專利名稱：基于多孔過濾介質(zhì)進(jìn)行污水三級(jí)處理的設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通過使用多孔過濾介質(zhì)進(jìn)行污水三級(jí)處理(tertiary treatmentof sewage)的設(shè)備和方法，以凈化來自污水處理廠的沉降池的排放廢水(effluent wastewater)并將水應(yīng)用在廢水回收和再利用系統(tǒng)；更具體地，本發(fā)明涉及通過使用多孔過濾介質(zhì)進(jìn)行污水三級(jí)處理的設(shè)備和方法，其通過用具有大表面積和開孔的多孔過濾介質(zhì)填裝沉降和過濾池，可以同時(shí)除去包含在污水處理廠次級(jí)沉降池的排放廢水中的懸浮固體、有機(jī)物和營(yíng)養(yǎng)鹽(nutritive salt)。
背景技術(shù)：
通常，污水包含如固體、有機(jī)物、氮和磷這樣的污染物質(zhì)。基于處理方法以三步進(jìn)行污水凈化初級(jí)處理、次級(jí)處理和三級(jí)處理。在初級(jí)處理中，用物理方法除去易于沉淀的懸浮固體。在次級(jí)處理中，除去溶解的有機(jī)物和有機(jī)固體，此次級(jí)處理為主要的污水處理步驟。在該步驟中，通常使用生物的方法。在三級(jí)處理中，通過使用物理的、化學(xué)的和生物的處理方法除去在次級(jí)處理中沒有除去的有機(jī)物和營(yíng)養(yǎng)鹽。
在生物的次級(jí)處理中，最通用的方法之一是活性淤泥法(activated sludgemethod)，其目的是達(dá)到平均90％的有機(jī)去除率。然而，由于通常操作的生物的次級(jí)處理在除去廢水污染物方面有局限性，因此需要進(jìn)行三級(jí)處理以生產(chǎn)良好質(zhì)量的水。
在污水三級(jí)處理中，基于欲除去的物質(zhì)種類使用下列方法。如果必須從污水中除去包含懸浮固體的有機(jī)物，可以使用的方法如快速沙濾(rapidsand filtering)、絮凝沉淀和膜分離。如果欲除去營(yíng)養(yǎng)鹽的氮，使用硝化和脫硝的生物方法。如果必須除去磷，則廣泛使用絮凝沉淀和其它的生物方法，氮和磷的生物去除方法，以及它們的改進(jìn)法。
在使用快速過濾法時(shí)，凈化后的廢水的質(zhì)量比較好。但是，該方法在污水處理設(shè)備的維護(hù)方面有問題。例如，必須經(jīng)常進(jìn)行反向洗滌。在膜分離法的情況中，它不適合大尺寸的污水處理設(shè)備，因?yàn)榻ㄔ旌途S護(hù)這些設(shè)備要花費(fèi)大量的錢。此外，它需要附加的反應(yīng)槽和除去磷與氮及維護(hù)污水處理設(shè)備的高技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供使用多孔過濾介質(zhì)對(duì)污水進(jìn)行三級(jí)處理的設(shè)備和方法，通過用具有大的表面積和開孔的多孔過濾介質(zhì)填裝沉降和過濾池以使有效表面積最大化，并另外向其中提供氧和臭氧，該設(shè)備和方法能夠除去來自沉降池的排放廢水中的氮和磷，以及懸浮固體和有機(jī)物。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供使用多孔過濾介質(zhì)對(duì)污水進(jìn)行三級(jí)處理的設(shè)備和方法，其通過最優(yōu)化物理、化學(xué)和生物反應(yīng)，可以同時(shí)除去包含在沉降池的排放廢水中的有機(jī)物和營(yíng)養(yǎng)鹽，以便將凈化的排放水應(yīng)用在各種用途的廢水回收和再利用系統(tǒng)中。
