專利名稱：無功耗有機(jī)污水處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及無功耗有機(jī)污水處理裝置。
在現(xiàn)有技術(shù)中，處理有機(jī)污水已有多種方法，如本人94.5.11日申請的，申請?zhí)枮?4238690.6的“反饋式好氧、缺氧法污水凈化設(shè)備”及94.5.12日，申請?zhí)枮?4238698.1的“間歇式活性污泥法污水凈化設(shè)備”就是二例。這二種方法及傳統(tǒng)的許多處理方法，都離不開用水泵將污水打入處理設(shè)備，然后用鼓風(fēng)機(jī)或水下爆氣機(jī)向污水中爆氣供氧，不但要消耗大量能源，且各種機(jī)電設(shè)備價(jià)格都較高，使用壽命較短，不適應(yīng)長期連續(xù)污水處理的要求，使設(shè)備的成本及日常維修成本都據(jù)高不下。
本實(shí)用新型的目的在于提供一種無功耗，利用污水水位落差驅(qū)動(dòng)，成本低，處理效果好，不需日常維護(hù)，與建筑物具有同等使用壽命的有機(jī)污水處理裝置。
為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用下述技術(shù)方案參見


圖1，整個(gè)污水處理裝置埋設(shè)在地面之下，由厭氧發(fā)酵室(A)，(包含A1、A2二個(gè)分室串聯(lián)而成)，厭氧腐化室(B)(包含B1、B2二個(gè)分室)，厭氧過濾室(C)(包含C1、C2二個(gè)分室)和溪流氧化溝(D)四大部分串接而成，各部分之間由液面下的溢流道相通。第一厭氧發(fā)酵分室(A1)上方有污水進(jìn)口(2)，進(jìn)入(A1)分室內(nèi)的污水通過溢流通道進(jìn)口(5)流入(A2)，然后污水通過直筒形溢流通道(6)和U形溢流通道(7)，先后流過厭氧腐化室(B1、B2)和厭氧過濾室(C1、C2)到達(dá)溪流氧化溝后(D)，污水經(jīng)過溪流氧化溝后，即作為清水排出。其特征在于污水進(jìn)口的水平標(biāo)高低于待處理建筑物污水排放口的標(biāo)高，各厭氧發(fā)酵室，厭氧腐化室，厭氧過濾室及溪流氧化溝也順勢向下傾斜，故污水會自上而下自然流入處理裝置，而不需消耗任何能源。裝置中每一個(gè)厭氧腐化室和一個(gè)厭氧過濾室構(gòu)成一個(gè)處理循環(huán)單元，整個(gè)裝置中有二個(gè)或二個(gè)以上的循環(huán)單元。每個(gè)厭氧室(A、B、C)上部沒有公共通氣道(4)與高空排氣管(1)相通，將各厭氧室凈化反應(yīng)中產(chǎn)生的廢臭氣排入高空大氣。
溢流通道進(jìn)口(5)一般設(shè)置在液面(19)下2/3的水深處。第二厭氧發(fā)酵分室(A2)中的污水通過直筒形溢流通道(6)，從液面下2/3水深處流到第一循環(huán)單元即第一厭氧腐化分室(B1)的上部，(B1)內(nèi)的污水通過U形溢流通道(7)從液面2/3水深處流入，繞過第一厭氧過濾分室(C1)的上部，到達(dá)該室液面下2/3水深處喇叭狀的散水漏斗(8)，然后污水透過散水漏斗四周壁(16)(參見圖2)上的散水孔(15)向上溢出，溢出水流(13)均勻地穿過第一厭氧過濾分(C1)內(nèi)設(shè)置的生物過濾床單體(11)，到達(dá)該分室的上部，然后污水以同樣方法，流過由(B2)、(C2)組成的第二循環(huán)單元到達(dá)溪流氧化溝(D)。
厭氧過濾室(C1)或(C2)的下部與U形溢流通道相接的喇叭狀散水漏斗(8)，其形狀可以是園錐形，也可是四棱形。溢流通道截面是園的，也可是方的。漏斗四周壁(16)上均勻地開有若干個(gè)散水孔(15)，漏斗底部沒有四個(gè)高度在200mm以內(nèi)的固定支撐樁(14)，以固定漏斗。厭氧過濾床內(nèi)填裝有超高比表面積懸浮生物過濾床單體(11)，過濾床厚度為≤1.5M。過濾床上下用多孔透水隔板(10)固定，隔板上的透水孔(17)直徑小于過濾床單體直徑。
