一種具有水質(zhì)水量調(diào)節(jié)功能的無動(dòng)力生化預(yù)處理裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提出的一種具有水質(zhì)水量調(diào)節(jié)功能的無動(dòng)力生化預(yù)處理裝置由格柵、進(jìn)水導(dǎo)流管、厭氧/水解酸化的水質(zhì)調(diào)節(jié)預(yù)處理區(qū)、水量調(diào)節(jié)區(qū)、出水管路檢修安全閥門、過濾器、出水流量大調(diào)節(jié)閥門、出水流量微調(diào)節(jié)閥門和出水管路組成。水質(zhì)調(diào)節(jié)預(yù)處理區(qū)內(nèi)安裝有生物填料，填料上部隔墻設(shè)有出水孔（管）。本實(shí)用新型裝置充分發(fā)揮厭氧/水解酸化生物處理工藝的優(yōu)勢(shì)，并預(yù)留了水量調(diào)節(jié)區(qū)，采用出水流量大調(diào)節(jié)閥門和出水流量微調(diào)節(jié)閥門組合控制出水流量，使整套裝置集成了格柵、厭氧/水解酸化生化預(yù)處理池和調(diào)節(jié)池的所有功能，設(shè)備占地面積小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)便，運(yùn)行無需能耗，是一項(xiàng)針對(duì)村鎮(zhèn)污水等小型的、分散式的生活污水預(yù)處理的實(shí)用可行技術(shù)。
【專利說明】一種具有水質(zhì)水量調(diào)節(jié)功能的無動(dòng)力生化預(yù)處理裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于污水處理與資源化技術(shù)的領(lǐng)域，特別適用于村鎮(zhèn)污水等小型、分散式的生活污水預(yù)處理。

【背景技術(shù)】
[0002]進(jìn)入21世紀(jì)以來，隨著農(nóng)村改革的推進(jìn)和國(guó)家政策的扶持，農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，農(nóng)民生活水平大有提高。但伴隨著農(nóng)村生產(chǎn)和農(nóng)民生活水平的提高，農(nóng)村生態(tài)環(huán)境污染嚴(yán)重,人居環(huán)境日益惡化。
[0003]農(nóng)村環(huán)境污染問題主要體現(xiàn)在生活垃圾污染與生活污水污染兩方面，其中生活垃圾被重視的程度較高，大部分村莊均已借鑒城市生活垃圾處理模式對(duì)村民所產(chǎn)生的生活垃圾進(jìn)行清運(yùn)、填埋甚至焚燒處理，但仍有相當(dāng)大的一部分村莊對(duì)生活垃圾清運(yùn)不及時(shí)，導(dǎo)致垃圾腐敗酸化及被雨水淋洗，從而產(chǎn)生滲濾液，最終污染了村內(nèi)的排水溝渠和土地等。農(nóng)村生活水平提高還體現(xiàn)在農(nóng)村生活污水排放量和污染物排放量的提高。據(jù)統(tǒng)計(jì)，截至2010年，全國(guó)村鎮(zhèn)污水排放總量達(dá)136.2億噸，占全國(guó)生活污水排放總量的22.9%，而處理率僅為6%，不小的貢獻(xiàn)量和很小的處理率表明了農(nóng)村的水污染治理的急迫性。未經(jīng)處理的生活污水直接排放到自然環(huán)境中，導(dǎo)致了地表排水明溝和池塘、水庫(kù)和江河湖泊等自然水體超過其納污容量，最終導(dǎo)致水體水質(zhì)惡化，發(fā)生水體富營(yíng)養(yǎng)化和發(fā)黑發(fā)臭，最終將嚴(yán)重影響廣大居民的飲用水安全和農(nóng)村的人居環(huán)境。
