專利名稱：城市污水綜合處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及到環(huán)保設(shè)備領(lǐng)域，特指一種城市污水綜合處理裝置。
背景技術(shù)：
目前，對比好氧生物處理技術(shù)，厭氧處理的優(yōu)勢在于(1)不需要供氧，節(jié)省操作費(fèi)用；(2)污泥產(chǎn)生量比好氧過程少3～20倍，污泥易處理；(3)投資少，容易維護(hù)等。而且，厭氧過程產(chǎn)生沼氣，使貯存在有機(jī)物中的能量得到回收。隨著中國城市化進(jìn)程，城市廢水的排放量越來越大，厭氧反應(yīng)器也將會被廣泛的應(yīng)用于城市污水處理領(lǐng)域。
厭氧處理由于沒有氧氣的供應(yīng)，污水中的氨氮不能通過硝化作用轉(zhuǎn)化成硝酸氮和亞硝酸氮，使反硝化作用無法進(jìn)行，因此水中的氨氮無法去除，導(dǎo)致一般的厭氧反應(yīng)的出水氨氮的濃度都很高。同樣，聚磷菌需要厭氧和好氧交替進(jìn)行，才能達(dá)到磷的去除，單獨(dú)厭氧環(huán)境，無法去除鱗。因此在眾多領(lǐng)域，大多使用厭氧工藝和好氧工藝相結(jié)合來處理高濃度廢水，首先利用厭氧處理有很強(qiáng)的耐有機(jī)負(fù)荷能力的特點，對高濃度廢水做預(yù)處理，然后再使用好氧處理，來解決剩余有機(jī)物、氨氮和磷的去處。但對于城市廢水來說，本來濃度就很低，如果先應(yīng)用厭氧處理再使用好氧處理，將會增加處理成本。因此對于低濃度城市污水來說，也沒有必要使用好氧與厭氧兩種工藝結(jié)合的辦法。然而厭氧工藝對比好氧工藝的優(yōu)點是很明顯的，如何直接應(yīng)用厭氧工藝來處理城市廢水是需要解決的問題。
EGSB(厭氧膨脹顆粒污泥床)是一種新型的厭氧反應(yīng)器，它能使反應(yīng)器內(nèi)產(chǎn)生較高的上升流速，使顆粒污泥呈膨脹狀態(tài)，保持污水和微生物良好的接觸狀態(tài)，能適應(yīng)各種COD濃度。對低濃度城市廢水來說，EGSB反應(yīng)器能保證很好的處理效果。但國內(nèi)還沒有EGSB在實際工程上的應(yīng)用，主要就是因為出水氨氮和磷的濃度高，厭氧微生物生長慢，循環(huán)水不能有效的利用水泵泵入反應(yīng)器，反應(yīng)器中接種的污泥的膨脹狀態(tài)不好，容易發(fā)生溝流現(xiàn)象，污水和污泥不能更好的接觸，特別對于低濃度城市廢水來說，污水和污泥的充分接觸非常重要。以前通常使用的吸附柱填料是活性炭，但活性炭吸附柱對氨氮的波動緩沖弱，表現(xiàn)為進(jìn)水氨氮升高，出水氨氮也升高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題就在于針對現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種能適應(yīng)低濃度的城市污水、能有效的降解COD、并且能有效解決厭氧生物處理不能脫氮除磷的缺點，使出水COD、氨氮和磷均能達(dá)到城市污水處理一級排放標(biāo)準(zhǔn)的城市污水綜合處理裝置。
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出的解決方案為一種城市污水綜合處理裝置，它包括進(jìn)水水箱、反應(yīng)器、吸附柱和處理水箱，所述反應(yīng)器底部的進(jìn)水口通過管路與進(jìn)水水箱相連，反應(yīng)器頂部的出水口通過管路與處理水箱相連；反應(yīng)器底部的進(jìn)水口處設(shè)有反應(yīng)器篩板，反應(yīng)器頂部的出水口處設(shè)有三相分離器，吸附柱設(shè)置于反應(yīng)器與處理水箱之間，其特征在于所述吸附柱中部的填充物為沸石，吸附柱進(jìn)水口處和吸附柱出水口處均裝有篩板。
所述反應(yīng)器外壁包裹設(shè)有一水浴套，該水浴套由水浴套外壁和裝設(shè)于水浴套外壁內(nèi)的一定溫度的熱水組成，水浴套外壁上開設(shè)有進(jìn)水口和出水口，該進(jìn)水口和出水口分別通過管路與處理水箱相連。
