CN217709184U - 一种流化床生化处理矿井污水的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于污水处理领域，具体技术方案为：一种流化床生化处理矿井污水的装置，矿井水进入初沉池进行过滤，初级过滤后的水进入生物选择池，二沉池活性生物菌回流污泥入生物选择池，生物选择池中的生物菌与矿井水中超标的氨氮、有机物发生生化反应，生物选择处理后的水进入好氧生化池，好氧生化池内的生物菌对矿井水中超标的氨氮、有机物进一步发生生化反应，好氧生化池内投加悬浮填料包形成流化床，好氧生化池内的絮凝搅拌机对好氧生化池内投加PAM的混合泥水混合液体进行搅拌，本实用新型无需大量投加化学药剂，利用水中的污染物作为营养源培养生物菌，最终将矿井水处理为能完全满足排放的达标污水，适合在矿井水处理领域广泛推广应用。

Description

一种流化床生化处理矿井污水的装置

技术领域

本实用新型属于污水处理领域，具体涉及一种二级生化处理污水的装置。

背景技术

煤矿的现矿井水排放量在4000立方/天，设计处理能力350m³/h，从井下直接涌出的矿井水（疏矸水）经过专业的检测单位分析化验，氨氮（NH₃-N）检测值为7mg/L，有机污染(COD_cr)检测值为50mg/L，矿井水排放指标要求氨氮检测值≤1.0mg/L，有机污染检测值≤20mg/L；故现有的矿井水不达标，不能直接排放，需要对超标的污染进行处理。且目前的污水处理工艺，往往需要投入大量的高污染化学药剂，在治理污水的同时，又会产生新的污水，难以实现生态环保。

实用新型内容

为解决现有技术存在的能耗高、高污染化学药剂添加量大的技术问题，本实用新型提供了一种二级生化处理矿井污水的装置，设备成本低，运行方便，无需投入大量的化学药剂。

为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案为：一种流化床生化处理矿井污水的装置，包括多个初级沉淀装置、生物选择池和好氧生化装置。

初级沉淀装置包括多个初沉池，多个初沉池并排布置，初沉池内从上至下依次分割为清水区、斜管过滤区、自由沉淀区和污泥浓缩区，初沉池内穿装有中心筒，中心筒竖直布置，中心筒的进水口通过进水管道与矿井水提升泵的出水口相连，中心筒依次穿过清水区和斜管过滤区，中心筒的出水口延伸至自由沉淀区内，污泥浓缩区的底部设有泥斗，泥斗的出泥口通过管道与排泥泵的进料口相连通，排泥泵的出料口通过管道与污泥浓缩池的进口相连通，清水区内设置有出水槽。其中，排泥泵为气动隔膜泵，每一个小时开启3分钟，通过电磁阀控制气源。

生物选择池的进液口与清水区的出水口相连通，生物选择池采用碳钢焊接高强度内防腐层，二沉池排泥泵的出口通过管道与生物选择池的内部相连通，二沉池活性生物菌回流污泥先进入生物选择池，厌氧状态下，与初级沉淀完的井水完全混合，池内装有潜水搅拌机机械搅拌防止污泥沉淀，并充分混合后，生物菌预选择性地与矿井水中的氨氮、有机物开始反应。池内污泥浓度初步设定3000mg/L，池内潜水搅拌机功率4.0KW，转速750r/min，材质不锈钢304，采用可起吊安装，池内溶解氧小于0.8mg/L，根据有机污染的比例可往池里投加碳源，保证生物生长可持续性，池内水流停留时间0.3-0.9小时，池体深度6m。

好氧生化装置包括好氧生化池，好氧生化池采用碳钢焊接高强度内防腐，生物选择池处理后的污水进入好氧生化池进行好氧反应，好氧生化池内设有多个曝气盘，曝气盘为微孔曝气盘，曝气盘的进气口通过管道与供氧鼓风机相连，供氧鼓风机采用罗茨鼓风机供气。骨架及管道采用ABS材质，池体外部采用碳钢管道，支管管径DN50，母管管径DN150，管道采用不锈钢螺栓固定于池底。供养鼓风机的功率11KW，一备一用，风量6-8m³/min，风压70Kpa。供氧鼓风机为曝气盘提供气源，曝气盘的微孔气泡为生物菌反应提供氧气，反应中细菌缓慢增殖、生长需要营养物质主要来源于污水自带的氨氮、有机物提供给细菌，反应完全后使污水得到净化。溶解氧控制在2-3mg/L，MBBR生物膜折合成污泥浓度为2500-4000mg/L，水流停留时间1.5-3小时，流化态高效聚氨酯填料包填充率20-35%，聚氨酯填料厚3cm*宽8cm*长8cm，聚氨酯比表面积2000平方米/立方米，池体深度6m。

