叠层组装式污水处理生物反应器及其方法

　　申请日2018.09.06

　　公开(公告)日2018.11.30

　　IPC分类号C02F3/30; C02F101/10; C02F101/16; C02F101/38

　　摘要

　　本发明公开了一种叠层组装式污水处理生物反应器及其方法，属于污水处理领域。本发明是由多种填料模块分层、分隔叠装构建而成的塔式生物过滤装置，采用序批进水，水循环方式运行。填料塔采用好氧层与厌氧层交替的形式，实现污水的脱氮除磷。污水通过循环泵在填料塔中多次循环处理，提高了污水的水力停留时间、减少了因布水不匀而产生的死角，可大大提高污水处理效率。装置的运行模式为间歇性运行，有进水、循环、出水三个阶段，填料塔中各层可根据污水处理的具体情况，设置不同的交叠层以及不同层高。本发明装置结构简单、占地面积小，并且可根据实地情况灵活组装，能有效运用于各类分散式生活污水、农家乐污水以及其它分散式污水的生物处理。

　　权利要求书

　　1.一种叠层组装式污水处理生物反应器，其特征在于，包括进水缓冲池(1)、循环储水池(3)和生物填料塔;所述的进水缓冲池(1)中设有提升泵(2)，提升泵(2)的出水口通过管道与循环储水池(3)相连;所述循环储水池(3)位于生物填料塔的底部，且循环储水池(3)中设有循环泵(4)，循环泵(4)的出水口通过管道连接布水装置(13)，布水装置(13)设置于生物填料塔的塔顶;所述生物填料塔的结构主体由若干个填料支架层叠组装而成，其顶部为布水填料层支架(16)，布水填料层支架(16)下方设有若干组交替布置的好氧填料层支架(17)和厌氧填料层支架(18)，布水填料层支架(16)、好氧填料层支架(17)、厌氧填料层支架(18)中分别装填有布水填料层(8)、好氧填料层(9)、厌氧填料层(10);至少一层好氧填料层(9)中铺设有连通风机(14)的通气管(13)，且塔内的各厌氧填料层(10)之间设有通气道，使各好氧填料层(9)之间能形成空气流通;各填料层侧壁边缘采用密封圈包围实现防漏，相邻填料层之间设有用于层间污水通行的布水孔，泵入塔顶的污水从塔底重新回流至循环储水池(3)中;循环储水池(3)中设有出水管(15)。

　　2.根据权利要求1所述的叠层组装式污水处理生物反应器，其特征在于，所述的生物填料塔中，交替布置的好氧填料层支架(17)和厌氧填料层支架(18)下方还设有辅助填料层支架(19)，辅助填料层支架(19)中填充有强化脱磷填料层(11)和/或集水盘层(12)。

　　3.根据权利要求1所述的叠层组装式污水处理生物反应器，其特征在于，所述的循环储水池(3)中设有用于检测水质参数的水质检测仪(21)。

　　4.根据权利要求1所述的叠层组装式污水处理生物反应器，其特征在于，所述的循环泵(4)与布水装置(13)之间的管道上设有止回阀(5)和流量计(6)。

　　5.根据权利要求1所述的叠层组装式污水处理生物反应器，其特征在于，所述的生物填料塔中，布水填料层支架(16)、好氧填料层支架(17)、厌氧填料层支架(18)、辅助填料层支架(19)和支撑架(20)之间通过螺栓进行连接。

　　6.根据权利要求1所述的叠层组装式污水处理生物反应器，其特征在于，所述的出水管(15)上设有控制出水的电磁阀。

　　7.根据权利要求1所述的叠层组装式污水处理生物反应器，其特征在于，所述的布水装置(7)为穿孔管或者喷头，所述布水填料层(8)采用的填料为鹅卵石或碎石。

　　8.根据权利要求1所述的叠层组装式污水处理生物反应器，其特征在于，所述的集水盘层(12)空置或填有粒径3-5cm的鹅卵石，用于收集来自上方填料层的污水。

　　9.根据权利要求1所述的叠层组装式污水处理生物反应器，其特征在于，所述的好氧填料层(9)由直径3-10mm的沸石、蛭石、砂、石灰石、竹木颗粒物、树脂、陶粒中的一种或多种混合而成;所述的厌氧填料层(10)由砂、发酵有机物、铁粒、炭、竹木粉、氧化铁粉、石灰石粉、粉煤灰、发泡填料、厌氧微生物菌剂中的一种或多种混合而成;所述的强化脱磷填料层(11)为表面附着有固磷物质的固体惰性材料。

