CN205442975U - 一种纤维束生物反应一体化污水处理设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种纤维束生物反应一体化污水处理设备，包括相互串联的厌氧反应区、好氧反应区、纤维束生物反应区和清水区，其特征在于：所述纤维束生物反应区内上下分别布置有第一滤层和第二滤层，纤维束的一端与第一滤层连接，纤维束的另一端与第二滤层连接，第一滤层上连接有一使得第一滤层和/或第二滤层作上下运动的提升元件，第二滤层的下方布置有曝气管网，纤维束生物反应区的底部布置有集水反洗管网，在清水区内设置有与集水反洗管网相通将清水引流至清水区内的清水管，集水反洗管网还相通有一反洗管，该反洗管与一反洗水泵相通，在清水管上设置有产水控制阀，在反洗管上设置有反洗控制阀。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种污水处理设备，涉及一种纤维束生物反应一体化污水处理设备。
背景技术
随着污水处理技术的不断发展，污水处理技术日益成熟，目前比较成熟的污水处理工艺有A/O+沉淀工艺和MBR膜工艺，其中，A/O工艺法也叫厌氧好氧工艺法，主要用于水处理方面，A就是厌氧段，主要用于脱氮除磷，O就是好氧段,主要用于去除水中的有机物；MBR又称膜生物反应器，是一种由活性污泥法与膜分离技术相结合的新型水处理技术。
另外，随着污水处理水平的进一步发展，出现了一种纤维束过滤器，其采用纤维束作为填料，纤维束填料采用高分子纤维束作为过滤材料，单丝直径可达几十微米到几微米，属于微米级过滤材料(砂滤器属于毫米级)，具有巨大的比表面积，对水中的颗粒的截留和吸附能力有极大的提高。
例如，公告号为CN101862556B的中国发明专利公开了《纤维束过滤器》，包括壳体、与第一控制装置连接的活动板、固定板及若干个纤维束滤层，所述壳体上部设有进水管，所述活动板和固定板分别安装于壳体内的上、下部，所述纤维束滤层固定在固定板和活动板之间，所述壳体顶部设有排气管，所述壳体底部设有排污管，其中所述壳体内腔中部设有一滤水腔，所述滤水腔为封闭的空心柱体腔，所述纤维束滤层贴设于滤水腔外表面，与所述纤维束滤层贴合的滤水腔表面设有若干个滤水孔，所述纤维束滤层外侧安装有与纤维束滤层外表面贴合且面积相适应的活动滤板，所述活动滤板上设有若干个滤孔，所述活动滤板与第二控制装置连接，所述滤水腔上设有出水管，所述出水管穿过壳体表面。然而，该发明专利中纤维束只具有吸附过滤作用，并未有生物降解的功能，同时，在纤维束过滤器长时间使用后，纤维束上就会残留大量污染物，从而影响纤维束污水处理的功能，现有纤维束污水处理装置中也并未公开有关能够对纤维束进行定时清理的技术。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是针对现有技术的现状，提供一种纤维束生物反应一体化污水处理设备，实现了原始污水的一体化处理，提高了纤维束对污水处理的能力，同时便于对纤维束进行清理，保证了纤维束长效的污水处理功能。
本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种纤维束生物反应一体化污水处理设备，包括相互串联的厌氧反应区、好氧反应区、纤维束生物反应区和清水区，需要处理的原始污水依次通过厌氧反应区、好氧反应区和纤维束生物反应区进入清水区内，其特征在于：所述好氧反应区的污水出水口位于所述纤维束生物反应区的上部形成纤维束生物反应区的污水口，纤维束生物反应区内上下分别布置有第一滤层和第二滤层，在第一滤层和第二滤层之间设置有纤维束，所述纤维束的一端与第一滤层连接，所述纤维束的另一端与第二滤层连接，所述纤维束生物反应区上连接有一使得第一滤层和/或第二滤层作上下运动的提升元件，所述第二滤层的下方布置有曝气管网，组成该曝气管网的曝气管上开设有向上开口的曝气孔，所述曝气管网与一曝气机相连接，所述纤维束生物反应区的底部布置有集水反洗管网，组成该集水反洗管网的集水反洗管上开有通孔，在清水区内设置有与集水反洗管网相通将清水引流至清水区内的清水管，所述集水反洗管网还相通有一反洗管，该反洗管与一反洗水泵相通，在清水管上设置有产水控制阀，在反洗管上设置有反洗控制阀。