溪流氧化溝的截面可以是矩形的、梯形的或園形的。溝槽內(nèi)溪流(21)水深≤100mm(參見圖3)，溝槽寬度在0.5～4m之間，溝槽長度≥20m，溝槽底部每隔1M設(shè)一個(gè)高度為溪流水深一半的固定擋板(20)。溪流氧化溝底部各檔內(nèi)填裝比表面積約為1000m2的煉鐵爐渣(18)，爐渣的顆粒直徑一般不超過溪流水深，填裝率為溝槽液面下容積的60％左右。固定擋板能防止?fàn)t渣被溪流沖走。
在溪流氧化溝上方的地面(12)，每隔3M設(shè)置一個(gè)有開啟蓋(23)的直徑不小于200mm的通氣口(22)，以提供溪流氧化時(shí)充足的氧氣。溪流氧化溝液面上方空間與前面各級厭氧室隔斷，以防止前面各厭氧室產(chǎn)生的臭氣從通氣口(22)中散發(fā)出來。各厭氧發(fā)酵室、厭氧腐化室對應(yīng)的上方地面及厭氧過濾室散水漏斗中心對應(yīng)的上方地面各設(shè)置一個(gè)可開啟的密閉出污口(3)，其直徑不小于300mm，它既能防止臭氣外散，又能在裝置使用3～5年后，能從出污口(3)中將各厭氧室中的污泥抽吸清除。
本裝置在運(yùn)用時(shí)要具備如下條件基本上能連續(xù)流入有機(jī)污水，環(huán)境溫度維持在15℃以上，便可以在裝置中培養(yǎng)和繁殖出大量的厭氧菌(一種不需要呼吸氧氣便可以生存和繁殖的細(xì)菌)。厭氧菌以污水中的有機(jī)污染物為食，吸取能量，大量世代繁殖。厭氧菌對水中有機(jī)物的發(fā)酵分解過程分為以下四個(gè)階段(1)水解階段，(2)酸化階段，(3)退酸階段，(4)甲烷化階段。在水解階段，固體物質(zhì)被降解為可溶性的或膠體物質(zhì)，大分子物質(zhì)被降解為小分子物質(zhì)；酸化階段，碳水化合物被降解為脂肪酸(有機(jī)酸)；退酸階段，有機(jī)酸和溶解的含氮化合物分解成NH3(氨氣)、CO2(二氧化碳)、N2(氮?dú)?、H2(氫氣)和CH4(甲烷)，以及H2S(硫化氫)、糞臭素和硫醇，后者是帶有異味的氣體混合物；甲烷階段，甲烷菌將大量的有機(jī)酸轉(zhuǎn)化為沼氣。裝置中的公共通氣道，將反應(yīng)氣體送至高空排放。
本污水處理裝置，厭氧部分設(shè)計(jì)停留時(shí)間≤24小時(shí)(停留時(shí)間的長短與原污水水質(zhì)，流量及排水指標(biāo)有關(guān)系)。各室的停留時(shí)間，用其有效容積的大小來控制，A、B、C各室(包括分室)停留時(shí)間按3∶2∶1分配。水解和酸化階段主要在A室內(nèi)進(jìn)行，退酸和甲烷化階段主要在B、C室內(nèi)進(jìn)行。其中一些難以降解的有機(jī)污染物，需要在B室內(nèi)進(jìn)一步腐化降解后，進(jìn)入C室，通過漏斗散水孔上溢，均勻地穿過厭氧生物過濾床，被附在過濾床表面上大量而密集的厭氧菌過濾和分解。生物過濾床采用本發(fā)明者發(fā)明的“超高比表面積懸浮生物濾床單體”填料裝填(比表面積為600m2/m3，為早期碎石濾床的6倍以上，透水率)90％，專利號93246488.2)實(shí)踐證明，有生化處理功能的各室，如用多個(gè)分室串聯(lián)使用，功能不變，但處理效率將顯著提高。
經(jīng)過厭氧處理后的水進(jìn)入溪流氧化溝。在地面通氣孔充分供氧的條件下，好氧菌以爐渣為載體，以厭氧系統(tǒng)分解后的殘留有機(jī)物為食(絕大部分為不溶性的或膠體狀態(tài))，大量世代繁殖。爐渣比表面積大約在1000m2/m3以上，雖然爐渣在密集填裝時(shí)，透水率很低，但在氧化溝中作為填料使用，透水率大小就無關(guān)緊要了。污水中的有機(jī)污染物在較長時(shí)間厭氧分解的基礎(chǔ)上，又在溪流氧化溝內(nèi)經(jīng)過最后的好氧菌分解，至此已經(jīng)完成了污水的凈化過程。排出的水或者用于灌溉，或者排入江河湖海，在沒有合適的排放場所時(shí)，可打一眼旱井，直接注入地下。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，其優(yōu)點(diǎn)是顯而易見的，全裝置無動(dòng)力消耗，制造成本低，不占用土地面積，使用壽命長，污水凈化效果好，尤其是用于高濃度污水和污水量大的場合，更是其他方法所無可比擬的。此外，該裝置無運(yùn)行噪聲，不需要日常維護(hù)和管理，無任何運(yùn)行費(fèi)用等，也是該裝置的獨(dú)特之處。