　　10.一种利用如权利要求1所述生物反应器的污水处理方法，其特征在于，将待处理的污水收集于进水缓冲池(1)中，以序批式进水的方式分批输送至循环储水池(3)中进行水循环处理;其具体步骤为：

　　当循环储水池(3)内液位达到设置的下限后，运行提升泵(2)，将进水缓冲池(1)内部的污水输送至循环储水池(3)，当输送的水量达到设置的上限后，提升泵(2)停止工作，运行循环泵(4)，将循环储水池(3)内的污水输送至生物填料塔顶部，并通过布水装置(7)将污水均匀分布至布水填料层(8)中，使污水沿生物填料塔逐层向下流动;利用风机(14)向各好氧填料层(9)中持续供氧，使污水在塔内向下流动过程中依次进行好氧厌氧交替处理，实现脱氮除磷，然后再视出水水质要求使污水进入强化脱磷填料层(11)中进行强化脱磷处理;塔内的污水经过内部填料的一次处理后，重新进入循环储水池(3)并进行循环处理;在循环处理过程中，通过水质检测仪(21)在线检测循环储水池(3)内的水质参数，当水质参数达标后打开出水管(15)上的电磁阀排出循环储水池(3)内的污水;当循环储水池(3)内部的液位达到下限后，电磁阀关闭，提升泵(2)再次开始工作，再次泵入下一批待处理的污水，继续循环处理。

　　说明书

　　叠层组装式污水处理生物反应器及其方法

　　技术领域

　　本发明属于污水处理领域，具体涉及一种由多层填料、可组装式、模块化的污水处理生物反应器。

　　背景技术

　　我国存在大量分散的污水源，典型的分散水污染源如农村生活污水、农家乐污水、旅游区公厕、乡村垃圾中转站等。由于在技术上存在缺陷，这类污水常得不到处理或处理水质达不到功能区要求。目前采用的技术也存在投资大、维护和操作缺乏专业人员管理等缺点，不太适宜当前分散式污水处理的要求。目前，生物滤池工艺相对来说比较适应于这类冲击负荷大、水质水量不稳定的场合。但在实际处理运用中，大多涉及大量土建工程，其存在占地面积大、基建费用高、建设工期长、对水量水质及可用地适应性差等缺点限制了该工艺的运用。针对以上问题，本发明构建了层叠组装式污水处理生物反应器，开发了多种介质复合而成的功能填料，利用填料塔层状结构，构建了层叠组装式填料塔，是一种可以进行工厂化生产的污水处理设备，不仅减少了占地面积，还方便了设备的运输、组装、施工，大大缩短了施工工期。设备采用了程序控制系统，可实现设备管理自动化、远程化，提高了运维效率。

　　发明内容

　　本发明的目的在于解决现有技术中存在的问题，并提供一种叠层组装式污水处理生物反应器。

　　本发明所采用的具体技术方案如下：

　　一种叠层组装式污水处理生物反应器，其包括进水缓冲池、循环储水池和生物填料塔;所述的进水缓冲池中设有提升泵，提升泵的出水口通过管道与循环储水池相连;所述循环储水池位于生物填料塔的底部，且循环储水池中设有循环泵，循环泵的出水口通过管道连接布水装置，布水装置设置于生物填料塔的塔顶;所述生物填料塔的结构主体由若干个填料支架层叠组装而成，其顶部为布水填料层支架，布水填料层支架下方设有若干组交替布置的好氧填料层支架和厌氧填料层支架，布水填料层支架、好氧填料层支架、厌氧填料层支架中分别装填有布水填料层、好氧填料层、厌氧填料层;至少一层好氧填料层中铺设有连通风机的通气管，且塔内的各厌氧填料层之间设有通气道，使各好氧填料层之间能形成空气流通;各填料层侧壁边缘采用密封圈包围实现防漏，相邻填料层之间设有用于层间污水通行的布水孔，泵入塔顶的污水从塔底重新回流至循环储水池中;循环储水池中设有出水管。

