專利名稱：一體化污水處理裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及污水處理的一體化生物反應設施，具體涉及活性污泥—生物濾池內回流一體化生物反應裝置，屬于污水處理環境保護技術領域。
背景技術：
隨著工業、農業和經濟的發展，含有大量氮、磷的污水排放引起的水體富營養化程度日趨嚴重，對生態環境造成一定的影響。傳統的污水脫氮除磷工藝，如A2/O、UCT等工藝，需要厭氧池、缺氧池、好氧池以及二沉池等四個池體，好氧池出水需要回流泵作用，使部分混合液回流到缺氧池，實現反硝化；二沉池含磷污泥需要由污泥泵作用部分循環回到厭氧池，實現聚磷菌充分放磷。特別是對于小流量的處理，這些工藝流程復雜、能耗高、不易操作控制與管理。隨著技術的不斷發展，涉及污水處理的一體化生物技術越來越多，如中國專利02116029公開的“一體化A2/O生化系統”、中國專利03133571公開的“序批式一體化膜生物反應器”等，但這些技術有的系統自身結構復雜，池體內分為上下兩層，有的在運行過程中需要抽吸泵及提升泵，增加了運行過程中的能耗，且運行模式較為單一，不能靈活調節好氧、厭氧及缺氧環境，不利于培養優勢菌種提高反應能力。綜上，現有的污水生物脫氮除磷設施，存在結構復雜、基建投資大，工藝流程長、運行復雜、好氧段連續曝氣能耗大，不易操作控制與管理的缺陷。
發明內容
針對上述現有技術存在的不足，本實用新型的目的是為了克服和解決現有的廢水生物處理系統中脫氮除磷工藝復雜、處理流程長、能耗高、基建投資大等缺點和問題，提供一種廢水脫氮除磷效果好、流程短、節約能耗、便于管理、實現厭氧(缺氧)和好氧一體化、工藝組合靈活，適用于小城鎮的活性污泥—生物濾池內回流一體化生物反應裝置。
本實用新型的目的是這樣實現的一體化污水處理裝置，它包括反應池、進水管、出水管，反應池由隔板分成兩個反應區和一個分離區，即前段活性污泥區和后段生物濾池區，中間為分離沉淀區；前段活性污泥區底部和后段生物濾池區底部分別與分離沉淀區底部連通，分離沉淀區內部設有折板將沉淀區分為兩部分；原水進水管接在活性污泥區上方，出水管設于生物濾池區填料層以上的水位處；活性污泥段下部設有曝氣管；活性污泥區底部設有排泥管，可定期排泥，以維持該段活性污泥的穩定活性污泥區還設有攪拌器；生物濾池區內有填料層設于作承托層上，承托層又位于穿孔濾板上，在靠近填料層底部位置處設有曝氣管；在濾池段底部和中部分別設有沖洗管，采用氣水聯合沖洗，以及時更新生物膜，通過劇烈的氣水沖刷作用剝離顆粒填料表面的沉淀物；濾池底部、填料層進水前設有一放空管。濾池出水處與活性污泥段之間設有回流管，當活性污泥段不曝氣或微量曝氣時，依靠濾池曝氣時產生的水位差，使濾池段出水區混合液通過回流管回流至活性污泥段，從而實現反應器的內部回流。沉淀區設有斜板，采用斜板沉淀可加速泥水分離。
生物濾池中的填料采用均質或沿污水流程填料級配由大到小的顆粒填料，如沸石、陶粒、焦炭、活性炭、石英砂以及生物催化填料，也可采用懸浮填料和軟性填料。
本裝置可根據水質處理要求，靈活設置不同的運行模式，如活性污泥段曝氣—生物濾池段不曝氣(或微量曝氣或間歇曝氣)、活性污泥段不曝氣—生物濾池段曝氣(或間歇曝氣)以及活性污泥—生物濾池同時間歇曝氣或交替間歇曝氣等。
如果是活性污泥段曝氣—生物濾池段不曝氣(或微量曝氣或間歇曝氣)的運行模式，則活性污泥段I為好氧段，生物濾池II為缺氧段(或微氧或間歇曝氣段)；如果是活性污泥段不曝氣—生物濾池段曝氣(或間歇曝氣)的運行模式，則活性污泥段I為缺氧段，生物濾池II為好氧段(或間歇曝氣段)，濾池段混合液可以通過曝氣產生與活性污泥段的水位差而回流到活性污泥段；如果是活性污泥—生物濾池同時間歇曝氣或交替間歇曝氣運行模式，則活性污泥段I為缺氧時，生物濾池段II為好氧，而活性污泥段I為好氧時，濾池段II則為缺氧。
本實用新型具有如下特點(1)使活性污泥池和生物濾池兩類工藝處于同一反應器中，通過優化與組合，獲得良好的處理效果，并且運行穩定可靠。
