多介質可再生生物過濾方法及裝置製造方法
2023-05-20 13:33:26
多介質可再生生物過濾方法及裝置製造方法
【專利摘要】本發明涉及涉及一種生物過濾方式處理汙水的方法及這種處理方法的裝置。本發明由汙水入口、格柵渠調節池、空氣泵、接觸曝氣池、沉澱池、曝氣風機、脫氮池、除磷池、生物炭池、過濾池、清水池、過濾器和紫外光消毒器依次排列構成，汙水入口與調節池之間通過格柵渠連接，接觸曝氣池通過曝氣管道與曝氣風機連接，格柵渠、接觸曝氣池、沉澱池、脫氮池、除磷池、生物炭池、過濾池、清水池之間依次聯通，且它們之間均設置有空氣泵。本發明一次填入，一次性投資，即可使用十年以上，運行費用低，管理維護簡便，出水水質穩定，是在常規技術的基礎上的深度處理，且微生物的培養靠的是自身系統培養的適生菌，抗衝擊能力強、淨化度高。
【專利說明】多介質可再生生物過濾方法及裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種汙水處理方法，特別涉及一種生物過濾方式處理汙水的方法。本發明還涉及這種處理方法的裝置。
【背景技術】
[0002]生化處理方法是生活汙水處理的主要方法，在國內外得到了廣泛應用，汙水處理工藝的選擇應根據進出水水質、處理程度要求、佔地面積和工程規模等多因素綜合考慮，適宜的汙水處理工藝不僅可以降低工程投資，還有利於汙水處理站的運行管理以及減少汙水處理站的經常性費用，保證出水水質。
[0003]生化處理主要分為兩大類:活性汙泥法和生物膜法。
[0004]汙水的生物膜處理法是與活性汙泥法並列的一種汙水好氧生物處理技術。這種處理法的實質是使細菌和真菌類的微生物、原生動物和後生動物一類的微型動物附著在填料或某些載體上生長繁育，並在其上形成膜狀生物汙泥——生物膜。汙水與生物膜接觸，汙水中的有機汙染物作為營養物質，被生物膜上的微生物所攝取，汙水得到淨化，微生物自身也得到增殖。
[0005]在汙水的生物膜處理中，生物膜在不斷地增長、更新、脫落、再重新增長的循環，以達到淨化汙水目的。老化的生物膜脫落，易造成填料堵塞、處理效率下降、濾料再生困難等問題；濾料的種類和形式直接影響著微生物的種群、汙染因子的去除和汙水的淨化度。
【發明內容】
[0006]本發明的目的旨在於克服現有技術的缺陷，提供一種採用多種介質對汙水進行處理，生物介質可再生，且過濾·效果好的多介質可再生生物過濾方法，本發明的另一目的是提供這種方法所使用的裝置。
[0007]本發明所述的多介質可再生生物過濾方法，其步驟是:
a.將生活汙水從汙水入口進入格柵渠，格柵渠是格柵機或者人工格柵中的一種，汙水經格柵渠將粒徑> IOmm的粗大顆粒雜物分離去除；
b.除去粗大顆粒雜物的汙水再進入調節池，調節池內的汙水通過汙水泵提升，採用閥門控制、調節流量，將85、5%的汙水泵到接觸曝氣池，5~15%的汙水泵至脫氮池作為脫氮所需炭源補充；
c.進入接觸曝氣池4的汙水經過曝氣生化處理，降解大部分汙染物，曝氣池處理完畢的汙水進入沉澱池；
d.經沉澱池沉降分離後的上清液再進入硝化池中，通過曝氣硝化，將汙水中的氨態氮氧化為硝態氮，再流入脫氮池；
e.進入脫氮池的汙水，在厭氧的環境下硝態氮與此作為有機炭源的5~15%汙水在脫氮菌的作用下被還原，並作為氮氣溢出達到脫氮目的，脫氮池出來的汙水進入除磷池除磷；
f.經脫磷後的汙水進入生物炭池進行微生物進一步降解；生物炭池出水經過濾池將懸浮物去除後進入清水池再由清水泵打到過濾器進一步除去固體懸浮物後進入紫外線消毒器消毒，經消毒達標後的清水排放或綜合利用。
[0008]步驟b_f的各個池中的汙泥均由空氣泵排至汙泥濃縮池，經沉降濃縮後的汙泥由空氣泵排入汙泥池；汙泥池內的汙泥由汙泥泵打入過濾機過濾；汙泥經幹化處理後送垃圾填埋場或用於改良土壤，過濾液返回調節池。
