申请日2014.01.28
公开(公告)日2014.04.30
IPC分类号C02F9/14
摘要
低浓度污水的一体化处理装置及方法，它涉及污水处理的装置及方法。它是要解决现有的厌氧膨胀床反应器对氮、磷元素处理效能低和易造成污泥损失的技术问题。本装置包括竹节型好氧外筒、厌氧内筒、三相分离筒、竹节型镂空筒、布水器、集气罩、输气管、排泥斗、排泥管、S型连接管;其中厌氧内筒设置在竹节型好氧外筒中，三相分离筒的底部与厌氧内筒的顶部相连;竹节型镂空筒在厌氧内筒中，在竹节型好氧外筒装填填料，竹节型镂空筒中装填写厌氧颗粒污泥和填料的混合物。方法：污水先通入到厌氧内筒中，与镂空筒内的厌氧颗粒污泥作用后，上升至三相分离筒内分离，出水滴入竹节型好氧外筒内好氧处理，完成处理。本装置及方法用于低浓度污水处理。
权利要求书
1.低浓度污水的一体化处理装置，其特征在于该装置包括竹节型好氧外筒(1)、厌氧 内筒(2)、三相分离筒(3)、竹节型镂空筒(4)、布水器(5)、集气罩(6)、输气管(7)、 排泥斗(8)、排泥管(9)、S型连接管(10);其中厌氧内筒(2)设置在竹节型好氧外筒 (1)中，三相分离筒(3)的底部与在厌氧内筒(2)的顶部相连;竹节型好氧外筒(1) 由若干节组成，两端的竹节型好氧外筒中填充填料A，中部的竹节型好氧外筒中填充填料 A与混凝剂的混合物，在相邻两节竹节型好氧外筒(1)的外壁处设置通气孔(1-1)，每一 节竹节型好氧外筒的内部下端设置导流板(1-2)，在最下层的竹节型好氧外筒的下部设置 出水口(1-3)和回流口(1-4);厌氧内筒(2)内设置有布水器(5)和竹节型镂空筒(4) 和排泥斗(8)，布水器(5)设置在厌氧内筒(2)的底部，竹节型镂空筒(4)设置在布水 器(5)上，排泥斗(8)设置在厌氧内筒(2)的上部，排泥斗(8)与排泥管(9)相连; 竹节型镂空筒(4)也是分成若干节，竹节型镂空筒(4)的筒壁是由筛网构成，在竹节型 镂空筒(4)中填充厌氧颗粒污泥和填料B的混合物;厌氧内筒(2)的底部设置入水口(2-1); 三相分离筒(3)的上部为圆柱形，下部为倒圆台形，倒圆台的下底直径与厌氧内筒(2) 的直径相同;三相分离筒(3)内设置集气罩(6)，其中集气罩(6)与排泥斗(8)的轴线 重合，集气罩(6)与输气管(7)相连，三相分离筒(3)外壁上端设置溢流槽(3-1)，S 型连接管(10)的上端与溢流槽(3-1)连接，下端为自由端。
2.根据权利要求1所述的低浓度污水的一体化处理装置，其特征在于竹节型好氧外筒 (1)两端的竹节筒中填充填料A是贝壳。
3.根据权利要求1或2所述的低浓度污水的一体化处理装置，其特征在于中间的竹节 型好氧外筒(1)中，混凝剂为聚合氯化铝或硫酸铝。
4.根据权利要求1或2所述的低浓度污水的一体化处理装置，其特征在于竹节型镂空 筒(4)内加入填料B的制备方法如下：a、把秸秆点燃，将燃烧后的产物收集起来，得到 生物碳;b、在贝壳上打出若干孔，然后将生物碳填入贝壳中，贝壳接口处用胶粘上，得到 填料B。
5.根据权利要求5所述的低浓度污水的一体化处理装置，其特征在于贝壳上的孔的孔 径为0.2～1mm。
6.根据权利要求1或2所述的低浓度污水的一体化处理装置，其特征在于还在厌氧内 筒(2)与三相分离筒(3)的连接处设置一圈截面为直角三角形的凸台。
