凹凸棒土-穩定塘復合式反應器的制造方法
【專利摘要】凹凸棒土-穩定塘復合式反應器，它涉及污水處理領域，具體涉及一種深度處理低溫生活污水的反應器。本發明的目的是要解決現有深度處理低溫生活污水的反應器存在占地面積大的問題。凹凸棒土-穩定塘復合式反應器由跌水系統、兼性塘進水系統、兼性塘水處理系統、兼性塘出水系統、好氧塘水處理系統和好氧塘出水系統組成。本發明主要用于處理低溫生活污水。
【專利說明】
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種深度處理低溫生活污水的反應器。 凹凸棒土-穩定塘復合式反應器
【背景技術】
[0002] 嚴寒地區農村生活污水處理面臨著高投資、高耗能、低效率、排水不達標的典型問 題，嚴重破壞了該地區的水環境質量、危害了村民的用水安全，制約了國家綠色村鎮的建 設，因此，針對嚴寒地區農村生活污水處理問題的研究十分必要。而嚴寒地區農村經濟基礎 相對薄弱，污水處理設施不健全，人口較少、分布廣，生活污水水量少、濃度低的特點，適用 于城市的集中式污水處理模式不能生搬硬套于農村，必須因地適宜地選取適用于嚴寒地區 農村的分散式污水處理模式。穩定塘作為具有圍堤和防滲層的自然水體自凈系統，與傳統 分散式污水處理技術相比具有低投入、低耗能、運行穩定、管理方便，可實現污水的無害化、 資源化等優勢，在國內外的水處理界和工程界已引起廣泛關注。但在低溫條件下單一的處 理技術往往存在一定的限制，很難達到污水排放標準。
[0003] 近年來，通常采取向工藝內投加填料作為微生物附著生長的載體的措施，通過微 生物的新陳代謝來達到增強污水處理效果的目的，同時，填料又兼具過濾截留和固液分離 的功能。因此，填料的選擇對污水處理效能、工程造價及運行費用有直接的影響。
[0004] 現有深度處理低溫生活污水的反應器存在占地面積大的問題。
【發明內容】
[0005] 本發明的目的是要解決深度處理低溫生活污水的反應器存在占地面積大的問題， 提供凹凸棒土-穩定塘復合式反應器。
[0006] 凹凸棒土 -穩定塘復合式反應器由高位水箱、貯水箱、導流管I、潛水泵、支架、集 水箱、跌水裝置、兼性塘進水管、進水電磁閥、進水液位傳感器、兼性塘反應器、電機、攪拌裝 置、出水液位傳感器I、兼性塘出水管、出水恒流抽吸泵、好氧塘反應器、曝氣裝置、氣體流 量計、空氣泵、變頻器、出水液位傳感器II、好氧塘出水管、出水電磁閥、清水箱、可編程邏輯 控制器和上位機組成，其中由高位水箱、貯水箱、導流管I、潛水泵、支架、集水箱和跌水裝 置組成跌水系統，高位水箱安裝在支架上，潛水泵置于貯水箱內底部，高位水箱通過導流管 I與貯水箱內潛水泵連通，在高位水箱外底部安置跌水裝置，在跌水裝置下方、貯水箱外頂 部安置集水箱；其中由兼性塘進水管、進水電磁閥和進水液位傳感器組成兼性塘進水系統， 進水電磁閥安裝在兼性塘進水管上，采用進水液位傳感器控制進水電磁閥的開關，進水液 位傳感器有三個探頭，分別為上限水位探頭、下限水位探頭和最高水位探頭；其中由兼性塘 反應器、電機和攪拌裝置組成兼性塘水處理系統，在兼性塘反應器上方安裝攪拌裝置，且裝 攪拌裝置的攪拌葉沒入兼性塘反應器底部的接種活性污泥中；其中由兼性塘出水管、出水 恒流抽吸泵和出水液位傳感器I組成兼性塘出水系統，出水液位傳感器I的兼性塘最低液 位探頭高于兼性塘反應器底部的接種活性污泥的上層面，由兼性塘出水管將兼性塘反應器 和好氧塘反應器連通，在兼性塘反應器與好氧塘反應器之間、兼性塘出水管上設置出水恒 流抽吸泵，兼性塘反應器內的兼性塘出水管端口處設置濾網，兼性塘反應器的出水口即為 好氧塘反應器的進水口；其中由好氧塘反應器、曝氣裝置、氣體流量計、空氣泵和變頻器組 成好氧塘水處理系統，在好氧塘反應器內底部設置曝氣裝置，且曝氣裝置高于好氧塘反應 器底部接種活性污泥的上層面，曝氣裝置經管道連接空氣泵，空氣泵與曝氣裝置間安裝氣 