作为改进，所述纤维束生物反应区还包括一反洗排水管，该反洗排水管一端与纤维束生物反应区的上部相通，另一端引出所述纤维束生物反应一体化污水处理设备外或者回流至厌氧反应区内，通过设置反洗排水管，在纤维束生物反应区内纤维束反洗产生的污水流经反洗排水管，从而将反洗产生的污水排出纤维束生物反应区。
优选地，所述第一滤层和第二滤层分别为滤板或者栅网，其中，滤板可以为在平板上开设多个滤孔的方式制成，栅网可以为钢丝通过相互缠绕形成。
再改进，为了实现污水能够均匀缓慢地散向第一滤层上，保证各个纤维束能够均匀地接触污水，所述纤维束生物反应区内位于第一滤层的上部布置有污水管网，组成该污水管网的污水管上开设有污水孔，所述污水管网与所述污水口相通。
进一步地，所述提升元件为一提升机，该提升机设置在纤维束生物反应区的顶部，提升机具有一能够上下升降的提升轴，该提升轴与第一滤层连接。
优选地，所述纤维束为首尾相连的短纤维束连接而成。
再改进，为了提高一体化污水处理设备的结构紧凑性，所述纤维束生物反应一体化污水处理设备包括一壳体，壳体内依次设置有分隔板，所述厌氧反应区、好氧反应区、纤维束生物反应区和清水区通过分隔板分隔而成。
再改进，所述厌氧反应区为ABR反应器，原始污水进水口位于ABR反应器的上侧部，ABR反应器包括有A区和B区，在A区和B区分别设置有第一填料，A区和B区之间通过折流板分隔中间形成折流通道，原始污水从A区顶部进入，流经A区第一填料，从A区底部流出，经折流通道，从B区的顶部进入B区。原始污水进入ABR反应器，第一填料中的厌氧微生物将污水中的固体、大分子和不易生物降解的有机物降解为易于生物降解的小分子有机物，极大地提高污水可生化性能。
再改进，所述好氧反应区内设置第二填料，在第二填料的底部布置有微孔曝气管网，该微孔曝气管网通过一引气管与所述曝气机相通，在引气管上设置有微孔曝气控制阀。在污水处理过程中，微孔曝气控制阀打开，曝气机同时为好氧反应区和纤维束生物反应区进行曝气，当需要对纤维束进行清理时，微孔曝气控制阀关闭，曝气机产生的空气全部进入曝气管网，从而大大提高了在反洗过程中曝气管网空气的流量。
再改进，所述厌氧反应区与好氧反应区之间的引流方式采用弯管引流，弯管架设于厌氧反应区与好氧反应区之间的分隔板上，弯管一端开口位于厌氧反应区B区的第一填料下部，弯管另一端开口位于好氧反应区的第二填料下部。厌氧反应区B区底部的污水需要引流至好氧反应区，当厌氧反应区B区的液面低于好氧反应区的液面时，污水从厌氧反应区B区底部向上流经弯管，流入好氧反应区的底部，由于污水中含有颗粒等污染物，其在流经弯管过程中，颗粒等污染物能够沉淀于厌氧反应区内，防止其进入好氧反应区中，故，弯管的设置相对于在厌氧反应区与好氧反应区之间的分隔板底部开设通孔，能够大大提高进入好氧反应区内污水的纯净度。
