一種高效節能的汙水處理方法及其裝置的製作方法

2023-04-28 07:33:41

專利名稱：一種高效節能的汙水處理方法及其裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及環保技術領域，特別是一種高效節能的汙水處理方 法及其裝置。
背景技術：
隨著我國經濟的高速增長，水汙染問題伴隨著工業化、城市化， 越來越嚴重，其中以工業廢水和城市汙水汙染最大，這些汙水或己 經或正在汙染著人類賴以生存的江、河及湖泊，己構成威協人類生 存環境的原因之一。於是，如何有效治理水汙染已引起社會廣泛關注。目前常見的汙水處理方法會採用三次處理方式.-一次處理採用簡單而有效的厭氧消化池、化糞池等； 二次處理國內多採用傳統的生物氧化法，而歐美除了傳統的 生物氧化法外也有部份採用浮水植物處理池；前者與後者相比優點 是佔地較小，缺點是須建廠投資大、能耗高；後者的優點是投資少、 能耗低，缺點是處理效率低、佔地大、產生臭味、引起蚊患。近年 美國採用窄長水道形處理池，設計汙水經管道分梯段注入同時曝氣， 另用水泵加壓循環部份池水以維持較穩定的水質，此方法控制了臭 味及改善了若干處理效率，但是由於循環回流水量少，未能很有效 地控制浮水植物的最佳生長水質參數，而且增加了能耗。三次處理是將二次處理水再深化處理，包括工藝比較複雜的 生物除磷及反硝化系統等，這種方式投資較高，也有採用浮水植物 除磷、除氮，但水力停留時間長、佔地大等敞端。從現有的技術上看，無論是採取以上哪一種方式的汙水處理方 法都有其局限性，受到眾多客觀條件的影響；例如要處理我國鄉鎮 汙水，須綜合考濾汙水量、處理效果、處理廠的投資、運行費用和 須建造龐大的地下管網配套等問題，縱觀現有處理方法，都遠遠滿 足不了及時處理的實際要求'因此，當務之急還是需要尋求一種行 之有效的汙水處理方法，以解決日趨嚴重的汙水排放問題。

發明內容
本發明的目的旨在克服現有技術的不足，提供一種適用於一般 汙水處理，包括受汙染湖、泊、溪、河的處理以及農場禽畜排洩物 處理、養份回收及利用等的成本能耗低、效率高的汙水處理方法及 其裝置。本發明主要通過如下技術方案來實現發明目的一種高效節能的汙水處理方法，其特徵在於:將經過初級處理過的汙水送入設有浮水植物的生態池，充分利用設於生態池的浮水植物吸收大量汙染物，從而降低處理水的BOD、磷、氮值。經過初級處理過的汙水在送入生態池前還經過設有高吸附率流 化填料的流化池的處理，經過初級處理過的汙水送入流化池後使微 生物充分粘附於設在流化池中的高吸附率流化填料之上，通過填料 的上下運動吸附水中的汙染物同時獲得充足的溶氧進行好氧新陳代謝，使汙染物得到充分氧化。所述生態池至少為兩^個，兩個或兩個以上生態池串聯連接後再 與流化池串聯連接。所述生態池至少為兩個，兩個或兩個以上生態池並聯連接後再 與流化池串聯連接。其包含有生態池，所述生態池由池體和回水道及組成，池體和 回水道通過出水口及循環水口相連；池體設有分隔牆板及將其劃分 為進水池、養殖池及出水池；所述進水池設有進水管，進水管之上 設有管孔若干；所述分隔板、分別設有進水孔、若干；所述養殖池 養殖快速生長的浮水植物；池體靠近並與出水口處設有氣動泵水裝 置及豎管，所述回水道接有出水口。在所述的生態池前還連接有流化池，所述流化池包括至少一個水 處理池體，每個水處理池體劃分為進水池、反應池及出水池，進水 池與反應池設有分隔板，分隔板之下部設進水網，反應池與出水池 設有分隔板分隔板之下部設出水網，反應池中至少安裝了一臺動泵 水裝置和豎管，反應池內設有流化填料若干。所述池體為兩個或兩個以上，上一池體的出水口與下一池體的 進水口連接。本發明為一種高效節能的汙水處理方法及其裝置，其採用流化 池、生態池合的汙水處理方法，所述生態池主要由進水池、養殖池、 出水池及循環水道組成，所述養殖池可養殖快速生長之浮水植物以 及可養殖適當適量之動物作為生物控制或生物轉移，所述流化池主要由進水池、反應池及出水池構成，在反應池中採用了大表面積高 吸附懸浮填料，使粘附在流化填料上的微生物能吸附水中的汙染物 並同時獲得充足的溶氧進行好氧新陳代謝；其有益效果如下其一、省卻傳統汙水處理廠的昂貴的土建投資；其二、可因應個別地區的 地理環境興建小型處理中心，不須投入龐大的管網建設；其三、如 果汙水或受汙染水體不含有害物質，通過養殖浮水植物如浮萍及水 生動物，可將汙染作生物轉移，變作經濟作物；其四、可利用蓄水 湖儲藏處理後的水，水資源可再利用，此外湖泊有助調節環境溫度。 