　　本发明是由多种填料模块分层、分隔叠装构建而成的塔式生物过滤装置，可采用序批进水，水循环方式运行。填料塔采用好氧层与厌氧层交替的形式，实现污水的脱氮除磷。污水通过循环泵在填料塔中多次循环处理，提高了污水的水力停留时间、减少了因布水不匀而产生的死角，可大大提高污水处理效率。填料塔每层之间可拆卸式拼接，可根据污水本身的污染物浓度、特性、出水水质要求、可用地面积等设置不同的交叠层以及不同层高。

　　作为优选，所述的生物填料塔中，交替布置的好氧填料层支架和厌氧填料层支架下方还设有辅助填料层支架，辅助填料层支架中填充有强化脱磷填料层和/或集水盘层。

　　作为优选，所述的循环储水池中设有用于检测水质参数的水质检测仪。

　　作为优选，所述的循环泵与布水装置之间的管道上设有止回阀和流量计。

　　作为优选，所述的生物填料塔中，布水填料层支架、好氧填料层支架、厌氧填料层支架、辅助填料层支架和支撑架之间通过螺栓进行连接。

　　作为优选，所述的出水管上设有控制出水的电磁阀。

　　作为优选，所述的布水装置为穿孔管或者喷头，所述布水填料层采用的填料为鹅卵石或碎石。

　　作为优选，所述的集水盘层空置或填有粒径3-5cm的鹅卵石，用于收集来自上方填料层的污水。

　　作为优选，所述的好氧填料层由直径3-10mm的沸石、蛭石、砂、石灰石、竹木颗粒物、树脂、陶粒中的一种或多种混合而成;所述的厌氧填料层由砂、发酵有机物、铁粒、炭、竹木粉、氧化铁粉、石灰石粉、粉煤灰、发泡填料、厌氧微生物菌剂中的一种或多种混合而成;所述的强化脱磷填料层为表面附着有固磷物质的固体惰性材料。

　　本发明的另一目的在于提供一种利用上述生物反应器的污水处理方法，该方法将待处理的污水收集于进水缓冲池中，以序批式进水的方式分批输送至循环储水池中进行水循环处理;其具体步骤为：

　　当循环储水池内液位达到设置的下限后，运行提升泵，将进水缓冲池内部的污水输送至循环储水池，当输送的水量达到设置的上限后，提升泵停止工作，运行循环泵，将循环储水池内的污水输送至生物填料塔顶部，并通过布水装置将污水均匀分布至布水填料层中，使污水沿生物填料塔逐层向下流动;利用风机向各好氧填料层中持续供氧，使污水在塔内向下流动过程中依次进行好氧厌氧交替处理，实现脱氮除磷，然后再视出水水质要求使污水进入强化脱磷填料层中进行强化脱磷处理;塔内的污水经过内部填料的一次处理后，重新进入循环储水池并进行循环处理;在循环处理过程中，通过水质检测仪在线检测循环储水池内的水质参数，当水质参数达标后打开出水管上的电磁阀排出循环储水池内的污水;当循环储水池内部的液位达到下限后，电磁阀关闭，提升泵再次开始工作，再次泵入下一批待处理的污水，继续循环处理。

　　本发明的生物反应器的填料塔内部由多种功能填料复合形成层叠组装结构，实现了不同特性污水的处理，且该反应器采用序批进水，水循环方式运行，可有效减少占地面积，降低施工难度。

　　本发明具有如下优点：

　　1.本发明的生物填料塔采用了好氧层与厌氧层多次交替排列的结构，大大强化了常规生物滤池的效率，尤其是对氨氮与总氮脱除，具有很好的效率。设备对好氧层进行了强制通风曝气，更有利于脱氮除磷和有机物的去除。

　　2.本发明的生物填料塔为多层组装构成，便于运输与安装施工，更能适应于不同的立地场景和不同的水质要求能广泛应用。