專利名稱：一種中水回用處理裝置的制作方法
專利說明本實用新型涉及中水回用技術，具體涉及一種低運行成本的中水回用處理裝置。
背景技術：
中國是一個缺水國家，人均可利用淡水資源只占世界可利用淡水資源的1/4。隨著 工業的進一步發展，城市化進程日益加快，提高淡水資源的利用率勢在必行。目前，在很多 城市都規定在小區開放過程中，就必須做中水回用，這些水可以用來沖廁所，綠化，做景觀 水，從而提高了水的使用次數，增加了談水資源的利用率和減輕了環境污染。深圳，北京等 城市率先提出做中水回用，但很多中水回用系統建成后，都沒法很好的運營。其原因主要有二占· --^ \\\ ·第一，中水處理的運行費用太高，目前一噸中水的處理成本在1元左右，加上管 理，為客戶所難接受；第二，在中水處理中，由于生化處理的污泥含水率高，運泥麻煩，所產生的污泥難 處理，直接影響到中水處理的成本。在廢水處理中，一方面，要提高處理效率，需要大量的微生物，而大量的微生物，需 要大量的有機物作為食物；另一方面，要保證出水達標，那廢水中的有機物含量需要盡可能 低，這就導致大量微生物和出水達標形成了矛盾。在傳統技術中，是依靠增加反應時間來實 現降低廢水中的C0D，這樣導致了能量的大大消耗。在中水回用中，一般廢水量不大，因此可 以充分利用風力的動能，據研究發現，在降低COD過程中，前期70%的COD消耗的風能只占 30%，后期的30%的COD在降解過程中，卻耗了 70%的能量。在中水回用中，主要運行費用 包括1、風能費用，占65% ；2、水泵提升能量和回流能量費用，占10%左右；3、污泥處置費 用，占20%左右，4、殺菌費用，占5%。因此要降低中水回用的運行成本，節約風能費用和污 泥處理費是關鍵。在實際工程中，很多情況都是酒店、賓館、小區樓盤的水進行中水回用處理。現在 城市很多樓盤的地價高達每平米幾萬，樓盤的底層還需要做停車場等。在做中水回用一體 化設備設計中，必須考慮到盡量降低占地面積，管理方便。目前開發的生物膜(MBR)工藝是 較理想的中水回用方法之一，MBR工藝成功解決了微生物量與需要達到的處理標準之間的 矛盾。但MBR工藝在實際使用中，存在投資成本高，運行費用高，管理不方便等缺點。在深 圳等地的使用中，MBR工藝的清洗膜工作量大，且需要經常更換膜。因此，在中水回用技術上，需要開發出一種，低投資，低運行成本，污泥產量少，且 易處置和占地面積小的工藝及其一體化設備。
實用新型內容為解決現有中水回用技術中存在的上述缺陷，本實用新型的目的是提供一種中水 回用處理裝置。上述裝置可用于包括生活小區生活污水的處置，賓館酒樓污水的處置，洗滌中心洗滌水的處置，工廠員工生活廢水的處置甚至城鎮污水的處置。本實用新型的目的通過以下技術方案實現一種中水回用處理裝置，包括電控系統和廢水處理單元，所述的廢水處理單元包 括依次連接的集水池、第一級生化池、沉淀池、第二級生物吸附池和殺菌池；所述第一級生 化池和第二級生物吸附池中設有曝氣裝置；所述第二級生物吸附池與集水池或者第一級生 化池經反沖洗泵連通。優選地，所述第二級生物吸附池中設有用于控制反沖洗泵的啟閉的壓力變送器。優選地，還設有污泥干化過濾裝置，該裝置通過污泥泵與沉淀池連接；所述曝氣裝 置產生氣體的出口設置在該裝置內。優選地，所述污泥干化過濾裝置設置在所述第一級生化池的上方。利用上述裝置進行中水回用處理方法，可以包括如下步驟廢水先進行第一級生 化處理，然后沉淀，接著進行第二級生化處理，再經殺菌后回用；可參考以下設置第一級生化池采用多微孔的聚合纖維素醚填料，設計為降低65% 80%的C0D， 剩余的COD在第二級生物吸附池中降解。優選地，所述多微孔的聚合纖維素醚填料由下述方法制備以廢棄纖維素醚為原 料，在200-300°C下進行縮和反應，并于反應中通入二氧化碳進行攪拌，反應8個小時以上， 成型后真空晾干。