體流量計；其中由出水液位傳感器II、好氧塘出水管、出水電磁閥和清水箱組成好氧塘出水 系統，出水液位傳感器II的好氧塘最低液位探頭高于好氧塘反應器底部的接種活性污泥上 層面，好氧塘反應器與清水箱由好氧塘出水管連通，好氧塘反應器內的出水口與出水液位 傳感器II的最低液位探頭處于同一高度，出水電磁閥安置在好氧塘出水管上，在位于好氧 塘反應器內的管道端口處設置濾網；利用可編程邏輯控制器控制進水電磁閥、出水恒流抽 吸泵和出水電磁閥的開關情況，利用可編程邏輯控制器控制攪拌裝置的攪拌情況，利用可 編程邏輯控制器通過變頻器控制空氣泵的開關與運行情況，利用可編程邏輯控制器通過其 內部的定時器I、定時器II、定時器III分別控制兼性塘反應器與好氧塘反應器的水處理時 間、曝氣裝置的間隔曝氣時間，進水液位傳感器、出水液位傳感器I、氣體流量計和出水液 位傳感器II顯示的信息通過可編程邏輯控制器反饋給上位機，在上位機顯示出進水液位傳 感器、出水液位傳感器I、氣體流量計和出水液位傳感器II的具體信息；所述的跌水裝置的 出水表面均布形成淋浴式的跌水的出水口。
[0007] 本發明的有益效果：一、本發明所述的凹凸棒土-穩定塘復合式反應器與原有的 反應器相比節省了占地面積，且兼性塘反應器與好氧塘反應器均采用圓柱形，避免了反應 器內死區的出現，延長了使用壽命。二、凹凸棒土-穩定塘復合式反應器中的一體式穩定塘 反應器由可編程邏輯控制器（PLC)控制，各控制功能通過編輯的程序實現自動連續處理低 溫生活污水，可靠度高，操作簡單，適用性強。三、凹凸棒土比表面積大、空隙結構發達、離子 交換能力較強，具有較高的可塑性及吸附性，將其自制成大小均勻的球形多孔懸浮填料，可 吸附大量微生物，可作為微生物生長載體，為低溫條件下微生物生長提供良好的環境，廢棄 物可作為農田肥料，低廉環保。四、凹凸棒土-穩定塘復合式反應器及其深度處理低溫生 活污水的方法處理嚴寒地區農村生活污水，C0D和氨氮的出水濃度達到國家《污水綜合排放 標準》（GB8978-1996)二級標準，TP出水濃度達到國家《城鎮污水處理廠污染物排放標準》 (GB18918-2002)二級標準，對C0D、氨氮、TP的去除率分別為95. 5%、90. 7%、87. 3%，而且 工藝簡單、管理控制方便、耗能小、投資和運行費用低。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0008] 圖1是凹凸棒土-穩定塘復合式反應器的結構示意圖；
[0009] 圖2是凹凸棒土-穩定塘復合式反應器中兼性塘反應器、好氧塘反應器和曝氣裝 置的俯視圖；
[0010] 圖3是凹凸棒土-穩定塘復合式反應器中以可編輯控制器（PLC)為核心的控制關 系不意圖。
【具體實施方式】
[0011]
【具體實施方式】一：結合圖1和圖3,本實施方式是凹凸棒土-穩定塘復合式反應器 由高位水箱1、貯水箱2、導流管I 3、潛水泵4、支架5、集水箱6、跌水裝置7、兼性塘進水管 8、進水電磁閥9、進水液位傳感器10、兼性塘反應器11、電機12、攪拌裝置13、出水液位傳 感器I 14、兼性塘出水管15、出水恒流抽吸泵16、好氧塘反應器17、曝氣裝置18、氣體流量 計19、空氣泵20、變頻器21、出水液位傳感器II 22、好氧塘出水管23、出水電磁閥24、清水 箱25、可編程邏輯控制器26和上位機27組成，其中由高位水箱1、貯水箱2、導流管I 3、潛 水泵4、支架5、集水箱6和跌水裝置7組成跌水系統，高位水箱1安裝在支架5上，潛水泵 4置于貯水箱2內底部，高位水箱1通過導流管I 3與貯水箱2內潛水泵4連通，在高位水 箱1外底部安置跌水裝置7,在跌水裝置7下方、貯水箱2外頂部安置集水箱6 ;其中由兼性 塘進水管8、進水電磁閥9和進水液位傳感器10組成兼性塘進水系統，進水電磁閥9安裝在 