申请日2009.12.30
公开(公告)日2010.06.09
IPC分类号C02F3/30; C02F9/14
摘要
本发明涉及一种处理分散生活污水一体化A/O生物滤池装置，装置外形为圆筒状结构，装置中心处设有圆筒形的竖流式初沉池，在内外筒体之间设置隔墙，将空间上划分为调节池、缺氧生物滤池、好氧生物滤池、清水池、储泥池。缺氧生物滤池、好氧生物滤池以及清水池为同心圆弧形结构。调节池内的污水经空气提升器提升入初沉池，沉淀后污水与回流硝化液一起布入缺氧生物滤池脱氮，缺氧池的底部及中间部分设有反冲洗管道，可实现分段反冲洗;缺氧池与好氧生物滤池底部连通，脱氮后污水经好氧生物滤池去除有机物、硝化处理后从表面溢流入清水池出水。装置的反冲洗废水均自流入调节池内，初沉池污泥亦通过空气提升器提升入储泥池。本发明的优点包括：具有去除有机物、脱氮功能;为紧凑的一体化结构，占地面积小;系统设备少，投资、运行费用小;排泥周期较长，便于管理;适用于农村分散污水处理。
权利要求书
1.一种处理分散生活污水一体化A/O生物滤池装置，其特征在于该装置呈圆筒状结构，装置中心处竖直设有一圆筒，为初沉池(7)，在内、外筒体之间设置有隔墙，将其划分为调节池(11)、缺氧生物滤池(12)、好氧生物滤池(1)、清水池(3)和储泥池(4);其中，缺氧生物滤池(12)、好氧生物滤池(1)以及清水池(3)为同心圆弧形结构;
调节池(11)包括进水管(10)和调节池污水空气提升器(9)，进水管(10)位于调节池(11)池壁上部，与污水排水管道连接;调节池污水空气提升器(9)包含第一提升管(16)、第一空气喷嘴(17)、第一提升气管(18)、空气释放箱(19)、排气口(20)、出水管(21)、浮油浮渣挡管(22)和U形进水管(23)，提升管(16)及提升气管(18)插入调节池(11)中，且提升管(16)的上部伸入空气释放箱(19)中，第一提升气管(18)底端通过第一空气喷嘴(17)与第一提升管(16)相通，第一提升气管(18)上端与鼓风机(48)相连，出水管(21)一端与空气释放箱(19)相连，另一端与初沉池(7)的中心管(25)相连，浮油浮渣挡管(22)套在U形进水管(23)外面;调节池污水空气提升器(9)通过管箍(24)安装固定在调节池(11)与初沉池(7)间的隔墙上;
初沉池(7)包括中心管(25)、反射板(26)、污泥空气提升器(5)以及第一出水堰(27)，中心管(25)的正下方为反射板(26)，第一出水堰(27)位于初沉池(7)顶部;污泥空气提升器(5)包含第二提升管(16)、第二空气喷嘴(51)和第二提升气管(52)，第二提升管(50)及第二提升气管(52)插入初沉池(7)中，且第二提升管(50)的上部与输泥管(13)相连，输送至储泥池(4)的底部;第二提升气管(52)底端通过第二空气喷嘴(51)与第二提升管(50)相通，提升气管(52)上端与鼓风机(48)相连;污泥空气提升器(5)通过管箍(22)安装固定在初沉池(7)与储泥池(4)间的隔墙上;第一出水堰(27)与缺氧生物滤池(12)的布水管(28)相连;
缺氧生物滤池(12)包括布水管(28)、上段滤料层(29)、第一反冲洗水管(30)、第一反冲洗气管(31)、分段滤网(32)、下段滤料层(33)、承托层(34)、开孔滤板(35)、第二反冲洗水管(36)、第二反冲洗气管(37)和反冲洗排水溢流口(38)，布水管(28)位于缺氧生物滤池(12)顶部，起到均匀布水的作用;缺氧生物滤池(12)的滤料层通过分段滤网(32)分为上段滤料层(29)和下段滤料层(33)，两段滤料层均设有反冲洗气管和反冲洗水管，实现分段、分时反冲洗，第一反冲洗水管(30)、第一反冲洗气管(31)位于上段滤料层(29)和下段滤料层(33)之间，第二反冲洗水管(36)、第二反冲洗气管(37)位于缺氧生物滤池(12)开孔滤板(35)的下部空间;开孔滤板(35)用于承载承托层(34)及下段滤料层(33);反冲洗排水溢流口(38)位于缺氧生物滤池(12)与调节池(11)间的隔墙上部位置，高于正常液面，反冲洗废水可以自流入调节池(11)内;
