申请日2009.08.03
公开(公告)日2010.05.12
IPC分类号C02F9/14; H02J7/00; C02F1/42; C02F3/30; C02F1/28; H02M7/42
摘要
本实用新型是一种宾馆和居民小区污水的集成式处理装置，是由多点进水器、太阳能光伏组件、光伏控制器、蓄电池组、逆变器、曝气机及动力源、曝气管、好氧池进水器、脱氮除磷进水器、沸石滤池出水口、卵石垫层、沸石、组合填料、弹性填料、生物反应器池体组成，太阳能光伏组件将太阳能转换为动力，再通过光伏控制器、蓄电池组、逆变器想曝气机及动力源供电，节省了电费，降低了运行成本，有利于环保;生物反应器的厌氧水解单元、好氧处理单元和沸石过滤单元启动污水处理工艺后，对氨氮和有机物的去除率均达到85%以上，出水可达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)的一级排放标准，该装置可组合为整体设备，也可分为太阳能动力模块、厌氧模块与好氧模块。
权利要求书
1.一种宾馆和居民小区污水的集成式处理装置，其特征在于：是由多点进水器、太阳能光伏组件、光伏控制器、蓄电池组、逆变器、曝气机及动力源、曝气管、好氧池进水器、脱氮除磷进水器、沸石滤池出水口、卵石垫层、沸石、组合填料、弹性填料、生物反应器池体组成，其中，太阳能光伏组件通过光伏控制器向蓄电池组供电，及太阳能光伏组件通过光伏控制器和逆变器向曝气机及动力源供电，蓄电池组的直流电通过逆变器转换成交流电向曝气机及动力源供电;生物反应器池体依次是由厌氧水解单元、好氧处理单元和沸石过滤单元组成，厌氧水解单元中挂有弹性填料，好氧处理单元中填充有组合填料，沸石过滤单元中的底层填充有卵石垫层，上层填充有沸石，沸石过滤单元中设置有脱氮除磷进水器，该脱氮除磷进水器的下端横管位于沸石过滤单元的底部，沸石过滤单元的上部设置有沸石滤池出水口，曝气机的曝气管与好氧池进水器连通，好氧池进水器的下端横管位于好氧处理单元的底部，多点进水器与厌氧水解单元连通，多点进水器的下端横管位于厌氧水解单元的底部，厌氧水解单元与好氧处理单元之间及好氧处理单元与沸石过滤单元之间以溢流的方式实现水的循环。
2.根据权利要求1所述的一种宾馆和居民小区污水的集成式处理装置，其特征在于：所述的沸石为氯化钠改性沸石。
3.根据权利要求1所述的一种宾馆和居民小区污水的集成式处理装置，其特征在于：所述的弹性填料是由变形聚乙烯塑料制成。
说明书
宾馆和居民小区污水的集成式处理装置
技术领域
本实用新型涉及一种污水处理装置，特别涉及一种宾馆和居民小区污水的集成式处理装置。
背景技术
目前，在宾馆和小区采用较为常用的污水处理工艺，该工艺的流程是：污水→调节池→初次沉淀池→生物接触氧化池→二次沉淀池→出水等，主要对污水中的有机物进行处理，该工艺存在的问题是：(1)采用传统的初次沉淀池对有机物的去除率不高;(2)二次沉淀池占地面积大，难以维护;(3)为达到较好的污水处理效果，需要较大的动力即功率较大的水泵、曝气机，从而导致运行费用比较高。
发明内容
本实用新型的目的是为了解决常用的污水处理工艺中所采用的装置消耗能源较多的问题，而提供一种利用太阳能作为动力的宾馆和居民小区污水的集成式处理装置，太阳能是一种洁净的、可再生能源，使用太阳能作为动力，能减少煤发电带来的污染物及二氧化碳排放，有利于环境保护。