[0004]近年來國(guó)內(nèi)科研院所對(duì)農(nóng)村生活污水處理技術(shù)進(jìn)行了大量的研究，形成了較好的技術(shù)儲(chǔ)備。農(nóng)村生活污水處理技術(shù)是在傳統(tǒng)的城市污水處理技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的，多采用“生物處理+生態(tài)處理”的組合工藝。對(duì)于生物處理單元，通常采用活性污泥法或生物膜法，雖然這些技術(shù)較成熟，但處理構(gòu)筑物多，占地面積大，基建投資和運(yùn)行費(fèi)用高，管理復(fù)雜等，不適宜直接用作農(nóng)村地區(qū)的生活污水處理。對(duì)于生態(tài)處理單元，通常采用無動(dòng)力的人工濕地，雖然運(yùn)行過程無需動(dòng)力消耗，但因其沒有調(diào)節(jié)能力及后續(xù)管理不善等問題導(dǎo)致很多生態(tài)處理系統(tǒng)建成后形同虛設(shè)，沒有真正起到去除污染物的作用。
[0005]污水水質(zhì)與水量的調(diào)節(jié)及水質(zhì)預(yù)處理已成為污水處理工藝中不可或缺處理單元。調(diào)節(jié)池作為污水處理工藝的前部工藝，承擔(dān)了沉砂和初沉后的污水水質(zhì)的均質(zhì)作用和水量的調(diào)節(jié)作用，對(duì)于后續(xù)工段的穩(wěn)定連續(xù)運(yùn)行起著至關(guān)重要的作用；預(yù)處理單元是為提高后續(xù)工段的處理效率與處理效果而增加的“準(zhǔn)處理單元”，在整個(gè)處理工藝中能起“四兩拔千斤”的作用，在生化工藝中常用的預(yù)處理單元有厭氧單元和水解酸化單元。傳統(tǒng)的污水處理工藝流程是由“格柵——沉砂——調(diào)節(jié)(動(dòng)力提升)——預(yù)處理——生化/生態(tài)/物化處理”等組成，這種組合工藝被應(yīng)用于農(nóng)村地區(qū)時(shí)常常為節(jié)省占地、簡(jiǎn)化工藝和減少投資而被簡(jiǎn)化成沒有調(diào)節(jié)能力的“格柵——預(yù)處理——生化/生態(tài)處理”模式。沒有調(diào)節(jié)功能的處理系統(tǒng)的出水水質(zhì)受來水水質(zhì)與水量的影響很大，除了表現(xiàn)在出水水質(zhì)惡化不達(dá)標(biāo)外，還體現(xiàn)在對(duì)主要處理單元特別是生化處理單元的沖擊，破壞了生化系統(tǒng)的穩(wěn)定性；而有了調(diào)節(jié)功能往往意味著要配套污水提升泵，在運(yùn)行過程中會(huì)持續(xù)產(chǎn)生能耗，運(yùn)行能耗占運(yùn)行成本的1/3左右，是限制污水處理技術(shù)在農(nóng)村地區(qū)應(yīng)用與推廣的重要原因之一。據(jù)統(tǒng)計(jì)，截止2010年，國(guó)內(nèi)農(nóng)村地區(qū)的污水處理系統(tǒng)建成后的運(yùn)行率不足20%，運(yùn)行成本特別是運(yùn)行電費(fèi)無處落實(shí)是重要的原因之一。
[0006]農(nóng)村地區(qū)的住宅大多分部在高低不平的山地和林地，地形地勢(shì)落差較大。本實(shí)用新型針對(duì)當(dāng)前村鎮(zhèn)分散式生活污水處理常用技術(shù)存在的缺陷和不足，綜合考慮調(diào)節(jié)水質(zhì)水量與污水預(yù)處理功能，依托地勢(shì)的自然落差或人為構(gòu)建的落差，開發(fā)出一種具有水質(zhì)水量調(diào)節(jié)功能的無動(dòng)力生化預(yù)處理裝置，在節(jié)省占地面積、節(jié)省工程造價(jià)和節(jié)省系統(tǒng)運(yùn)行能耗的基礎(chǔ)上同步實(shí)現(xiàn)水質(zhì)水量調(diào)節(jié)與預(yù)處理的功能。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本實(shí)用新型的目的在于開發(fā)一種具有水質(zhì)水量調(diào)節(jié)功能的無動(dòng)力生化預(yù)處理裝置。該裝置具有投資少、占地面積小、運(yùn)行費(fèi)用低、管理方便的特點(diǎn)，適合于小型化、商品化和定型化。