本發(fā)明的又一目的是提供使用多孔過濾介質(zhì)對(duì)污水進(jìn)行三級(jí)處理的設(shè)備和方法，其可以用簡(jiǎn)單的污水處理方法在低的設(shè)備建設(shè)和維護(hù)成本下穩(wěn)定地滿足來自三級(jí)處理的排放水的品質(zhì)目標(biāo)。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了使用多孔過濾介質(zhì)進(jìn)行污水三級(jí)處理的設(shè)備，包括沉降池的排放廢水流入其中的反應(yīng)槽；具有預(yù)定尺寸的表面積和開孔并填充在反應(yīng)槽內(nèi)的多孔過濾介質(zhì)；用于通過沉淀排放廢水中含有的懸浮固體顆粒而除去懸浮固體，以及連同懸浮固體顆粒的沉淀去除一起除去懸浮固體顆粒中含有的有機(jī)物和營(yíng)養(yǎng)鹽。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供污水三級(jí)處理設(shè)備，其中反應(yīng)槽包括填充有多孔過濾介質(zhì)的前部(fore)反應(yīng)槽，用于收集來自沉降池的排放廢水和基于生物、物理和化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行沉淀；填充有預(yù)定尺寸多孔過濾介質(zhì)的后部(rear)反應(yīng)槽，用于再處理來自前部反應(yīng)槽的排放水；在排出部分(effluxportion)的上部的一側(cè)上配置有溢流堰的排放槽，用于保留并排放來自后部反應(yīng)槽的次級(jí)排放水；和具有多個(gè)流出口(efflux openings)的調(diào)整壁(rectifying wall)，用于隔開前部反應(yīng)槽、后部反應(yīng)槽和排放槽。
通過使用多孔過濾介質(zhì)和優(yōu)化物理、化學(xué)和生物反應(yīng)，本發(fā)明的方法可以除去包含在來自沉降池的排放廢水中的有機(jī)物和營(yíng)養(yǎng)鹽。在物理方面，通過使填充在反應(yīng)槽中的多孔過濾介質(zhì)的有效表面積最大化，本發(fā)明的方法增加了懸浮固體顆粒的沉淀效率。連同懸浮固體的沉淀去除一起，除去包含在懸浮固體中的有機(jī)物和營(yíng)養(yǎng)鹽。
在生物方面，本發(fā)明的方法在填充在反應(yīng)槽中的多孔過濾介質(zhì)的表面上形成高密度的微生物膜，并且增加了包含在來自沉降池的排放廢水中的低密度有機(jī)物的處理效率。另外，如果使用微生物膜法(固定生長(zhǎng)(fixedgrowth))，可以很容易地除去在懸浮微生物法(懸浮生長(zhǎng))中不能除去的過剩的有機(jī)物。
此外，在本發(fā)明中，另外使用化學(xué)方法。換句話說，添加絮凝劑和注入高純氧或臭氧的設(shè)備以促進(jìn)物理和生物處理效率。在此，在使用絮凝劑時(shí)，懸浮固體的沉淀效率提高，而在注入臭氧或高純氧時(shí)，氧氣透過率(oxygen transmission)增加，從而可以顯著地增強(qiáng)生物作用。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供使用多孔過濾介質(zhì)進(jìn)行污水三級(jí)處理的方法，包括步驟a)收集來自沉降池的排放廢水，使排放廢水流過具有預(yù)定尺寸表面積和開孔并填充在前部反應(yīng)槽中的多孔過濾介質(zhì)，和基于生物、物理和化學(xué)反應(yīng)處理懸浮固體和有機(jī)物；b)在后部反應(yīng)槽接收前部反應(yīng)槽中凈化的排放水，使凈化水流過具有預(yù)定尺寸表面積和開孔并填充在后部反應(yīng)槽中的多孔過濾介質(zhì)，和基于生物、物理和化學(xué)反應(yīng)除去懸浮固體和有機(jī)物；以及c)將從后部反應(yīng)槽中排放的水保留在排放槽中，并通過溢流堰將水排放。