所述處理水箱分成三腔，一腔為加熱腔，一腔為循環(huán)腔，還有一腔為出水腔，三個腔體之間用隔板隔開，其中循環(huán)腔與出水腔之間的隔板上開設(shè)有溢流孔，出水腔壁上開設(shè)有與外界相通的出水口；循環(huán)腔的兩端分別通過管路與吸附柱和反應(yīng)器相連；加熱腔內(nèi)設(shè)有加熱裝置，加熱腔的兩端分別通過管路與水浴套的進(jìn)水口和出水口相連。
所述反應(yīng)器篩板分為兩層，順著進(jìn)水水流的方向分別布置有第一篩板和第二篩板，第一篩板上開設(shè)的篩孔為圓柱形，其進(jìn)水面口徑與出水面口徑一樣；第二篩板的篩孔為圓錐形，其口徑順著水流方向逐漸變窄。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點就在于1、本發(fā)明城市污水綜合處理裝置的吸附柱以沸石作為填料填充，該沸石吸附柱對氨氮的峰值卻有很好的削減作用，出水氨氮一直很低；飽和的沸石可以用5％的NaCl再生，重復(fù)使用，使用后的再生液可以制作氮肥；吸附柱的下部進(jìn)口處和上部出口處裝有篩板，因為反應(yīng)器出水流量大，因此，進(jìn)入吸附柱的流速也就高，下部進(jìn)口處的篩板保證布水均勻，上部出口出的篩板防止流速太大造成沸石的流失，影響吸附效果；2、本發(fā)明城市污水綜合處理裝置的反應(yīng)器篩板采用雙層篩板設(shè)計，第一篩板上開設(shè)的篩孔為圓柱形，進(jìn)水面口徑與出水面口徑一樣，使進(jìn)水箱流向反應(yīng)器的水流布水和流速均勻，而第二篩板上開設(shè)的篩孔為圓錐形，進(jìn)水面口徑大于出水面口徑。通過第一篩板和第二篩板的組合使用，實現(xiàn)了布水均勻，增加了水流進(jìn)入反應(yīng)器的流速，增強(qiáng)了水流在反應(yīng)器內(nèi)的上升流速，保證了污泥與有機(jī)物充分的接觸，增強(qiáng)了處理效果；3、本發(fā)明城市污水綜合處理裝置在反應(yīng)器的外壁上包裹設(shè)有水浴套，且該水浴套與處理水箱中的加熱腔連通，形成內(nèi)循環(huán)，且能利用加熱腔內(nèi)的加熱裝置保持循環(huán)水的溫度恒定，從而利用該水浴套內(nèi)的恒定溫度的水，使反應(yīng)器始終工作于恒定的溫度下，使接種污泥中的微生物能在最適宜的溫度下生長，提高微生物降解有機(jī)物的能力和生長速度；4、本發(fā)明城市污水綜合處理裝置的處理水箱分成加熱腔、循環(huán)腔和出水腔，三個腔體之間用隔板隔開，其中循環(huán)腔與出水腔之間的隔板上開設(shè)有溢流孔，當(dāng)循環(huán)腔內(nèi)的水過多時，上升到溢流孔的水位高度后則會自動通過溢流孔排放到出水腔內(nèi)，從出水腔開設(shè)的出口流出，這樣就不用在反應(yīng)器上直接開出水口，使空氣不易進(jìn)入，不但簡化了反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)，還進(jìn)一步保證了整個反應(yīng)器始終處于厭氧狀態(tài)，增加了厭氧反應(yīng)的效果，另外出水循環(huán)還可以把未降解的有機(jī)物進(jìn)一步降解，還保證了進(jìn)水的營養(yǎng)。循環(huán)腔的兩端分別通過管路與吸附柱和反應(yīng)器相連，使經(jīng)過反應(yīng)器和吸附柱的水又返回到反應(yīng)器內(nèi)，形成循環(huán)，這些循環(huán)水的作用就是增加上升流速，使污泥充分膨脹起來。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明反應(yīng)器三相分離器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是圖2中A-A的剖面示意圖；圖4是本發(fā)明反應(yīng)器底部的局部放大示意圖；圖5是圖4中B-B的剖面示意圖；圖6是圖4中C-C的剖面示意圖；圖7是本發(fā)明吸附柱的結(jié)構(gòu)示意圖；圖8是本發(fā)明處理水箱的俯視剖視示意圖；圖9是本發(fā)明處理水箱中隔板的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖例說明1、進(jìn)水水箱 2、反應(yīng)器21、進(jìn)水口 22、出水口31、第一層篩板 32、第二層篩板33、篩孔 4、吸附柱41、填充物 42、篩板43、吸附柱進(jìn)水口 44、吸附柱出水口5、處理水箱 51、加熱腔52、循環(huán)腔 53、出水腔54、溢流孔 55、排水口56、隔板 6、水浴套61、水浴套外壁 62、熱水7、三相分離器71、出氣管