兼性塘進水管8上，采用進水液位傳感器10控制進水電磁閥9的開關，進水液位傳感器10 有三個探頭，分別為上限水位探頭10-1、下限水位探頭10-2和最高水位探頭10-3 ;其中由 兼性塘反應器11、電機12和攪拌裝置13組成兼性塘水處理系統，在兼性塘反應器11上方 安裝攪拌裝置13,且裝攪拌裝置13的攪拌葉沒入兼性塘反應器11底部的接種活性污泥中； 其中由兼性塘出水管15、出水恒流抽吸泵16和出水液位傳感器I 14組成兼性塘出水系統， 出水液位傳感器I 14的兼性塘最低液位探頭14-1高于兼性塘反應器11底部的接種活性 污泥的上層面，由兼性塘出水管15將兼性塘反應器11和好氧塘反應器17連通，在兼性塘 反應器11與好氧塘反應器17之間、兼性塘出水管15上設置出水恒流抽吸泵16,兼性塘反 應器11內的兼性塘出水管15端口處設置濾網，兼性塘反應器11的出水口即為好氧塘反應 器17的進水口；其中由好氧塘反應器17、曝氣裝置18、氣體流量計19、空氣泵20和變頻器 21組成好氧塘水處理系統，在好氧塘反應器17內底部設置曝氣裝置18,且曝氣裝置18高 于好氧塘反應器17底部接種活性污泥的上層面，曝氣裝置18經管道連接空氣泵20,空氣泵 20與曝氣裝置18間安裝氣體流量計19 ;其中由出水液位傳感器II 22、好氧塘出水管23、出 水電磁閥24和清水箱25組成好氧塘反應器17的出水系統，出水液位傳感器II 22的好氧 塘最低液位探頭22-1高于好氧塘反應器17底部的接種活性污泥上層面，好氧塘反應器17 與清水箱25由好氧塘出水管23連通，好氧塘反應器17內的出水口與出水液位傳感器II 22 的最低液位探頭處于同一高度，出水電磁閥24安置在好氧塘出水管23上，在位于好氧塘反 應器17內的管道端口處設置濾網；利用可編程邏輯控制器26控制進水電磁閥9、出水恒流 抽吸泵16和出水電磁閥20的開關情況，利用可編程邏輯控制器26控制攪拌裝置13的攪 拌情況，利用可編程邏輯控制器26通過變頻器21控制空氣泵20的開關與運行情況，利用 可編程邏輯控制器26通過其內部的定時器I、定時器II、定時器III分別控制兼性塘反應器 11與好氧塘反應器17的水處理時間、曝氣裝置18的間隔曝氣時間，進水液位傳感器10、出 水液位傳感器I 14、氣體流量計19和出水液位傳感器II 22顯示的信息通過可編程邏輯控 制器26反饋給上位機27,在上位機27顯示出進水液位傳感器10、出水液位傳感器I 14、氣 體流量計19和出水液位傳感器II 22的具體信息；所述的跌水裝置7的出水表面均布形成 淋浴式的跌水的出水口。
[0012] 本實施方式所述的上位機27利用IFIX軟件進行程序編輯。
[0013] 本實施方式所述的可編程邏輯控制器簡稱PLC。
[0014] 工作原理：通過上位機（IFIX軟件）27編輯兼性塘反應器11的進水系統、兼性塘 反應器11的水處理系統、兼性塘反應器11的出水系統、好氧塘反應器17的水處理系統、 好氧塘反應器17的出水系統的運行情況，然后將編輯好的程序輸入給可編程邏輯控制器 (PLC) 26,由可編程邏輯控制器（PLC) 26執行上位機（IFIX軟件）27編輯好的程序，即利用 可編程邏輯控制器（PLC) 26控制進水電磁閥9、出水恒流抽吸泵14的開關情況的開關情況、 攪拌裝置13運行情況，利用可編程邏輯控制器（PLC) 26通過變頻器21控制空氣泵20的開 關與運行情況，利用可編程邏輯控制器（PLC)26通過其內部的定時器I、定時器II分別控 制兼性塘反應器11與好氧塘反應器17的水處理時間，利用可編程邏輯控制器（PLC)26通 過其內部的定時器III控制曝氣裝置18的間隔曝氣時間，達到一體式穩定塘反應器的連續 自動運行。