同時(shí)，本發(fā)明的污水處理方法還包括通過提供絮凝劑和高純氧或臭氧誘發(fā)(induce)磷去除和脫硝反應(yīng)的步驟，以同時(shí)除去包含在排放水中的磷和氮，以及懸浮固體和有機(jī)物。


由以下結(jié)合附圖給出的優(yōu)選實(shí)施方案的描述中，本發(fā)明的上述和其它目的和特征將變得更加顯而易見，所述附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案使用多孔過濾介質(zhì)的污水三級(jí)處理設(shè)備的透視圖；圖2A和2B是為本發(fā)明的主要成分的多孔過濾介質(zhì)的說明圖；圖2C是多孔過濾介質(zhì)的示意圖，該多孔過濾介質(zhì)的表面覆蓋有沉淀的淤泥并在其上形成了生物膜；
圖3是根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方案使用多孔過濾介質(zhì)的污水三級(jí)處理設(shè)備的透視圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明使用多孔過濾介質(zhì)的污水三級(jí)處理設(shè)備的詳細(xì)結(jié)構(gòu)的透視圖。
圖5是為本發(fā)明的主要組件的改進(jìn)的反應(yīng)槽的示意圖；和圖6A和6B是兩步驟排放部件的透視圖和截面圖，該排放部件為本發(fā)明的另一主要組件。
具體實(shí)施例方式
參考附圖從下文給出的下列各實(shí)施方案的描述中，本發(fā)明的其它目的和特征將變得更加顯而易見。
以下，參考圖1至圖6描述本發(fā)明的實(shí)施方案。通過裝入孔徑大小彼此不同的多孔過濾介質(zhì)，使用多孔過濾介質(zhì)的污水三級(jí)處理設(shè)備和方法使有效表面積最大化，以通過優(yōu)化物理、化學(xué)和生物反應(yīng)除去包含在沉降池的排放廢水中的有機(jī)物和營(yíng)養(yǎng)鹽，以及通過向來自沉降池的排放廢水提供氧氣和/或臭氧同時(shí)除去氮和磷。本發(fā)明的方法不需要任何能源。它利用物質(zhì)在流動(dòng)時(shí)自然下落的重力沉降定律。
參考圖1，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案，三級(jí)處理設(shè)備包括流入槽1，用于使來自沉降池的排放廢水保持均勻流動(dòng)；以預(yù)定尺寸的長(zhǎng)方形形成的反應(yīng)槽2，用于保留從流入槽1中排放的沉降池的排放廢水；具有預(yù)定尺寸的表面積和開孔并且填充在反應(yīng)槽2中的多孔過濾介質(zhì)，用于沉淀包含在排放廢水中的懸浮固體顆粒，以及連同懸浮固體顆粒的沉淀去除一起除去懸浮固體顆粒中的有機(jī)物和營(yíng)養(yǎng)鹽；排放槽5，用于排放反應(yīng)槽2中的排放水；多孔調(diào)整壁4，用于分別隔開流入槽1、反應(yīng)槽2和排放槽5；在排放槽5的上表面中形成的溢流堰，用于均一地排放排放槽5中純化的水。
在本實(shí)施方案中，多孔過濾介質(zhì)3是由塑料或廢塑料制成的。多孔過濾介質(zhì)3可以形成為如圖2A所示的卷簧形，或者如圖2B所示的兩端錯(cuò)開的(amiss)環(huán)形。
當(dāng)在沉降池中填充上述形狀的多孔過濾介質(zhì)3，淤泥沉淀在多孔過濾介質(zhì)3的表面上，以在其上形成如圖2C所示的生物膜。