7.根据权利要求6所述的低浓度污水的一体化处理装置，其特征在于截面为直角三角 形的凸台的截面的直角三角形的下部的直角边与水平线的夹角为30°～60°。
8.利用权利要求1所述的低浓度污水的一体化处理装置处理污水的方法，其特征在于 该方法按以下步骤进行：
将低浓度污水通过蠕动泵经入水口(2-1)和布水器(5)，进入到厌氧内筒(2)中， 与竹节型镂空筒(4)内的厌氧颗粒污泥作用后，上升至三相分离筒(3)内，在该区，沉 降下来的颗粒污泥落入排泥斗(8)内，经排泥管(9)排出;集气罩(6)收集的气体经输 气管(7)排出;溢流到溢流槽(3-1)内的水经S型连接管(10)滴入竹节型好氧外筒(1) 内，好氧处理后一部分经回流口(1-4)流出经回流泵13返回至厌氧内筒(2)中，另一部 分经出水口(1-3)排出，完成低浓度污水的处理。
9.根据权利要求8所述的利用低浓度污水的一体化处理装置处理污水的方法，其特征 在于待处理污水在厌氧内筒(2)内的停留时间为6h～24h。
10.根据权利要求8所述的利用低浓度污水的一体化处理装置处理污水的方法，其特 征在于：待处理污水在竹节型好氧外筒(1)内的停留时间为16.8h～67.2h。
说明书
低浓度污水的一体化处理装置及方法
技术领域
本发明涉及污水处理领域，具体涉及一种适用于小城镇生活污水处理的一体式反应器 装置。
背景技术
小城镇生活污水中含有大量的有机污染物质，未经处理直接排放极易造成土壤和水体 的有机污染。常规的污水好氧处理过程虽然能够取得较好的出水效果，但常因曝气所带来 的巨大能耗而无法满足小城镇对污水处理经济性的要求。同时，剩余污泥的处理也成为了 常规好氧处理的一大难题。而另一方面，厌氧过程对低浓度污水处理效能的研究日益成熟， 其在经济方面的优势也使之在小城镇生活污水处理中所处的重要位置日益彰显。然而，常 规的厌氧处理对污水中氮、磷等元素的去除效果无法满足处理要求，且对温度的要求较为 苛刻、对低浓度污水的处理效能也不尽如人意。
与上流式厌氧污泥床、厌氧流化床等厌氧反应器相比，厌氧膨胀床反应器在经济性的 前提下显现出了对温度极高的适应性，以及卓越的处理效能。然而厌氧膨胀床中的颗粒污 泥较难形成，而且极易造成污泥的损失。而且厌氧膨胀床反应器中的颗粒污泥只是对水中 的N、P元素进行少量物理性吸附，当吸附饱和后，对氮、磷元素基本上没有去除作用。
发明内容
本发明是要解决现有的厌氧膨胀床反应器对氮、磷元素处理效能低和易造成污泥损失 的技术问题，而提供的低浓度污水的一体化处理装置及方法。
本发明中低浓度污水的一体化处理装置包括竹节型好氧外筒、厌氧内筒、三相分离筒、 竹节型镂空筒、布水器、集气罩、输气管、排泥斗、排泥管、S型连接管;
其中厌氧内筒设置在竹节型好氧外筒中，三相分离筒的底部与厌氧内筒的顶部相连;
竹节型好氧外筒由若干节组成，两端的竹节型好氧外筒中填充填料A，中部的竹节型 好氧外筒中填充填料A与混凝剂的混合物，在相邻两节竹节型好氧外筒的外壁处设置通 气孔，每一节竹节型好氧外筒的内部下端设置导流板，在最下层的竹节型好氧外筒的下部 设置出水口和回流口;