好氧生物滤池(1)包括开孔布水板(39)、滤料层(40)、承托层(41)、第三反冲洗气管(42)、第三反冲洗水管(43)、微孔曝气管(44)、空气管(45)、第二出水堰(46)和反冲洗排水溢流口(47)，滤料层(40)位于好氧生物滤池1上部，承托层(41)位于滤料层(40)下部，微孔曝气管(44)与空气管(45)布置在承托层(41)中;第三反冲洗气管(42)、第三反冲洗水管(43)位于好氧生物滤池1的开孔布水板滤板(39)的下部空间;好氧生物滤池1出水通过第二出水堰(46)收集排入清水池(3);反冲洗排水溢流口(47)位于好氧生物滤池(1)与调节池(11)间的隔墙上部，高于正常液面，反冲洗废水可以自流入调节池(11)内;
清水池(3)内设有清水空气提升器(8)及出水管(6)，回流液空气提升器(8)包含第三提升管(53)、第三空气喷嘴(54)和第三提升气管(55)，第三提升管(53)及第三提升气管(55)插入清水池(3)中，第三提升气管(55)底端通过空气喷嘴(54)与第三提升管(53)相通，第三提升气管(55)上端与鼓风机(48)相连，提升管(53)的末端伸至初沉池(7)的出水槽上面，与第三反冲洗水管(43)、第二反冲洗水管(36)、第一反冲洗水管(30)相连通;回流液空气提升器(8)通过管箍(24)安装固定在清水池(3)与好氧生物滤池(1)间的隔墙上;不反冲洗时，清水池(3)内的清水通过清水空气提升器8回流至缺氧生物滤池(12)进行反硝化脱氮;反冲洗时，通过清水空气提升器(8)提升用于反冲洗;
储泥池(4)侧壁上部设有上清液溢流口(2)，上清液达到一定液面后可直接溢流至调节池(11)。
2.根据权利要求1所述的处理分散生活污水一体化A/O生物滤池装置，其特征在于缺氧生物滤池(12)及好氧生物滤池(1)均采用火山岩生物滤料、黏土陶粒滤料、页岩陶粒滤料或球形轻质陶粒中任一种。
3.根据权利要求1所述的处理分散生活污水一体化A/O生物滤池装置，其特征在于上段滤料层(29)的滤料粒径为4-7mm，下段滤料层(33)的滤料粒径为1-4mm。
4.根据权利要求1所述的处理分散生活污水一体化A/O生物滤池装置，其特征在于滤料层(40)的滤料粒径为1-3mm。
5.根据权利要求1所述的处理分散生活污水一体化A/O生物滤池装置，其特征在于，第一提升气管(18)、第二提升气管(52)、第三提升气管(55)、第一反冲洗气管(31)、第二反冲洗气管(37)、第三反冲洗气管(42)、空气管(45)上均连接有空气闸阀和空气电磁阀，第一反冲洗水管(30)、第二反冲洗水管(36)、第三反冲洗水管(43)上均连接有出水闸阀和出水电磁阀，反冲洗废水排出口(47)处连接有出水电磁阀。
说明书
处理分散生活污水一体化A/O生物滤池装置
技术领域
本发明涉及一种针对农村分散式生活污水的小型污水处理反应器装置，特别涉及一种处理分散生活污水一体化A/O生物滤池装置。
背景技术
我国农村生活污水且目前大多未经处理直接排入河道，严重污染水体，是造成水体富营养化的重要原因之一。因此，对农村生活污水进行处理十分必要。
由于农村地区住户分散，污水排放面广、量大，将其收集进行集中处理需要庞大的排水管路收集系统，投资费用十分巨大，因此集中式污水处理模式不适用于处理农村分散式生活污水。而分散式污水处理模式可以克服集中式处理模式的一些不足，具有诸多优点：对污水管网系统及复杂的基础设施依赖小，受外界影响小;投资较低，建设周期短，见效快;便于水资源重复利用;适合于人口密度低的分散型污水排放源。尤其在我国，农村经济还不是特别发达，运用分散式污水处理系统可以以较低成本达到污水处理目的。