与现有技术相比，由于本实用新型的优点在于：原始污水经过厌氧反应区和好氧反应区的预处理后，进入纤维束生物反应区内进行纤维束的污水处理，最终，清水通过集水反洗管网汇集，进入清水区内，从而实现了原始污水的一体化处理；另外，原始污水在流经厌氧反应区和好氧反应区后，进入纤维束生物反应区内的污水中自身即含有活性菌种，在第一滤层和第二滤层相互靠拢，纤维束被压缩形成过滤填料，同时活性菌种在纤维束表面生产生物膜，在曝气管网的曝气作用，实现了纤维束对污水的过滤吸附以及生物降解的作用，提高了纤维束的污水处理能力；另外，纤维束污水处理一段时间后，当需要对纤维束进行清理时，第一滤层和第二滤层相互分开，纤维束被拉直，此时，产水控制阀关闭，反洗控制阀打开，在反洗水泵的作用下，集水反洗管网向上喷射清水，同时，曝气机工作，曝气管网的曝气孔上配射出大量的空气，这些空气推送集水反洗管网产生的水冲洗纤维束，实现了对纤维束的水气混合洗，大大提高了清洗效果，清洗后产生的污水，在空气流的作用下，从纤维束生物反应区的上部排污口(污水口或者进入反洗排水管的入口)排出，保证了纤维束生物反应区底部的清洁，同时保证了纤维束长效的污水处理功能。
附图说明
图1是本实用新型实施例中用于污水处理的纤维束生物反应装置的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。
如图1所示，本实施中的一种纤维束生物反应一体化污水处理设备，包括一壳体25，壳体25内依次设置有三个分隔板26，该分隔板26将壳体25依次分隔成相互串联的厌氧反应区3、好氧反应区7、纤维束生物反应区22和清水区17，需要处理的原始污水依次通过厌氧反应区3、好氧反应区7和纤维束生物反应区22进入清水区17内。
其中，好氧反应区7的污水出水口位于所述纤维束生物反应区22的上部形成纤维束生物反应区22的污水口9，纤维束生物反应区22内上下分别布置有第一滤层28和第二滤层29，第一滤层28和第二滤层29分别为滤板或者栅网，其中，滤板可以为在平板上开设多个滤孔的方式制成，栅网可以为钢丝通过相互缠绕形成；在第一滤层28和第二滤层29之间设置有纤维束13，具体地，纤维束13为首尾相连的短纤维束连接而成，纤维束13的一端与第一滤层28连接，纤维束13的另一端与第二滤层29连接，在第一滤层28和第二滤层29之间形成纤维束丛；纤维束生物反应区22上连接有一使得第一滤层28作上下运动的提升元件，具体地，提升元件为一提升机12，该提升机12设置在纤维束生物反应区22的顶部，提升机12具有一能够上下升降的提升轴，该提升轴与第一滤层28连接，第二滤层29固定不动；第二滤层29的下方布置有曝气管网10，组成该曝气管网10的曝气管上开设有向上开口的曝气孔，曝气管网10与一曝气机14相连接；纤维束生物反应区22的底部布置有集水反洗管网11，集水反洗管网11具有集水和反洗的功能，具体地，在纤维束污水处理过程中，集水反洗管网11具有集水功能，在纤维束反洗过程中，集水反洗管网11具有反洗功能(此处反洗的概念即为对纤维束进行清洗，由于清洗中清水的流向与污水处置过程中污水的流向相反，故形象地称为反洗)，组成该集水反洗管网11的集水反洗管上开有通孔，在清水区17内设置有与集水反洗管网11相通将清水引流至清水区17内的清水管21，集水反洗管网11还相通有一反洗管19，该反洗管19与一反洗水泵16相通，在清水管21上设置有产水控制阀20，在反洗管19上设置有反洗控制阀15。
其中，上述提升机12为一螺杆升降机，属于SY系列蜗轮丝杠升降机，它是一种基础起重部件，符合JB/T8809—2010(原JB/T8809—1998、JB/ZQ4391—86)标准，其承载能力2.5～120T，具有结构紧凑、体积小、重量轻、动力源广泛、噪音小、安装方便、使用灵活、功能多、配套形式多、可靠性高、使用寿命长、提升行程可调节等优点，非常适合用来调节高效纤维束的疏密度。
为了实现污水能够均匀缓慢地散向第一滤层28上，保证各个纤维束13能够均匀地接触污水，所述纤维束生物反应区22内位于第一滤层28的上部布置有污水管网30，组成该污水管网30的污水管上开设有污水孔，所述污水管网30与所述污水口9相通。
另外，纤维束生物反应区22还包括一反洗排水管2，该反洗排水管2一端与纤维束生物反应区22的上部相通，另一端引出壳体25外，通过设置反洗排水管2，在纤维束生物反应区22内纤维束反洗产生的污水流经反洗排水管2，从而将反洗产生的污水排出纤维束生物反应区22。