[0009]步驟e中經除磷排出來的汙水對達到排放或綜合利用要求的，直進入生物炭池；對於未達到排放或綜合利用要求的，則通過除磷加藥系統加入除磷藥劑FeCl3確保TP後進入生物炭池。
[0010]所述的壓縮空氣通過沉水式風機分別送入接觸曝氣池、硝化池7、生物炭池、除磷池進行曝氣。
[0011]所述的汙水經過格柵進入調節池，在調節池的入水管上安裝有加熱裝置。所述的加熱裝置為太陽能加熱、熱水加熱或蒸汽加熱中的一種。
[0012]所述的過濾機為疊螺式過濾機。
[0013]本發明所述的多介質可再生生物濾床，由汙水入口、格柵渠調節池、空氣泵、接觸曝氣池、沉澱池、曝氣風機、脫氮池、除磷池、生物炭池、過濾池、清水池、過濾器和紫外光消毒器依次排列構成，汙水入口與調節池之間通過格柵渠連接，接觸曝氣池通過曝氣管道與曝氣風機連接，格柵渠、接觸曝氣池、沉澱池、脫氮池、除磷池、生物炭池、過濾池、清水池之間依次聯通，且它們之間均設置有空氣泵。
[0014]所述的沉澱池、脫氮池、除磷池、清水池、過濾池池底連接有曝氣裝置，曝氣裝置與曝氣風機連接。
[0015]所述的曝氣管上設置有氣體噴嘴，氣體噴嘴為倒V型，噴口向下。
`[0016]採用本發明的方法處理汙水，其出水口的出水達到《城鎮汙水處理廠汙染物排放標準》GB18918-2002 一級A標、《城市汙水再生利用城市雜用水水質》GB/T18920-2002、《城市汙水再生利用景觀用水水質》GB/T18921-2002水質要求，本發明所述的清水泵出口處設
置的紫外線消毒設備。常用的消毒方法有:臭氧消毒法、氯氣消毒法、二氧化氯消毒法和紫外線消毒法。
[0017]本發明所述濾床的各個不同池中均可採用多種不同的濾料，如蜂窩狀接觸濾材、多面空心球填料、竹筒、陶粒、石灰石、不飽和炭、木炭、廢鐵削、腐朽木等淨化過濾接觸材料組成填料濾床，通過科學的組合，充分發揮自然的生物化學和物理化學對汙水進行淨化作用，利用裝置內各種微生物和微小動物的對汙水的淨化能力，同時提高除磷脫氮能力，從而達到綜合淨化處理汙水目的。多介質可再生生物濾床系統摒棄傳統方式的鼓風機，採用世界先進的沉水式風機，使風機與處理裝置成為一體，管線短捷、既減少了佔地面積，又使噪聲大大減低；既冷卻了風機，又提高了水溫，促進了生化反應的進行。系統採用架空形式，便於生物濾料的清洗、再生，延長了填料的使用壽命，穩定了系統的處理效果。
[0018]本發明所述的多介質可再生生物過濾方法是一種新型的生物膜汙水處理及深度淨化工藝技術，是生物濾池技術的深入和發展。結合世界上目前的多種生物淨化理論，採用多介質濾料集合，以自然生態的可再生方式，融合國際先進設備為一體的創新技術。水質淨化度高，除磷脫氮效果明顯，出水水質優良，汙泥量少，能長期穩定達到相應的出水要求，對於水質、水量、氣候條件變化較大的情況適應性強，有較高的抗衝擊能力，操作維護、管理簡便易行，同時，噪聲大大降低，佔地面積小，可綠化面積增加，具有較好的淨化效果、穩定持續的處理能力、方便簡易的維護管理特點。
[0019]本發明的方法是將生物氧化和過濾結合在一起，類似生物濾池，總體為「A0+生物炭」工藝，能深度淨化汙水。該技術對於生活汙水處理及深度處理有獨到之處，經生物碳處理後排水水質可達到 COD ^ 50mg/L ；B0D5 ^ 10mg/L ；SS ^ lOmg/L ； NH3-N ^ 5mg/L ；TP ^0.5mg/L。淨化效率高，對COD、BOD5、SS、氨氮、磷、微量元素、微量有機物、病原微生物等均具有較高的去除率。處理後的水達國家《城鎮汙水處理站汙染物排放標準》GB18918-2002一級A標；《城市汙水再生利用城市雜用水水質》GB/T18920-2002和《城市汙水再生利用景觀用水水質》GB/T18921-2002標準，可作為再生水使用。