好氧生物滤池兼有污水处理接触氧化池和给水快滤池的核心技术，具有过滤、吸附、生物降解的作用和需曝气、高过滤速度、截留悬浮物、需定期反冲洗等特点，生物处理单元之后不需再设二沉池，较一般生物处理技术处理效率更高，对有机负荷、水力负荷、温度的变化不像活性污泥法那样敏感。经多年改进，好氧生物滤池由早期的下向流(如BIOCARBONE)发展为上向流方式(即气水同向流)，比如BIOFOR、BIOSTYR、COLOX、DeepBedBIOPUR等多种形式。然而，好氧生物滤池在城市生活污水处理厂的应用目前主要分布在欧、美地区，我国的相关研究和应用相对较晚，整体落后于世界先进水平。
针对农村分散污水处理特点，现有好氧生物滤池的技术存在以下不足：①针对农村分散式污水处理的研究和应用严重不足，已有专利和技术基本上是针对城市生活污水或者工业污水研发的;②一体化程度不高。现有一体化专利研发基本集中在一个池子(单元)内同时实现脱氮、除磷技术等方面，而将水量水质调节、沉淀等预处理过程以及污泥处理过程等游离于一体化装置之外，并没有实现真正整个污水处理系统(全过程)意义上的一体化;③电气设备较多。污水的提升、曝气、反冲洗、污泥的提升及处理等过程均需特点的电器设备，动力消耗较大;④反冲洗频率，影响处理能力及出水水质。滤池对进水中的SS及COD截留主要发生在沿着水流的方向最初的0~30cm填料层，这导致滤池内水头损失增大、甚至滤池堵塞，然而在反冲洗时，往往是针对整个滤池进行反冲洗，这样不仅不能充分利用滤池的截留能力(容量)、反冲洗频繁、用时长、用水量大，而且对已形成的生物膜破坏大，影响反冲洗后初期出水水质及系统处理能力。
因此，针对农村分散生活污水的典型特征而进行整个污水处理系统(过程)一体化设计，在优化反冲洗过程的基础上将系统物流通过空气提升器来实现，不仅减少了电气设备，节约了能耗和投资、运行费用，还提高了处理能力和处理的稳定性。
发明内容
本发明的目的在于针对农村分散式生活污水的水质水量排放特点，提供一种处理效果好、运行稳定、投资和运行费用低、管理简便的处理分散生活污水一体化A/O生物滤池装置。
本发明提出的处理分散生活污水一体化A/O生物滤池装置，该装置呈圆筒状结构，装置中心处竖直设有一圆筒，为初沉池7，在内、外筒体之间设置有隔墙，将其划分为调节池11、缺氧生物滤池12、好氧生物滤池1、清水池3和储泥池4;其中，缺氧生物滤池12、好氧生物滤池1以及清水池3为同心圆弧形结构;
调节池11包括进水管10和调节池污水空气提升器9，进水管10位于调节池11池壁上部，与污水排水管道连接;调节池污水空气提升器9包含第一提升管16、第一空气喷嘴17、第一提升气管18、空气释放箱19、排气口20、出水管21、浮油浮渣挡管22和U形进水管23，提升管16及提升气管18插入调节池11中，且提升管16的上部伸入空气释放箱19中，第一提升气管18底端通过第一空气喷嘴17与第一提升管16相通，第一提升气管18上端与鼓风机48相连，出水管21一端与空气释放箱19相连，另一端与初沉池7的中心管25相连，浮油浮渣挡管22套在U形进水管23外面;调节池污水空气提升器9通过管箍24安装固定在调节池11与初沉池7间的隔墙上;
初沉池7包括中心管25、反射板26、污泥空气提升器5以及第一出水堰27，中心管25的正下方为反射板26，第一出水堰27位于初沉池7顶部;污泥空气提升器5包含第二提升管16、第二空气喷嘴51和第二提升气管52，第二提升管50及第二提升气管52插入初沉池7中，且第二提升管50的上部与输泥管13相连，输送至储泥池4的底部。第二提升气管52底端通过第二空气喷嘴51与第二提升管50相通，提升气管52上端与鼓风机48相连;污泥空气提升器5通过管箍22安装固定在初沉池7与储泥池4间的隔墙上;第一出水堰27与缺氧生物滤池12的布水管28相连;
缺氧生物滤池12包括布水管28、上段滤料层29、第一反冲洗水管30、第一反冲洗气管31、分段滤网32、下段滤料层33、承托层34、开孔滤板35、第二反冲洗水管36、第二反冲洗气管37和反冲洗排水溢流口38，布水管28位于缺氧生物滤池12顶部，起到均匀布水的作用;缺氧生物滤池12的滤料层通过分段滤网32分为上段滤料层29和下段滤料层33，两段滤料层均设有反冲洗气管和反冲洗水管，以实现分段、分时反冲洗，第一反冲洗水管30、第一反冲洗气管31位于上段滤料层29和下段滤料层33之间，第二反冲洗水管36、第二反冲洗气管37位于缺氧生物滤池12开孔滤板35的下部空间;开孔滤板35用于承载承托层34及下段滤料层33;反冲洗排水溢流口38位于缺氧生物滤池12与调节池11间的隔墙上部位置，高于正常液面，反冲洗废水可以自流入调节池11内;