厌氧反应区3选用ABR反应器，所谓ABR反应器，即反应器内置折流板，将反应器分隔成几个串联的反应室。具体地，在本实用新型实施例中，原始污水进水口位于ABR反应器的上侧部，ABR反应器包括有A区和B区，在A区和B区分别设置有第一填料31，优选地，第一填料31选用弹性填料，A区和B区之间通过折流板26分隔中间形成折流通道27，原始污水从A区顶部进入，流经A区第一填料31，从A区底部流出，经折流通道27，从B区的顶部进入B区。原始污水进入ABR反应器，第一填料31中的厌氧微生物将污水中的固体、大分子和不易生物降解的有机物降解为易于生物降解的小分子有机物，极大地提高污水可生化性能。
好氧反应区7内设置第二填料32，优选地，第二填料32选用组合填料，在第二填料32的底部布置有微孔曝气管网23，在微孔曝气管网23上布置有微孔曝气头，采用微孔曝气方式具有氧利用率高、低污泥负荷对污染物去除效率高等优点，该微孔曝气管网23通过一引气管6与所述曝气机14相通，在引气管6上设置有微孔曝气控制阀8。在污水处理过程中，微孔曝气控制阀8打开，曝气机14同时为好氧反应区7和纤维束生物反应区22进行曝气，当需要对纤维束进行清理时，微孔曝气控制阀8关闭，曝气机14产生的空气全部进入曝气管网10，从而大大提高了在反洗过程中曝气管网10空气的流量。
此外，厌氧反应区3与好氧反应区7之间的引流方式采用弯管4引流，弯管4架设于厌氧反应区3与好氧反应区7之间的分隔板24上，弯管4一端开口位于厌氧反应区B区的第一填料下部，弯管4另一端开口位于好氧反应区7的第二填料下部。厌氧反应区B区底部的污水需要引流至好氧反应区7，当厌氧反应区B区的液面高于好氧反应区7的液面时，在大气压的作用下，污水从厌氧反应区B区底部向上流经弯管4，流入好氧反应区7的底部，由于污水中含有颗粒等污染物，其在流经弯管4过程中，颗粒等污染物能够沉淀于厌氧反应区3内，防止其进入好氧反应区7中，故，弯管4的设置相对于在厌氧反应区3与好氧反应区7之间的分隔板24底部开设通孔，能够大大提高进入好氧反应区7内污水的纯净度。
本实用新型实施例的工作原理为：
原始污水从ABR反应器上侧部的进水口进入ABR反应器，原始污水从A区顶部进入后，流经A区第一填料，从A区底部流出，经折流通道27，从B区的顶部进入B区，经B区第一填料，流至B区第一填料的底部，完成原始污水的厌氧反应处理，第一填料中的厌氧微生物将污水中的固体、大分子和不易生物降解的有机物降解为易于生物降解的小分子有机物，极大地提高污水可生化性能。
当B区的液面高于好氧反应区液面时，位于B区第一填料底部的污水向上流经弯管4，流入好氧反应区7的底部，污水在好氧反应区7汇集，液面逐渐上升，淹没第二填料32，直至液面达到与B区液面相同的高度，同时，布置在好氧反应区7底部的微孔曝气管网23实现曝气，好氧微生物以第二填料32为载体，在第二填料32上大量繁殖，在第二填料32上面培养出生物膜，该生物膜聚集大量卫生物，卫生物快速高效地降解了污水中的有机污染物，有力地去除污水中的COD和氨氮，使水质达到下一处理工艺的要求。
接着，当好氧反应区7的液面高于纤维束生物反应区22的污水口9时，污水经污水管网30，均匀地洒向纤维束13，此时，提升机12将第一滤层28移向第二滤层29，纤维束13被压缩形成过滤填料，由于进入纤维束生物反应区22的污水中含有生物菌种，同时，在曝气管网10的曝气作用下，纤维束13表面生长出大量生物膜，当污水流经纤维束13时，纤维束13上所附生物膜中高浓度的活性微生物产生强氧化分解作用，实现生物降解功能，同时，纤维束13具有过滤层的作用，从而实现了生物降解与吸附过滤的两种处理方式的同时进行，之后，污水通过集水反洗管网11上的通孔汇集于清水管21，产水控制阀20打开，清水储存于清水区17内。