優選地，所述第二級生物吸附池的填料為生物碳填料、吸附硅類填料或它們的混合物。更優選地，所述第二級生物吸附池的填料由生物碳和硅酸鹽混合組成，比例為 7 3，制成圓柱形顆粒，長度一般在3 6mm，直徑在0.5 2mm。這樣既能保證較高的比 表面積，又能使得生物填料在生化處理中，不會經常堵塞。污泥干化過濾裝置設計為是利用生化處理過程中曝氣產生的氣體將污泥吹干。利用本實用新型的中水回用處理裝置處理廢水的基本原理如下廢水首先通過集水池，起著均質和均量的作用。在集水池可以通過浮球開關，在高 液位時啟動提升泵，把廢水打入第一級生化反應池中。由于第一級生化反應池中生物填料 中形成的生物膜較厚，在氧的傳遞和物質傳遞過程中，會形成好氧層，缺氧層和厭氧層，這 為實現硝化和反硝化提供了條件。在高密度的生物層中，生物種類較多，會出現部分短程反 硝化菌，直接在好氧情況去除氨氮。在較密的生物層中，部分磷會轉為為無機磷而沉在污泥 中。在第一級生化反應中，本工藝優選的設計是只降低65 % 80 %的C0D，廢水中的COD — 直保持較高的值，因此能適合大量微生物生存，降解COD速度快。在曝氣過程中，由于產生 的氣體需要穿透污泥層，導致壓力增加。隨著氧氣的壓力增加，氧氣的利用率得到提升，從 而減少對需曝氣量。在中水回用中，一般廢水量不大，水深設計在:3m左右，因此可以充分利 用風力的動能，在實際運行中發現，加入污泥干化系統后，風機壓強增加300 500Pa，氧氣 利用率可以提高5%左右。由于生物膜較厚，在生物老化后，與填料直接的作用力減弱，在 重力的作用下自行脫落。這些脫落的污泥在沉淀池中沉淀下來，3個月處理一次。在第二 級生物吸附池中，剛開始，生物填料對污染物進行快速吸附，時間在IOs左右完成，然后在 生物填料形成的大量微生物對這些污染物進行分解。在第二級生物吸附池中，可以對一些難生化降解的有機物進行共生化降解，從而提高了生化處理效果和處理效率。由于在生物 吸附池中，填料的比表面積大，吸附力強，微生物濃度高，會自動形成好氧區，缺氧區和厭氧 區，從而進一步實現硝化和反硝化。在第二級生物吸附池中，隨著微生物量的增加，會出現 堵塞。這樣通過測定第二級生物吸附池的流程阻力來控制反沖洗泵的開啟。沖洗后的廢水 排到第一級生化反應池中。由于產生的污泥量少，一般清理污泥的周期在3 6個月。這 些通過污泥泵，抽到污泥干化過濾裝置的過濾濾布上。這些濾布設置在第一級生化池的上 面，為曝氣后的氣體出口。這些污泥中的水份，一部分通過重力進行脫落，一部分通過風量 吹干。在濾布系統中，具有彈性，防止污泥干化過程中結塊，從而影響曝氣的廢氣的擴散。本實用新型的裝置與現有技術相比具有以下有益效果(1)使用本實用新型的裝置進行中水回用處理可以大大節約風能費用。在現有技 術中，風能動力費用一般在每噸中水回用費占6毛左右，而本實用新型的方法，采用分級處 理，并采用了高效的生物填料，使得每噸中水在處理中的成本風能動力費用僅僅2毛左右。(2)本實用新型裝置中的第一級生化池中，為了實現提高單位體積生物量，采用多 微孔的聚合纖維素醚填料。該填料與微生物具有親和力，并且該填料具有大量適合于微生 物生長的環境，使得在填料表面可以形成較厚的生物膜。這些較厚的生物膜內，可以形成多 樣的微生物，可以直接實現硝化和反硝化，并能直接除磷。在第二級生化吸附池中，主要采 用生物吸附的原理，把分散的污染物進行集中處理，從而提高處理效率。(3)本實用新型裝置中，有將第二級生化處理中產生的污泥反沖至第一級生化處 理過程的步驟，反沖是通過沖洗來實現生物膜的脫落，并把脫落的污泥直接沖到第一級生 化處理過程，從而省去了二次沉淀步驟，相應在設備中省去了二沉池。(4)本實用新型裝置中的污泥干化過濾裝置能充分利用曝氣過程的廢氣的動力， 對污泥進行吹，使得污泥得到干化，干化的污泥含水率小于壓濾的污泥含水率，從而解決了 中水回用中污泥難處置的難題。(5)本實用新型提供的中水回用一體化處理裝置，體積小，運行費用低，使用壽命 長。本實用新型在第二級生化池設計為生物吸附池，大大減少了水力停留時間，使得設備體 積大大減小。并且本設備省去了 二沉池，進一步節省了空間。