为了提高后续处理工段（二沉池）的效果，减小占地，好氧生化池内装有絮凝搅拌机，絮凝搅拌机的搅拌轴朝下布置，生化污泥本身具有很好的絮凝能力，再加入微量的非离子型高分子絮凝剂，混合搅拌，形成较大絮体，大幅度提高悬浮物在二沉池的速度，从而提高二沉池的表面复合。絮凝搅拌机功率2.2KW，搅拌桨直径600mm，转速40r/min，材质为不锈钢304，立式搅拌机为双层折板式，水流停留时间0.5-1min，池深2m。

好氧生化池内投加易于检修维护的悬浮填料包形成流化床，进一步加强生化的稳定性和处理效果。

好氧生化池内布置有出液口，出液口与絮凝搅拌机分置好氧生化池的两侧，出液口通过管道与二沉池相连通。

好氧生化池内装有液位开关，液位开关的信号输出端与供氧鼓风机的信号输入端相连，液位开关的信号输出端与絮凝搅拌机的信号输入端相连，根据液位开关的信号来控制供氧鼓风机和絮凝搅拌机的工作。

中心筒的顶部设有多孔挡板，多孔挡板能够对进入中心筒的矿井水进行初步过滤，中心筒的底部设有外扩型排水口，外扩型的排水口减缓了水流的进入速度，避免造成初沉池的液面过度波动。

初沉池的底部设有人孔观察窗，方便从外部观察初沉池内的情况。

曝气盘为橡胶曝气盘，多个曝气盘在好氧生化池的底部等距间隔布置，提高供氧量，为了保证曝气盘的曝气效率，好氧生化池内的曝气盘数量不少于80个。

好氧生化池内填充有MBBR填料，为微生物生长提供合适的生长环境。

本实用新型与现有技术相比，具体有益效果体现在：

一、本实用新型较其他矿井水处理工艺，节能高效，生态环保，没有二次污染，运行费用低，操作简便。

二、本实用新型处理矿井污水的成本低，运行简便，方便维修，不需要大量投加化学药剂，利用水中的污染物作为营养源培养生物菌，再处理自带的氨氮、有机污染，最终处理为达标污水，本实用新型适用于煤矿中氨氮污染、有机污染的矿井水处理站，降低煤矿的整体运营成本，解决了化学药剂处理矿井水带来的河道沟渠、井下复用、水库等二次污染的问题，可在矿井水处理领域广泛推广应用。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为图1中初沉池的结构示意图。

图中，1为初沉池，101为清水区，102为斜管过滤区，103为自由沉淀区，104为污泥浓缩区，105为中心筒，106为泥斗，107为排泥泵，108为出水槽，109为多孔挡板，110为外扩型排水口，111为人孔观察窗，2为生物选择池，3为好氧生化池，31为曝气盘，32为供氧鼓风机，33为絮凝搅拌机，4为二沉池，41为二级排泥装置，5为污泥浓缩池，6为提升泵。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1-2所示，一种流化床生化处理矿井污水的装置，包括多个初沉池1、生物选择池2和好氧生化池3。

初沉池1内从上至下依次分割为清水区101、斜管过滤区102、自由沉淀区103和污泥浓缩区104，初沉池1内穿装有中心筒105，中心筒105的进水口通过进水管道与矿井水提升泵6的出水口相连，中心筒105依次穿过清水区101和斜管过滤区102，中心筒105的出水口延伸至自由沉淀区103内，污泥浓缩区104的底部设有泥斗106，泥斗106的出泥口通过管道与排泥泵107的进料口相连通，排泥泵107的出料口通过管道与污泥浓缩池5的进口相连通，清水区101内设置有出水槽108。