厌氧内筒内设置有布水器、竹节型镂空筒和排泥斗，布水器设置在厌氧内筒的底部， 竹节型镂空筒设置在布水器上，排泥斗设置在厌氧内筒的上部，排泥斗与排泥管相连;竹 节型镂空筒也是分成若干节，竹节型镂空筒的筒壁是由筛网构成，在竹节型镂空筒中填充 厌氧颗粒污泥和填料B的混合物;厌氧内筒的底部设置入水口;
三相分离筒的上部为圆柱形，下部为倒圆台形，倒圆台的下底直径与厌氧内筒的直径 相同;三相分离筒内设置集气罩，其中集气罩与排泥斗的轴线重合，集气罩与输气管相连， 三相分离筒外壁上端设置溢流槽，S型连接管的上端与溢流槽连接，下端为自由端。
利用上述的低浓度污水的一体化处理装置处理污水的方法按以下步骤进行：储水池内 的低浓度污水通过蠕动泵经进水口和布水器，进入到厌氧内筒中，与竹节型镂空筒内的厌 氧颗粒污泥作用后，上升至三相分离筒内，在该区，沉降下来的颗粒污泥落入排泥斗内， 经排泥管排出;集气罩收集的气体经输气管排出;溢流到溢流槽内的水经S型连接管滴 入竹节型好氧外筒内，好氧处理后一部分经回流口流出，再经回流泵返回至厌氧内筒中， 另一部分经出水口排出，完成低浓度污水的处理。
本发明包含以下有益效果：
一、本发明设计了一种涵盖厌氧、好氧处理单元，集反应、沉淀、分离、排泥与能源 回收为一体的一体式生活污水处理装置，既能实现污水中氮、磷元素及有机污染物的有效 去除，又能满足经济性的要求，能耗低、运行简单且能够通过厌氧反应生成甲烷，实现能 源的再生。
二、本发明结构新颖，将好氧区包围在厌氧区的外部，通过水流的隔热效应，在厌氧 区周围形成了保温层，减少了低温对厌氧区的不良影响。同时，本发明还通过将好氧区出 水部分回流的方式，使颗粒污泥处于膨胀状态，从而能够更充分地与污水接触，提高了厌 氧反应器的处理效率。
三、本发明在厌氧单元反应区内部设置了镂空的竹节型中空筒，每节竹节型镂空筒中 设置有80目筛网，在筛网中填充颗粒污泥和填料的混合物，该填料由微孔轻质贝壳填充 燃烧后的秸秆制成，填充填料的目的是形成生物膜、有效防止污泥流失，同时还在实现污 水与污泥、填料充分接触的基础上，避免填料上浮，堵塞集气罩。
同时，本发明的好氧区也设计成竹节型。其中，中间节的竹节型好氧外筒中添加了铝 盐制成的混凝剂，两端的竹节型好氧外筒中填充填料A为由废弃贝壳制成的填料，这种 结构使好氧区同时具备了高负荷生物滤池与快滤池的优点，能够同时达到脱氮除磷的目 的，其中总氮的去除率达到75%以上，总磷的去除率达到85%以上。竹节型好氧外筒之 间可以随机组合、拆卸便易，竹节型好氧外筒内的混凝剂和填料A用量可以根据实际进 水水质具体确定。此外，相邻两节竹节型好氧外筒的连接处还设置了通风口进行自然通风， 节省了曝气带来的能耗。
四、本发明的填料均选用农业及养殖业废料制成。厌氧区的填料采用废弃的微孔轻质 贝壳制成，贝壳内部填充有农业秸秆烧制而成生物碳。好氧区填料采用废弃的贝壳，在实 现废物资源化的同时又形成了巨大的经济优势，使之更加适用于小城镇的污水处理。
五、本发明在传统厌氧膨胀床反应器的基础上进行了改进，在反应区上部，竹节型镂 空筒和三相分离器中间设置了排泥斗，收集集气罩和沉淀区滑落下来的上浮污泥，既保证 了反应区内部的生物量，又可以通过排泥，避免污泥老化。同时，排泥斗结构简单，减少 了另置沉淀池所产生的基建费用。