此外，填充在反應(yīng)槽2中的多孔過濾介質(zhì)3的大小為10～300mm，開孔率為50～90％。多孔過濾介質(zhì)3應(yīng)該保持大的表面積，具有高的開孔率。理想地，過濾介質(zhì)的尺寸為10～300mm。由于本發(fā)明利用物質(zhì)在流動(dòng)時(shí)通過重力自然下降的原理，無需任何來自外部的其它能源，因此使反應(yīng)槽2的壓頭損失最小化是重要的。另外，為了除去多孔過濾介質(zhì)3的開孔之間沉淀的淤泥，將過濾介質(zhì)的尺寸和開孔率分別限定為10～300mm和50～90％。
在本發(fā)明的實(shí)施方案中，從反應(yīng)槽2的上部到下部，裝填在反應(yīng)槽2中的過濾介質(zhì)的尺寸變大。這將使得淤泥容易在懸浮固體載量相對(duì)較高的反應(yīng)槽的下部中沉淀。
參考圖3描述本發(fā)明的另一實(shí)施方案。如圖中所示，污水三級(jí)處理設(shè)備包括流入槽1，用于在污水處理廠(plant)收集外來的排放廢水；形成在流入槽1的一側(cè)并填充有50～300mm多孔過濾介質(zhì)的前部反應(yīng)槽7，用于通過生物、物理和化學(xué)反應(yīng)處理來自流入槽1的排放廢水；填充有10～200mm多孔過濾介質(zhì)的后部反應(yīng)槽8，用于再處理來自前部反應(yīng)槽7的排放水；在上部中配置有溢流堰6的排放槽5，用于保存并排放來自后部反應(yīng)槽8的排放水；以及具有多個(gè)流出口的多孔調(diào)整壁4，用于隔開流入槽1、前部反應(yīng)槽7、后部反應(yīng)槽8和排放槽5。
如果反應(yīng)槽分為前部反應(yīng)槽7和后部反應(yīng)槽8，如圖3所示，通過使填充在前部和后部反應(yīng)槽7和8中的多孔過濾介質(zhì)9和10的尺寸不同，可以提高反應(yīng)槽的污染物去除效率和傳送水的能力(water transmission capacity)。即，進(jìn)入前部反應(yīng)槽7的懸浮固體的濃度高于進(jìn)入后部反應(yīng)槽8的懸浮固體的濃度。因此，對(duì)前部反應(yīng)槽7提供50～300mm的過濾介質(zhì)，而對(duì)于后部反應(yīng)槽提供10～200mm的過濾介質(zhì)。
在本實(shí)施方案中，前部反應(yīng)槽7和后部反應(yīng)槽8由溢流沉淀和生物過濾池形成，并且多孔過濾介質(zhì)9和10由模塑成預(yù)定形狀(即如圖2A和2B所示的卷簧形，或者兩端錯(cuò)開的環(huán)形)的塑料或廢塑料形成。
在本實(shí)施方案中，通過在各反應(yīng)槽7和8的前部分中填充較小尺寸的多孔過濾介質(zhì)9或10，而在后部中裝入較大尺寸的，或者在各反應(yīng)槽7和8的前部分中填充較大尺寸的多孔過濾介質(zhì)9或10，而在后部中填充較小尺寸的，可以容易地除去淤泥。借助這一方式，懸浮固體可以在各反應(yīng)槽7和8中的前部分沉淀更多，而在后部分沉淀較少。在此，裝填在前部和后部反應(yīng)槽7和8的多孔過濾介質(zhì)9和10的開孔率為50～90％。
此外，通過根據(jù)反應(yīng)槽7和8的深度使多孔過濾介質(zhì)9和10的尺寸不同，可以容易地除去反應(yīng)槽7和8的淤泥。換句話說，通過在反應(yīng)槽7和8的上部裝填較小尺寸的多孔過濾介質(zhì)9和10而在下部裝填較大尺寸的多孔過濾介質(zhì)9和10，從而使淤泥可以沉淀在懸浮固體載量比其它部分高的反應(yīng)槽的下部。
本發(fā)明的這一實(shí)施方案還包括如圖4所示，在前部和后部反應(yīng)槽7和8底面的預(yù)定位置處的淤泥保留槽11，以有效除去在污水處理過程中產(chǎn)生的淤泥；及空氣供應(yīng)器12和超聲發(fā)生部件13，以有效除去粘附在保留槽11的過濾介質(zhì)上的淤泥。在本實(shí)施方案中，當(dāng)處理排放水時(shí)，懸浮固體和微生物沉淀并附著在前部和后部反應(yīng)槽7和8中裝填的多孔過濾介質(zhì)9和10的表面。然后，隨著時(shí)間過去，根據(jù)重力原理，過度沉淀和增長(zhǎng)的淤泥滑落下來，并坍塌累積在反應(yīng)槽7和8的下部。