[0015] 圖1是凹凸棒土-穩定塘復合式反應器的結構示意圖，圖中1為高位水箱、2為貯 水箱、3為導流管、4為潛水泵、5為支架、6為集水箱、7為跌水裝置、8為兼性塘進水管、9為 進水電磁閥、10為進水液位傳感器、10-1為上限液位探頭、10-2為下限液位探頭、10-3為最 高液位探頭、11為兼性塘反應器、12電機、13為攪拌裝置、14為出水液位傳感器I、14-1為 兼性塘最低液位探頭、15為兼性塘出水管、16為出水恒流抽吸泵、17為好氧塘反應器、18為 曝氣裝置、19為氣體流量計、20為空氣泵、21為變頻器、22為出水液位傳感器II、22-1為好 氧塘最低液位探頭、23為好氧塘出水管、24為出水電磁閥、25為清水箱、26為可編程邏輯控 制器、27為上位機。
[0016] 本實施方式所述的凹凸棒土-穩定塘復合式反應器中以可編程邏輯控制器 (PLC) 26為核心，控制關系示意圖如圖3,圖3是凹凸棒土-穩定塘復合式反應器中以可編 輯控制器（PLC)為核心的控制關系示意圖。上位機27的監控軟件采用IFIX3. 5集成軟件 包，主要完成工藝流程畫面的顯示，編輯兼性塘反應器11的進水系統、兼性塘反應器11的 水處理系統、兼性塘反應器11的出水系統、好氧塘反應器17的水處理系統、好氧塘反應器 17的出水系統運行情況的程序，實時采集各系統中的參數值，并在畫面上動態顯示進水液 位傳感器10、氣體流量計19、出水液位傳感器I 15、出水液位傳感器II 22的實際值，自動保 存各點值，自動報警，統計打印、報表等。根據該系統工藝要求，進行PLC輸入/輸出（I/O) 統計：①開關量輸入（AI):用于接收兼性塘反應器11液位的上限液位探頭10-1、下限液位 探頭10-2、最高液位探頭10-3、兼性塘最低液位探頭15-1、接受好氧塘反應器17液位的好 氧塘最低液位探頭21-1總計5點。②開關量輸出（A0):用于控制攪拌裝置13、聲光報警、 進水電磁閥9、出水恒流抽吸泵14、出水電磁閥24的啟停控制的數字信號，總計5點。③ 模擬量輸入（DI):用于采集氣體流量的流量傳感器、變頻器21的電流的模擬信號，總計2 路。④模擬量輸出（D0):用于通過模擬量控制空氣泵20變頻給定，總計1路。PLC的主機 選用0MR0N CP1H-X40DR-A型號，另外還需要配CP1W-AD041模擬量輸入模塊4塊共16路， CP1W-DA041模擬量輸出模塊1塊共4路。該配置具有開關量輸入24點，開關量輸出16點， 模擬量輸入16路，模擬量輸出4路，完全能滿足需求，還留有部分余量，方便日后對該系統 進行維護和升級。
[0017] 本實施方式所述的凹凸棒土 -穩定塘復合式反應器具有自我保護機制，當有故障 出現時，將出現聲光報警，并記錄故障信息，便于檢修和信息追溯；一旦系統運行出現嚴重 錯誤，立即停止運行。
[0018] 本實施方式由高位水箱1、貯水箱2、導流管I 3、潛水泵4、支架5、集水箱6和跌水 裝置7組成跌水系統以進行跌水曝氣，
[0019] 本實施方式所述的兼性塘反應器11內的兼性塘出水管15端口處設置濾網，其目 的是防止填料的流出。
[0020] 本實施方式所述的在位于好氧塘反應器17內的管道端口處設置濾網，其目的防 止填料的流出。
【具體實施方式】 [0021] 二：結合圖2,本實施方式與一的不同點是：所述的兼 性塘反應器11是圓柱形，所述的好氧塘反應器17是圓柱形，兼性塘反應器11和好氧塘反 應器17的有效容積相等，且由兼性塘反應器11和好氧塘反應器17組成的底部同一圓心的 一體式反應器即為穩定塘反應器。其他與一相同。
[0022] 本實施方式所述的兼性塘反應器11的有效容積均是150L、半徑為17. 5cm、高度為 156cm〇
[0023] 本實施方式所述的好氧塘反應器17的有效容積均是150L、半徑為35cm、高度為 39cm〇
[0024] 采用下述試驗驗證本發明效果：
[0025] 試驗一：利用凹凸棒土 -穩定塘復合式反應器處理低溫生活污水，具體是按以下 步驟完成的：
[0026] -、向兼性塘反應器11中投加厭氧菌種污泥，向好氧塘反應器17中投加好氧菌種 污泥；
