CN210030322U - 一种针对富营养化污水的多系统复合耦合处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种针对富营养化污水的多系统复合耦合处理装置，包括反应器壳体；反应器壳体内由第一隔板分隔为上方的生态区和下方的反应区；反应区内由第二隔板分隔为中心的流化区和环绕流化区的沉淀区；流化区内填充填料、流化区底部设置曝气盘、曝气盘上方设置布水器，布水器连接进水管，第二隔板的侧壁上开设连通流化区和沉淀区的排水孔，排水孔处设置网板；所述沉淀区内底部为污泥斗、上部且位于排水孔上方设置沉淀组件，沉淀组件上方为集水区，集水区内集水通过提升泵泵至生态区，所述沉淀组件为斜管沉淀组件或斜板沉淀组件；本实用新型利用生物流化床对点源污水进行强化处理，去除大部分COD和氨氮和总氮，再经过生态篮对COD、总氮和总磷进行深度净化。

Description

一种针对富营养化污水的多系统复合耦合处理装置

技术领域

本实用新型涉及一种河道污染净化装置，具体涉及一种针对富营养化污水的多系统复合耦合处理装置。

背景技术

随着社会的高速发展，水体富营养化问题日益突出。生产生活污水的违规排放是水污染的重要原因之一。污水中富含有机物和氮磷元素，给优势微生物和植物创造了良好的生长环境，在无限制的增殖过程中消耗大量溶解氧，造成水体发黑发臭。针对该问题，对于未进行纳管排放管理的污水，通常采用局部生态整治的方式进行处理，该方式需要对河道及排放口进行大范围的整改，工作量大。

公开号为CN109293064A的中国发明专利申请公开了一种一体式流化床铁氧化体发生器及水处理反应器，该装置包括：反应区，其为柱状；沉淀区，其设于所述反应区的外部，所述沉淀区的底部开口与所述反应区连通，所述沉淀区的底部为倾斜设计；导流筒，其设于所述反应区内的下部，所述反应区与所述导流筒的中心轴线重合，搅拌桨叶设于所述导流筒内部，所述搅拌桨叶通过连杆与搅拌器连接。

采用生物流化床具有污泥负荷高，剩余污泥少等优点，被广泛应用于污水处理工程中，但对氮磷等营养物质去除能力有限，无法满足排放要求，若需进一步提高水质，需要增加大量的能耗。此外，生物流化床运行过程中填料的流失以及剩余污泥的流出也是该方法存在的主要问题。

实用新型内容

本实用新型提供一种针对富营养化污水的多系统复合耦合处理装置，污水首先经过生化处理区，利用生物膜降解有机物，去除大量COD和总氮，再利用水生植物吸收氮磷，合成自生组织结构，以自生的生长与繁殖的方式来固定营养物质，达到水质的进一步进化。水生植物根系中还给微生物提供了良好的生长环境，实现微生物与植物的协同净化效果。本装置将生物处理与生态处理模块的耦合，同时在生态净化中提供了微生物-植物共生的耦合条件。利用这种双重耦合作用进一步提高了传统工艺对富营养化污水的脱氮除磷能力。

一种针对富营养化污水的多系统复合耦合处理装置，包括反应器壳体；

所述反应器壳体内由第一隔板分隔为上方的生态区和下方的生物反应区；所述生物反应区内由第二隔板分隔为中心的流化区和环绕流化区的沉淀区；

所述流化区内填充填料、流化区底部设置曝气盘、曝气盘上方设置布水器，布水器连接进水管，所述第二隔板的侧壁上开设连通流化区和沉淀区的排水孔，排水孔处嵌装网板；

所述沉淀区内底部为污泥斗、上部且位于排水孔上方设置沉淀组件，沉淀组件上方为集水区，集水区内集水通过提升泵泵至生态区，所述沉淀组件为斜管沉淀组件或斜板沉淀组件；

所述生态区连接出水管、生态区内设置生态浮床。

点源污水由进水泵泵入流化区内，曝气盘曝气将填料形成流化状态，流化区内生物脱氮后的污水进入沉淀区，在沉淀区内沉淀分离后污泥沉积在底部由污泥泵排除，清水进入集水区，由提升泵泵至生态区，在生态区内进一步净化后排水。网板的设置解决装置运行过程中填料流失问题，斜板或沉淀组件解决运行过程中的污泥流失及剩余污泥回流问题。

优选地，所述布水器为环形布水器，所述布水器与曝气盘同轴布置；曝气盘与布水器之间的垂直距离为10cm～30cm。

进一步地，布水器为环形穿孔管，所围成的环外直径为20～50cm，环内直径为10～40cm。布水孔分布于外缘，等距分布，数量为10～25个。布水孔直径0.5cm～2cm，优选1cm。优选地，所述流化区内中心设置竖向导流筒，所述布水器位于该导流筒底部；所述导流筒直径与布水器直径一致。