參考圖5，前部反應(yīng)槽7流入部分的面積(area)14a形成得比后部反應(yīng)槽8排出部分的面積14b大，以使流體在前部和后部反應(yīng)槽7和8中以均勻的速度流動(dòng)?？紤]到在前部反應(yīng)槽7中的淤泥沉淀引起截面積下降，本實(shí)施方案的設(shè)備形成可防止水流速度不等的結(jié)構(gòu)。如果淤泥在前部反應(yīng)槽中沉淀，傳送水的能力會(huì)劣化。但是，本發(fā)明的實(shí)施方案的結(jié)構(gòu)使得有可能平穩(wěn)維持設(shè)備并連續(xù)保持處理效率。
參考圖6A和6B，本實(shí)施方案建議將后部反應(yīng)槽8的排出部分分為上部和下部的結(jié)構(gòu)。即，在多孔調(diào)整壁4的中間還形成另外的上部調(diào)整壁15，向后部反應(yīng)槽8的內(nèi)側(cè)延伸。多孔調(diào)整壁4隔開后部反應(yīng)槽8和排放槽5。然后，通過使水從后部反應(yīng)槽8的上部(upper)流入部分流至上部排出部分，以及使水從后部反應(yīng)槽8的下部(lower)流入部分流至下部排出部分，最小化前部和后部反應(yīng)槽7和8的死體積。
同時(shí)，盡管本發(fā)明的實(shí)施方案示出了裝填在前部反應(yīng)槽7中的多孔過濾介質(zhì)9，但本發(fā)明的方法并不僅僅限于這些實(shí)施方案，而可以使用硫酸鋁、鐵鹽、石灰和聚合物絮凝劑代替多孔過濾介質(zhì)9，或者可以包括用于注入高純氧和臭氧的部件以使污水的去除效率最大。
在下文中，將圖3中的污水處理設(shè)備作為實(shí)例，描述污水三次處理方法。在本發(fā)明中，必須從污水中除去的是懸浮固體、有機(jī)物和營(yíng)養(yǎng)鹽如氮和磷。該方法是基于流動(dòng)時(shí)的自然下降原理，而無需任何外部能源。
換句話說，污水處理廠的排放廢水流進(jìn)流入槽1并保留在前部反應(yīng)槽7中。然后，排放廢水經(jīng)過裝填在前部反應(yīng)槽7中的具有預(yù)定尺寸的表面積和開孔的多孔過濾介質(zhì)9和10，以基于物理和化學(xué)反應(yīng)沉淀并分解(resolve)保留在污水中的懸浮固體和有機(jī)物。連同懸浮固體的去除一起，也除去了少量包含在懸浮固體中的有機(jī)物和營(yíng)養(yǎng)鹽。通過和多孔過濾介質(zhì)一起向前部反應(yīng)槽7中加入絮凝劑，或者注入高純氧或臭氧，可以使污水處理效率最大化。
基于以下原理和方法在前部和后部反應(yīng)槽7和8中除去懸浮固體、有機(jī)物、氮和磷。
首先，通過使用以下原理和方法除去懸浮固體。在通過生物處理之后保留在沉降池排放廢水中的顆粒為活的或死的微生物、釘頭絮狀物(pin-floc)和未處理的膠體。這些物質(zhì)引起混濁。通過在具有大的表面積的多孔過濾介質(zhì)9和10上進(jìn)行沉淀除去這些懸浮固體。經(jīng)過多孔過濾介質(zhì)9和10的顆粒引起局部湍流(local turbulence)，結(jié)果，顆粒之間的碰撞增加。碰撞和附著反應(yīng)在過濾介質(zhì)的表面上反復(fù)進(jìn)行，從而顆粒的大小和密度增加，并且在過濾介質(zhì)的表面重復(fù)地增厚(thicking)和壓縮(compression)。在經(jīng)過過濾介質(zhì)之后仍保留的微小顆粒隨后通過過濾介質(zhì)層和增厚的淤泥，然后通過濾去(strain out)和截取(intercepted)而被除去。