(2)由于活性污泥具有較好的有機物及懸浮物去除能力，再加上斜板沉淀區對泥水的高效分離，大大降低進入濾池段的污泥量，延長了濾池運行周期，可節省沖洗濾池填料層用水量和能耗。
(3)在濾池段分段設置沖洗管，減少對不易堵塞的濾池后段的沖洗頻率，可減輕對世代周期較長的硝化菌的沖擊，又可節省水量；如選用懸浮填料或軟性填料時，則無須使用沖洗管。
(4)本裝置在活性污泥段不曝氣、生物濾池段曝氣時，通過曝氣時提升水位產生水位差，將濾池段出水通過回流管送回活性污泥段，無須另加動力設備。若生物濾池選用懸浮填料或軟性填料代替顆粒填料，可以進一步提高回流比。
(5)本裝置可以根據污水處理需要，在同一裝置內形成不同的功能區。①活性污泥段曝氣，形成好氧段，主要功能是去除有機物和硝化反應，生物濾池段微量曝氣，為微氧段，主要功能為在進一步去除有機物的基礎上，達到同時硝化反硝化，降低出水TN含量。②活性污泥段不曝氣(只啟動攪拌器)，為缺氧段，生物濾池段則進行連續或間歇曝氣，這樣，生物濾池在曝氣時，可以通過曝氣提升水位產生水位差，使濾池段的混合液通過回流管回流到活性污泥段，從而實現脫氮。③活性污泥和生物濾池實行交替間歇曝氣。即活性污泥段曝氣時，生物濾池不曝氣，而活性污泥段停止曝氣(只進行攪拌)時，生物濾池段開始曝氣，同時依靠曝氣提升水位產生水位差，使濾池段混合液通過回流管回流到活性污泥段，在一體化反應器中實現同時脫氮除磷。
(6)設備投資及運行費用低，運行管理方便，一體化程度高該裝置采用活性污泥—生物濾池在同一反應器內串連運行，可根據不同污水處理要求，實現在同一反應器內完成有機物降解及脫氮除磷，使污水得到一體化處理。
本裝置通過活性污泥段曝氣—生物濾池段不曝氣(微量曝氣及間歇曝氣)模式的中試運行，除總磷略有超標外，對城市污水處理可達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準(GB18918-2002)》一級標準中的B標準，并且運行穩定可靠。
圖1活性污泥—生物濾池內回流一體化反應器裝置立面圖；圖2活性污泥—生物濾池內回流一體化反應器裝置平面圖；圖3、圖4活性污泥—生物濾池內回流一體化反應器裝置水流流向示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步詳述。
實施例1、2主要用于去除有機物、懸浮物和脫氮。
實施例1參見圖1、2，本裝置活性污泥-生物濾池內回流一體化生物反應裝置是由隔板13將反應池分成兩個反應區和一個分離區，前段活性污泥區底部和后段生物濾池區底部分別與分離沉淀區底部連通，分離沉淀區內部設有折板10將沉淀區分為兩部分。如圖3所示，此工藝流程為連續進出水，原水首先通過進水管1進入活性污泥段，然后經過斜板12沉淀區及折板10繞流，后進入生物濾池填料層，最后通過出水管5排出。活性污泥段下部設有曝氣管2，連續曝氣時DO為2.0mg/L；底部設有排泥管3，通過閥門控制，定期排泥，同時兼作放空管，需要時可以排掉活性污泥段的污水；活性污泥區還設有攪拌器8。生物濾池區內有填料層設于穿孔濾板11上，生物濾池段在靠近填料層底部位置處設有曝氣管7，采用間歇曝氣，曝停時間為2小時曝氣/1小時停曝，曝氣時DO為1.0mg/L左右；濾池段底部和中部設有沖洗管6，定期對填料層進行沖洗，加速生物膜的更新；出水管5設于填料層以上一定水位處；濾池底部、填料層進水前設有一放空管9，可以排空濾池段內的污水。圖中4是回流管。選用陶粒作填料。
實施例2參見圖4，原水首先通過進水管1進入活性污泥段，然后經過斜板沉淀區及折板繞流，后進入生物濾池填料層，最后通過出水管5排出。關閉曝氣管2，活性污泥段不曝氣，啟動攪拌器8，使該段中的活性污泥處于懸浮狀態；活性污泥段的底部設有排泥管3，通過閥門控制，定期排泥，同時兼作放空管，需要時可以排掉活性污泥段的污水；生物濾池段在靠近填料層底部位置處設有曝氣管7，采用連續曝氣或間歇曝氣，DO維持在2.0mg/L以上；當濾池曝氣時，依靠曝氣可以提升水位，使活性污泥段與生物濾池段產生水位差，濾池段的混合液通過回流管回流至活性污泥段，進行反硝化。濾池池段底部和中部設有沖洗管6，定期對填料層進行沖洗；出水管5設于填料層以上一定水位處；濾池底部、填料層進水前設有一放空管9，可以排空濾池段內的污水。選用懸浮填料。
