CN209957470U - 一种高效污水处理厌氧池 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种高效污水处理厌氧池，包括厌氧层。厌氧层底部铺设有活性污泥，厌氧层内设有反硝化块，反硝化块包括碳源、半透膜、以及反硝化菌，反硝化菌均匀分布在碳源内，半透膜包裹碳源，反硝化块设有多个。有益效果为：反硝化块内的反硝化菌利用碳源快速繁殖，碳源与半透膜接触处快速形成凝胶状生物膜，碳源内部也布满反硝化菌。污水从半透膜进入反硝化块，生物膜内的反硝化菌和可降解纤维内的反硝化菌同时对污水中的氨氮、硝酸氮、以及亚硝酸氮进行反硝化降解，将其最终转化为对环境无害的氮气排出。
Description
技术领域
本实用新型涉及污水处理技术领域，尤其是涉及一种高效污水处理厌氧池。
背景技术
厌氧生物处理技术是指在厌氧条件下，兼性微生物和厌氧微生物群体将有机物转化为甲烷和二氧化碳的过程，又称为厌氧消化。厌氧生物处理技术由于具有较低的能量消耗、良好的去除效果、较高的反应速率和对毒性物质更好的适应性而广泛应用于污水处理领域。
现有技术公开了多种厌氧生物反应器，包括厌氧接触消化池、升流式厌氧污泥床(UASB)、厌氧生物滤池(AF)、厌氧生物转盘等，其中，厌氧生物滤池是在生物滤池的基础上研发的一种高效厌氧生物反应器。厌氧生物滤池是一种内部装填有微生物载体，即滤料的厌氧生物反应器，厌氧微生物部分附着生长在滤料上，形成厌氧生物膜，部分在滤料空隙间悬浮生长。污水流经挂有生物膜的滤料时，水中的有机物扩散到生物膜表面并被生物膜中的微生物降解转化为沼气，从而实现污水的净化。
目前，厌氧生物滤池一般为圆柱体结构，其内部填装有直径约为3cm～4cm的卵石、塑料制品、炉渣或焦炭等作为填料，为了使污水获得更好的处理，填料一般充满整个圆柱体，污水自滤池底部进入后向上流动，流动过程中与附着在填料上及悬浮在填料之间的微生物接触，微生物吸附并吸收污水中的有机物，将其降解为二氧化碳和甲烷，从滤池上部引出。同时，附着在填料上的生物膜不断进行新陈代谢，脱落的生物膜随水带出。这种结构的厌氧生物滤池具有处理时间短、负荷率和产气率较高、产污泥量少、能耗低等优点。但是，由于这种结构的厌氧生物滤池内部，尤其是底部往往充满生物膜，容易造成堵塞；由于生物膜的堵塞，污水可能产生沟流的流动，产生短路流，使进料污水与生物膜的接触不充分，影响污水处理效果、影响产气率。
反硝化反应分为同化反硝化和异化反硝化，前者是指微生物利用硝酸盐的还原产物进行细胞合成，最终将硝酸盐转化为自身组成的一部分，后者则是微生物在一系列还原酶的作用下，将硝酸盐最终还原为氮气的过程。异化反硝化的具体过程为：
NO3 -+2H++2e→NO2-+H2O-89.2KJ﹒mol-1 (1.1)
NO2 -+2H++e→NO+H2O-32.9KJ﹒mol-1 (1.2)
2NO+2H++2e→N2O+H2O-226.4KJ﹒mol-1 (1.3)
N2O+2H++2e→N2+H2O-261.8KJ﹒mol-1 (1.4)
5C+2H2O+4NO3-→2N2+4OH-+5CO2 (1.5)
NO3-+1.08CH3OH→0.065C5H7NO2+0.47N2+1.68CO2+HCO3 (1.6)
从式1.1～1.4可以看出，异化反硝化的四步还原过程中都需要电子供体，而在实际反应过程中，这部分电子供体主要来自废水中的可生降解的有机物，微生物内源代谢产生的可生物降解有机物以及人为补充的外加碳源。由此可见，可被微生物利用的有机物的量直接决定了生物脱氮系统的反硝化效果。它们之间的相互关系可以用COD/N来表示。通过式1.5可以计算得出，每去除1mgNO3 --N需要消耗2.86mg可生物降解的COD。如果考虑反硝化过程中微生物自身生长消耗的COD，见式1.6，则通过计算得出每去除1mgNO3 --N需要消耗的COD为3.7mg。因此，如果低碳源污水中COD/N的比值小于3.7mg/L，则反硝化过程会受到影响。综上所述，污水中易被微生物降解利用的有机物的量直接决定了生物脱氮过程中的反硝化效果，但实际处理的污水中的有机物并不能满足反硝化细菌的需求，因此，碳源的不足成为了污水处理中反硝化细菌大量繁殖的限制因素。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供了一种不易堵塞，可及时补充反硝化细菌所需的碳源，生物脱氮效率高的高效污水处理厌氧池。