另外，在纤维束反应区22使用一段时间后，纤维束13上就会附着有大量的污泥等污染物，故需要对纤维束反应区22进行清理。具体地，关闭曝气控制阀8，提升机12动作，第一滤层28上移，将纤维束13拉直，关闭产水控制阀20，打开反洗控制阀15，反洗水泵16从清水区17内进水，将清水输送至集水反洗管网11，清水从集水反洗管网11的通孔配射出来，在曝气机14的作用下，曝气管网10上通过曝气孔喷射出大量的空气，这些空气将集水反洗管网11上配射出来的清水射向纤维束13，实现了对纤维束13的水气混合洗涤，混合洗后产生的洗涤污水在曝气管网10的喷气作用下，洗涤污水送至反洗排水管2开口处，通过反洗排水管2引出至一体化污水处理设备外。
由于纤维束13(又名膨化丝)是一种新型的软填料纤维滤元，其滤料直径可达几十微米至几微米，解决了粒状滤料的过滤精度受滤料颗粒直径限制的问题，是石英砂的颗粒状滤料过滤器的更新换代产品，高效的纤维束具有过滤精度高、过滤速度快、截污面积大、占地面积小、吨水造价低、自耗水量低、性能持久和易反洗等特点。本实用新型实施例通过厌氧反应区3和好氧反应区7实现对原始污水的预处理，再将污水送入纤维束生物反应区22进行处理，使得本实用新型实施例取得如下有益效果：
1、在纤维束生物反应区22内形成的纤维束填料，其物理吸附和过滤截留作用以及生物膜的生物氧化作用决定了污水中SS和有机物的高效去除的效果,BOD5和SS去除率均大于97％，而COD去除率在70％～85％之间；
2、纤维束生物反应区22将较短的水力停留时间与长的污泥龄有机统一起来,有利于硝化细菌这类世代期较长的细菌生长，对氨氮具有较高的去除效率，纤维束生物反应区的氨氮去除率始终保持在85％～100％；
3、纤维束生物反应区22除磷率可达75％，利用曝气生物滤池反硝化脱氮时，如利用水解污泥或水解固体废物做外加碳源，可同时去除比微生物生长需要量高3倍的磷。
综上，原始污水经过厌氧反应区3和好氧反应区7的预处理后，进入纤维束生物反应区22内进行纤维束13的污水处理，最终，清水通过集水反洗管网11汇集，进入清水区17内，从而实现了原始污水的一体化处理；另外，原始污水在流经厌氧反应区3和好氧反应区7后，进入纤维束生物反应区22内的污水中自身即含有活性菌种，在第一滤层28和第二滤层29相互靠拢，纤维束13被压缩形成过滤填料，同时活性菌种在纤维束13表面生产生物膜，在曝气管网10的曝气作用，实现了纤维束13对污水的过滤吸附以及生物降解的作用，提高了纤维束13的污水处理能力；另外，纤维束污水处理一段时间后，当需要对纤维束13进行清理时，第一滤层28和第二滤层29相互分开，纤维束13被拉直，此时，产水控制阀20关闭，反洗控制阀15打开，在反洗水泵16的作用下，集水反洗管网11向上喷射清水，同时，曝气机14工作，曝气管网10的曝气孔上配射出大量的空气，这些空气推送集水反洗管网11产生的水冲洗纤维束13，实现了对纤维束13的水气混合洗，大大提高了清洗效果，清洗后产生的污水，在空气流的作用下，从纤维束生物反应区22的上部排污口(污水口或者进入反洗排水管2的入口)排出，保证了纤维束生物反应区22底部的清洁，同时保证了纤维束13长效的污水处理功能。
Claims (10)