[0008]本實(shí)用新型提出的一種具有水質(zhì)水量調(diào)節(jié)功能的無動(dòng)力生化預(yù)處理裝置由進(jìn)水導(dǎo)流管、厭氧/水解酸化的水質(zhì)調(diào)節(jié)預(yù)處理區(qū)、水量調(diào)節(jié)區(qū)和出水管路與水量調(diào)節(jié)閥門組成。主要的作用在于既可以調(diào)節(jié)污水來水的水質(zhì)和水量，又可以確保本裝置系統(tǒng)的出水水量保持在一相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)，以保證后續(xù)生化處理系統(tǒng)不受水質(zhì)水量波動(dòng)的影響，確保生化處理效果和出水水質(zhì)。
[0009]所述的一種具有水質(zhì)水量調(diào)節(jié)功能的無動(dòng)力生化預(yù)處理裝置因?yàn)橥瑫r(shí)具有調(diào)節(jié)池和厭氧/水解酸化池的功能，節(jié)省了污水處理系統(tǒng)的總占地面積，基建投資少，利用地勢(shì)落差構(gòu)建出后續(xù)處理單元的動(dòng)力來源，運(yùn)行過程中無需動(dòng)力設(shè)備無能耗，管護(hù)方便。
[0010]所述的一種具有水質(zhì)水量調(diào)節(jié)功能的無動(dòng)力生化預(yù)處理裝置，以5m3/h的處理能力例，有效尺寸為3mX3mX4m(長(zhǎng)寬高)，在垂直方向上的50%處即2m池深處安裝有大口徑的出水口，在垂直方向上將裝置分為上下兩部分，上部分為水量調(diào)節(jié)區(qū)，具有抗水量沖擊的能力，下部分為水質(zhì)調(diào)節(jié)區(qū)，具有抗水質(zhì)沖擊的能力。
[0011]所述的一種具有水質(zhì)水量調(diào)節(jié)功能的無動(dòng)力生化預(yù)處理裝置，其出水管安裝有兩個(gè)DNl50大口徑可拆卸閥門，在這兩個(gè)大口徑可拆卸閥門之間安裝有過濾器用于攔截池內(nèi)的懸浮物顆，防止其對(duì)后續(xù)小口徑管道產(chǎn)生堵塞作用；在第二個(gè)大口徑可拆卸閥門之后大口徑管道通過管道配件變成DN50的小口徑管道，并在小口徑管道上安裝有可拆卸閥門用于出水流量的微調(diào)。
[0012]所述的水量調(diào)節(jié)區(qū)在裝置正常運(yùn)行時(shí)處于不飽和的狀態(tài)，裝置正常進(jìn)水即進(jìn)水流量小于等于設(shè)計(jì)流量時(shí)，裝置的進(jìn)出水水量平衡，裝置內(nèi)的水位將保持不變；當(dāng)污水來水瞬間暴增時(shí)，出水管通過閥門與管道口徑的控制限制了出水的最大流量，超設(shè)計(jì)負(fù)荷的污水量將被裝置內(nèi)的上部的不飽和池容接納，并確保后續(xù)的生化處理工段能始終在設(shè)計(jì)處理流量的狀態(tài)下運(yùn)行，最終確保后續(xù)生化工段的運(yùn)行效果和出水水質(zhì)的穩(wěn)定。
[0013]所述的水質(zhì)調(diào)節(jié)區(qū)在裝置運(yùn)行過程中均處于浸泡的狀態(tài)，始終處于厭氧/水解酸化的環(huán)境。水質(zhì)調(diào)節(jié)區(qū)內(nèi)安裝有生物填料，用于固定污水中的懸浮微生物，使微生物大量繁殖生長(zhǎng)而不隨出水流失。