本發明採用的方法及新型流化池、生態池設計科學，結構簡單、 合理，它綜合利用各種物理、浮水植物及水生動物的生物特性，以 及採用了幾種已獲國家知識產權局頌發專利的創新發明，合成了一 個投資少、能耗低而且節能有效的水處理方法；是一種實用性好， 易於推廣使用、極適合國情的汙水處理新方法。


圖l本發明的生態式水處理工藝流程圖； 圖2本發明高效流化處理池平面結構示意圖； 圖3是圖2的剖面結構意圖；圖4本發明實施例之一的生態式水處理池的結構示意圖； 圖5是圖4的剖面結構示意圖；圖6本發明實施例之二的生態式水處理池的結構示意圖； 圖7是本發明實施例之三的生態式水處理池的結構示意圖；圖8是本發明實施例之四的生態式水處理池實的結構示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明作進一步說明參見附圖1至8;從圖2 和圖3可見，流化池包括最少一個水池體，並劃分為進水池IOI、反應池102及出水池103。所述處理池的進水池101設有分隔板104 分隔進水池101及反應池102，分隔板104的下部設進水網105讓待 處理水進入反應池102但阻擋高吸附率流化填料的進入。所述反應 池102至少安裝了至少一臺以壓縮空氣為動力的節能氣動泵水裝置 108及豎管109，以及設置了高吸附率流化填料。所述反應池102設 有分隔板106分隔反應池102及出水池103，分隔板106的下部設出 水網107讓處理水進入出水池但阻擋高吸附率流化填料之進入。本流化池的使用方法及工作過程待處理水從進水管或進水槽 1011經進水池101進入反應池102並與池水混和循環，再經出水池 103排出；反應池102設置之高吸附率流化填料，流化填料每立米有 極高的面積讓微生物吸附，其密度稍輕於水，當被微生物吸附後稍 重於水；壓縮空氣經氣管1010供氣至氣動泵水裝置108產生大量細 小氣泡，氣泡在豎管109內上升帶動反應池底部大量水流及懸浮在 水中的流化填料上升，到水面後跟水流下沉循環至反應池102底， 期間流化填料與氣泡及池水混和，使粘附有流化填料的微生物能吸 附水中的汙染物同時獲得充足的溶氧進行好氧新陳代謝，使汙染物 氧化為無害成份。本發明採用的新型流化池的設計原理是:待處理水從進水池101 進入反應池102並與池水混和循環，再經出水池103排出；反應池102設置之高吸附率流化填料每立米有極高的面積讓微生物吸附，流 化填料之密度稍輕於水，當微生物吸附後稍重於水；當壓縮空氣經 氣管供氣至氣動泵水裝置108產生大量細小氣泡，氣泡在豎管109 內上升帶動反應池102底大量水流及懸浮在水中的流化填料上升， 到水面後跟水流下沉循環至反應池102底，期間流化填料與氣泡及 池水混合，使粘附有流化填料之微生物能吸附水中的汙染物同時獲 得充足的溶氧進行好氧新陳代謝，便汙染物氧化為無害成份。 實施例一從圖4和圖5可見，生態池由池體21及池體22組成，兩個池 體的四周設圍基100作為運作空間，並有出水口或水道111及循環 水口或水道112相連；池體21設有分隔牆或分隔板16及19將其劃 分為進水池11、養殖池12及出水池13。所述進水池11設有進水管 或水槽14以及布水用的管孔或晏口 15;所述進水池分隔牆或分隔板 16設有進水孔或晏口 17;所述養殖池12可養殖快速生長之浮水植物18;所述出水池設分隔牆或分隔板19設有出水孔或晏口 110;所述出水池13設泵坑113、氣動泵水裝置114及豎管115接連出水口 或水道111;所述池體22之循環水水道201接連出水口或水道111 以及循環水口或水道112，並設有處理水出水口或水道2002。