1.一种纤维束生物反应一体化污水处理设备，包括相互串联的厌氧反应区(3)、好氧反应区(7)、纤维束生物反应区(22)和清水区(17)，需要处理的原始污水依次通过厌氧反应区(3)、好氧反应区(7)和纤维束生物反应区(22)进入清水区(17)内，其特征在于：所述好氧反应区(7)的污水出水口位于所述纤维束生物反应区(22)的上部形成纤维束生物反应区(22)的污水口(9)，纤维束生物反应区(22)内上下分别布置有第一滤层(28)和第二滤层(29)，在第一滤层(28)和第二滤层(28)之间设置有纤维束(13)，所述纤维束(13)的一端与第一滤层(28)连接，所述纤维束(13)的另一端与第二滤层(29)连接，所述纤维束生物反应区(22)上连接有一使得第一滤层(28)和/或第二滤层(29)作上下运动的提升元件，所述第二滤层(29)的下方布置有曝气管网(10)，组成该曝气管网(10)的曝气管上开设有向上开口的曝气孔，所述曝气管网(10)与一曝气机(14)相连接，所述纤维束生物反应区(22)的底部布置有集水反洗管网(11)，组成该集水反洗管网(11)的集水反洗管上开有通孔，在清水区(17)内设置有与集水反洗管网(11)相通将清水引流至清水区(17)内的清水管(21)，所述集水反洗管网(11)还相通有一反洗管(19)，该反洗管(19)与一反洗水泵(16)相通，在清水管(21)上设置有产水控制阀(20)，在反洗管(19)上设置有反洗控制阀(15)。
2.根据权利要求1所述的纤维束生物反应一体化污水处理设备，其特征在于：所述纤维束生物反应区(22)还包括一反洗排水管(2)，该反洗排水管(2)一端与纤维束生物反应区(22)的上部相通，另一端引出所述纤维束生物反应一体化污水处理设备外或者回流至厌氧反应区(3)内。
3.根据权利要求1所述的纤维束生物反应一体化污水处理设备，其特征在于：所述第一滤层(28)和第二滤层(29)分别为滤板或者栅网。
4.根据权利要求1所述的纤维束生物反应一体化污水处理设备，其特征在于：所述纤维束生物反应区(22)内位于第一滤层(28)的上部布置有污水管网(30)，组成该污水管网(30)的污水管上开设有污水孔，所述污水管网(30)与所述污水口(9)相通。
5.根据权利要求1所述的纤维束生物反应一体化污水处理设备，其特征在于：所述提升元件为一提升机(12)，该提升机(12)设置在纤维束生物反应区(22)的顶部，提升机(12)具有一能够上下升降的提升轴，该提升轴与第一滤层(28)连接。
6.根据权利要求1所述的纤维束生物反应一体化污水处理设备，其特征在于：所述纤维束(13)为首尾相连的短纤维束连接而成。
7.根据权利要求1至6任一项所述的纤维束生物反应一体化污水处理设备，其特征在于：所述纤维束生物反应一体化污水处理设备包括一壳体(25)，壳体(25)内依次设置有分隔板(24)，所述厌氧反应区(3)、好氧反应区(7)、纤维束生物反应区(22)和清水区(17)通过分隔板(24)分隔而成。
8.根据权利要求1至6任一项所述的纤维束生物反应一体化污水处理设备，其特征在于：所述厌氧反应区(3)为ABR反应器，原始污水进水口位于ABR反应器的上侧部，ABR反应器包括有A区和B区，在A区和B区分别设置有第一填料(31)，A区和B区之间通过折流板(26)分隔，中间形成折流通道(27)，原始污水从A区顶部进入，流经A区第一填料(31)，从A区底部流出，经折流通道(27)，从B区的顶部进入B区。
9.根据权利要求8所述的纤维束生物反应一体化污水处理设备，其特征在于：所述好氧反应区(7)内设置第二填料(32)，在第二填料(32)的底部布置有微孔曝气管网(23)，该微孔曝气管网(23)通过一引气管(6)与所述曝气机(14)相通，在引气管(6)上设置有微孔曝气控制阀(8)。
10.根据权利要求9所述的纤维束生物反应一体化污水处理设备，其特征在于：所述厌氧反应区(3)与好氧反应区(7)之间的引流方式采用弯管(4)引流，弯管(4)架设于厌氧反应区(3)与好氧反应区(7)之间的分隔板上，弯管(4)一端开口位于厌氧反应区B区的第一填料下部，弯管(4)另一端开口位于好氧反应区(7)的第二填料(32)下部。
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