圖1為本實用新型裝置處理的一種優選實施方式的工藝流程示意圖。圖2為本實用新型一種優選的中水回用處理裝置的外形結構示意圖(正面)。圖3為本實用新型一種優選的中水回用處理裝置的外形結構示意圖(背面)。圖4為圖2和圖3所示裝置中廢水處理單元的平面布置示意圖。其中主要的附圖標記如下1-集水池2-第一級生化池3-沉淀池4-第二級生物吸附池5-殺菌池6-中水儲蓄池5[0041]7-污泥干化過濾裝置11-風機12-反沖洗泵13-臭氧機14-提升泵15-污泥泵21-觸摸屏控制箱。
具體實施方式
以下為本實用新型優選的實施例，以助于進一步理解本實用新型，但本實用新型 的實施方式不限于此。圖1是利用本實用新型裝置進行中水回用處理的工藝流程示意圖。如圖1所示， 廢水流入集水池1，通過液位控制開關，把廢水通過提升泵14抽到廢水處理單元，依次經過 第一級生化池2和第二級生物吸附池4的處理，處理的過程伴隨風機11曝氣；經上述處理 的廢水進入沉淀池3中進行沉淀，形成污泥層。經過二級生化處理后的廢水再經過殺菌池5 的消毒，達標的廢水流入中水儲蓄池作為沖廁所，綠化等使用。在本實用新型中，第一級生 化池2和第二級生物吸附池4共一個沉淀池3。第一級生化池2的污泥直接排到沉淀池3 中沉淀。第二級生物吸附池4的污泥通過反沖洗泵12沖洗到集水池1，然后再經過第一級 生化池2流到沉淀3中沉淀，該設計可以省去一個沉淀池，并能提高生物量。對沉淀池3中產生的污泥的干化處理，通過壓力變送器的控制，當沉淀池3壓力變 大時，給污泥泵15 —個信號，這時啟動污泥泵15，把污泥打到污泥干化過濾裝置7中，在污 泥干化過濾裝置7中，來自曝氣過程中多余的氧氣和其他氣體對污泥進行吹干，使污泥的 失水較快，干化的污泥隨濾布一起作為固體垃圾定期處理。在污泥干化濾布中，設置成具有 彈性結構，可以隨著動力設備的震動而搖動，這樣可以防止污泥在干化過程中結塊，而影響 氣流。圖2和圖3是為實現上述工藝流程而設計的一種優選的中水處理裝置，的外形結 構示意圖(正面視圖如圖2所示，背面視圖如圖3所示)。該裝置設置為一方形結構，占地 面積小，一般做成玻璃鋼結構埋在景觀區地下或者建筑物的地底下。如果場所開拓，也可以 直接放在地面，制作成景觀性中水回用區，用于觀賞。如圖所示，該裝置頂部設置有一個觸 摸屏控制箱21，采用PLC自動控制。本實用新型的觸摸屏控制箱21中可以顯示各個設備的 運行情況，開啟和關閉各設備。污泥干化過濾裝置7設置在裝置的頂層。其下為廢水處理 單元，風機11，臭氧機13放在分格里面。提升泵14直接放在集水池1內。反沖洗泵12放 在第二級生物吸附池4的下面。廢水處理單元的平面布置如圖4所示。廢水處理單元的左側為集水池1，緊挨著為 第一級生化池2，中間為沉淀池3和第二級生物吸附池4.。右側為殺菌池5和中水回用儲 蓄池6。集水池1經由提升泵14與廢水處理單元連通。第一級生化池2，沉淀池3，第二級 生物吸附池4，殺菌池5和中水儲蓄池6依次連通。風機11和臭氧機13放在生物吸附池一 側5，通過隔板密封。風機11和臭氧機13均連接有單向閥。臭氧機13連接到殺菌池5，風 機11連接到第一級生化池2和第二級生物吸附池4中。沉淀池3底部設有反沖洗泵12和污泥泵15，通過隔板密封。反沖洗泵12接自來水沖洗第二級生物吸附池4，反洗水流到集 水池1中。污泥泵15接沉淀池3，把污泥抽到污泥干化過濾裝置7中。利用圖2和圖3所示具體裝置進行中水回用處理時，廢水首先進入集水池1，當集 水池1的液位達到設定的高位時，通過浮球控制開關或者壓力變送器開關，控制提升泵14 的開啟，把廢水抽到第一級生化池2中，進行生化反應，實現降低70%左右的C0D，同時進行 硝化和反硝化反應。