【專利附圖】
【附圖說明】[0020]圖1為本發明方法流程示意圖。
[0021]圖2為本發明裝置結構示意圖。
【具體實施方式】
[0022]下面結合附圖對本發明作進一步的說明，但不限於實施例。
[0023]實施例1
本發明所述的多介質可再生生物過濾方法，其步驟是:
a.將生活汙水從汙水入口進入格柵渠1，格柵渠是格柵機或者人工格柵中的一種，汙水經格柵渠I將粒徑> IOmm的粗大顆粒雜物分離去除；
b.除去粗大顆粒雜物的汙水再進入調節池2，調節池2內的汙水通過汙水泵3提升，採用閥門控制、調節流量，將85、5%的汙水泵到接觸曝氣池4，5~15%的汙水泵至脫氮池5作為脫氮所需炭源補充；
c.進入接觸曝氣池4的汙水經過曝氣生化處理，降解大部分汙染物，曝氣池4處理完畢的汙水進入沉澱池6 ；
d.經沉澱池沉降分離後的上清液再進入硝化池7中，通過曝氣硝化，將汙水中的氨態氮氧化為硝態氮，再流入脫氮池5 ；
e.進入脫氮池5的汙水，在厭氧的環境下硝態氮與此作為有機炭源的5~15%汙水在脫氮菌的作用下被還原，並作為氮氣溢出達到脫氮目的，脫氮池5出來的汙水進入除磷池8除憐；
f.經脫磷後的汙水進入生物炭池9進行微生物進一步降解；生物炭池9出水經過濾池10將懸浮物去除後進入清水池11再由清水泵12打到過濾器進一步除去固體懸浮物後進入紫外線消毒器消毒，經消毒達標後的清水排放或綜合利用。
[0024]步驟b-f的各個池中的汙泥均由空氣泵排至汙泥濃縮池14，經沉降濃縮後的汙泥由空氣泵13排入汙泥池15 ;汙泥池15內的汙泥由汙泥泵16打入過濾機17過濾；汙泥經幹化處理後送垃圾填埋場或用於改良土壤，過濾液返回調節池2。
[0025]步驟e中經除磷排出來的汙水對達到排放或綜合利用要求的，直進入生物炭池；對於未達到排放或綜合利用要求的，則通過除磷加藥系統18加入除磷藥劑FeCl3確保TP後進入生物炭池9。[0026]所述的壓縮空氣通過沉水式風機分別送入接觸曝氣池4、硝化池7、生物炭池9、除磷池8進行曝氣。
[0027]所述的汙水經過格柵I進入調節池2，在調節池2的入水管上安裝有加熱裝置。所述的加熱裝置為太陽能加熱、熱水加熱或蒸汽加熱中的一種。
[0028]所述的過濾機為疊螺式過濾機。
[0029]本發明所述的多介質可再生生物濾床，由汙水入口、格柵渠I調節池2、空氣泵13、接觸曝氣池4、沉澱池6、曝氣風機19、脫氮池5、除磷池8、生物炭池9、過濾池10、清水池11、過濾器17和紫外光消毒器依次排列構成，汙水入口與調節池2之間通過格柵渠I連接，接觸曝氣池4通過曝氣管道20與曝氣風機21連接，格柵渠1、接觸曝氣池4、沉澱池6、脫氮池5、除磷池8、生物炭池9、過濾池10、清水池11之間依次聯通，且它們之間均設置有空氣慄3。
[0030]所述的沉澱池6、脫氮池5、除磷池8、清水池11、過濾池10池底連接有曝氣裝置20，曝氣裝置20與曝氣風機19連接。
[0031]所述的曝氣管上設置有氣體噴嘴，氣體噴嘴為倒V型，噴口向下。
[0032]本發明所述的多介質可再生生物過濾方法能夠確保汙水深度達標。常規的汙水處理技術一般只能達到《城鎮汙水處理站汙染物排放標準》GB18918-2002 —級B標，需要增加後續的強化處理才能確保達到一級A標，深度處理投資約佔總投資的1/3。如增加膜過濾系統、膜生物反應器、多級汙水處理過濾等，這樣帶來的運行費用、管理問題是較多的，運行費用也將大大的提高。生物炭工藝採用固定池床方式，一次填入，一次性投資稍高，但可確保使用十年以上，運行費用低，管理維護簡便，出水水質穩定，是在常規技術的基礎上的深度處理，且微生物的培養靠的是自身系統培養的適生菌，抗衝擊能力強、淨化度高。