本生態池的使用方法及工作過程按照待處理水的水量及水質 特性，以及當地的氣候，選定最適當的浮水植物18，計算與待處理 水混和至浮水植物18最合適生長條件之循環水量，並提供壓縮空氣 予氣動泵水裝置114作為動力。待處理水經進水管或水槽14、管孔或晏口 15布水注入進水池 11，並與經循環水口或水道112回流之大量循環水混和稀釋，經進 水池分隔牆或分隔板16的進水孔或晏口 17流入養殖池12，養殖池 可養殖適當適量的浮水植物18，水中汙染物被進行光合作用的浮水 植物18吸收，同時也有被粘附在浮水植物根部、或懸浮在水中、或 是在養殖池12底部的微生物的新陳代謝過程中去除，水體得到淨化； 水體經出水池分隔牆或分隔板19之出水孔或晏口 110流入出水池 13;出水池13設泵坑1—13、氣動泵水裝置114，氣動泵水裝置由供 氣管116提供動水，水體被提升經豎管115、出水口或水道111至循 環水水道201，至此小量處理水經重力由處理水出水口或水道2002 排走，但大量水體由循環水口或水道112回流至進水池11，完成處 理周期。實施例二從圖6可見，生態式水處池由池體31及32組成，所述池體31 與實施例1之池體21完全相同；所述池體32剛好是實施例1的池 體22的水平翻轉，包括設有分隔牆板24及27將其劃分為進水池 201、養殖池202及出水池203。所述進水池201與出水口或水道111 連通；所述進水池分隔牆或板24設有進水孔或晏口 25;所述養殖池 202可養殖快速生長之浮水植物18;所述出水池203設分隔牆或分 隔板27設有出水孔或晏口 28;所述出水池設泵坑210、氣動泵水裝 置211及豎管212接連循環水口或水道112，並設有處理水出水口或 水道29。本生態式水處理池實施例的使用方法及工作過程與實例一大致相同。
實施例三
從圖7可見，生態式水處池由池體41、 42、 43及44組成，所 述池體41、 42與實施例2之池體31、 32完全相同；所述池體43、 44與41、 42也基本上相同，但是池體43的進水管或水槽314連接 池體42的處理水出水口或水道29;池體44的處理水最後經處理水 出水口或水道49排走；所述池體44可設網箱101分類、分重量高 密度養魚，飼料為所養植之浮水植物，將汙染轉化為經濟作物，並 節省管理成本。本生態式水處理池使用方法及工作過程與實施例二 大致相同，是將兩組實施例二的生態式水處理池串連，以處理較高 濃度之汙水。
實施例四
生態式水處理池可應用於富營養化的溪、河、湖、泊的水體， 避免其產生藻潮及發臭。從圖8可見， 一個長方形的生態池可用欄 網206、欄網207和隔板(或牆)2015劃分為進水區202、養殖區203、 出水進204及循環水道205等區域；循環水道205的兩端設暗管或 水道208及209與擬處理的河道201互相通聯，生態池內水位隨河 水水位升降；在循環水道205的兩端設泵坑2010和2012以及氣動 泵水裝置2011及2013。
本生態池的使用方法及工作過程提供壓縮空氣給氣動泵水裝 置2011 ，水體從循環水道205的近出水區204端被氣動泵水裝置2011 所產生之氣泡加壓提升，提升期間水體溶氧濃度可由原來近乎零大幅增加，同時原溶解於水內之臭味氣體如H2S及CH4也從水體釋於 出，水體最後經由暗管或水道209排出至河道並與上遊缺氧河水混 和，河水溶氧得以提升；結果是河道下遊一段距離內河水不發臭味， 在好氧的水環境下河底生態可望漸漸地收復。
由於在循環水池近出水區204的水體被泵抽走而產生低壓，河 水從循環水道205的高壓端經暗管或水道208注入；設於前述位置 的氣動泵水裝置2011以壓縮空氣為動力，將前述經暗管或水道208 注入的河水及部份循環水道205之水體混合併提升至進水區202，穿 過欄網206進入養殖區203，再穿過欄網207進入出水區204及循環 水道205;在生態池內循環的水量是基於河水的水質參數以及所採用 浮水植物的最佳生長條件水質而設定，水體流經養殖池203它的汙 染物被浮水植物18吸收去除。
本方法採用的新型生態池的設計原理是充份利用浮水植物18 能吸收大量汙染物和快速生長的特性來處理汙水或受汙染物水體， 由於不同的浮水植物18擁有不同吸取養份、去除汙染物的特長，並