[0027] 步驟一中所述的厭氧菌種污泥是按以下步驟得到的：向含厭氧菌種的污泥中投加 生活污水作為培養原水，所述的生活污水中C0D:N:P = 100:5:1，若C0D不足則注入生活 污水，若氨氮不足則投加尿素來補充氮源，若磷不足則投加磷酸三鈉，在密封狀態下進行攪 拌，保證污泥不沉淀在容器底，讓厭氧菌自行生長繁殖，每2d向容器內注入5L的生活污水， 在厭氧培養階段每天分析容器內的C0D、氨氮、總磷，10d后分析顯示容器中出水C0D和氨氮 比進水降低了 15%以上，此時說明厭氧菌已經生成，馴化8d，此過程嚴格控制D0在0. 2mg/ L以下，保證營養物質充足，7d后，出水COD、氨氮比進水降低了 25%以上，此時厭氧菌已經 形成，污泥的絮凝和沉淀性能良好，測的污泥MLSS為3500?4000mg/L，得到厭氧菌種污泥， 可投入正常運行；參數：溫度：8?10°C，pH :7. 5, D0 :低于0. 2mg/L ;
[0028] 步驟一中所述的好氧菌種污泥是按以下步驟得到的：向含好氧菌種的污泥中投加 生活污水作為培養原水，連續悶曝4d，悶曝期間，曝氣量D0控制在1?2mg/L，并且曝氣要 均勻，每隔12h停止曝氣并靜置沉淀換水一次，每次進水后向容器內加入10mL的米泔水以 確保污水中的營養物質充足；連續進水，8?10d后在顯微鏡下可觀察到活性污泥中含有活 動的微生物，此時加大進水量，提高污泥負荷，每天運行兩周期，每周期曝氣llh，靜置lh， DO在2. 5?3. 5mg/L間；18?20d后，污泥的絮凝和沉淀性能良好，測的污泥MLSS為3500? 4000mg/L，得到好氧菌種污泥，可投入正常運行；參數：溫度：8?10°C，pH :7. 5, D0 :污泥培 養初期1?2mg/L、污泥培養成熟期2. 5?3. 5mg/L ;
[0029] 二、在溫度為6?10°C條件下將低溫生活污水裝滿于貯水箱2中，通過潛水泵4將 低溫生活污水通過導流管I 3輸入高位水箱1，污水從高位水箱1流經跌水裝置7,低溫生 活污水從跌水裝置7以淋浴式的跌水形式跌落至集水箱6中形成跌水曝氣，以增加低溫生 活污水中的溶解氧，得到富集溶解氧的低溫生活污水；
[0030] 三、啟動兼性塘反應器11，第一次進水人工開啟進水電磁閥9,使富集溶解氧的 低溫生活污水流入兼性塘反應器11，保持液面高度在進水液位傳感器10的上限液位探頭 10-1和下限液位探頭10-2之間，進水液位傳感器10將信號反饋給可編程邏輯控制器26， 此時由可編程邏輯控制器26內部的定時器I控制兼性塘反應器11的水處理時間為25d，可 編程邏輯控制器26啟動電機12來控制攪拌裝置13的攪拌，人工向兼性塘反應器11內加 入凹凸棒土填料，當定時器I計數25d結束后，由可編程邏輯控制器26控制出水恒流抽吸 泵16的開啟，使兼性塘反應器11內處理過的生活污水污水進入好氧塘反應器17中，由可 編程邏輯控制器26控制兼性塘反應器11內的出水最低液面在出水液位傳感器I 14的兼 性塘最低液位探頭14-1處，兼性塘反應器11停止出水，此時可編程邏輯控制器26控制進 水電磁閥9的開啟，第二次將富集溶解氧的低溫生活污水流入兼性塘反應器11，兼性塘反 應器11啟動完成；
[0031] 四、啟動好氧塘反應器17,出水恒流抽吸泵16關閉后，由可編程邏輯控制器26內 部的定時器II控制好氧塘反應器17的水處理時間為25d，可編程邏輯控制器26通過變頻器 21啟動空氣泵20,使曝氣裝置18進行曝氣，并由可編程邏輯控制器26內部的定時器III控 制間隔曝氣時間，同時人工向好氧塘反應器17內加入凹凸棒土填料，當定時器II計數25d 結束后，可編程邏輯控制器26控制出水電磁閥24的開啟，使好氧塘反應器17處理的低溫 生活污水進入清水箱25,由可編程邏輯控制器26控制好氧塘反應器17內的出水最低液面 在出水液位傳感器II 22的好氧塘最低液位探頭22-1處，好氧塘反應器17停止出水，好氧 塘反應器17啟動完成；