72、固相分離坡 8、循環(huán)水管具體實施方式
以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。
如圖1所示，本發(fā)明的城市污水綜合處理裝置包括進(jìn)水水箱1、反應(yīng)器2、吸附柱4和處理水箱5，其中反應(yīng)器2底部的進(jìn)水口21通過管路與進(jìn)水水箱1相連，反應(yīng)器2頂部的出水口22通過管路與處理水箱5相連；反應(yīng)器2底部的進(jìn)水口21處設(shè)有反應(yīng)器篩板，反應(yīng)器2頂部的出水口22處設(shè)有三相分離器7，在反應(yīng)器2與處理水箱5之間另設(shè)有一吸附柱4。在反應(yīng)器2外壁的外側(cè)上包裹有一水浴套6，該水浴套6由水浴套外壁61和裝設(shè)于水浴套外壁61內(nèi)的一定溫度的熱水62，水浴套61外壁上開設(shè)有進(jìn)水口和出水口，該進(jìn)水口和出水口分別通過管路與處理水箱5相連，形成水循環(huán)。利用該水浴套6內(nèi)的恒定溫度的熱水62，能夠使反應(yīng)器2始終工作于恒定的溫度下，從而使接種污泥中的微生物能在最適宜的溫度下生長，提高微生物降解有機(jī)物的能力。
如圖2所示，本發(fā)明的三相分離器7采用倒置漏斗形狀，其中部設(shè)有一出氣管71，進(jìn)入反應(yīng)器2的原水經(jīng)過反應(yīng)器2的處理后，液態(tài)的水將通過三相分離器7出水口流出，通過管路流向與反應(yīng)器2相連的吸附柱4，氣態(tài)的物質(zhì)則將進(jìn)入三相分離器7中部倒置漏斗隨出氣管71排出，污泥和懸浮物通過固相分離坡72重新回到反應(yīng)器2中。
如圖4、圖5和圖6所示，該反應(yīng)器篩板為雙層板設(shè)計，順著進(jìn)水水流的方向分別布置有第一篩板31和第二篩板32(圖中箭頭方向即為進(jìn)水水流的方向)，第一篩板31上開設(shè)的篩孔33為圓柱形，進(jìn)水面口徑與出水面口徑一樣，使進(jìn)水水箱1流向反應(yīng)器2的水流布水和流速均勻，而第二篩板32上開設(shè)的篩孔33為圓錐形，進(jìn)水面口徑大于出水面口徑。如果僅有第一篩板31的話，由于圓柱形篩孔33不但將水流的速度變得均勻，而且也將使水流速度變慢，從而使得篩孔33容易被反應(yīng)器2中的污泥堵住，很容易發(fā)生“溝流”現(xiàn)象；而第二篩板32的篩孔33為圓錐形，且其口徑順著水流方向逐漸變窄，因此當(dāng)水流流過時，水流速度會不斷變快，這樣很容易就把堵住篩孔33的污泥沖出，有效避免了“溝流”現(xiàn)象的發(fā)生。第一篩板31和第二篩板32的組合使用，實現(xiàn)了布水均勻，增加了水流進(jìn)入反應(yīng)器2的流速，增強(qiáng)了水流在反應(yīng)器2內(nèi)的上升流速，保證了污泥與有機(jī)物充分的接觸，增強(qiáng)了處理效果。
如圖7所示，本發(fā)明的吸附柱4呈管狀，采用上流式，其下部的吸附柱進(jìn)水口43與反應(yīng)器2出口處三相分離器7的出水口相連，上部的吸附柱出水口44則通過管路與處理水箱5相連。吸附柱進(jìn)水口43處和吸附柱出水口44處裝有篩板42。因為反應(yīng)器2出水流量大，因此，進(jìn)入吸附柱4的流速也就高，下部進(jìn)口處的篩板42能夠保證布水均勻，上部出口處的篩板42能夠防止流速太大造成沸石的流失，影響吸附效果。吸附柱4中間的填充物41為沸石，本發(fā)明沸石吸附柱4的作用在于1.離子交換去除氨氮。