專利名稱：一體式缺氧-好氧折流板反應(yīng)器水處理設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于廢水處理領(lǐng)域，尤其是小規(guī)模分散式廢水處理裝置領(lǐng)域，具體地說是涉及一種一體式缺氧-好氧折流板反應(yīng)器水處理裝置。
背景技術(shù)：
近年來，隨著工農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展，我國(guó)水環(huán)境遭受到嚴(yán)重的破壞。2011年中國(guó)環(huán)境狀況公報(bào)指出，全國(guó)地表水總體呈現(xiàn)輕度污染，湖泊(水庫)富營(yíng)養(yǎng)化問題突出。長(zhǎng)江、黃河、珠江、松花江、淮河、海河、遼河、浙閩片河流、西南諸河和內(nèi)陸諸河十大水系監(jiān)測(cè)的46個(gè)國(guó)控?cái)嗝嬷?，I III類、IV V類和劣V類水質(zhì)斷面比例分別為61.0%、25.3%和13.7%，其中含氮污染物超標(biāo)極為普遍。面源污染是造成地表水氮含量超標(biāo)誘發(fā)富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象的重要原因之一。例如，滇池周邊分散式的農(nóng)業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)所產(chǎn)生的廢水未經(jīng)收集處理直接排放至滇池中，導(dǎo)致湖水水質(zhì)總體處于劣V類,水華現(xiàn)象頻發(fā)。因此開發(fā)分散式水處理裝置，特別是具有脫氮能力的分散式水處理裝置，對(duì)于從技術(shù)層面解決地表水面源污染至關(guān)重要。目前具備同步除碳脫氮功能的分散式水處理裝置主要基于吸附法和生物法。專利CN202576084U涉及一種農(nóng)村污水脫氮裝置，該裝置由一個(gè)圓柱形反應(yīng)器構(gòu)成，裝置內(nèi)設(shè)沸石填料，通過吸附實(shí)現(xiàn)脫氮。吸附法具有裝置結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小、清潔美觀等優(yōu)點(diǎn)，但由于填料存在堵塞、飽和等問題，操作維護(hù)難度較大，填料再生、更換費(fèi)用昂貴。專利CN101045583A涉及一種具有脫氮功能的污水處理裝置，池體分為厭氧除碳區(qū)、好氧硝化區(qū)和厭氧脫氮區(qū)，生物厭氧除碳區(qū)和厭氧脫氮區(qū)填充固定填料，通過微生物的硝化、反硝化作用實(shí)現(xiàn)脫氮。該裝置不設(shè)污泥回流，動(dòng)力能耗較低，但易造成厭氧脫氮區(qū)碳源不足問題，從而影響脫氮效果。生物法具有操作簡(jiǎn)單、運(yùn)行維護(hù)成本低、脫氮效果好等優(yōu)點(diǎn)，但如何協(xié)調(diào)自養(yǎng)硝化菌與異養(yǎng)菌世代時(shí)間的矛盾、保證反硝化所需碳源、提高裝置一體化程度是開發(fā)生物法水處理脫氮裝置的關(guān)鍵。

隨著國(guó)家對(duì)水環(huán)境污染問題的日趨重視，污水排放管理越發(fā)嚴(yán)格，高效、穩(wěn)定、可靠的分散式水處理裝置，特別是具有同步脫氮功能的新型水處理裝置亟待開發(fā)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足之處，提供一種運(yùn)行穩(wěn)定、污泥產(chǎn)量低、脫氮效果優(yōu)異且結(jié)構(gòu)緊湊，便于安裝和運(yùn)輸、操作維護(hù)簡(jiǎn)單的一體式缺氧-好氧折流板反應(yīng)器水處理裝置。一體式缺氧-好氧折流板反應(yīng)器水處理設(shè)備，包括多級(jí)缺氧池(I)、多級(jí)好氧池