現(xiàn)在，描述在前部和后部反應(yīng)槽7和8中除去有機(jī)物的原理和方法沉降池的排放廢水包含活的或死的微生物的懸浮固體，以及尚未除去的溶解的有機(jī)物。在此，用兩種方式除去有機(jī)物。首先，通過除去反應(yīng)槽中的懸浮固體除去包含在懸浮固體中的有機(jī)物。由附著在過濾介質(zhì)表面的微生物的有氧或無氧生物降解操作除去尚未進(jìn)行處理的溶解的有機(jī)物。生物降解降低了在反應(yīng)槽中沉淀的淤泥量。在使用生物膜法的情況中，沉淀淤泥的淤泥壽命(age)，即固體停留時(shí)間(SRT)，比懸浮生長(zhǎng)時(shí)間更長(zhǎng)。因此，反應(yīng)槽中淤泥自我消化，從而淤泥量顯著降低。
根據(jù)本發(fā)明，基于以下原理和方法在前部和后部反應(yīng)槽7和8中除去氮。
在沉降池的排放廢水中，氮主要以NH4+-N、NO3-N和有機(jī)-N的形式存在。在它們之中，NH4+-N用于通過微生物的新陳代謝形成細(xì)胞，同時(shí)它由硝化過程轉(zhuǎn)變?yōu)镹O3-N。由于NO3-N在無氧條件下可被微生物脫硝，然后轉(zhuǎn)化為氮?dú)?，因此可以除去NO3-N的氮。在除去以顆粒形式存在的有機(jī)氮中，物理方法如過濾和吸附是有效的，但不能除去具有高溶解性的物質(zhì)如氨或硝酸鹽。
在本發(fā)明中，通過在前部反應(yīng)槽7中形成的高密度生物膜另外發(fā)生硝化反應(yīng)，并且當(dāng)?shù)胶竺娌糠謺r(shí)，形成無氧狀態(tài)，從而預(yù)計(jì)因利用余留有機(jī)物的微生物的脫硝而發(fā)生脫硝反應(yīng)。
包含在懸浮固體中的氮和磷作為前部和后部反應(yīng)槽7和8中沉淀的淤泥被定期除去。
此外，本發(fā)明通過在前部反應(yīng)槽7中供應(yīng)高純氧(之后將變?yōu)槿芙獾难?誘發(fā)有機(jī)物的氧化和硝化，以及在后部反應(yīng)槽8中誘發(fā)脫硝反應(yīng)以將它們變?yōu)榈獨(dú)狻?br> 在提供臭氧(O3)時(shí)，促進(jìn)了難以分解的有機(jī)物的生物降解。
因此，可以有效去除有機(jī)物和絮凝的釘頭絮狀物。另外，誘發(fā)了硝化，此外促進(jìn)了后部反應(yīng)槽中的脫硝。
基于以下原理和方法除去前部和后部反應(yīng)槽7和8中的磷。在沉降池排放廢水中的磷以溶解的PO4-3-P形式和以包含在微生物細(xì)胞中的固體狀態(tài)存在。微生物細(xì)胞的形成除去部分溶解的磷。也就是說，基于在有氧/無氧狀態(tài)下微生物的新陳代謝進(jìn)行磷的生物去除。當(dāng)在有氧狀態(tài)下磷被過度攝入細(xì)胞時(shí)，通過除去過量的淤泥可以除去磷。通過過濾介質(zhì)沉淀除去固態(tài)磷。使用絮凝和沉淀的方法可以有效除去磷。至于絮凝劑，可以使用硫酸鋁、鐵鹽、石灰和聚合物絮凝劑。由絮凝劑的金屬離子以AlPO4、FePO4、Ca5(OH)(PO4)3的形式沉淀磷。在此，也可以以有機(jī)顆粒的形式沉淀有機(jī)磷。
如上所述，當(dāng)根據(jù)本發(fā)明將絮凝劑加入流入槽1時(shí)，可以有效除去懸浮固體，并且可以有效絮凝溶解的磷，然后將其沉淀。
此外，本發(fā)明的方法可以周期性地清潔并除去附著在前部和后部反應(yīng)槽7和8的多孔過濾介質(zhì)上的淤泥。
與其它常規(guī)方法如沙濾相比，本發(fā)明的方法因大的開孔和高的開孔率可以最大化地沉淀包含在排放水中的懸浮固體。因此，可以有效進(jìn)行污水三級(jí)處理并將凈化水用于廢水回收和再利用體系。另外，相比于普通的過濾方法，本發(fā)明的方法因非常長(zhǎng)的反向洗滌周期，而堵塞的開孔較少，消耗的能量較少。由于用作多孔過濾介質(zhì)的廢塑料或塑料的比重小，因此容易維護(hù)污水處理設(shè)備，并具有資源再利用的效果。