本实用新型是由多点进水器、太阳能光伏组件、光伏控制器、蓄电池组、逆变器、曝气机及动力源、曝气管、好氧池进水器、脱氮除磷进水器、沸石滤池出水口、卵石垫层、沸石、组合填料、弹性填料、生物反应器池体组成，其中，太阳能光伏组件通过光伏控制器向蓄电池组供电，及太阳能光伏组件通过光伏控制器和逆变器向曝气机及动力源供电，蓄电池组的直流电通过逆变器转换成交流电向曝气机及动力源供电;生物反应器池体依次是由厌氧水解单元、好氧处理单元和沸石过滤单元组成，厌氧水解单元中挂有弹性填料，好氧处理单元中填充有组合填料，沸石过滤单元中的底层填充有卵石垫层，上层填充有沸石，沸石过滤单元中设置有脱氮除磷进水器，该脱氮除磷进水器的下端横管位于沸石过滤单元的底部，沸石过滤单元的上部设置有沸石滤池出水口，曝气机的曝气管与好氧池进水器连通，好氧池进水器的下端横管位于好氧处理单元的底部，多点进水器与厌氧水解单元连通，多点进水器的下端横管位于厌氧水解单元的底部，厌氧水解单元与好氧处理单元之间及好氧处理单元与沸石过滤单元之间以溢流的方式实现水的循环。
本实用新型的工作过程是：废水经过集水池通过多点进水器进入本实用新型进行处理，多点进水的目的是提高系统的高效传质.废水首先进入厌氧水解单元中，挂有弹性填料，处理过程所使用的填料为弹性立体填料，是一种具有一定刚性又有一定柔性的立体状节能型填料，由变形聚乙烯塑料制成，具有特殊的结构和水力特性，每一个填料都是一个独立单元，都是一个小型布水器和小型布气器，具有较强的重新布水、布气的能力.填料上培养大量厌氧生物膜，填料要求填充率在45%以上，厌氧水解单元污水与弹性填料表面接触，一些复杂的不溶性的聚合物转化为简单的溶解性的单体或二聚体化合物，如淀粉在水体中被水解为葡萄糖，蛋白质被水解为二肤或氨基酸等.通过水解酸化和多点进水的联合作用，废水中大部分难降解有机物得到去除.水解反应发生后，有机物分子的极性和溶解度等都会发生改变，污水可生化性得到提高.HRT为3h，容积负荷在1.5～4.5kgBOD5/m3.d之间，此时SCOD的去除率可以达到40%。如果进一步控制系统内较为理想的微生物生存环境，如提高内废水的碱度(调节pH值为7.5～8.5)，则有可能使水解酸化工艺有机去除能力进一步提高。
经过厌氧水解处理后出水进入好氧处理单元中处理，曝气池由曝气管供氧，在好氧活性污泥法作用下进一步降解废水中残留有机物，好氧微生物在有溶解氧存在的条件下，摄取废水中的有机物为养料，进行呼吸作用与自身繁殖，从而有效的去除了污水中的有机污染物。以上这些水解酸化与曝气池相结合的工艺，其总的水力停留时间至少减少30%，曝气量减少50%，基建投资有所降低，运行费用降低35%。
好氧混合液的过滤利用它沸石过滤单元完成。混合液由脱氮除磷进水器从滤池底部进入，采用向上流方式，流速控制在30m/h以下，沸石过滤单元中填充改性沸石，利用氯化钠(NaCl)对沸石改型，沸石中Na+对NH4+的交换作用较强，该填料可看作一种组合了离子交换-同步硝化功能的新型填料。PH为7～8的条件下，改性沸石的交换吸附性能最好，通过离子交换和物理吸附的综合作用达到脱氮除磷的目的。正常运行过程中，混合液中污泥会被沸石填料床截留，保证较高流速条件下仍具有良好的过滤功能，表面负荷可取0.5～2.5m3/m2.h。沸石填料同时具备较强的脱氮除磷功能。通过出水管排放，排放出水进入湿地处理系统。该生物反应器将水解酸化工艺和生物接触氧化工艺各自的性能耦合，又经过混合型滤池和湿地的脱氮除磷，稳定运行后，对氨氮和有机物的去除率均达到85%以上。出水可达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)的一级排放标准。工艺整体高度集成，容易实现设备化生产，处理效率和稳定性高。