實施例3主要用于去除有機物、懸浮物和脫氮除磷。
實施例3參見圖3、圖4，原水首先通過進水管1進入活性污泥段，然后經過斜板沉淀區及折板繞流，后進入生物濾池填料層，最后通過出水管5排出。活性污泥段與濾池段采用交替間歇曝氣，即活性污泥曝氣時，濾池段不曝氣，其水流流向示意圖如圖3所示；而活性污泥段不曝氣時，啟動攪拌器，維持污泥處于懸浮狀態，此時濾池段曝氣，濾池段的水位依靠曝氣得到提升，與活性污泥段產生水位差，通過回流管將該濾池段混合液回流到活性污泥段，其水流流向示意圖如圖4所示。污泥段底部設有排泥管3，通過閥門控制，定期排泥，同時兼作放空管，需要時可以排掉活性污泥段的污水；濾池段底部和中部設有沖洗管6，定期沖洗填料層；出水管5設于填料層以上一定水位處；濾池底部、填料層進水前設有一放空管9，可以排空濾池段內的污水。選用軟性填料。
主要技術參數水力停留時間總停留時間8～12小時，其中活性污泥段2.9～4.4小時，生物濾池段2.6～3.8小時，沉淀區2.5～3.8小時回流比0.5～4.0填料層高度總高度900mm，其中承托層100mm，過濾層800mm顆粒填料粒徑填料層底部100mm處為承托層，粒徑為8～12mm，其余填料粒徑為5～8mm。
填料類型顆粒填料，懸浮填料或軟性填料。
權利要求1.一體化污水處理裝置，它包括反應池、進水管(1)、出水管(5)，其特征在于反應池由隔板(13)分成兩個反應區和一個分離區，即前段活性污泥區和后段生物濾池區，中間為分離沉淀區；前段活性污泥區底部和后段生物濾池區底部分別與分離沉淀區底部連通，分離沉淀區內部設有折板(10)將沉淀區分為兩部分；原水進水管(1)接在活性污泥區上方，出水管(5)設于生物濾池區填料層以上的水位處；活性污泥段下部設有曝氣管(2)，活性污泥區底部設有排泥管(3)兼作排空管，活性污泥區還設有攪拌器(8)；生物濾池區內有填料層設于穿孔濾板(11)上，在靠近填料層底部位置處設有曝氣管(7)；在濾池段底部和中部分別設有沖洗管(6)；濾池底部、填料層進水前設有一放空管(9)。
2.根據權利要求1所述的污水處理裝置，其特征在于濾池出水處與活性污泥段之間設有回流管(4)。
3.根據權利要求1所述的污水處理裝置，其特征在于生物濾池中的填料采用均質或沿污水流程填料級配由大到小的顆粒填料，也可采用懸浮填料和軟性填料。
4.根據權利要求1所述的污水處理裝置，其特征在于沉淀區設有斜板(12)。
專利摘要一體化污水處理裝置，它包括反應池、進水管、出水管，反應池由隔板分成兩個反應區和一個分離區，即前段活性污泥區和后段生物濾池區，中間為污泥分離沉淀區；前段活性污泥區底部和后段生物濾池區底部分別與分離沉淀區底部連通，分離沉淀區內部設有折板將沉淀區分為兩部分；活性污泥段設有曝氣設備、攪拌器和排泥管；生物濾池段設有曝氣設備、排泥管和沖洗管。該裝置通過活性污泥與生物濾池工藝的組合與優化，可達到較好的污水處理效果，具有較大的實用性和較高的優越性。本裝置通過活性污泥段曝氣－生物濾池段不曝氣、微量曝氣或間歇曝氣模式的中試運行，除總磷略有超標外，對城市污水的處理可達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準(GB18918－2002)》一級標準中的B標準，并且運行穩定可靠。
文檔編號C02F3/10GK2711153SQ20042006044
公開日2005年7月20日 申請日期2004年7月22日 優先權日2004年7月22日
發明者郭勁松, 方芳, 劉智萍, 高旭, 周健 申請人:重慶大學