[0033]脫氮除磷材料採用機械加工廢棄鐵屑和天然朽木，在保證除磷脫氮的前提下，不用或少用藥劑，是一種低能耗、綠色環保的汙水處理技術。
[0034]多介質可再生生物濾床工藝技術整套裝置產生的汙泥量很少。
[0035]汙水處理後，水中大多數有機物和無機物都轉化為汙泥，如果汙泥處理不當，將造成二次汙染，形成新的公害，使汙水處理事倍功半。自然循環方式汙水處理工藝的汙水處理及深度淨化技術，所產汙泥量很少，同時在汙泥濃縮池裡設置好氧消解汙泥系統，整個汙水處理設施汙泥量極少，基本上經常規保養後，均能重新分配活化使用，無機汙泥根據進水水質的情況，平均I~2月清除汙泥一次，極大降低了汙泥後續處置費用。少量汙泥經汙泥過濾機過濾可用於綠化、改良土壤，或者幹化處理後送垃圾填埋場最終處置。
[0036]本發明可採用「無人值守式」全自動運行，運轉管理費用低。電腦控制櫃通過可編程控制器PLC按預先編制好的程序對整個工藝的電氣設備進行控制，電腦自動切換，可實現全天無人操作。也可以手動控制運行。維護管理方便，每月只需反衝和清理汙泥一次。設備每年常規保養3-8次，每次一天，人工1-2人。運行費用較低，約0.45元/ m3.d左右。
[0037]本發明的穿孔曝氣管結構簡單，加工容易，無堵塞等問題。通過曝氣管的結構改進、合理布管，提高曝氣的均勻性，同時，採用填料進行二次布氣，提高了氣體的分散度和在水中的停留時間，提高了曝氣效率，曝氣量比活性汙泥法曝氣量大為減小，從而降低了電耗，節約了運行費用。同時，通過曝氣管的結構改進，有效防止了曝氣管堵塞問題。而且精心布設了池底衝洗管道，制定了完善的操作規程，保證整個系統長期穩定運行不堵塞。[0038]多介質可再生生物過濾裝置運行穩定，抗衝擊負荷能力強，對於低於設計最大負荷的汙水量同樣適用，不存在開機困難、運行不穩定等問題，僅需調整風機開啟的數量即可，其它不變。並可適應水質波動變化，處理效率高，在大多數地區易於推廣使用。結構緊湊，便於屏蔽和埋入地下，佔地面積小，完全改善了現行汙水處理站的面貌，綜合建設費用低。主體裝置佔地面積為0.6m2/m3汙水左右，較常規生化處理工藝技術佔地面積小，採用先進的沉水式風機，管道短捷，進一步減少了佔地面積，減低了系統運行噪聲。無須專門進行微生物菌種培養。汙水處理站整體設置在> 300mm土層以下，對設施起到保溫防護作用。同時可充分利用大量的白天水溫，維持系統溫度滿足本工藝對水溫的需求。本工藝與其他生物處理工藝不同，所有的生物菌完全靠系統自身培養繁殖，是真正的適生菌種，無須專門進行微生物菌種培養，全部採用自然生化系統自身培養適生菌群，簡化了汙水處理站系統的開停車過程，便於操作管理和維護。採取濾料架空形式，便於濾料再生，系統採用架空形式，便於生物濾料的清洗再生，延長了填料的使用壽命，穩定了系統的處理效果。
[0039]本發明將服務區收集來的生活汙水進入格柵渠，格柵渠為格柵機或人工格柵，經格柵機或人工格柵將粗大顆粒雜物分離去除後，汙水進入調節池；調節池內汙水由汙水泵將汙水提升，90%到接觸曝氣池，10%汙水至脫氮池作為脫氮所需炭源補充；接觸曝氣池出來汙水進入沉澱池，經沉澱分離後汙水進入硝化池中通過強烈的曝氣分解，將汙水中的氨態氮氧化為硝酸態氮，進入脫氮池，在厭氧在環境下硝酸態氮與此作為有機炭源的10%汙水在脫氮菌的作用下被還原，作為氮氣溢出而達到去脫氮的效果；脫氮池出來的汙水進入除磷池，必要時通過除磷加藥系統加入除磷藥劑FeCl3確保TP達標；出來的汙水進入生物炭池進行微生物分解及氨態氮在硝化；生物炭池出水經過濾池將浮遊物去除後進入清水池暫存；清水池由泵打到過濾器進一步除去固體懸浮物後進入紫外線消毒器消毒，經消毒達標後的清水作為道路、地坪清掃、綠化、消防、景觀池補充水。各池汙泥由空氣泵定期排至汙泥濃縮池，經沉降濃縮後的汙泥由空氣泵排入汙泥池；汙泥池汙泥由汙泥泵打入疊螺式過濾機過濾；汙泥經石灰幹化處理後送垃圾填埋場，過濾液就近返回調節池。由沉水式風機來的壓縮空氣分別送入接觸曝氣池、硝化池、生物炭池、除磷池進行曝氣。