(2)、沉淀池(3)、水封(10)、控制間(4);多級(jí)缺氧池(I)、多級(jí)好氧池(2)和沉淀池(3)通過多組折流板(11)順次連接；各池體均采用下進(jìn)水上出水形式，每組折流板為雙層板，包括上流板(26)和下流板(27);上流板(26)頂部過水,下流板(27)底部過水；沿水流方向，上流板(26)過水高度逐步降低，以保證裝置內(nèi)廢水依靠重力沿缺氧池(I)、好氧池(2)和沉淀池(3)間流動(dòng)；各級(jí)缺氧池的頂部通過集氣管連通到水封(10);各級(jí)好氧池(2)底部設(shè)置有通過管路與氣泵(15)連接的曝氣盤(14);沉淀池中澄清液部分由內(nèi)回流泵(20)泵至第一級(jí)缺氧池(1)，沉淀池(3)底部的水和污泥由污泥回流泵(16)泵至第一級(jí)好氧池(2)。作為優(yōu)選實(shí)施方式，缺氧池(I)中垂直安裝有軟性填料(12)軟性填料為球狀的聚氨酯，填料直徑150 250mm，裝填密度為40 110支/m2 ;好氧池(2)中垂直安裝彈性立體填料(13)，彈性立體填料為呈放射狀的聚氯乙烯，填料直徑120 200mm，裝填密度為50 120支/m2下流板(27)與池體底部的導(dǎo)流板(28)間夾角為100 140° ;在兩個(gè)相鄰的折流板(11)夾層中部設(shè)有取樣口(8)，每個(gè)池體的底部均設(shè)有排泥口(7);多級(jí)缺氧池為4級(jí)，多級(jí)好氧池為3級(jí)，整個(gè)裝置分成并列的兩排，一排為多級(jí)缺氧池，第二排多級(jí)好氧池和沉淀池，外觀為集裝箱形式，進(jìn)水、曝氣及回流的控制均在控制間(4)進(jìn)行。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn):1.一體式缺氧-好氧折流板反應(yīng)器水處理裝置外觀為集裝箱結(jié)構(gòu)，一體化程度高，結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，運(yùn)輸、安裝方便，外形簡(jiǎn)潔、美觀，尤其適合分散式水處理系統(tǒng)；2.缺氧池中采用 的軟性填料可以附著大量活性污泥，故缺氧池不需要污泥回流，污泥回流泵將沉淀池底部污泥回流至第一級(jí)好氧池，實(shí)現(xiàn)缺氧池和好氧池的污泥獨(dú)立生長(zhǎng)，使具特定功能的微生物富集程度更高。軟性填料和彈性立體填料一方面可以有效截留污泥，延長(zhǎng)系統(tǒng)泥齡；另一方面填料表面形成的生物膜可以成為同步硝化反硝化的場(chǎng)所，強(qiáng)化系統(tǒng)脫氮效果。3.一體式缺氧-好氧折流板反應(yīng)器水處理裝置中進(jìn)水系統(tǒng)、曝氣系統(tǒng)、回流系統(tǒng)的控制操作均在控制間進(jìn)行，系統(tǒng)污泥產(chǎn)生量較少，操作維護(hù)簡(jiǎn)便；4.一體式缺氧-好氧折流板反應(yīng)器水處理裝置結(jié)合了經(jīng)典缺氧-好氧水處理工藝和生物膜技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)進(jìn)水水質(zhì)適應(yīng)范圍廣，運(yùn)行效果穩(wěn)定可靠；5.一體式缺氧-好氧折流板反應(yīng)器水處理裝置可在較低的曝氣強(qiáng)度和較低的回流比下實(shí)現(xiàn)有效的總氮去除，系統(tǒng)運(yùn)行成本相對(duì)較低。