优选地，所述导流筒上端距离流化区顶部的高度为25～50cm。

优选地，所述曝气盘为纳米曝气盘；曝气盘直径小于等于布水器的环形中心圆直径。

曝气盘为纳米曝气盘，释放的气泡直径不大于50μm。曝气盘直径小于等于与布水器环内直径，优选为曝气盘直径与布水器环内直径相等。

优选地，所述第二隔板的侧壁中部处均匀设置向流化区内凹陷的凹槽，所述排水孔对应设置在每个凹槽底部。截留区域的过流断面减小，水流速度加快，可以有效防止填料在网板处聚集；

进一步优选地，所述凹槽位于同一圆环上；凹槽设置数量为4～8个。设置4～8个凹槽，环形布置，凹槽内有贯通的凹孔(即排水孔)，凹孔中心水平位置位于斜板底部至内壁斜坡起始位置的1/2处。孔的形状为矩形，凹孔尺寸优选为30cm*30cm。

流化区与沉淀区之间通过网板连通，网板安装于内壁凹孔内，尺寸与凹孔匹配。网板的孔径略小于最小填料颗粒尺寸，优选为0.5cm。

进一步优选地，所述第一隔板为水平隔板；所述第二隔板包括底板、筒状侧壁和顶盖；所述底板中心向下凹陷，所述曝气盘设于底板中心最低处；所述凹槽设置于筒状侧壁的中部高度处。

优选地，所述流化区顶部连接排气管；所述集水区的高度0.3～0.5m。

优选地，所述生态区内中心区设置集水槽，所述生态浮床环绕集水槽设置，生态浮床区与集水槽之间溢流连通，所述出水管连接至集水槽。生态区水深不大于0.5m。

生态浮床尺寸为50cm*50cm，高度不大于水深，生态浮床包括篮体，安装架，填料，水生植物。篮体为多孔PVC篮体，篮体内填充砾石，砂石或其他类似填充物，粒径在2～5cm，在填料上层铺设安装架，安装架上有多个孔，供水生植物固定于生长。水生植物为香蒲、水葱、茭草、菖蒲、荷花等挺水植物。

优选地，所述生态区内设置布水管；所述布水管包括环绕生态区外边缘布置的穿孔管以及与穿孔管连接的布水总管，所述布水总管连接所述提升泵；

或：

所述布水管包括：

均匀分布于生态区外边缘的若干段弧形布水支管，弧形布水支管上开设出水孔；

与每一段弧形布水支管对应连接的布水主管，布水主管连接所述提升泵。

生态区内水流由周边向中心涌动，溢流进入集水槽内，然后由排水管排出，布水管的设置可增加布水均匀性，提高净化效率。

沉淀区上部为斜管，上端沿径中心向倾斜，倾角为60～75°，优选 60°。斜管截面为正六边形，管径为30～80mm，优选50mm，斜长0.5m～1m 倾角60°，顶部倾向于内壁方向。集水区水深0.3～0.5m。

所述流化区与沉淀区及生态区之间设有一封闭区域，即第二隔板的筒状侧壁顶边固定于第一隔板上，第二隔板的顶板与第一隔板之间形成封闭空间，所述提升泵可安装于该封闭区域内。设置4～8台提升泵，沿圆周均匀布置，优选4台，将集水区的水提升至生态区，提升泵的管路上设置单向阀门，防止生态区的水倒灌。

所述填料的材质为有机合成材料，可以为聚乙烯、聚丙烯塑料、聚氨酯等材料，比重为0.97～0.98。优选聚氨酯载体，微生物挂膜完成后，比重为1左右。填料结构为立方体，体积为1～8cm³。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

(1)本实用新型为生物流化床-生态处理耦合微污染水体处理装置；

(2)本实用新型采用网孔截留微生物填料，防止填料流失

(3)截留区域的过流断面减小，水流速度加快，可以有效防止填料在网板处聚集；

(4)内置环装斜管沉淀区，具有较大的表面负荷和高效的沉淀效果；

(5)反应器顶部集水区设置生态篮，进一步去除微量污染物。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图。