[0040]本發明所述的多介質可再生生物過濾裝置有多種過濾淨化材料。其過濾淨化材料及數量如下:
【權利要求】
1.一種多介質可再生生物過濾方法，其特徵在於，其步驟是: a.將生活汙水從汙水入口進入格柵渠，格柵渠是格柵機或者人工格柵中的一種，汙水經格柵渠將粒徑> IOmm的粗大顆粒雜物分離去除； b.除去粗大顆粒雜物的汙水再進入調節池，調節池內的汙水通過汙水泵提升，採用閥門控制、調節流量，將85、5%的汙水泵到接觸曝氣池，5~15%的汙水泵至脫氮池作為脫氮所需炭源補充； c.進入接觸曝氣池4的汙水經過曝氣生化處理，降解大部分汙染物，曝氣池處理完畢的汙水進入沉澱池； d.經沉澱池沉降分離後的上清液再進入硝化池中，通過曝氣硝化，將汙水中的氨態氮氧化為硝態氮，再流入脫氮池； e.進入脫氮池的汙水，在厭氧的環境下硝態氮與此作為有機炭源的5~15%汙水在脫氮菌的作用下被還原，並作為氮氣溢出達到脫氮目的，脫氮池出來的汙水進入除磷池除磷； f.經脫磷後的汙水進入生物炭池進行微生物進一步降解；生物炭池出水經過濾池將懸浮物去除後進入清水池再由清水泵打到過濾器進一步除去固體懸浮物後進入紫外線消毒器消毒，經消毒達標後的清水排放或綜合利用。
2.根據權利要求1所述的多介質可再生生物過濾方法，其特徵在於，步驟b-f的各個池中的汙泥均由空氣泵排至汙泥濃縮池，經沉降濃縮後的汙泥由空氣泵排入汙泥池；汙泥池內的汙泥由汙泥泵打入過濾機過濾；汙泥經幹化處理後送垃圾填埋場或用於改良土壤，過濾液返回調節池。
3.根據權利要求1所述的多介質可再生生物過濾方法，其特徵在於，步驟e中經除磷排出來的汙水對達到排放或綜合利用要求 的，直進入生物炭池；對於未達到排放或綜合利用要求的，則通過除磷加藥系統加入除磷藥劑FeCl3確保TP後進入生物炭池。
4.根據權利要求1所述的多介質可再生生物過濾方法，其特徵在於，所述的壓縮空氣通過沉水式風機分別送入接觸曝氣池、硝化池7、生物炭池、除磷池進行曝氣。
5.根據權利要求1所述的多介質可再生生物過濾方法，其特徵在於，所述的汙水經過格柵進入調節池，在調節池的入水管上安裝有加熱裝置。
6.根據權利要求1所述的多介質可再生生物過濾方法，其特徵在於，所述的加熱裝置為太陽能加熱、熱水加熱或蒸汽加熱中的一種。
7.根據權利要求1所述的多介質可再生生物過濾方法，其特徵在於，所述的過濾機為疊螺式過濾機。
8.一種用於權利要求1所述的多介質可再生生物過濾方法的多介質可再生生物過濾裝置，由汙水入口、格柵渠調節池、空氣泵、接觸曝氣池、沉澱池、曝氣風機、脫氮池、除磷池、生物炭池、過濾池、清水池、過濾器和紫外光消毒器依次排列構成，其特徵在於，汙水入口與調節池之間通過格柵渠連接，接觸曝氣池通過曝氣管道與曝氣風機連接，格柵渠、接觸曝氣池、沉澱池、脫氮池、除磷池、生物炭池、過濾池、清水池之間依次聯通，且它們之間均設置有空氣泵。
9.根據權利要求8所述的多介質可再生生物過濾方法，其特徵在於，所述的沉澱池、脫氮池、除磷池、清水池、過濾池池底連接有曝氣裝置，曝氣裝置與曝氣風機連接。
10.根據權利要求8所述的多介質可再生生物過濾方法，其特徵在於，所述的曝氣管上設置有氣體噴嘴，氣體 噴嘴為倒V型，噴口向下。
【文檔編號】C02F9/14GK103848535SQ201210389503
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2012年10月15日 優先權日:2012年10月15日
【發明者】楊敏, 賀彬, 楊騏瑋 申請人:雲南省環境科學研究院