好氧生物滤池1包括开孔布水板39、滤料层40、承托层41、第三反冲洗气管42、第三反冲洗水管43、微孔曝气管44、空气管45、第二出水堰46和反冲洗排水溢流口47，滤料层40位于好氧生物滤池1上部，承托层41位于滤料层40下部，微孔曝气管44与空气管45布置在承托层41中;第三反冲洗气管42、第三反冲洗水管43位于好氧生物滤池1的开孔布水板滤板39的下部空间;好氧生物滤池1出水通过第二出水堰46收集排入清水池3;反冲洗排水溢流口47位于好氧生物滤池1与调节池11间的隔墙上部，高于正常液面，反冲洗废水可以自流入调节池11内;
清水池3内设有清水空气提升器8及出水管6，回流液空气提升器8包含第三提升管53、第三空气喷嘴54和第三提升气管55，第三提升管53及第三提升气管55插入清水池3中，第三提升气管55底端通过空气喷嘴54与第三提升管53相通，第三提升气管55上端与鼓风机48相连，提升管53的末端伸至初沉池7的出水槽上面，与第三反冲洗水管43、第二反冲洗水管36、第一反冲洗水管30相连通;回流液空气提升器8通过管箍24安装固定在清水池3与好氧生物滤池1间的隔墙上;不反冲洗时，清水池3内的清水通过清水空气提升器8回流至缺氧生物滤池12进行反硝化脱氮;反冲洗时，通过清水空气提升器8提升用于反冲洗;
储泥池4侧壁上部设有上清液溢流口2，上清液达到一定液面后可直接溢流至调节池11。
本发明中，缺氧生物滤池12及好氧生物滤池1均可选用火山岩生物滤料或黏土陶粒滤料或页岩陶粒滤料，比如我国内蒙古淇方天-火山岩滤料、江西萍乡佳能环保公司新近开发的堆积式填料——球形轻质陶粒。
本发明中，上段滤料层29的滤料粒径为4-7mm，下段滤料层33的滤料粒径为1-4mm。
本发明中，滤料层40的滤料粒径为1-3mm。
本发明中，第一提升气管18、第二提升气管52、第三提升气管55、第一反冲洗气管31、第二反冲洗气管37、第三反冲洗气管42、空气管45上均连接有空气闸阀和空气电磁阀，第一反冲洗水管30、第二反冲洗水管36、第三反冲洗水管43上均连接有出水闸阀和出水电磁阀，反冲洗废水排出口47处连接有出水电磁阀。
与已有生物滤池技术相比，本发明的有益效果体现在：
1一体化设计：集调节池、初沉池、缺氧生物滤池、好氧生物滤池、清水池、储泥池于一体，真正意义上实现整个污水处理系统(全过程)意义上的一体化，整体结构紧凑，简化了系统管路，节省了占地面积和加工材料，降低了成本。
2调节池的污水提升、初沉池的污泥提升以及硝化液回流均通过空气提升器实现，好氧生物滤池的曝气、空气提升器及反冲洗用气均通过一台鼓风机来实现供应，控制容易，并极大地减少电气设备，降低投资和运行费用。
3本发明缺氧生物滤池、好氧生物滤池以及清水池为同心圆弧形结构，布水均匀，可减少死角。
4本发明为A/O串联生物滤池工艺，其中A段滤池采用下向流式，截污堵塞后反冲洗容易;0段采用气、液同向上升流式，不易堵塞，反冲洗周期长。
5本发明缺氧生物滤池采用下向流式，并根据截留和去除污染物质规律，通过滤网将缺氧生物滤池滤料分为两段，上段滤料粒径较下段大，可提高滤池纳污容量，减缓堵塞。同时，两段独立设有反冲洗气、水管，可实现分段、分时反冲洗，不仅运行灵活，反冲洗水用量小，还充分利用下段滤料的截污容量，避免了反冲洗对下段滤料生物膜的破坏和过分洗脱而影响出水水质。反冲洗废水可直接从滤池侧壁上部流入调节池，操作方便。
6本发明设置了储泥池，排泥周期较长(为半年)，便于管理。
7本发明可实现产品化，加工及现场安装简便，土建施工量小，投资省。
8本发明针对农村分散式污水排放特征而设计，具有高效、低耗去除有机物、脱氮等功能，运行稳定、投资运行费用小、管理简便等优点，适用于农村分散污水处理。