图2是本实用新型流化区沿A-A的截面图。

图3是本实用新型布水器结构示意图。

图4是生态区布水管示意图。

图中所示附图标记如下：

1-生态区 2-第一隔板 3-集水槽

4-溢流堰 5-顶盖 6-生态浮床

7-排水管 8-排气管 9-集水区

10-沉淀组件 11-反应壳体壁 12-进水管

13-曝气管 14-污泥管 15-第二隔板

16-网板 17-导流筒 18-曝气盘

19-布水器 20-污泥斗 21-沉淀区

22-流化区 23-填料 24-提升泵

25-凹槽 26-布水孔 27-弧形布水支管

28-出水口 29-布水总管

具体实施方式

如图1所示，一种生物流化床-生态处理耦合微污染水体处理装置，反应器壳体包括反应壳体壁11、第二隔板15、第一隔板2组成，反应壳体壁11顶部敞口、底部设置5～30°坡度，底部中心为最低点，连接底部中心与外壁侧壁底端的底板为斜板，与水平面之间的夹角为5～30°；第一隔板水平设置、固定于反应壳体壁竖向侧壁的内表面上，将反应壳体壁内部空间分隔为上部的生态区1和下部的生物处理区，生态区与生物处理区由第一隔板完全隔离。第二隔板15包括底板、筒状侧壁和顶盖5，底板中心向下凹陷形成与反应器壳体壁底板类似的坡度，筒状侧壁顶部边缘固定于第一隔板2底面上，靠近第一隔板处设置顶盖5，顶盖为半球形盖。顶盖5固定于筒状侧壁的内表面上，与顶板之间围城封闭区域，该封闭区域内可安装提升泵24。第二隔板的底板、顶盖及筒状侧壁围成的空间为硫化区22；第二隔板的底板、筒状侧壁、反应器壳体壁以及第一隔板围成的区域为沉淀区21。

沉淀区内底部为污泥斗20，连接污泥管14，沉淀区上部为沉淀组件 10，沉淀组件为斜管沉淀组件或斜板沉淀组件上方为集水区9，集水区的高度为0.3～0.5m。斜管上端沿径中心向倾斜，倾角为60～75°，优选60°。斜管截面为正六边形，管径为30～80mm，优选50mm，斜长0.5m～1m倾角60°，顶部倾向于内壁方向。

第二隔板的底板中心处设置曝气盘18，曝气盘外接曝气管13，本实施方式中曝气盘采用环形纳米曝气盘，第二隔板的筒状侧壁中部高度处均匀设置向内部流化区内凹陷的凹槽25，本实施方式中凹槽设置为4～8个，位于同一圆环上，截面图如图2所示，凹槽底部开口，例如可开设正方形孔，开孔处设置网板16，网板嵌入开孔内，网板上的网孔为连通流化区和沉淀区的排水孔，排水孔位于沉淀组件下方。流化区内设置布水器19，布水器9同轴布置于曝气盘上方，垂直距离为10cm～30cm，布水器外接进水管12，布水器采用环形布水器，如图3所示，直径为20～50cm，布水孔分布于外缘，等距分布，数量为10～25个。布水孔26直径0.5cm～2cm，优选1cm。布水器环形中心的圆形空间直径例如可设置为10～40cm，曝气盘直径小于等于布水器的环形中心圆直径。流化区内设置竖向的导流筒17，布水器嵌入导流筒底部，导流筒上端距离顶盖的高度可设置为25～50cm。顶盖上设置排气孔，排气孔连接排气管8。

流化区内填充填料23，填料的材质为有机合成材料，可以为聚乙烯、聚丙烯塑料、聚氨酯等材料，比重为0.97～0.98。优选聚氨酯载体，微生物挂膜完成后，比重为1左右。填料结构为立方体，体积为1～8cm³。

提升泵设置为设置4～8台，在第二隔板与第一隔板围成的封闭空腔内沿圆周均匀布置，将集水区的水提升至生态区，提升泵的管路上设置单向阀门。

生态区1内设置生态浮床6，本实施方式中，生态区中心设置集水槽 3，生态浮床环绕集水槽设置，生态区水深不大于0.5m，生态浮床尺寸为 50cm*50cm，高度不大于水深，生态浮床包括篮体，安装架，填料，水生植物。篮体为多孔PVC篮体，篮体内填充砾石，砂石或其他类似填充物，粒径在2～5cm，在填料上层铺设安装架，安装架上有多个孔，共水生植物固定于生长。水生植物为香蒲、水葱、茭草、菖蒲、荷花等挺水植物。生态浮床设置区与集水槽之间设置溢流堰4，通过溢流连通。

生态区还设置布水管，布水管可采取多种设置方式，例如其中一种为环绕生态区外边缘设置一圈穿孔管，穿孔管连接布水总管，布水总管连接提升泵。另一种设置方式如图4所示，沿生态区外边缘设置若干段(图4 所示为以设置四段为例)弧形布水支管27，布水支管上均匀设置出水口 28，每段布水支管对应连接一根布水主管29，布水主管与对应的提升泵连接。生态区内水流由外周向中心涌动，溢流进入集水槽内，集水槽底部连接排水管7，由排水管外排。