[0014]所述的水質(zhì)調(diào)節(jié)區(qū)的進(jìn)水口在距離池底0.5米的位置，通過進(jìn)水導(dǎo)流管將進(jìn)水引至池底，從而產(chǎn)生“下進(jìn)上出”的效果，進(jìn)水導(dǎo)流管的出水口朝上，借助水的勢(shì)能產(chǎn)生一個(gè)上升流的紊流環(huán)境，使得進(jìn)水馬上被調(diào)節(jié)區(qū)內(nèi)較為干凈的污水所稀釋，進(jìn)水所產(chǎn)生的上升流的紊流環(huán)境能使污水在整個(gè)調(diào)節(jié)區(qū)內(nèi)快速勻質(zhì)，所產(chǎn)生的紊流環(huán)境有利于填料上的“生物膜”對(duì)污水中的污染物進(jìn)行吸附和降解，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)水質(zhì)變化的調(diào)節(jié)功能。
[0015]所述的出水管道上安裝有安全閥(第I個(gè)大口徑可拆卸閥門)、流量大調(diào)節(jié)閥(第2個(gè)大口徑可拆卸閥門)和流量微調(diào)節(jié)閥各I個(gè)，3個(gè)閥門均為可拆卸。
[0016]所述的出水管道上安裝的過濾器可攔截出水中粒徑較大的懸浮顆粒，防止其堵塞后續(xù)的小口徑管道與閥門，過濾器需要定期清理其所攔截下的懸浮顆粒，拆卸清洗過濾器前需先將安全閥門關(guān)閉，清洗后再將過濾器安裝好，最后再開啟安全閥門即可。
[0017]本實(shí)用新型提出的一種具有水質(zhì)水量調(diào)節(jié)功能的無動(dòng)力生化預(yù)處理裝置的工作過程如下:
[0018]第一步:生活污水通過污水收集管網(wǎng)后接入本預(yù)處理裝置的入口，污水中的大粒徑雜質(zhì)如塑料袋等被本預(yù)處理裝置入口的格柵攔截，污水透過格柵進(jìn)入本預(yù)處理裝置；
[0019]第二步:透過格柵的污水通過進(jìn)水導(dǎo)流管進(jìn)入本預(yù)處理裝置的水質(zhì)調(diào)節(jié)區(qū)，進(jìn)水在水質(zhì)調(diào)節(jié)區(qū)產(chǎn)生一個(gè)上升流的紊流環(huán)境使進(jìn)入調(diào)節(jié)區(qū)的污水快速稀釋勻質(zhì)化，附著在生物填料上的“生物膜”借助上升流的紊流將混合液中的污染物快速吸附和降解；
[0020]第三步:連續(xù)的進(jìn)水將導(dǎo)致本預(yù)處理裝置內(nèi)的水位持續(xù)上升，當(dāng)上升到大口徑出水管的位置時(shí)，本預(yù)處理裝置便開始出水，出水的流量將由小到大增加，直至達(dá)到出水調(diào)節(jié)閥門所限定的流量，多余的水量將被暫時(shí)地儲(chǔ)存在本預(yù)處理裝置內(nèi)的水量調(diào)節(jié)區(qū)；
[0021]第四步:長(zhǎng)期運(yùn)行后出水管路上的過濾器會(huì)因攔截的懸浮顆粒過多而導(dǎo)致出水流量下降的現(xiàn)象，此時(shí)需對(duì)過濾器的濾袋進(jìn)行清渣清洗；
[0022]第五步:過濾器的清洗步驟為:關(guān)閉安全閥門一拆卸過濾器一清洗濾袋一安裝過濾器一打開安全閥門。
[0023]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)如下:
[0024]1、整套預(yù)處理裝置集成了格柵井、調(diào)節(jié)池和厭氧/水解酸化池的功能，節(jié)省了占地面積和污水處理系統(tǒng)的造價(jià)，與后續(xù)生化處理工藝結(jié)合使用能為生化處理工段的正常穩(wěn)定運(yùn)打提供保障；
[0025]2、整套預(yù)處理裝置的出水水量調(diào)節(jié)范圍廣、調(diào)節(jié)精度高、出水流量穩(wěn)定可靠；
[0026]3、整套預(yù)處理裝置正常運(yùn)行時(shí)不易發(fā)生污堵，發(fā)生污堵后拆卸清洗容易，不需借助任何工具，手工即可實(shí)現(xiàn)拆卸與安裝；