盡管本發(fā)明已對(duì)一些優(yōu)選的實(shí)施方案進(jìn)行了描述，但對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員顯而易見的是，在不背離權(quán)利要求中所限定的本發(fā)明的范圍下可以進(jìn)行各種改變和修正。
權(quán)利要求
1.一種使用多孔過濾介質(zhì)進(jìn)行污水三級(jí)處理的設(shè)備，包括沉降池的排放廢水流入其中的反應(yīng)槽；具有預(yù)定尺寸的表面積和開孔并填充在反應(yīng)槽內(nèi)的多孔過濾介質(zhì)，用于通過沉淀排放廢水中含有的懸浮固體顆粒而除去懸浮固體，以及隨著懸浮固體顆粒的沉淀去除一起除去懸浮固體顆粒中含有的有機(jī)物和營(yíng)養(yǎng)鹽。
2.權(quán)利要求1中所述的設(shè)備，還包括安裝在反應(yīng)槽排出部分的上表面中的溢流堰，用于將反應(yīng)槽中凈化的水排放到外面。
3.權(quán)利要求1中所述的設(shè)備，其中多孔過濾介質(zhì)是由尺寸為10～300mm的廢塑料或塑料形成的。
4.權(quán)利要求1中所述的設(shè)備，其中小尺寸的多孔過濾介質(zhì)填充在反應(yīng)槽的上部，從反應(yīng)槽的上部到下部，多孔過濾介質(zhì)的尺寸變大。
5.權(quán)利要求1中所述的設(shè)備，其中填充在反應(yīng)槽中的多孔過濾介質(zhì)的開孔率為50～90％。
6.權(quán)利要求1中所述的設(shè)備，其中反應(yīng)槽包括填充有多孔過濾介質(zhì)的前部反應(yīng)槽，用于收集來自沉降池的排放廢水和基于生物、物理和化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行沉淀；填充有預(yù)定尺寸多孔過濾介質(zhì)的后部反應(yīng)槽，用于再處理來自前部反應(yīng)槽的排放水；在排出部分的上部的一側(cè)上配置有溢流堰的排放槽，用于保留并排放來自后部反應(yīng)槽的次級(jí)排放水；和具有多個(gè)流出口的調(diào)整壁，用于隔開前部反應(yīng)槽、后部反應(yīng)槽和排放槽。
7.權(quán)利要求6中所述的設(shè)備，其中填充在前部反應(yīng)槽中的過濾介質(zhì)是由預(yù)定尺寸的多孔過濾介質(zhì)形成的。
8.權(quán)利要求6中所述的設(shè)備，其中填充在前部反應(yīng)槽中的過濾介質(zhì)是由選自硫酸鋁、鐵鹽、石灰和聚合物絮凝劑中的任何一種物質(zhì)形成的。
9.權(quán)利要求6中所述的設(shè)備，還包括安裝在前部反應(yīng)槽下部中的高純氧注入裝置，用于誘發(fā)磷去除和脫硝。
10.權(quán)利要求6中所述的設(shè)備，還包括安裝在前部反應(yīng)槽下部中的臭氧注入裝置，用于誘發(fā)磷去除和脫硝。
11.權(quán)利要求9中所述的設(shè)備，其中前部反應(yīng)槽中多孔過濾介質(zhì)的直徑為50～300mm。
12.權(quán)利要求6中所述的設(shè)備，其中后部反應(yīng)槽中多孔過濾介質(zhì)的直徑為10～200mm。
13.權(quán)利要求6中所述的設(shè)備，其中填充在前部和后部反應(yīng)槽中的多孔過濾介質(zhì)的開孔率為50～90％。
14.權(quán)利要求6中所述的設(shè)備，其中多孔過濾介質(zhì)是由包括廢塑料的塑料形成的。
15.權(quán)利要求6中所述的設(shè)備，其中在后部反應(yīng)槽前面部分中的多孔過濾介質(zhì)的尺寸是大的，而從前面部分到后面部分，多孔過濾介質(zhì)的尺寸變小。