为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：一种高效污水处理厌氧池，包括厌氧层。厌氧层底部铺设有活性污泥，厌氧层内设有反硝化块，反硝化块包括碳源、半透膜、以及反硝化菌，反硝化菌均匀分布在碳源内，半透膜包裹碳源，反硝化块设有多个，厌氧层内还设有喷射器，喷射器包括喷嘴、以及喷射泵，喷射泵用于驱动喷嘴喷射液体或/和气体，厌氧层顶部设有排气管，待处理污水从厌氧层底部进入，从厌氧层顶部排出。
作为本实用新型的进一步改进，厌氧层下设有填料层。
作为本实用新型的进一步改进，厌氧层下设有透水砖层。
作为本实用新型的进一步改进，填料层下设有透水砖层。
作为本实用新型的进一步改进，厌氧池底部设有沉淀池，沉淀池设有污水排入管，污水排入管上设有驱动污水进入沉淀池的进水泵，沉淀池还包括锥形体，锥形体设置在沉淀池底部，锥形体底部连接有污泥排出管，污泥排出管上设有第一单向阀。
作为本实用新型的进一步改进，厌氧层上设有储水层，储水层底部设有滤膜，厌氧层中的水透过滤膜达到储水层，储水层底部还设有出水管。
作为本实用新型的进一步改进，储水层上设有多个取样口，厌氧层上部设有回水管，回水管和出水管之间连接有三口阀，三口阀的最后一个出口连接有输水管，出水管上设有用于驱动储水层内的水向外运动的循环泵。
作为本实用新型的进一步改进，喷嘴底部设有用于带动喷嘴旋转喷射出旋转水流的旋转装置，旋转装置包括接头、壳体、以及设置在壳体内的第一密封装置，第一密封装置包括密封块、以及设置在密封块左边的密封室，密封室内设有弹性件，弹性件一端与密封室侧壁连接，另一端抵接密封块，密封室内弹性件设有一个及其以上，密封块内设有耐磨密封圈，耐磨密封圈包括第一耐磨密封圈和第二耐磨密封圈，第一耐磨密封圈和第二耐磨密封圈连接，第一耐磨密封圈与接头侧壁接触旋转连接，密封块内设有一个及其以上耐磨密封圈，壳体内设有一个及其以上第一密封装置。
作为本实用新型的进一步改进，壳体内设有轴用挡圈，轴用挡圈与接头外壁接触连接。
作为本实用新型的进一步改进，壳体内设有润滑油腔，润滑油腔腔口与接头外壁接触连接，壳体内还设有注油口，注油口与润滑油腔连通，注油口与壳体外部连通。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1、氧层底部铺设有活性污泥，厌氧层内设有反硝化块，反硝化块包括碳源、半透膜、以及反硝化菌，反硝化菌均匀分布在碳源内，半透膜包裹碳源。碳源包括可降解纤维如秸秆、甘蔗渣等。反硝化块内的反硝化菌以可降解纤维为碳源，快速繁殖，可降解纤维与半透膜接触处快速形成凝胶状生物膜，可降解纤维内部也布满反硝化菌。污水从半透膜进入反硝化块，生物膜内的反硝化菌和可降解纤维内的反硝化菌同时对污水中的氨氮、硝酸氮、以及亚硝酸氮进行反硝化降解，将其最终转化为对环境无害的氮气排出。可降解纤维在反硝化菌的作用下，逐渐转化为溶于水的含碳有机物，含碳有机物透过半透膜溶出，为活性污泥中的反硝化菌提供碳源，加快活性污泥中的反硝化菌的生长繁殖；
2、喷射器用于搅动厌氧层中的污水，增加污水与活性污泥的接触面积，加快反硝化块中物质与厌氧层内其他物质的交换速度，进而加快厌氧层总体对污水中含氮物质的降解速度。
附图说明
图1为本实用新型装置结构示意图；
图2为旋转装置结构示意图。