[0027]4、整套預(yù)處理裝置無動(dòng)力消耗，操作簡(jiǎn)單，管理和維護(hù)簡(jiǎn)便，出水水量與水質(zhì)穩(wěn)定可靠，適合作為分散式的村鎮(zhèn)污水處理系統(tǒng)的預(yù)處理，特別適用于對(duì)污水處理水質(zhì)要求較高的、臨近江河湖泊等自然水系的且具有自然落差的廣大農(nóng)村地區(qū)。將“生物膜”經(jīng)過馴化后也可用于工業(yè)廢水的預(yù)處理。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]附圖1是本實(shí)用新型所述的一種具有水質(zhì)水量調(diào)節(jié)功能的無動(dòng)力生化預(yù)處理裝置示意圖。
[0029]附圖標(biāo)記:1.進(jìn)水管、2.格柵、3.進(jìn)水導(dǎo)流管、4.水質(zhì)調(diào)節(jié)區(qū)、5.生物填料、6.過水孔、7.隔離板、8.水量調(diào)節(jié)區(qū)、9.出水孔(管)、10.安全閥門、11.過濾器、12.流量大調(diào)節(jié)閥門、13.流量微調(diào)節(jié)閥門、14.流出管、15.檢查井蓋板。
[0030]16.覆土層

【具體實(shí)施方式】
[0031]第一步:生活污水通過污水收集管網(wǎng)I后接入本預(yù)處理裝置的入口，污水中的大粒徑雜質(zhì)如塑料袋等被本預(yù)處理裝置入口的格柵2攔截，污水透過格柵進(jìn)入本預(yù)處理裝置；
[0032]第二步:透過格柵的污水通過進(jìn)水導(dǎo)流管3進(jìn)入本預(yù)處理裝置的水質(zhì)調(diào)節(jié)區(qū)4，進(jìn)水在水質(zhì)調(diào)節(jié)區(qū)產(chǎn)生一個(gè)上升流的紊流環(huán)境使進(jìn)入調(diào)節(jié)區(qū)的污水快速稀釋勻質(zhì)化，附著在生物填料5上的“生物膜”借助上升流的紊流將混合液中的污染物快速吸附和降解；
[0033]第三步:進(jìn)水將導(dǎo)致本預(yù)處理裝置內(nèi)水質(zhì)調(diào)節(jié)區(qū)的水通過分布在墻體周圍的過水孔6進(jìn)入水量調(diào)節(jié)區(qū)8，使得水量調(diào)節(jié)區(qū)內(nèi)的水位持續(xù)上升，當(dāng)水量調(diào)節(jié)區(qū)內(nèi)的水位上升到出水孔(管)9的位置時(shí)，本預(yù)處理裝置開始出水，經(jīng)過水質(zhì)均化預(yù)處理后的污水通過出水孔(管)9流經(jīng)安全閥門10和Y型過濾器11，在經(jīng)過過濾器11時(shí)，水流中較大的懸浮顆粒將被過濾器11所攔截，沒有懸浮顆粒的污水再通過流量大調(diào)節(jié)閥門12和流量微調(diào)節(jié)閥門13進(jìn)入流出管14，并最終進(jìn)入后續(xù)處理工段；
[0034]第四步:當(dāng)污水的來水量小于等于裝置設(shè)定的出水量時(shí)，本預(yù)處理裝置內(nèi)的水位將保持恒定不變，即保持水質(zhì)調(diào)節(jié)區(qū)4始終處于有水浸泡厭氧/缺氧的狀態(tài)，而水量調(diào)節(jié)區(qū)始終處于空置待蓄水的狀態(tài)；當(dāng)污水的來水量超過裝置設(shè)定的出水量時(shí)，裝置的出水流量將由小到大增加，直至達(dá)到出水流量微調(diào)節(jié)閥門13所限定的流量，多余的水量將被暫時(shí)地儲(chǔ)存在本預(yù)處理裝置內(nèi)的水量調(diào)節(jié)區(qū)8 ；
[0035]第五步:裝置長(zhǎng)期運(yùn)行后出水管路上的過濾器11會(huì)因攔截的懸浮顆粒過多而導(dǎo)致出水流量下降的現(xiàn)象，此時(shí)需對(duì)過濾器11的濾袋進(jìn)行清渣清洗，清洗步驟為:關(guān)閉安全閥門一拆卸過濾器一清洗濾袋一安裝過濾器一打開安全閥門。
【權(quán)利要求】