然后流到沉淀池3中，對廢水中的污泥通過沉降進行分離，上清水通過 自流流到第二級生物吸附池4。其中，第一級生化池2和第二級生物吸附池4都需要曝氣， 利用這些排出的氣體吹污泥干化過濾裝置7的污泥，使污泥干化。從沉淀池3中設立了虹 吸控制系統或者壓力變送器，當污泥增加到一定量時，壓力增加，這時污泥泵15開啟，把污 泥打到污泥干化過濾裝置7。沉淀池11的上清液自流到第二級生物吸附池4。第二級生物 吸附池4中設有壓力控制開關，當廢水阻力增加時，自動開啟反沖洗泵12，反沖洗水流到集 水池1。第二級生物吸附池4的處理后的水通過自流到殺菌池5，進行殺菌處理。殺菌后的 水存在中水儲蓄池6中，留著回用。裝置中的污泥干化過濾裝置7的結構主要是包括由支撐網及支架支撐的過濾網 和過濾布，從沉淀池3經過污泥泵15送的污泥置于污泥干化過濾裝置7上，底部廢水處理 單元曝氣過程產生的氣體透過過濾網的空隙作用于污泥，過程中產生的液體通過出水管路 流入到第一級生化池2中。應用實施例11、目標廢水為公司員工宿舍生活廢水，經化糞池處理的廢水量為100噸/天，廢水C0D&在 200mg/L 450mg/L之間，平均廢水C0D&在350mg/L，每小時處理量為5m3，每天處理時間 20h。2、工藝參數使用如圖2，圖3和圖4所示的裝置，具體的工藝參數如下(1)污泥干化過濾裝置7 厚度為10cm，每次處理量按3個月來設計。(2)集水池1 水力停留時間他，在集水池中設置高液位和低液位，集水池高度為 2000mm，高液位離地面1700mm，低液位離地面100mm，采用壓力變送控制系統控制。當水位 在高液位時，自動開啟提升泵和曝氣泵。當在低液位時，停止提升泵和曝氣泵。(3)第一級生化池2 填料材料聚合纖維素醚組成，在聚合中，通過釋放二氧化碳而形成大量的微孔。水力停留時間為3. 5小時，選用32m2的纖維素醚填料，填料厚度為20mm。(4)沉淀池 3 水力停留時間為2.證。(5)第二級生物吸附池4 填料生物碳，比表面積800 1200cm2/g設有曝氣系統，水力停留時間lh。(6)殺菌池5 使用臭氧殺菌裝置通過延時開關進行控制，接觸時間0.證。3、廢水處理的效果從檢測結果可以看出，該方法可以耐廢水負荷沖擊，出水能穩定達標。[0073]
權利要求1.一種中水回用處理裝置，包括電控系統和廢水處理單元，其特征在于所述的廢水 處理單元包括依次連接的集水池、第一級生化池、沉淀池、第二級生物吸附池和殺菌池；所 述第一級生化池和第二級生物吸附池中設有曝氣裝置；所述第二級生物吸附池與集水池或 者第一級生化池經反沖洗泵連通。
2.根據權利要求1所述的中水回用處理裝置，其特征在于所述第二級生物吸附池中 設有用于控制反沖洗泵的啟閉的壓力變送器。
3.根據權利要求1所述的中水回用處理裝置，其特征在于還設有污泥干化過濾裝置， 該裝置通過污泥泵與沉淀池連接；所述曝氣裝置產生氣體的出口設置在該裝置內。
4.根據權利要求3所述的中水回用處理裝置，其特征在于所述污泥干化過濾裝置設 置在所述第一級生化池的上方。
專利摘要本實用新型涉及一種中水回用處理裝置，該裝置包括電控系統和廢水處理單元，所述的廢水處理單元包括依次連接的集水池、第一級生化池、沉淀池、第二級生物吸附池和殺菌池；所述第一級生化池和第二級生物吸附池中設有曝氣裝置；所述第二級生物吸附池與集水池或者第一級生化池經反沖洗泵連通。本實用新型的裝置可以廣泛用于各類中水回用處理。
文檔編號C02F1/28GK201834828SQ201020106488
公開日2011年5月18日 申請日期2010年1月29日 優先權日2010年1月29日
發明者周瑞興, 肖先念, 黃家聲, 黃少斌, 黃瑞敏 申請人:華南理工大學, 廣州雷蒙特科學實驗室設備有限公司