附图标记说明如下：1、沉淀池；11、锥形体；12、第一单向阀；13、污泥排出管；14、污水排入管；15、进水泵；2、透水砖层；3、填料层；4、厌氧层；41、排气管；42、第二单向阀；43、第一喷嘴；44、第一喷射泵；45、第二喷嘴；46、第二喷射泵；47、反硝化块；48、回水管；5、储水层；51、滤膜；52、出水管；53、三口阀；54、输水管；55、循环泵；6、旋转装置；61、第一密封装置；611、第一耐磨密封圈；612、第二耐磨密封圈；613、密封块；614、弹性件；615、密封室；62、轴用挡圈；63、润滑油腔；64、封堵螺钉；65、注油口；66、第二密封装置；67、壳体；68、接头。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本实用新型进一步详细说明。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“底部”和“顶部”、“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
实施例1：
一种高效污水处理厌氧池，具体参见图1，包括厌氧层4。厌氧层4底部铺设有活性污泥，厌氧层4内设有反硝化块47，反硝化块47包括碳源、半透膜、以及反硝化菌，反硝化菌均匀分布在碳源内，半透膜包裹碳源，反硝化块47设有五个，厌氧层4内还设有第一喷射器，第一喷射器包括第一喷嘴43、以及第一喷射泵44，第一喷射泵44用于驱动喷嘴喷射液体或/和气体，氧层内还设有第二喷射器，第二喷射器包括第二喷嘴45、以及第二喷射泵46。厌氧层4顶部设有排气管41，排气管41上设有第二单向阀42。待处理污水从厌氧层4底部进入，从厌氧层4顶部排出。上述碳源包括可降解纤维如秸秆、甘蔗渣等。反硝化块47内的反硝化菌以可降解纤维为碳源，快速繁殖，可降解纤维与半透膜接触处快速形成凝胶状生物膜，可降解纤维内部也布满反硝化菌。污水从半透膜进入反硝化块47，生物膜内的反硝化菌和可降解纤维内的反硝化菌同时对污水中的氨氮、硝酸氮、以及亚硝酸氮进行反硝化降解，将其最终转化为对环境无害的氮气排出。可降解纤维在反硝化菌的作用下，逐渐转化为溶于水的含碳有机物，含碳有机物透过半透膜溶出，为活性污泥中的反硝化菌提供碳源，加快活性污泥中的反硝化菌的生长繁殖。喷射器用于搅动厌氧层4中的污水，增加污水与活性污泥的接触面积，加快反硝化块47中物质与厌氧层4内其他物质的交换速度，进而加快厌氧层4总体对污水中含氮物质的降解速度。反硝化菌在厌氧反硝化过程中会产生二氧化碳的氮气，因此需要进行气体的排放，本实用新型装置厌氧层4顶部设置的排气管41可达到排气的目的。
作为本实用新型的进一步改进，参见图1，厌氧层4下设有填料层3。填料层3内填充包括贝壳粉末、活性炭等小颗粒物质，除了能实现对污水中的小颗粒悬浮物质进行过滤去除，还能吸附污水中的色素和重金属离子。
作为本实用新型的进一步改进，参见图1，厌氧层4下设有透水砖层2。透水砖层2由透水砖堆砌而成，污水能透过透水砖中的孔洞通过透水砖层2，大颗粒物质则被阻隔在透水砖层2外，实现大颗粒物质的去除。
作为本实用新型的进一步改进，参见图1，填料层3下设有透水砖层2。相对于填料层3，透水砖层2具有只能实现物理过滤且只能过滤大颗粒物质，造价低的特点，因此在填料层3下设置透水砖层2即可延长填料层3的使用寿命又能提高污水处理的效果。
作为本实用新型的进一步改进，具体参见图1，厌氧池底部设有沉淀池1，沉淀池1设有污水排入管14，污水排入管14上设有驱动污水进入沉淀池1的进水泵15，沉淀池1还包括锥形体11，锥形体11设置在沉淀池1底部，锥形体11底部连接有污泥排出管13，污泥排出管13上设有第一单向阀12。污水从污水排入管14内进入沉淀池1，此时第一单向阀12关闭，污水中的大颗粒物质因自身重力作用沉淀在锥形体11内，实现污水的初步处理。当锥形体11内的污泥积聚到一定程度时，打开第一单向阀12，污泥通过污泥排出管13排出。
作为本实用新型的进一步改进，具体参见图1，厌氧层4上设有储水层5，储水层5底部设有滤膜51，厌氧层4中的水透过滤膜51达到储水层5，储水层5底部还设有出水管52。厌氧层4处理完的水透过滤膜51进入储水层5，滤膜51将厌氧层4内的活性污泥及其他固态物质阻隔在厌氧层4内，既提高了储水层5内的水质，又不会造成活性污泥的浪费。