1.一種具有水質(zhì)水量調(diào)節(jié)功能的無動(dòng)力生化預(yù)處理裝置，其特征在于，由進(jìn)水導(dǎo)流管、水質(zhì)調(diào)節(jié)單元、生物填料、水量調(diào)節(jié)單元和出水管網(wǎng)組成，污水通過導(dǎo)流管引到預(yù)處理裝置的底部，并從裝置底部中央進(jìn)水，最后從出孔也(管)流出，所述的預(yù)處理裝置是: (1)所述的無動(dòng)力生化預(yù)處理裝置在空間上被出水孔(管)分成上下兩部分，上部為水量調(diào)節(jié)單元，用于緩沖并收納污水高峰流量，下部為水質(zhì)調(diào)節(jié)單元，用于稀釋和均化污水中的污染物濃度，所述的水泵安裝平臺(tái)位于生化預(yù)處理裝置的垂直方向上的50%處； (2)所述的無動(dòng)力生化預(yù)處理裝置上部的水量調(diào)節(jié)單元不安裝任何設(shè)備與材料，下部的水質(zhì)調(diào)節(jié)單元安裝生物填料以利于微生物的附著生長(zhǎng)； (3)利用出水管道上的流量大調(diào)節(jié)閥門和流量微調(diào)節(jié)閥門對(duì)出水流量進(jìn)行調(diào)節(jié)，使得出水流量始終小于等于后續(xù)生化處理工段的設(shè)計(jì)流量，以確保后續(xù)生化處理工段不會(huì)受到來水的大流量沖擊，以確保處理效果和出水水質(zhì)； (4)利用安全閥門后面可拆卸清洗的過濾器攔截出水中的懸浮顆粒物，以防止堵塞后面的細(xì)小出水管。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述無動(dòng)力生化預(yù)處理裝置，其特征是在垂直上被隔離墻分割成水質(zhì)調(diào)節(jié)單元和水量調(diào)節(jié)單元，其有效尺寸是3mX3mX4m (長(zhǎng)寬高)，處理能力為5m3/h。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述無動(dòng)力生化預(yù)處理裝置，其特征是將污水通過安裝于距池底0.5米處的導(dǎo)流管從池底進(jìn)水，通過污水的自身作用在池底制造上升流的水力條件，實(shí)現(xiàn)污水在池內(nèi)的快速混勻。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述無動(dòng)力生化預(yù)處理裝置，其特征是在池內(nèi)安裝有生物填料用于固定污水混合液中的微生物，增加具有降污功能的微生物的密度，從而加快污水中污染物的降解速率，填料的安裝高度占預(yù)處理裝置總有效高度的50%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述無動(dòng)力生化預(yù)處理裝置，其特征是出水孔(管)的位在填料頂層之上，使得填料層始終被污水混合液浸泡，確保了填料層始終處于厭氧/水解酸化的水環(huán)境，出水水質(zhì)穩(wěn)定可靠。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述無動(dòng)力生化預(yù)處理裝置，其特征是出水流量由流量大調(diào)節(jié)閥門和流量微調(diào)節(jié)閥門控制，其控制范圍廣、控制精度高，出水流量穩(wěn)定可靠。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述無動(dòng)力生化預(yù)處理裝置，其特征是出水管道上安裝有過濾器，用于攔截出水中的懸浮顆粒物，以防止其堵塞后續(xù)的細(xì)小出水管路，過濾器可拆卸。
【文檔編號(hào)】C02F9/14GK204039210SQ201420297003
【公開日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2014年6月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月6日
【發(fā)明者】林向宇, 陳少華, 徐穎 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院城市環(huán)境研究所