[0032] 五、自動運行穩定塘反應器，所述的兼性塘反應器11是圓柱形，所述的好氧塘反 應器17是圓柱形，兼性塘反應器11和好氧塘反應器17的有效容積相等，且由兼性塘反應 器11和好氧塘反應器17組成的底部同一圓心的一體式反應器即為穩定塘反應器；啟動反 應器后，通過上位機27編輯兼性塘反應器11的進水系統、兼性塘反應器11的水處理系統、 兼性塘反應器11的出水系統、好氧塘反應器17的水處理系統和好氧塘反應器17的出水系 統的運行情況的程序，然后將編輯好的程序輸入給可編程邏輯控制器26,由可編程邏輯控 制器26執行上位機27編輯好的程序，即利用可編程邏輯控制器26控制進水電磁閥9、出水 恒流抽吸泵16和出水電磁閥24的開關情況，利用可編程邏輯控制器26控制攪拌裝置13 運行情況，利用可編程邏輯控制器26通過其內部的定時器I、定時器II分別控制兼性塘反 應器11和好氧塘反應器17的水處理時間，利用可編程邏輯控制器26通過變頻器21控制 空氣泵20的開關與運行情況，利用可編程邏輯控制器26內部的定時器III控制曝氣裝置18 的間隔曝氣時間，凹凸棒土-穩定塘復合式反應器正常運行后即可在清水箱25內收集到處 理后的清水。
[0033] 本試驗所述的兼性塘反應器11的有效容積均是150L、半徑為17. 5cm、高度為 156cm ;所述的好氧塘反應器17的有效容積均是150L、半徑為35cm、高度為39cm。
[0034] 本試驗步驟三中所述的凹凸棒土填料按以下步驟制成：將粒徑175?185目、比表 面積大于185m 2/g凹凸棒土制成球形多孔的吸附微生物的懸浮載體，球形多孔的吸附微生 物的懸浮載體的孔徑在0. 4mm?0. 8mm間、球徑6. 5mm?8. 5mm，即為凹凸棒土填料；步驟 三中向兼性塘反應器11內加入凹凸棒土填料的投加量為30g/L。
[0035] 本試驗步驟四中所述的凹凸棒土填料按以下步驟制成：將粒徑175?185目、比表 面積大于185m 2/g凹凸棒土制成球形多孔的吸附微生物的懸浮載體，球形多孔的吸附微生 物的懸浮載體的孔徑在0. 4mm?0. 8mm間、球徑6. 5mm?8. 5mm，即為凹凸棒土填料；步驟 三中向好氧塘反應器17內加入凹凸棒土填料的投加量為30g/L。
[0036] 本試驗步驟五中所述的上位機27編輯兼性塘反應器11的進水情況的程序，具體 信息如下：當兼性塘反應器11內的液面低于進水液位傳感器10的下限水位探頭10-2(在 液位130cm處）端時，進水液位傳感器10將信息反饋給可編程邏輯控制器26,可編程邏輯 控制器26控制進水電磁閥9的開啟，富集溶解氧的低溫生活污水由集水箱6經兼性塘進水 管8自流進入當兼性塘反應器11，當兼性塘反應器11內液面接觸到進水液位傳感器10的 上限水位探頭10-1 (在液位140cm處）時，進水液位傳感器10將信息反饋給可編程邏輯控 制器26,可編程邏輯控制器26控制進水電磁閥9的關閉，若出現故障使兼性塘反應器11內 液面接觸到進水液位傳感器10的最高水位探頭10-3 (在液位150cm處）時，進水液位傳 感器10將信息反饋給可編程邏輯控制器26,并在上位機27上顯示警告，此時可編程邏輯控 制器26控制的凹凸棒土-穩定塘復合式反應器所有運行系統關閉。
[0037] 本試驗步驟五中所述的上位機27編輯兼性塘反應器11的水處理情況的程序，具 體信息如下：除上位機27上顯示警告時，需要關閉兼性塘反應器11的水處理系統，否則兼 性塘反應器11水處理系統持續運行，進水電磁閥9關閉后，可編程邏輯控制器26內部的定 時器I開始計數25d，可編程邏輯控制器26啟動電機12來控制攪拌裝置13的攪拌，使攪拌 裝置13持續以35r/min進行攪拌。