矿井水通过中心筒105进入初沉池1内，矿井水在自由沉淀区103内自由沉淀，矿井水中质量较大的污物下沉至污泥浓缩区104，污泥浓缩区104内的污泥进入泥斗106，泥斗106内的污泥通过排泥泵107排出；矿井水不断上升，经过斜管过滤区102过滤后，过滤后的水进入清水区101，完成初级过滤。

所述生物选择池2的进液口与清水区101的出水口相连通，生物选择池2采用碳钢焊接高强度内防腐层，二沉池4活性生物菌回流污泥先进入生物选择池2，厌氧状态，与初级沉淀完的井水完全混合，池内装有潜水搅拌机机械搅拌防止污泥沉淀，并充分混合后，生物菌预选择性的与矿井水中的氨氮、有机物开始反应。池内污泥浓度初步设定3000mg/L，池内潜水搅拌机功率4.0KW，转速750r/min，材质不锈钢304，采用可起吊安装，池内溶解氧小于0.8mg/L，根据有机污染的比例可往池里投加碳源，保证生物生长可持续性，池内水流停留时间0.3-0.9小时，池体深度6m。

好氧生化池3采用碳钢焊接高强度内防腐，生物选择池2处理后的污水进入好氧生化池3进行好氧反应，好氧生化池3内设有多个曝气盘31，曝气盘31为微孔曝气盘31，骨架及管道采用ABS材质，池体外部采用碳钢管道，支管管径DN50，母管管径DN150，管道采用不锈钢螺栓固定于池底。曝气盘31的进气口通过管道与供氧鼓风机32相连，供氧鼓风机32采用罗茨鼓风机供气，功率11KW，一备一用，风量6-8m³/min，风压70Kpa。供氧鼓风机32为曝气盘31提供气源，曝气盘31的微孔气泡为生物菌反应提供氧气，反应中细菌缓慢增殖、生长需要营养物质主要来源于污水自带的氨氮、有机物提供给细菌，反应完全后使污水得到净化。溶解氧控制在2-3mg/L，MBBR生物膜折合成污泥浓度为2500-4000mg/L，水流停留时间1.5-3小时，流化态高效聚氨酯填料包填充率20-35%，聚氨酯填料厚3cm*宽8cm*长8cm，聚氨酯比表面积2000平方米/立方米，池体深度6m。

为了提高后续处理工段（二沉池4）的效果，减小占地，好氧生化池3内装有絮凝搅拌机33，絮凝搅拌机33的搅拌轴朝下布置，生化污泥本身就有很好的絮凝能力，再加入微量的非离子型高分子絮凝剂，混合搅拌，形成较大絮体，大幅度提高悬浮物在二沉池4的形成速度，从而提高二沉池4的表面复合。絮凝搅拌机33功率2.2KW，搅拌桨直径600mm，转速40r/min，材质为不锈钢304，立式搅拌机及减速机，双层折板式，水流停留时间0.5-1min，池深2m。

好氧生化池3内投加易于检修维护的悬浮填料包形成流化床，进一步加强生化的稳定性和处理效果。

好氧生化池3内布置有出液口，出液口与絮凝搅拌机33分置好氧生化池3的两侧，避免过多的絮凝剂直接通过出液口排出，出液口通过管道与二沉池4相连通。

二级排泥装置41的出口通过管道与生物选择池2的内部相连通，形成循环利用。

好氧生化池3内装有液位开关，液位开关的信号输出端与供氧鼓风机32的信号输入端相连，液位开关的信号输出端与絮凝搅拌机33的信号输入端相连，根据液位开关的信号来控制供氧鼓风机32和絮凝搅拌机33的工作。

中心筒105的顶部设有多孔挡板109，多孔挡板109能够对进入中心筒105的矿井水进行初步过滤，中心筒105的底部设有外扩型排水口110，外扩型的排水口减缓了水流的进入速度，避免造成初沉池1的液面过度波动。

初沉池1的底部设有人孔观察窗111，方便从外部观察初沉池1内的情况。

曝气盘31为橡胶曝气盘31，多个曝气盘31在好氧生化池3的底部等距间隔布置，提高供氧量，为了保证曝气盘31的曝气效率，好氧生化池3内的曝气盘31数量不少于80个。