沸石是一種多孔硅鋁酸鹽，其結(jié)晶構(gòu)造中主要由SiO四面體組成，其中部分Si4+為Al3+所取代，導(dǎo)致電荷過剩。因此，決定了它有吸附和離子交換等性質(zhì)。沸石特殊的結(jié)構(gòu)使其對胺氮有很強(qiáng)的離子交換作用。沸石對陽離子的交換順序為Cs+＞Rb+＞K+＞NH4+＞Ba2+＞Sr2+＞Na+＞Ca2+＞Fe3+＞Al3+＞Mg2+＞Li+，從而可以看出沸石對氨氮有很強(qiáng)的選擇吸附能力。2.吸附去除磷。沸石內(nèi)的大孔可以吸附并儲存大量的分子，因此可以吸附磷酸鹽，實現(xiàn)磷的去除。3.去除異味。4.去除出水的懸浮物和膠體，使出水清澈。5.提高出水PH值，提高堿度，同時也就增加了循環(huán)水對進(jìn)水的緩沖能力。特別對于低PH值的污水以及出水酸化現(xiàn)象有很好的緩沖作用。這是因為水中除了存在NH4+～N，還有NH3·H2O。NH3·H2O和NH4+～N處于平衡狀態(tài)。平衡方程為。沸石吸附了NH4+，會造成平衡向右移動，這樣必然增加了OH-的濃度，導(dǎo)致出水PH值升高。
如圖8和圖9所示，本發(fā)明的處理水箱5分成三腔，一腔為加熱腔51，一腔為循環(huán)腔52，還有一腔為出水腔53，三個腔體之間用隔板56隔開，其中循環(huán)腔52與出水腔53之間的隔板56上開設(shè)有溢流孔54，當(dāng)循環(huán)腔52內(nèi)的水過多時，上升到溢流孔54的水位高度后則會自動通過溢流孔54排放到出水腔53內(nèi)，從出水腔53開設(shè)的與外界連通的排水口55流出，這樣就不用在反應(yīng)器2上直接開與外界連通的出水口，使空氣不易進(jìn)入，不但簡化了反應(yīng)器2的結(jié)構(gòu)，還進(jìn)一步保證了整個反應(yīng)器2始終處于厭氧狀態(tài)，增加了厭氧反應(yīng)的效果，另外出水循環(huán)還可以把未降解的有機(jī)物進(jìn)一步降解，還保證了進(jìn)水的營養(yǎng)。循環(huán)腔52的兩端分別通過管路與吸附柱4和反應(yīng)器2相連，使經(jīng)過反應(yīng)器2和吸附柱4的水又返回到反應(yīng)器2內(nèi)，形成循環(huán)，這些循環(huán)水的作用就是增加上升流速，使污泥充分膨脹起來。因此，循環(huán)水是否充足很重要。加熱腔51內(nèi)設(shè)有加熱裝置，加熱腔51的兩端分別通過管路與水浴套6的進(jìn)水口和出水口相連，形成內(nèi)部循環(huán)，通過加熱裝置，使該循環(huán)內(nèi)的水始終保持恒定溫度。
利用本發(fā)明的裝置處理城市污水的流程為參見圖1和圖8以及圖1中的水流方向(箭頭方向)，原水(需要處理的城市污水)存于進(jìn)水水箱1，用水泵泵入反應(yīng)器2，在反應(yīng)器2的反應(yīng)區(qū)內(nèi)接種厭氧顆粒污泥，污水中的有機(jī)物通過污泥中微生物的降解得到去除，產(chǎn)生的甲烷，二氧化碳等氣體通過三相分離器7集氣罩分離，再通過出氣管71排出，部分固體懸浮物通過三相分離器7的固體分離坡72分離，回到反應(yīng)器2中；液態(tài)水則通過出水口流出，然后進(jìn)入沸石吸附柱4，通過沸石吸附柱4的出水流入到循環(huán)水腔52中，循環(huán)水腔52中的水泵再把水泵入到反應(yīng)器2中，以增加水流上升流速，使污泥膨脹起來。多余的水通過循環(huán)腔52和出水腔53之間隔板56上的溢流孔54流出，排入到自然環(huán)境中。原水進(jìn)水和循環(huán)水進(jìn)水的管路上還可進(jìn)一步安裝流量計，以控制流量和負(fù)荷，達(dá)到最好的處理效果。加熱腔51通過水管進(jìn)入水浴套6，再通過水管流回加熱腔51，實現(xiàn)循環(huán)。加熱腔51中設(shè)有加熱裝置，比如溫控儀，從而可以控制進(jìn)入水浴套中熱水的溫度，從而使反應(yīng)器2中接種污泥中的微生物能在最適宜的溫度下生長，提高了微生物降解有機(jī)物的能力。
權(quán)利要求