16.權(quán)利要求6中所述的設(shè)備，還包括分別安裝在前部和后部反應(yīng)槽下部的淤泥保留槽，用于收集和除去在污水處理過程中產(chǎn)生的淤泥。
17.權(quán)利要求6中所述的設(shè)備，還包括安裝在后部反應(yīng)槽下部中的空氣供應(yīng)器，用于除去在污水處理過程中產(chǎn)生的淤泥。
18.權(quán)利要求6中所述的設(shè)備，還包括安裝在后部反應(yīng)槽下部中的超聲發(fā)生器，用于除去在污水處理過程中產(chǎn)生的淤泥。
19.權(quán)利要求6中所述的設(shè)備，其中前部反應(yīng)槽流入部分的面積形成得大于后部反應(yīng)槽排放部分的面積，以使在前部和后部反應(yīng)槽中水流速度均勻分布。
20.權(quán)利要求6中所述的設(shè)備，還包括上部調(diào)整壁，其具有多個(gè)流出口并從調(diào)整壁的預(yù)定區(qū)域延伸到后部反應(yīng)槽的內(nèi)側(cè)，該調(diào)整壁隔開后部反應(yīng)槽和排放物保留槽，用于使后部反應(yīng)槽的死體積區(qū)最小化。
21.一種使用多孔過濾介質(zhì)進(jìn)行污水三級(jí)處理的方法，包括以下步驟a)收集來自沉降池的排放廢水，使排放廢水流過具有預(yù)定尺寸表面積和開孔并填充在前部反應(yīng)槽中的多孔過濾介質(zhì)，和基于生物、物理和化學(xué)反應(yīng)處理懸浮固體和有機(jī)物；b)在后部反應(yīng)槽接收前部反應(yīng)槽中凈化的排放水，使凈化水流過具有預(yù)定尺寸表面積和開孔并填充在后部反應(yīng)槽中的多孔過濾介質(zhì)，和基于生物、物理和化學(xué)反應(yīng)除去懸浮固體和有機(jī)物；以及c)在排放槽中保留從后部反應(yīng)槽中排放的水，并通過溢流堰排放水。
22.權(quán)利要求21中所述的方法，還包括步驟d)通過定期除去在前部和后部反應(yīng)槽中沉淀的淤泥而除去包含在懸浮固體中的氮和磷。
23.權(quán)利要求21中所述的方法，還包括步驟e)通過向前部反應(yīng)槽提供溶解氧誘發(fā)有機(jī)物的氧化和硝化，然后促進(jìn)后部反應(yīng)槽中的脫硝反應(yīng)。
24.權(quán)利要求21中所述的方法，還包括步驟f)通過向前部反應(yīng)槽提供臭氧(O3)以促進(jìn)不易分解的有機(jī)物生物降解而除去有機(jī)物，增加絮凝顆粒的除去效率并誘發(fā)硝化，以及促進(jìn)后部反應(yīng)槽中的脫硝。
25.權(quán)利要求21中所述的方法，還包括步驟g)通過向前部反應(yīng)槽加入絮凝劑而絮凝和沉淀溶解的磷，以提高除去懸浮固體的效果。
26.權(quán)利要求21中所述的方法，還包括步驟h)通過從前部和后部反應(yīng)槽的上部到下部提供空氣或超聲波周期性地清洗并除去附著在多孔過濾介質(zhì)上的淤泥。
全文摘要
本發(fā)明提供了基于多孔過濾介質(zhì)進(jìn)行污水三級(jí)處理的設(shè)備和方法?；诙嗫走^濾介質(zhì)進(jìn)行污水三級(jí)處理的該設(shè)備包括接收來自初級(jí)沉降槽的排放廢水的反應(yīng)槽；和位于反應(yīng)槽中并具有預(yù)定尺寸的表面積和開孔的多孔過濾介質(zhì)，用于沉淀排放廢水中的懸浮物及除去懸浮物中的有機(jī)物和營(yíng)養(yǎng)鹽。
文檔編號(hào)C02F3/10GK1741968SQ02830189
公開日2006年3月1日 申請(qǐng)日期2002年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月2日
發(fā)明者金英錫, 李文亨, 張弘邽, 張廷熹, 池在成 申請(qǐng)人:韓國(guó)建設(shè)技術(shù)研究院, 談德系統(tǒng)株式會(huì)社