好氧生化池3内填充有MBBR填料，为微生物生长提供合适的生长环境。

在工作过程中，矿井污水通过提升泵6送入初沉池1，矿井污水在初沉池1中进行初级沉淀，沉淀后的污泥在泥斗106内堆积，泥斗106内的污泥通过排污泵派送至污泥浓缩池5；清水区101内初级过滤后的矿井水送入生物选择池2，通过混合后的生物菌与矿井水中的氨氮、有机物进行反应；生物选择池2中反应后的矿井水送入好氧生化池3进行反应，曝气并使得细菌缓慢增殖，吸收污水中自带的氨氮、有机物，使得污水得到净化。同时，对好氧生化池3内添加絮凝剂，方便去除水中的悬浮物，处理后的水进入二沉池4中继续处理。二级排泥装置41的出口通过管道与生物选择池2的内部相连通，二沉池4活性生物菌回流污泥进入生物选择池2，形成循环利用。

本实用新型处理矿井污水的成本低，运行简便，方便维修，不需要大量投加化学药剂，利用水中的污染物作为营养源培养生物菌，再处理自带的氨氮、有机污染，最终处理为达标污水，做到“以污治污”，生物环保。本实用新型适用于煤矿中氨氮污染、有机污染的矿井水处理站，降低煤矿的整体运营成本，解决了化学药剂处理矿井水带来的河道沟渠、井下复用、水库等二次污染问题。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包在本实用新型范围内。

Claims (6)

1.一种流化床生化处理矿井污水的装置，其特征在于，包括多个初沉池（1）、生物选择池（2）和好氧生化池（3）；

所述初沉池（1）内从上至下依次分割为清水区（101）、斜管过滤区（102）、自由沉淀区（103）和污泥浓缩区（104），所述初沉池（1）内穿装有中心筒（105），所述中心筒（105）的进水口通过进水管道与矿井水提升泵（6）的出水口相连，所述中心筒（105）依次穿过清水区（101）和斜管过滤区（102），所述中心筒（105）的出水口延伸至自由沉淀区（103）内，所述污泥浓缩区（104）的底部设有泥斗（106），所述泥斗（106）的出泥口通过管道与排泥泵（107）的进料口相连通，所述排泥泵（107）的出料口通过管道与污泥浓缩池（5）的进口相连通，所述清水区（101）内设置有出水槽（108）；

所述生物选择池（2）的进液口与清水区（101）的出水口相连通，所述生物选择池（2）的出液口与好氧生化池（3）的进液口相连通；

所述好氧生化池（3）内设有多个曝气盘（31），所述曝气盘（31）的进气口通过管道与供氧鼓风机（32）相连，所述好氧生化池（3）内装有絮凝搅拌机（33），所述絮凝搅拌机（33）的搅拌轴朝下布置，所述好氧生化池（3）内布置有出液口，所述好氧生化池（3）的出液口与絮凝搅拌机（33）分置好氧生化池（3）的两侧，所述好氧生化池（3）的出液口通过管道与二沉池（4）相连通；

所述二沉池（4）的底部通过管道与二级排泥装置（41）相连通，所述二级排泥装置（41）的出口通过管道与生物选择池（2）的内部相连通。

2.根据权利要求1所述的一种流化床生化处理矿井污水的装置，其特征在于，所述好氧生化池（3）内装有液位开关，所述液位开关的信号输出端与供氧鼓风机（32）的信号输入端相连，所述液位开关的信号输出端与絮凝搅拌机（33）的信号输入端相连。

3.根据权利要求1所述的一种流化床生化处理矿井污水的装置，其特征在于，所述中心筒（105）的顶部设有多孔挡板（109），所述中心筒（105）的底部设有外扩型排水口（110）。

4.根据权利要求1所述的一种流化床生化处理矿井污水的装置，其特征在于，所述初沉池（1）的底部设有人孔观察窗（111）。

5.根据权利要求1所述的一种流化床生化处理矿井污水的装置，其特征在于，所述曝气盘（31）为橡胶曝气盘（31），多个曝气盘（31）在好氧生化池（3）的底部等距间隔布置，所述好氧生化池（3）内的曝气盘（31）数量不少于80个。

6.根据权利要求1所述的一种流化床生化处理矿井污水的装置，其特征在于，所述好氧生化池（3）内填充有MBBR填料。

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