圖1: 一體式缺氧-好氧折流板反應(yīng)器水處理裝置外觀圖；圖2:—體式缺氧-好氧折流板反應(yīng)器水處理裝置缺氧區(qū)內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖；圖3:—體式缺氧-好氧折流板反應(yīng)器水處理裝置好氧區(qū)和沉淀池內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖；圖4: 一體式缺氧-好氧折流板反應(yīng)器水處理裝置控制間內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖；圖5:實(shí)施例1中處理養(yǎng)豬廢水COD去除情況；圖6:實(shí)施例1中處理養(yǎng)豬廢水氨氮去除情況；圖7:實(shí)施例1中處理養(yǎng)豬廢水總氮去除情況；圖8:實(shí)施例1中處理養(yǎng)豬廢水懸浮物去除情況。圖中數(shù)字說明:1.缺氧池2.好氧池3.沉淀池4.控制間5.進(jìn)水口 6.排水口 7.排泥口 8.取樣口 9.集氣管10.水封11.折流板12.軟性填料13.彈性立體填料14.曝氣盤15.氣泵16.污泥回流泵17.進(jìn)水泵18.進(jìn)水流量調(diào)節(jié)閥19.進(jìn)水流量計(jì)20.內(nèi)回流泵21.內(nèi)回流流量調(diào)節(jié)閥22.內(nèi)回流流量計(jì)23.內(nèi)回流口 24.氣流流量計(jì)25.電控柜26.上流板27.下流板28.底部導(dǎo)流板具體實(shí)施方式
:下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說明。參見圖1至圖4，本發(fā)明的一體式缺氧-好氧折流板反應(yīng)器水處理裝置，在工藝上將經(jīng)典的缺氧-好氧水處理工藝與生物膜技術(shù)相結(jié)合，由缺氧池1、好氧池2、沉淀池3、控制間4、進(jìn)水口 5、排水口 6、排泥口 7、取樣口 8、集氣管9和水封10組成。四組缺氧池1、三組好氧池2和沉淀池3通過多組折流板11順次連接；以折流板11分隔各級(jí)缺氧池1、各級(jí)好氧池2和沉淀池3，各池體均采用下進(jìn)水上出水形式。每組折流板為雙層板，包括上流板26和下流板27。上流板26頂部過水，下流板27底部過水，下流板27與其底部導(dǎo)流板28間夾角為100 140° ;沿水流方向，上流板26過水高度逐步降低，以保證裝置內(nèi)廢水依靠重力沿缺氧池1、好氧池2和沉淀池3間流動(dòng)。在每組折留板11的雙層板夾層中部設(shè)有取樣口8，池體底部設(shè)有排泥口 7 ；缺氧池I中垂直安裝軟性填料12，好氧池2中垂直安裝彈性立體填料13，。軟性填料為聚氨酯材質(zhì)，球狀，填料直徑150 250mm，裝填密度為40 110支/m2 ;彈性立體填料為聚氯乙烯材質(zhì)，放射狀，填料直徑120 200mm，裝填密度為50 120支/m2。缺氧池中采用的軟性填料12可以附著大量活性污泥，故缺氧池不需要污泥回流，污泥回流泵將沉淀池底部污泥回流至第一級(jí)好氧池，實(shí)現(xiàn)缺氧池和好氧池的污泥獨(dú)立生長(zhǎng)，使具特定功能的微生物富集程度更高。軟性填料12和彈性立體填料13 —方面可以有效截留污泥，延長(zhǎng)系統(tǒng)泥齡；另一方面填料表面形成的生物膜可以成為同步硝化反硝化的場(chǎng)所，強(qiáng)化系統(tǒng)脫氮效果。缺氧池I頂部設(shè)有集氣管9，并通入水封10 ;好氧池2底部設(shè)有通過管路與氣泵15連接的曝氣盤14 ;沉淀池3中設(shè)有污泥回流泵16，通過管路與第一級(jí)好氧池2相連；控制間4位于裝置一側(cè)，內(nèi)含進(jìn)水泵17、進(jìn)水流量調(diào)節(jié)閥18、進(jìn)水流量計(jì)19、內(nèi)回流泵20，內(nèi)回流流量調(diào)節(jié)閥21、內(nèi)回流流量計(jì)22，氣泵14、氣體流量計(jì)24和電控柜25，內(nèi)回流泵20通過內(nèi)回流口 23與第一級(jí)缺氧池I相連。