[0038] 本試驗步驟五中所述的上位機27編輯兼性塘反應器11的出水情況的程序，具體 信息如下：當可編程邏輯控制器26內部的定時器I計數25d結束后，可編程邏輯控制器26 控制控制出水恒流抽吸泵16開啟，使經兼性塘反應器11處理過的低溫生活污水流入好氧 塘反應器17,當出水液位傳感器I 14的兼性塘最低液位探頭14-1 (在液位30cm處）露出 液面時，出水液位傳感器I 14將信息反饋給可編程邏輯控制器26,可編程邏輯控制器26控 制出水恒流抽吸泵16關閉，此時可編程邏輯控制器26控制進水電磁閥9開啟，兼性塘反應 器11再次進水，進水結束后，可編程邏輯控制器26內部的定時器I又開始計數25d。
[0039] 本試驗步驟五中所述的上位機27編輯好氧塘反應器17的水處理情況的程序，具 體信息如下：當出水恒流抽吸泵16關閉后，可編程邏輯控制器26內部的定時器II開始計 數25d，可編程邏輯控制器26通過變頻器21啟動與運行空氣泵20,使曝氣裝置18以曝氣 量490L/h進行曝氣，曝氣量通過氣體流量計19顯示，數據反饋至可編程邏輯控制器26,并 在上位機27上顯示出來,若氣體流量計19在上位機27上顯示的數據低于450L/h或高于 630L/h時，可編程邏輯控制器26調節向變頻器21輸出的指令，控制空氣泵20的轉數，至曝 氣量在490L/h為止，同時可編程邏輯控制器26內部的定時器III控制曝氣裝置18的間隔曝 氣時間，每隔4h曝氣一次，每次曝氣4h。
[0040] 本試驗步驟五中所述的上位機27編輯好氧塘反應器17的出水情況的程序，具體 信息如下：當可編程邏輯控制器26內部的定時器II計數25d結束后，即到達好氧塘反應器 17的出水時間，可編程邏輯控制器26控制控制出水電磁閥24的開啟，經好氧塘反應器17 處理的低溫生活污水經好氧塘出水管23自流進入清水箱25,出水液位傳感器II 22的好氧 塘最低液位探頭22-1 (在液位35cm處）露出液面時，出水液位傳感器II 22將信息反饋給 可編程邏輯控制器26,可編程邏輯控制器26控制出水電磁閥24關閉。
[0041] 本試驗中所述的低溫生活污水C0D、氨氮、TP的平均進水濃度418. 6mg/L、36. 6mg/ L、6. 3mg/L，兼性塘反應器11內初始污泥濃度均為3500?4000mg/L，好氧塘反應器17內 初始污泥濃度均為3500?4000mg/L，兼性塘反應器11水力停留時間4d、pH在7. 2?7. 8 間，好氧塘反應器水力停留時間36h、曝氣時間4d、pH在7. 2?7. 8間，低溫生活污水經兼性 塘反應器處理25d后再經好氧塘反應器處理25d，平均出水濃度18. 8mg/L、3. 4mg/L、0. 8mg/ L，均達到國家二級排放標準，平均去除率95. 5%、90. 7%、87. 3%。
【權利要求】
1.凹凸棒土-穩定塘復合式反應器，其特征在于凹凸棒土-穩定塘復合式反應器由高 位水箱（1)、貯水箱（2)、導流管I (3)、潛水泵（4)、支架（5)、集水箱￠)、跌水裝置（7)、兼 性塘進水管（8)、進水電磁閥（9)、進水液位傳感器（10)、兼性塘反應器（11)、電機（12)、攪 拌裝置（13)、出水液位傳感器I (14)、兼性塘出水管（15)、出水恒流抽吸泵（16)、好氧塘 反應器（17)、曝氣裝置（18)、氣體流量計（19)、空氣泵（20)、變頻器（21)、出水液位傳感器 II (22)、好氧塘出水管（23)、出水電磁閥（24)、清水箱（25)、可編程邏輯控制器（26)和上 位機（27)組成，其中由高位水箱（1)、貯水箱（2)、導流管I (3)、潛水泵（4)、支架（5)、集 水箱（6)和跌水裝置（7)組成跌水系統，高位水箱（1)安裝在支架（5)上，潛水泵（4)置于 貯水箱（2)內底部，高位水箱（1)通過導流管I (3)與貯水箱（2)內潛水泵（4)連通，在高 