作为本实用新型的进一步改进，具体参见图1，储水层5上设有多个取样口(未图示)，厌氧层4上部设有回水管48，出水管52上设有用于驱动储水层5内的水向外运动的循环泵55。回水管48和出水管52之间连接有三口阀53，三口阀53的最后一个出口连接有输水管54。通过取样口取样对储水层5中的水进行质量检测，若不合格则控制三口阀53使出水管52与回水管48连通，循环泵55将储水层5内的水送回厌氧层4继续进行降解，若合格则控制三口阀53使出水管52与输水管54连通，循环泵55将储水层5内的水输送出去。
作为本实用新型的进一步改进，具体参见图1、图2，喷嘴底部设有用于带动喷嘴旋转喷射出旋转水流的旋转装置6，旋转装置6包括接头68、壳体67、以及设置在壳体67内的第一密封装置61，第一密封装置61包括密封块613、以及设置在密封块613左边的密封室615，密封室615内设有弹性件614，弹性件614一端与密封室615侧壁连接，另一端抵接密封块613，密封室615内弹性件614设有两个，密封块613内设有耐磨密封圈，耐磨密封圈包括第一耐磨密封圈611和第二耐磨密封圈612，第一耐磨密封圈611和第二耐磨密封圈612连接，第一耐磨密封圈611与接头68侧壁接触旋转连接，密封块613内设有三个耐磨密封圈，壳体67内设有第一密封装置61和第二密封装置66。第一耐磨密封圈611选用弹性较差的PTFE自润滑材料，第二耐磨密封圈612选用弹性较好的橡胶，在接头68与第一耐磨密封圈611存在相对旋转运动的表面真空离子溅镀二硫化钨薄膜，使得它们之间的摩擦系数小于0.001，产生的摩擦力极小。接头68与喷嘴相连接，接头68在壳体67内高速旋转，完成气流或水流的旋转喷射。当第一耐磨密封圈611磨损，第二耐磨密封圈612会沿着径向挤压第一耐磨密封圈611，使得第一耐磨密封圈611进行补偿，保证了密封性。当密封块613在外力作用下进行了位移时，弹性件614沿着径向推动密封块613，将密封块613与接头68紧密接触连接，保证了密封性。
作为本实用新型的进一步改进，具体参见图2，壳体67内设有轴用挡圈62，轴用挡圈62与接头68外壁接触连接。
作为本实用新型的进一步改进，具体参见图2，壳体67内设有润滑油腔63，润滑油腔63腔口与接头68外壁接触连接，壳体67内还设有注油口65，注油口65与润滑油腔63连通，注油口65与壳体67外部连通。从注油口65注入润滑油，从而为接头68连续高速旋转提供可靠的润滑。当旋转装置6处于工作状态时，注油口65内应旋入封堵螺钉64。
工作原理：具体参见图1、图2，污水从污水排入管14内进入沉淀池1，此时第一单向阀12关闭，污水中的大颗粒物质因自身重力作用沉淀在锥形体11内，实现污水的初步处理。当锥形体11内的污泥积聚到一定程度时，打开第一单向阀12，污泥通过污泥排出管13排出。透水砖层2由透水砖堆砌而成，污水能透过透水砖中的孔洞通过透水砖层2，大颗粒物质则被阻隔在透水砖层2外，实现大颗粒物质的去除。填料层3内填充包括贝壳粉末、活性炭等小颗粒物质，除了能实现对污水中的小颗粒悬浮物质进行过滤去除，还能吸附污水中的色素和重金属离子。碳源包括可降解纤维如秸秆、甘蔗渣等。反硝化块47内的反硝化菌以可降解纤维为碳源，快速繁殖，可降解纤维与半透膜接触处快速形成凝胶状生物膜，可降解纤维内部也布满反硝化菌。污水从半透膜进入反硝化块47，生物膜内的反硝化菌和可降解纤维内的反硝化菌同时对污水中的氨氮、硝酸氮、以及亚硝酸氮进行反硝化降解，将其最终转化为对环境无害的氮气排出。可降解纤维在反硝化菌的作用下，逐渐转化为溶于水的含碳有机物，含碳有机物透过半透膜溶出，为活性污泥中的反硝化菌提供碳源，加快活性污泥中的反硝化菌的生长繁殖。喷射器用于搅动厌氧层4中的污水，增加污水与活性污泥的接触面积，加快反硝化块47中物质与厌氧层4内其他物质的交换速度，进而加快厌氧层4总体对污水中含氮物质的降解速度。反硝化菌在厌氧反硝化过程中会产生二氧化碳的氮气，因此需要进行气体的排放，本实用新型装置厌氧层4顶部设置的排气管41可达到排气的目的。厌氧层4处理完的水透过滤膜51进入储水层5，滤膜51将厌氧层4内的活性污泥及其他固态物质阻隔在厌氧层4内。储水层5上设有多个取样口(未图示)，厌氧层4上部设有回水管48，出水管52上设有用于驱动储水层5内的水向外运动的循环泵55。回水管48和出水管52之间连接有三口阀53，三口阀53的最后一个出口连接有输水管54。通过取样口取样对储水层5中的水进行质量检测，若不合格则控制三口阀53使出水管52与回水管48连通，循环泵55将储水层5内的水送回厌氧层4继续进行降解，若合格则控制三口阀53使出水管52与输水管54连通，循环泵55将储水层5内的水输送出去。