附圖的圖面說明
圖1是本實(shí)用新型方案的結(jié)構(gòu)原理圖圖2是本實(shí)用新型厭氧過濾室的結(jié)構(gòu)原理圖。
圖3是本實(shí)用新型溪流氧化溝的結(jié)構(gòu)原理圖。
本實(shí)用新型實(shí)施例實(shí)施例1某賓館污水，污水量360噸/日(15噸/小時(shí))。
污水水質(zhì)BDD5＝200mg/L，CODcr＝450mg/L，SS＝40-0mg/L，按
圖1設(shè)計(jì)建造一座A3/O型污水處理裝置，厭氧部分設(shè)計(jì)停留時(shí)間為20小時(shí)，A、B、C、三部分按3∶2∶1分配，則各分室尺寸(按有效容積計(jì)算)A1、A2各室尺寸為寬3M，深3M，長11M，B1、B2各室尺寸為寬3M，深3M，長7.2M，C1、C2各室尺寸為寬3M，深3M，長3.6M，厭氧生物過濾長厚度1M溪流氧化溝寬1M，長20M，水深50MM，爐渣填料粒徑≤50MM，填裝率為水面以下容積的60％左右。
處理后出水水質(zhì)BOD5＝27mg/L，CODcr＝66mg/L，SS＝54mg/L優(yōu)于國家環(huán)保一級排放標(biāo)準(zhǔn)。
實(shí)施例2城市居民小社區(qū)生活污水，排水量/440噸/日(60噸/小時(shí))污水水質(zhì)BOD5＝350mg/L，CODcr＝580mg/L，SS＝62-0mg/L。
參照
圖1設(shè)計(jì)建造一座A3/O型污水處理裝置，厭氧部分設(shè)計(jì)停留時(shí)間為22小時(shí)，A、B、C三部分有效容積按3∶2∶1分配，則各分室分寸分別為A1、A2、A3各為寬4M，深4M，長13.8MB1、B2、B3各為寬4M，深4M，長9.2MC1、C2、C3各為寬4M，深4M，賬4.5M厭氧生物過濾床厚度為1M。溪流氧化溝寬度為1M，長度20M，水深50MM，爐渣填料粒徑≤50MM，填裝率為水面以下容積的60％左右。
處理后排水水質(zhì)BOD5＝30mg/L，CODcr＝70mg/L，ss＝68mg/L達(dá)到國家環(huán)保一級排放標(biāo)準(zhǔn)。
實(shí)施例3邊疆某制糖廠工業(yè)污水，排水量8400噸/日(350噸/小時(shí))，污水水質(zhì)BOD5＝8300mg/L，CODr＝16733mg/L，SS＝-1849mg/L，參照
圖1建造一座A3/O型污水處理裝置，厭氧部分設(shè)計(jì)停留時(shí)間為15小時(shí)設(shè)計(jì)，A、B、C三部分有效容積按3∶2∶1分配，則各分室尺寸分別為A1、A2、A3、A4、A5寬5M，深5M，長21MB1、B2、B3、B4、B5寬5M，深5M，長14MC1、C2、C3、C4、C5寬5M，深5M，長7M厭氧生物過濾床厚度為1.2M。
溪流氧化溝寬度為4M，長度30M，水深100MM，爐渣填料粒徑≤100MM，填裝率為水面以下容積的60％左右。
處理后排水水質(zhì)BOD5＝140mg/L，CODcr＝250mg/L，s-s＝200mg/L附合當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)。
圖1中地面材料(9)采用混泥土，散水漏斗(8)和溢流通道(6)和(7)可采用本發(fā)明人發(fā)明的FRP、GRC復(fù)合材料制造(專利號95243832.1)，壁厚為3～5MM