处理流程如下：

受污染的水体通过进水泵和阀门进入耦合处理装置，污水在布水器出口释放，在底部曝气产生的纳米气泡的作用下，瞬间与周围回流水混合稀释，并均质化，流化状态下的微生物填料与污水接触，污水中的有机物及其他营养物质首先在生物膜外表面吸附，好氧细菌大量分解有机物并将氨氮氧化，随着降解的进行，营养物质进入生物膜内部的兼氧和厌氧环境，反硝化细菌将硝酸盐氮进行反硝化，最终COD和总氮被大幅度去除。在曝气的推动下，填料随着污水的流动在整个流化区间，填料在整个流化区内循环。经过流化区处理的污水从网板中穿过，流入沉淀区，由于生物膜会不断生长，达到一定厚度后自然脱落并随水流一起流出流化床，入斜管沉淀池中，生物膜在此被分离并沉降至沉淀区的泥斗区。经过沉淀的污水自流至集水池。当液位达到0.5m时，启动提升泵，通过布水管释放至生态区的外缘，在此污水中含有少量的有机物和氮磷，在水生植物吸收同化作用与根系微生物的降解作用下，污水得到进一步净化。最终在溢流堰收集后排放至河道。水生植物种植于提篮中，可以方便拆卸。水生植物需要定期维护，通常一个月对挺水植物的水上部分进行一次收割，每周检查并去除死亡和腐烂的植株，同时种植新的植物。

以上所述仅为本实用新型专利的具体实施案例，但本实用新型专利的技术特征并不局限于此，任何相关领域的技术人员在本实用新型的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本实用新型的专利范围之中。

Claims (10)

1.一种针对富营养化污水的多系统复合耦合处理装置，包括反应器壳体；其特征在于，

所述反应器壳体内由第一隔板分隔为上方的生态区和下方的生物反应区；所述生物反应区内由第二隔板分隔为中心的流化区和环绕流化区的沉淀区；

所述流化区内填充填料、流化区底部设置曝气盘、曝气盘上方设置布水器，布水器连接进水管，所述第二隔板的侧壁上开设连通流化区和沉淀区的排水孔，排水孔处嵌装网板；

所述沉淀区内底部为污泥斗、上部且位于排水孔上方设置沉淀组件，沉淀组件上方为集水区，集水区内集水通过提升泵泵至生态区，所述沉淀组件为斜管沉淀组件或斜板沉淀组件；

所述生态区连接出水管、生态区内设置生态浮床。

2.根据权利要求1所述针对富营养化污水的多系统复合耦合处理装置，其特征在于，所述布水器为环形布水器，所述布水器与曝气盘同轴布置；曝气盘与布水器之间的垂直距离为10cm～30cm。

3.根据权利要求2所述针对富营养化污水的多系统复合耦合处理装置，其特征在于，所述流化区内中心设置竖向导流筒，所述布水器位于该导流筒底部；所述导流筒直径与布水器直径一致。

4.根据权利要求2所述针对富营养化污水的多系统复合耦合处理装置，其特征在于，所述曝气盘为纳米曝气盘；曝气盘直径小于等于布水器的环形中心圆直径。

5.根据权利要求1所述针对富营养化污水的多系统复合耦合处理装置，其特征在于，所述第二隔板的侧壁中部处均匀设置向流化区内凹陷的凹槽，所述排水孔对应设置在每个凹槽底部。

6.根据权利要求5所述针对富营养化污水的多系统复合耦合处理装置，其特征在于，所述凹槽位于同一圆环上；凹槽设置数量为4～8个。

7.根据权利要求5所述针对富营养化污水的多系统复合耦合处理装置，其特征在于，所述第一隔板为水平隔板；所述第二隔板包括底板、筒状侧壁和顶盖；所述底板中心向下凹陷，所述曝气盘设于底板中心最低处；所述凹槽设置于筒状侧壁的中部高度处。

8.根据权利要求1所述针对富营养化污水的多系统复合耦合处理装置，其特征在于，所述流化区顶部连接排气管；所述集水区的高度0.3～0.5m。

9.根据权利要求1所述针对富营养化污水的多系统复合耦合处理装置，其特征在于，所述生态区内中心区设置集水槽，所述生态浮床环绕集水槽设置，生态浮床区与集水槽之间溢流连通，所述出水管连接至集水槽。

10.根据权利要求9所述针对富营养化污水的多系统复合耦合处理装置，其特征在于，所述生态区内设置布水管；所述布水管包括环绕生态区外边缘布置的穿孔管以及与穿孔管连接的布水总管，所述布水总管连接所述提升泵；

或：

所述布水管包括：

均匀分布于生态区外边缘的若干段弧形布水支管，弧形布水支管上开设出水孔；

与每一段弧形布水支管对应连接的布水主管，布水主管连接所述提升泵。

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