以上对本实用新型的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。
Claims (10)
1.一种高效污水处理厌氧池，包括厌氧层(4)，其特征在于，所述厌氧层(4)底部铺设有活性污泥，所述厌氧层(4)内设有反硝化块(47)，所述反硝化块(47)包括碳源、半透膜、以及反硝化菌，所述反硝化菌均匀分布在碳源内，所述半透膜包裹碳源，所述反硝化块(47)设有多个，所述厌氧层(4)顶部设有排气管(41)，待处理污水从厌氧层(4)底部进入，从厌氧层(4)顶部排出。
2.根据权利要求1所述的一种高效污水处理厌氧池，其特征在于，所述厌氧层(4)下设有填料层(3)。
3.根据权利要求1所述的一种高效污水处理厌氧池，其特征在于，所述厌氧层(4)下设有透水砖层(2)。
4.根据权利要求2所述的一种高效污水处理厌氧池，其特征在于，所述填料层(3)下设有透水砖层(2)。
5.根据权利要求1所述的一种高效污水处理厌氧池，其特征在于，所述厌氧池底部设有沉淀池(1)，所述沉淀池(1)设有污水排入管(14)，所述污水排入管(14)上设有驱动污水进入沉淀池(1)的进水泵(15)，所述沉淀池(1)还包括锥形体(11)，所述锥形体(11)设置在沉淀池(1)底部，所述锥形体(11)底部连接有污泥排出管(13)，所述污泥排出管(13)上设有第一单向阀(12)。
6.根据权利要求1所述的一种高效污水处理厌氧池，其特征在于，所述厌氧层(4)上设有储水层(5)，所述储水层(5)底部设有滤膜(51)，所述厌氧层(4)中的水透过滤膜(51)达到储水层(5)，所述储水层(5)底部还设有出水管(52)。
7.根据权利要求6所述的一种高效污水处理厌氧池，其特征在于，所述储水层(5)上设有多个取样口，所述厌氧层(4)上部设有回水管(48)，所述回水管(48)和出水管(52)之间连接有三口阀(53)，所述三口阀(53)的最后一个出口连接有输水管(54)，所述出水管(52)上设有用于驱动储水层(5)内的水向外运动的循环泵(55)。
8.根据权利要求1所述的一种高效污水处理厌氧池，其特征在于，所述厌氧层(4)内还设有喷射器，所述喷射器包括喷嘴、以及喷射泵，所述喷射泵用于驱动喷嘴喷射液体或/和气体，喷嘴底部设有用于带动喷嘴旋转喷射出旋转水流的旋转装置(6)，所述旋转装置(6)包括接头(68)、壳体(67)、以及设置在壳体(67)内的第一密封装置(61)，所述第一密封装置(61)包括密封块(613)、以及设置在密封块(613)左边的密封室(615)，所述密封室(615)内设有弹性件(614)，所述弹性件(614)一端与密封室(615)侧壁连接，另一端抵接密封块(613)，所述密封室(615)内弹性件(614)设有一个及其以上，所述密封块(613)内设有耐磨密封圈，所述耐磨密封圈包括第一耐磨密封圈(611)和第二耐磨密封圈(612)，所述第一耐磨密封圈(611)和第二耐磨密封圈(612)连接，所述第一耐磨密封圈(611)与接头(68)侧壁接触旋转连接，所述密封块(613)内设有一个及其以上耐磨密封圈，所述壳体(67)内设有一个及其以上第一密封装置(61)。
9.根据权利要求8所述的一种高效污水处理厌氧池，其特征在于，所述壳体(67)内设有轴用挡圈(62)，所述轴用挡圈(62)与接头(68)外壁接触连接。
10.根据权利要求8所述的一种高效污水处理厌氧池，其特征在于，所述壳体(67)内设有润滑油腔(63)，所述润滑油腔(63)腔口与接头(68)外壁接触连接，所述壳体(67)内还设有注油口(65)，所述注油口(65)与润滑油腔(63)连通，所述注油口(65)与壳体(67)外部连通。
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