權(quán)利要求1.一種無功耗有機(jī)污水處理裝置，由厭氧發(fā)酵室(A)、厭氧腐化室(B)、厭氧過濾室(C)和溪流氧化溝(D)四大部分串接而成，各部分之間由液面下的溢流通道相通，厭氧發(fā)酵室由二個(gè)或二個(gè)以上的分室串聯(lián)成，第一厭氧發(fā)酵發(fā)室上方有污水進(jìn)口，污水從第一厭氧發(fā)酵分室通過溢流通道進(jìn)口流入第二厭氧發(fā)酵分室，然后污水通過溢流通道先后流過厭氧腐化室和厭氧過濾室流動(dòng)到達(dá)溪流氧化溝流過溪流氧化溝后即作為清水排出，整個(gè)裝置埋設(shè)在地下，其特征在于污水進(jìn)口的水平標(biāo)高低于建筑物污水排放口標(biāo)高，各厭氧發(fā)酵室、厭氧腐化室、厭氧過濾室及溪流氧化溝的液面依次各有不少于50mm的落差，溪流氧化溝也順勢向下傾斜裝置中每一個(gè)厭氧腐化室和一個(gè)厭氧過濾室構(gòu)成一個(gè)處理循環(huán)單元，整個(gè)裝置中有二個(gè)或二個(gè)以上的循環(huán)單元各厭氧室上部設(shè)有公共通氣道，與高空排氣管相通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征還在于各分室之間的溢流通道進(jìn)口一般設(shè)在液面下2/3的水深處；第二厭氧發(fā)酵分室中的污水通過溢流通道，從液面下2/3的水深處流到第一循環(huán)單元即第一厭氧腐化分室的上部，第一厭氧腐化分室內(nèi)的污水通過U形溢流通道，從液面下流入，繞過第一厭氧過濾分室的上部，到達(dá)該室液面下2/3水深處喇叭狀的散水漏斗，然后透過散水漏斗四周壁上的各孔洞上溢，均勻地穿過第一厭氧過濾分室內(nèi)設(shè)置的生物過濾床單體，到達(dá)該分室的上部，然后，污水以同樣的方法流過第二循環(huán)單元到達(dá)溪流氧化溝。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征還在于厭氧過濾室下部與U形溢流通道相接的喇叭狀散水漏斗，其形狀可以是園錐形的，也可是四棱形的；漏斗四周壁上均勻地開有若干個(gè)數(shù)水孔；漏斗底部設(shè)有四個(gè)高度在200mm以內(nèi)的固定支撐樁；厭氧過濾床內(nèi)填裝超高比表面積懸浮生物過濾床單體，過濾床厚度≤1.5M；過濾床上下用多孔透水隔板固定，隔板上的透水孔直徑小于過濾床單體直徑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征還在于溪流氧化溝截面形狀可以是矩形的，梯形的或圓形的；溝槽內(nèi)溪流水深≤100mm；溝槽寬度在0.5～4m之間，溝槽長度≥20M；溝槽底部每隔1M設(shè)一個(gè)固定擋板，擋板的高度為溪流水深的一半；溪流氧化溝底部填裝煉鐵爐渣，爐渣顆粒直徑一般不超過溪流水深，填裝率為溝槽液面以下容積的60％。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征還在于溪流氧化溝上方的地面每隔3M設(shè)置一個(gè)可開啟的直徑不小于200mm的通氣口；溪流氧化溝液面上方與各厭氧室隔斷；各厭氧發(fā)酵室，厭氧腐化室對應(yīng)的上方地面及厭氧過濾室散水漏斗中心上方的地面各設(shè)置一個(gè)可開啟的緊閉的出污口，其直徑不小于300mm。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種無功耗的污水處理裝置，主要特征在于該裝置由厭氧發(fā)酵室、厭氧腐化室、厭氧過濾室和溪流氧化溝等四大部分構(gòu)成。它利用污水液面落差為動(dòng)力，不消耗能源。此外本實(shí)用新型采用超高比表面懸浮流厭氧生物過濾床和比表面積大，成本低的煉鐵爐渣作為溪流氧化溝填料，設(shè)計(jì)制造出一種凈化效率高，成本低，無噪聲，壽命長，不需日常維護(hù)的無功耗污水處理裝置，廣泛適用于生活污水和有機(jī)工業(yè)廢水的處理，該裝置整體的埋設(shè)于地下，不占用土地面積，是全新的有機(jī)污水處理技術(shù)。
文檔編號C02F11/04GK2228909SQ95244748
公開日1996年6月12日 申請日期1995年9月22日 優(yōu)先權(quán)日1995年9月22日
發(fā)明者張鴻毅, 張鴻模 申請人:張鴻毅, 張鴻模