須要在特定水質參數及天氣等條件下才能發揮其特長，本生態池的 設計以最節能的方法，提供了一個調節待處理水的水質參數的機制， 處理工藝流程見圖1，具體細節如下按照待處理水的水質特性主要 是含COD、 BOD、氨氮、總氮、溶氧等，以及當地的氣候、出水的水 質參數，選定最適當的浮水植物18，設定養殖池203最合適的生長 水質參數。通過計算利用大量回水/循環水與待處理水混和，調節 至設定水質參數。採用節能氣動泵水裝置2011以最小的能耗推動大量水休循環，
同時增加水中溶氧。增加水中溶氧提升水中好氧微生物的新陳代謝，
同時控制臭味。整個處理池結構設計有效地降低循環水系統的阻力，
使節能氣動泵水裝置發揮到最好。
以上內容是結合具體的優選實施方式對本發明所作的進一步詳
細說明，不能認定本發明的具體實施只局限於這些說明。對於本發 明所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本方法及新型構思 的前提下，其架構形式能夠靈活多變，可以派生系列產品。只是做 出若干簡單推演或替換，都應當視為屬於本發明由所提交的權利要 求書確定的專利保護範圍。
權利要求
1、一種高效節能的汙水處理方法，其特徵在於將經過初級處理過的汙水送入設有浮水植物的生態池，充分利用設於生態池的浮水植物吸收大量汙染物，從而降低處理水的BOD、磷、氮值。
2、 根據權利要求1所述的一種高效節能的汙水處理方法，其特 徵在於經過初級處理過的汙水在送入生態池前還經過設有高吸附 率流化填料的流化池的處理，經過初級處理過的汙水送入流化池後 使微生物充分粘附於設在流化池中的高吸附率流化填料之上，通過 填料的上下運動吸附水中的汙染物同時獲得充足的溶氧進行好氧新 陳代謝，使汙染物得到充分氧化。
3、 根據權利要求2所述的一種高效節能的汙水處理方法，其特徵在於所述生態池至少為兩—個，兩個或兩個以上生態池串聯連接 後再與流化池串聯連接。
4、 根據權利要求2所述的一種高效節能的汙水處理方法，其特徵在於所述生態池至少為兩個，兩個或兩個以上生態池並聯連接後再與流化池串聯連接。
5、 一種高效節能的汙水處理裝置，其特徵在於其包含有生態池，所述生態池由池體和回水道及組成，池體和回水道通過出水口及循環水口相連；池體設有分隔牆板及將其劃分為進水池、養殖池 及出水池；所述進水池設有進水管，進水管之上設有管孔若干；所 述分隔板、分別設有進水孔、若干；所述養殖池養殖快速生長的浮水植物；池體靠近並與出水口處設有氣動泵水裝置及豎管，所述回 水道接有出水口。
6、 根據權利要求5所述的一種高效節能的汙水處理裝置，其特徵在於在所述的生態池前還連接有流化池，所述流化池包括至少 一個水處理池體，每個水處理池體劃分為進水池、反應池及出水池， 進水池與反應池設有分隔板，分隔板之下部設進水網，反應池與出 水池設有分隔板分隔板之下部設出水網，反應池中至少安裝了一臺 動泵水裝置和豎管，反應池內設有流化填料若干。
7、 根據權利要求5所述的一種高效節能的汙水處理裝置，其特 徵在於所述池體為兩個或兩個以上，上一池體的出水口與下一池 體的進水口連接。
全文摘要
本發明涉及環保技術領域，特別是一種高效節能的汙水處理方法及其裝置，其採用流化池、生態池綜合的汙水處理方法，所述生態池主要由進水池、養殖池、出水池及循環水道組成，所述養殖池可養殖快速生長之浮水植物以及可養殖適當適量之動物作為生物控制或生物轉移，所述流化池主要由進水池、反應池及出水池構成，在反應池中採用了大表面積高吸附懸浮填料，使粘附在流化填料上的微生物能吸附水中的汙染物並同時獲得充足的溶氧進行好氧新陳代謝；本發明結合了生物濾池、淹沒式生物濾池的優點，形成了流化池與生態池相結合的汙水處理技術，既能夠降低工程投資和處理成本，又能夠提高處理效果。
文檔編號C02F3/32GK101575155SQ200810219798
公開日2009年11月11日 申請日期2008年12月9日 優先權日2008年12月9日
發明者李盈庭 申請人:李盈庭