位水箱（1)外底部安置跌水裝置（7)，在跌水裝置（7)下方、貯水箱（2)外頂部安置集水箱 (6);其中由兼性塘進水管（8)、進水電磁閥（9)和進水液位傳感器（10)組成兼性塘進水系 統，進水電磁閥（9)安裝在兼性塘進水管（8)上，采用進水液位傳感器（10)控制進水電磁 閥（9)的開關，進水液位傳感器（10)有三個探頭，分別為上限水位探頭（10-1)、下限水位探 頭（10-2)和最高水位探頭（10-3);其中由兼性塘反應器（11)、電機（12)和攪拌裝置（13) 組成兼性塘水處理系統，在兼性塘反應器（11)上方安裝攪拌裝置（13)，且裝攪拌裝置（13) 的攪拌葉沒入兼性塘反應器（11)底部的接種活性污泥中；其中由兼性塘出水管（15)、出水 恒流抽吸泵（16)和出水液位傳感器I (14)組成兼性塘出水系統，出水液位傳感器I (14) 的兼性塘最低液位探頭（14-1)高于兼性塘反應器（11)底部的接種活性污泥的上層面，由 兼性塘出水管（15)將兼性塘反應器（11)和好氧塘反應器（17)連通，在兼性塘反應器（11) 與好氧塘反應器（17)之間、兼性塘出水管（15)上設置出水恒流抽吸泵（16)，兼性塘反應 器（11)內的兼性塘出水管（15)端口處設置濾網，兼性塘反應器（11)的出水口即為好氧塘 反應器（17)的進水口；其中由好氧塘反應器（17)、曝氣裝置（18)、氣體流量計（19)、空氣 泵（20)和變頻器（21)組成好氧塘水處理系統，在好氧塘反應器（17)內底部設置曝氣裝置 (18)，且曝氣裝置（18)高于好氧塘反應器（17)底部接種活性污泥的上層面，曝氣裝置（18) 經管道連接空氣泵（20)，空氣泵（20)與曝氣裝置（18)間安裝氣體流量計（19);其中由出 水液位傳感器II (22)、好氧塘出水管（23)、出水電磁閥（24)和清水箱（25)組成好氧塘出 水系統，出水液位傳感器II (22)的好氧塘最低液位探頭（22-1)高于好氧塘反應器（17)底 部的接種活性污泥上層面，好氧塘反應器（17)與清水箱（25)由好氧塘出水管（23)連通， 好氧塘反應器（17)內的出水口與出水液位傳感器II (22)的最低液位探頭處于同一高度， 出水電磁閥（24)安置在好氧塘出水管（23)上，在位于好氧塘反應器（17)內的管道端口處 設置濾網；利用可編程邏輯控制器（26)控制進水電磁閥（9)、出水恒流抽吸泵（16)和出水 電磁閥（20)的開關情況，利用可編程邏輯控制器（26)控制攪拌裝置（13)的攪拌情況，利 用可編程邏輯控制器（26)通過變頻器（21)控制空氣泵（20)的開關與運行情況，利用可 編程邏輯控制器（26)通過其內部的定時器I、定時器II、定時器III分別控制兼性塘反應器 (11)與好氧塘反應器（17)的水處理時間、曝氣裝置（18)的間隔曝氣時間，進水液位傳感器 (10)、出水液位傳感器I (14)、氣體流量計（19)和出水液位傳感器II (22)顯示的信息通過 可編程邏輯控制器（26)反饋給上位機（27)，在上位機（27)顯示出進水液位傳感器（10)、 出水液位傳感器I (14)、氣體流量計（19)和出水液位傳感器II (22)的具體信息；所述的 跌水裝置（7)的出水表面均布形成淋浴式的跌水的出水口。
2.根據權利要求1所述的凹凸棒土-穩定塘復合式反應器，其特征在于所述的兼性塘 反應器（11)是圓柱形，所述的好氧塘反應器（17)是圓柱形，兼性塘反應器（11)和好氧塘 反應器（17)的有效容積相等，且由兼性塘反應器（11)和好氧塘反應器（17)組成的底部同 一圓心的一體式反應器即為穩定塘反應器。
【文檔編號】C02F9/14GK104108837SQ201410377194
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2014年8月1日 優先權日:2014年8月1日
【發明者】孫楠, 田偉偉, 李晨洋 申請人:東北農業大學