1.一種城市污水綜合處理裝置，它包括進(jìn)水水箱(1)、反應(yīng)器(2)、吸附柱(4)和處理水箱(5)，所述反應(yīng)器(2)底部的進(jìn)水口(21)通過管路與進(jìn)水水箱(1)相連，反應(yīng)器(2)頂部的出水口(22)通過管路與處理水箱(5)相連；反應(yīng)器(2)底部的進(jìn)水口(21)處設(shè)有反應(yīng)器篩板，反應(yīng)器(2)頂部出水口(22)處設(shè)有三相分離器(7)，吸附柱(4)設(shè)置于反應(yīng)器(2)與處理水箱(5)之間，其特征在于所述吸附柱(4)中部的填充物(41)為沸石，吸附柱進(jìn)水口(43)處和吸附柱出水口(44)處均裝有篩板(42)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的城市污水綜合處理裝置，其特征在于所述反應(yīng)器(2)外壁包裹設(shè)有一水浴套(6)，該水浴套(6)由水浴套外壁(61)和裝設(shè)于水浴套外壁(61)內(nèi)的一定溫度的熱水(62)組成，水浴套外壁(61)上開設(shè)有進(jìn)水口和出水口，該進(jìn)水口和出水口分別通過管路與處理水箱(5)相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的城市污水綜合處理裝置，其特征在于所述處理水箱(5)分成三腔，一腔為加熱腔(51)，一腔為循環(huán)腔(52)，還有一腔為出水腔(53)，三個腔體之間用隔板(56)隔開，其中循環(huán)腔(52)與出水腔(53)之間的隔板(56)上開設(shè)有溢流孔(54)，出水腔(56)壁上開設(shè)有與外界相通的排水口(55)；循環(huán)腔(52)的兩端分別通過管路與吸附柱(4)和反應(yīng)器(2)相連；加熱腔(51)內(nèi)設(shè)有加熱裝置，加熱腔(51)的兩端分別通過管路與水浴套(6)的進(jìn)水口和出水口相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的城市污水綜合處理裝置，其特征在于所述反應(yīng)器篩板分為兩層，順著進(jìn)水水流的方向分別布置有第一篩板(31)和第二篩板(32)，第一篩板(31)上開設(shè)的篩孔(33)為圓柱形，其進(jìn)水面口徑與出水面口徑一樣；第二篩板(32)上開設(shè)的篩孔(33)為圓錐形，其口徑順著水流方向逐漸變窄。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的城市污水綜合處理裝置，其特征在于所述反應(yīng)器篩板分為兩層，順著進(jìn)水水流的方向分別布置有第一篩板(31)和第二篩板(32)，第一篩板(31)上開設(shè)的篩孔(33)為圓柱形，其進(jìn)水面口徑與出水面口徑一樣；第二篩板(32)上開設(shè)的篩孔(33)為圓錐形，其口徑順著水流方向逐漸變窄。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種城市污水綜合處理裝置，它包括進(jìn)水水箱、反應(yīng)器、吸附柱和處理水箱，所述反應(yīng)器底部的進(jìn)水口通過管路與進(jìn)水水箱相連，反應(yīng)器頂部的出水口通過管路與處理水箱相連；反應(yīng)器底部的進(jìn)水口處設(shè)有反應(yīng)器篩板，反應(yīng)器頂部的出水口處設(shè)有三相分離器，吸附柱設(shè)置于反應(yīng)器與處理水箱之間，該吸附柱中部的填充物為沸石。吸附柱進(jìn)水口處和吸附柱出水口處裝有篩板。本發(fā)明是一種能適應(yīng)低濃度的城市污水、能有效地降解COD、并且能有效解決厭氧生物處理不能脫氮除磷的缺點，使出水COD、氨氮和磷均能達(dá)到城市污水處理一級排放標(biāo)準(zhǔn)的城市污水綜合處理裝置。
文檔編號C02F3/28GK1792878SQ20051003255
公開日2006年6月28日 申請日期2005年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月15日
發(fā)明者郭亮, 李小明, 曾光明, 楊麒, 管慧玲 申請人:湖南大學(xué)