待處理廢水經(jīng)初步沉淀后經(jīng)進(jìn)水口 5由進(jìn)水泵17泵入缺氧池1，依靠重力依次流經(jīng)多級(jí)缺氧池I和多級(jí)好氧池2，出水經(jīng)沉淀池3后由排水口 6排放至裝置外，沉淀池中澄清液部分由內(nèi)回流泵20泵至第一級(jí)缺氧池1，沉淀池3底部的水和污泥由污泥回流泵16泵至第一級(jí)好氧池2。通過不同填料的使用和污泥回流系統(tǒng)的控制，使該裝置成為雙污泥系統(tǒng)。整個(gè)裝置的外觀為集裝箱形式，進(jìn)水系統(tǒng)、曝氣系統(tǒng)及回流系統(tǒng)的控制均在控制間(4)進(jìn)行。可用于分散式水處理系統(tǒng)，如小規(guī)模養(yǎng)殖廢水、小區(qū)生活污水。本發(fā)明的裝置原理如下:本裝置中，待處理污水進(jìn)入缺氧池后與沉淀池回流的硝化液充分混合，缺氧池中的反硝化菌以硝化液中的硝酸鹽氮或亞硝酸鹽氮作為電子受體，以進(jìn)水中的有機(jī)物作為電子供體，將硝酸鹽氮或亞硝酸鹽氮轉(zhuǎn)化為氮?dú)庖莩?。此外，缺氧池中的異養(yǎng)菌可將水中的不溶性的有機(jī)物轉(zhuǎn)化成可溶性有機(jī)物，使大分子有機(jī)物分解為小分子有機(jī)物，提高好氧池進(jìn)水的可生化性。污水進(jìn)入好氧池后，自養(yǎng)硝化細(xì)菌將污水中原有的氨氮以及缺氧池中異養(yǎng)菌氨化蛋白質(zhì)和脂肪產(chǎn)生的氨氮，在充足供氧條件下氧化為硝酸鹽氮或亞硝酸鹽氮。含大量硝態(tài)氮的好氧硝化液在沉淀池中回流至缺氧池，從而實(shí)現(xiàn)反硝化，即總氮的去除。有機(jī)物則在好氧池中被異養(yǎng)菌分解并進(jìn)一步氧化為H2O和CO2。缺氧池和好氧池加入填料后形成生物膜系統(tǒng)。由于微生物附著于固定填料表面，從而實(shí)現(xiàn)水力停留時(shí)間(HRT)和泥齡(SRT)的分離，有利于世代時(shí)間較長(zhǎng)的微生物的生長(zhǎng)和富集，例如自養(yǎng)硝化菌。另外也提高了系統(tǒng)的生物量和生物耐受性。好氧池中的生物膜內(nèi)存在溶解氧梯度，膜內(nèi)層存在缺氧微環(huán)境，使好氧池具備同步硝化反硝化能力，強(qiáng)化了裝置的脫氮效率。一體化缺氧-好氧折流板反應(yīng)器水處理裝置在工藝上將經(jīng)典的缺氧-好氧水處理工藝與生物膜技術(shù)相結(jié)合，可廢水中的有機(jī)物和總氮具有穩(wěn)定高效的處理效果。具體操作方法:一體式缺氧-好氧折流板反應(yīng)器水處理裝置外觀為集裝箱式結(jié)構(gòu)，可整體托運(yùn)至使用場(chǎng)地，現(xiàn)場(chǎng)需具備220V交流電。裝置在啟動(dòng)前向其中投加取自污水處理廠或廢水處理廠二沉池污泥，投加量為有效池容的1/3 1/2。此后接通電源，啟動(dòng)進(jìn)水泵向反應(yīng)池中注入待處理污水或廢水，待各池體注滿后打開曝氣泵和回流泵進(jìn)行系統(tǒng)馴化，根據(jù)進(jìn)出水和各池體的水質(zhì)情況分析馴化效果，并最終確定裝置運(yùn)行條件。實(shí)施例1一體式缺氧-好氧折流板反應(yīng)器水處理裝置尺寸為3.8mX2mX3m(長(zhǎng)X款X高)，總有效容積為15.96m3，其中，四級(jí)缺氧池有效容積分別為2.43m3、2.23m3,2.16m3和
2.03m3，三級(jí)好氧池有效容積分別為1.89m3、1.80m3和1.71m3，沉淀池有效容積為1.71m3。實(shí)施例2以實(shí)例I中的裝置處理某養(yǎng)豬場(chǎng)沖圈廢水，處理量為5.4m3/d，回流比200%，裝置污泥接種量8g/L。由圖5至圖8可知，裝`置進(jìn)水C0D&濃度1210 1620mg/L、氨氮濃度676 847mg/L、總氮濃度914 1143mg/L、懸浮物濃度1032 1427mg/L。經(jīng)調(diào)試后出水CODcr濃度153 201mg/L、氨氮濃度25 75mg/L、總氮濃度175 360mg/L、懸浮物濃度89 137mg/L，達(dá)到《禽畜養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18596-2001)。