本实用新型采用太阳能光伏组件接收太阳能，通过光伏控制器对所发出的太阳能进行调节和控制，一方面把调整后的能量送往曝气机和动力泵，另一方面把多余的能量送往蓄电池组储存，当所发的电不能满足动力需要时，控制器又把蓄电池的电能送往动力源。蓄电池充满电后，控制器要控制蓄电池不被过充。当蓄电池所储存的电能放完时，控制器要控制蓄电池不被过、放电，保护蓄电池。蓄电池组的任务是贮能，以便在夜间或阴雨天保证对污水处理系统的动力连续供电。逆变器的功能是将太阳能发出的直流电转换为交流电，供交流动力源使用，逆变器是光伏发电系统的核心部件，该结构简单，容易制造获取大功率的装置。
本实用新型的工作的原理是：
经过集水池的生活污水，进入本实用新型的高效厌氧水解单元，在该单元，废水中难降解有机成分，如纤维素、木质素、油类、蛋白质，会在厌氧生物膜的水解作用下分解成小分子易降解的物质，使废水的可生化性得到明显提高，在厌氧单元的弹性立体填料上，分布着适应于该段水质的厌氧微生物，主要起到酸化的作用，最终达到高效的厌氧降解的作用;厌氧水解单元之后设置好氧活性污泥法工艺，在好氧条件下利用活性污泥对污水中的残留有机物进行进一步生物降解.本工艺独特之处在于活性污泥法工艺的动力来源于太阳能供应，活性污泥法工艺的固液分离功能不使用传统二次沉淀池，而是采用特殊设计的上流式沸石滤池单元既达到良好的固液分离功能，又可以强化系统的脱氮除磷功能，节省了占地面积，并可与生物处理部分集成设计，使工艺整体紧凑高效.集成式工艺的处理出水可达到《污水综合排放标准》(8978-1996)一级排放标准.
本实用新型的有益效果是：
1、将太阳能应用到本实用新型中以解决系统的动力驱动问题，即水泵、曝气机的供电，从节能、环保、节支等角度为解决宾馆、小区污水处理的动力问题开创一个新思路，具有良好的应用前景。
2、本实用新型的工作过程利用多点进水高效水解酸化装置作为一种有效的预处理工艺，水解池取代了传统的初次沉淀池，水解池对有机物的去除率远远高于传统的初沉池;本实用新型本着改善系统的水力特征为原则，设计了多点进水装置，在反应器中利用水流动的淘洗作用造成甲烷菌在反应器中难于繁殖，将厌氧处理控制在反应时间短的厌氧处理第一阶段和第二阶段，即在大量水解细菌、产酸菌作用下将不溶性有机物水解为溶解性有机物，将难生物降解的大分子聚合物转化为易生物降解的小分子物质。通过水力学措施加快了水解酸化工艺的传质过程，实现了传质的高效性，使系统的有机物去除率大大提高，减少了后续处理的负荷，而目在理化性质上发生了更大的变化，使污水更适宜后续处理，使后续处理在较短的时间内达到较为理想的效果。
3、本实用新型工作过程中的好氧处理采用活性污泥法工艺与沸石生物滤池单元相结合的方式，达到集成化设计，工艺出水可直接达到一级排放标准，节省投资和占地。好氧段主要用于去除大量的有机物和氨氮硝化。好氧段在提高填料上污泥数量的同时，也提高了活性污泥的泥龄，进而促使生长缓慢的硝化菌生长。通过改变填料的填充比，可有效地调控硝化菌的数量。好氧混合液的过滤采用本发明设计的沸石生物过滤单元完成。混合液采用上向流，流速控制在30m/h以下，过滤单元中设置改性沸石填料。正常运行过程中，混合液中污泥会被沸石填料床截留，保证较高流速条件下仍具有良好的过滤功能，表面负荷可取0.5～2.5m3/m2.h。应用沸石生物过滤单元处理低农村生活污水时，挂膜容易，水力停留时间短，处理效果稳定，不需要污泥回流，反应器体积紧凑，操作简单。
4、本实用新型具有良好的集成性，可组合为整体设备，亦可模块化分为太阳能动力模块、厌氧模块与好氧模块;本实用新型用于宾馆、小区污水的处理，出水可达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)一级排放标准。投资及运行成本较低，易于实现设备化，有良好的社会效益和经济效益。