水头差排泥，进入储泥池9。

图6是本实用新型沉淀池和刮泥机及池底结构示意图，图10是刮泥机结构示意图。图中采用刮泥机配合池底结构进行沉淀和排泥，本图中沉淀池5与图5中的沉淀池结构、运行方式基本一致，不同的其排泥方式为刮泥机排泥。在沉淀池5池底设置多组排泥沟，沟中设穿孔排泥管14或沟面覆盖穿孔排泥板13，利用沉淀池5和排泥渠19之间的水头差排泥。

图7是本实用新型穿孔排泥管结构示意图；图8是本实用新型穿孔排泥板结构示意图。

Claims (10)

1.一种高效生物膜一体化污水处理装置，包括厌氧池、缺氧池、好氧池、沉淀池和膜池，其特征在于：所述厌氧池、缺氧池、好氧池、沉淀池和膜池依次顺水流连通，各池间均共壁合建；在厌氧池、缺氧池、好氧池水体中添加有悬浮生物填料；在厌氧池和缺氧池、缺氧池和好氧池、好氧池和沉淀池之间均分别通过固液分离器连通。

2.根据权利要求1所述的高效生物膜一体化污水处理装置，其特征在于：所述膜池由独立布置的多组膜组件组成。

3.根据权利要求2所述的高效生物膜一体化污水处理装置，其特征在于：所述厌氧池水体中添加的悬浮生物填料是球形多孔填料，粒径不大于100mm；缺氧池水体中添加的悬浮生物填料是球形多孔填料，粒径大于厌氧环境用填料；好氧池水体中添加的悬浮生物填料是圆筒形或矩形多孔填料，高径比不大于3。

4.根据权利要求1或2或3所述的高效生物膜一体化污水处理装置，其特征在于：所述的沉淀池为矩形周进周出形式，池体的长度与深度比是1.5～2.5，进出水口均设置于矩形池的短边一侧，其中进水渠靠近短边池壁，出水渠靠近进水渠设置，在出水渠下方设置有导流裙板。

5.根据权利要求4所述的高效生物膜一体化污水处理装置，其特征在于：所述沉淀池采用静压式排泥结构或刮泥机排泥结构。

6.根据权利要求5所述的高效生物膜一体化污水处理装置，其特征在于：所述刮泥机排泥结构在沉淀池池底设置多组排泥沟，沟中设穿孔排泥管或沟面覆盖穿孔排泥板。

7.根据权利要求6所述的高效生物膜一体化污水处理装置，其特征在于：所述沉淀池在出水渠、进水渠下方池底设置有积泥斜坡，斜坡角度为30～45°。

8.根据权利要求4所述的高效生物膜一体化污水处理装置，其特征在于：所述固液分离器布置于各池之间连通水道，固液分离器为圆弧形或双曲面形，固液分离器表面有均匀设置的孔，弧面的凸面面对进水面。

9.根据权利要求8所述的高效生物膜一体化污水处理装置，其特征在于：所述固液分离器表面孔的孔径为填料粒径的0.9～0.95倍，开孔密度满足过水流速不大于0.2m/s。

10.根据权利要求4所述的高效生物膜一体化污水处理装置，其特征在于：在沉淀池后设置与沉淀池联合使用的膜池，膜池采用MBR或MCF结构。