權(quán)利要求
1.一體式缺氧-好氧折流板反應(yīng)器水處理設(shè)備，包括多級(jí)缺氧池(I)、多級(jí)好氧池(2)、沉淀池(3)、水封(10)、控制間(4);多級(jí)缺氧池(I)、多級(jí)好氧池(2)和沉淀池(3)通過多組折流板(11)順次連接；各池體均采用下進(jìn)水上出水形式，每組折流板為雙層板，包括上流板(26)和下流板(27);上流板(26)頂部過水,下流板(27)底部過水；沿水流方向，上流板(26)過水高度逐步降低，以保證裝置內(nèi)廢水依靠重力沿缺氧池(I)、好氧池(2)和沉淀池(3)間流動(dòng)；各級(jí)缺氧池的頂部通過集氣管連通到水封(10);各級(jí)好氧池(2)底部設(shè)置有通過管路與氣泵(15)連接的曝氣盤(14);沉淀池中澄清液部分由內(nèi)回流泵(20)泵至第一級(jí)缺氧池(1)，沉淀池(3)底部的水和污泥由污泥回流泵(16)泵至第一級(jí)好氧池(2)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體式缺氧-好氧折流板反應(yīng)器水處理設(shè)備，其特征在于，缺氧池(I)中垂直安裝有軟性填料(12)軟性填料為球狀的聚氨酯，填料直徑150 250mm，裝填密度為40 110支/m2 ;好氧池(2)中垂直安裝彈性立體填料(13)，彈性立體填料為呈放射狀的聚氯乙烯，填料直徑120 200mm，裝填密度為50 120支/m2。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體式缺氧-好氧折流板反應(yīng)器水處理設(shè)備，其特征在于，下流板(27)與池體底部的導(dǎo)流板(28)間夾角為100 140° ;在兩個(gè)相鄰的折流板(11)夾層中部設(shè)有取樣口(8)，每個(gè)池體的底部均設(shè)有排泥口(7)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體式缺氧-好氧折流板反應(yīng)器水處理設(shè)備，其特征在于，多級(jí)缺氧池為4級(jí)，多級(jí)好氧池為3級(jí)，整個(gè)裝置分成并列的兩排，一排為多級(jí)缺氧池，第二排多級(jí)好氧池和沉淀 池，外觀為集裝箱形式，進(jìn)水、曝氣及回流的控制均在控制間(4)進(jìn)行。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種一體式缺氧-好氧折流板反應(yīng)器水處理裝置，包括多級(jí)缺氧池(1)、多級(jí)好氧池(2)、沉淀池(3)、水封(10)和控制間(4)；多級(jí)缺氧池(1)、多級(jí)好氧池(2)和沉淀池(3)通過多組折流板(11)順次連接；各池體均采用下進(jìn)水上出水形式，每組折流板為雙層板，包括上流板(26)和下流板(27)；上流板(26)頂部過水，下流板(27)底部過水；沿水流方向，上流板(26)過水高度逐步降低；沉淀池中澄清液部分由內(nèi)回流泵(20)泵至第一級(jí)缺氧池(1)，沉淀池(3)底部的水和污泥由污泥回流泵(16)泵至第一級(jí)好氧池(2)。該裝置具有一體化程度高、結(jié)構(gòu)緊湊、操作簡(jiǎn)便、運(yùn)行穩(wěn)定、脫氮效果好等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)C02F9/14GK103183456SQ201310146649
公開日2013年7月3日 申請(qǐng)日期2013年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月25日
發(fā)明者王亮, 沈瀚, 趙斌, 張朝暉, 董冰潔, 李想樂, 張賀 申請(qǐng)人:天津工業(yè)大學(xué)