申请日2018.05.24
公开(公告)日2019.02.19
IPC分类号C02F3/30
摘要
本实用新型涉及污水处理设备技术领域，具体是一种利用微生物进行污水处理的装置，包括筒体，所述筒体内设有好氧区、兼氧区、厌氧区和固液分离区;好氧区内设有水分布器、气分布器和第一固定填料;兼氧区设在好氧区的上方并与好氧区连通;厌氧区设在兼氧区的上方并与兼氧区连通，厌氧区的横截面呈环形，兼氧区的顶部设有第一溢流堰;固液分离区同心设在厌氧区的内部，固液分离区内设有MBR板式膜滤芯，第一溢流堰通过连接管与固液分离区的底部连接，固液分离区的顶部设有第二溢流堰，第二溢流堰与出水管连接。本实用新型将好氧、兼氧和厌氧联合应用，具有处理效果好、降解速率高、能耗低、安全性高等优点。
权利要求书
1.一种利用微生物进行污水处理的装置，其特征在于：包括筒体(1)，所述筒体(1)内设有好氧区(2)、兼氧区(3)、厌氧区(4)和固液分离区(5);所述好氧区(2)内设有水分布器(6)、气分布器(7)和第一固定填料(8);所述兼氧区(3)设在好氧区(2)的上方并与好氧区(2)连通，所述兼氧区(3)内设有悬浮填料(9);所述厌氧区(4)设在兼氧区(3)的上方并与兼氧区(3)连通，所述厌氧区(4)的横截面呈环形，所述兼氧区(3)内设有第二固定填料(10)，所述兼氧区(3)的顶部设有第一溢流堰(11);所述固液分离区(5)同心设在厌氧区(4)的内部，所述固液分离区(5)内设有MBR板式膜滤芯(12)，所述第一溢流堰(11)通过连接管(13)与固液分离区(5)的底部连接，所述固液分离区(5)的顶部设有第二溢流堰(14)，所述第二溢流堰(14)与出水管(15)连接。
2.根据权利要求1所述的利用微生物进行污水处理的装置，其特征在于：所述筒体(1)内设有上下间隔布置的上不锈钢格栅(16)和下不锈钢格栅(17)，所述第一固定填料(8)设在上不锈钢格栅(16)和下不锈钢格栅(17)之间，所述兼氧区(3)与好氧区(2)被上不锈钢格栅(16)分隔。
3.根据权利要求1所述的利用微生物进行污水处理的装置，其特征在于：所述筒体(1)内设有与筒体(1)同轴的内筒(18)，所述厌氧区(4)与固液分离区(5)被内筒(18)分隔;所述厌氧区(4)设有上下间隔布置的上不锈钢环形格栅(19)和下不锈钢环形格栅(20)，所述第二固定填料(10)设在上不锈钢环形格栅(19)和下不锈钢环形格栅(20)之间。
4.根据权利要求1～3任一所述的利用微生物进行污水处理的装置，其特征在于：所述MBR板式膜滤芯(12)能够过滤直径大于0.3μm的固体颗粒物。
5.根据权利要求1～3任一所述的利用微生物进行污水处理的装置，其特征在于：所述筒体(1)通过地脚螺栓固定在地面上。
说明书
一种利用微生物进行污水处理的装置
技术领域
本实用新型涉及污水处理设备技术领域，具体是一种利用微生物进行污水处理的装置。
背景技术
目前，污水处理技术主要有好氧处理技术和厌氧处理技术。
污水的好氧处理过程：有机物被微生物摄食之后，通过代谢活动，有机物一方面被分解、稳定，并提供微生物生命活动所需的能量;另一方面被转化、合成为新的原生质(或称细胞质)的组成部分，即微生物自身繁殖生长，这就是污水生物处理中的活性污泥或生物膜的增长部分。好氧处理出水水质较好，主要应用于中低浓度废水的处理或者用于厌氧处理的后续处理。但好氧处理要消耗大量的能源，发达国家用于废水处理的能耗已占到全国总电耗的1%左右。
厌氧分解的全过程分为三个阶段：第一阶段为水解发酵阶段(也称酸化)，在此阶段通过兼性水解发酵细菌(产酸菌)的代谢活动，将复杂有机物——碳水化合物、蛋白质和脂类等发酵成为有机酸、醇类、CO2、H2、NH3、H2S等。第二阶段为产氢产乙酸阶段，通过专性厌氧的产氢产乙酸细菌的生理活动，将第一阶段细菌的代谢产物——丙酸及其他脂肪酸、醇类和某些芳香族酸转化为乙酸、CO2和H2。第三阶段为产甲烷阶段，由产甲烷菌利用第一和第二阶段产生的乙酸、CO2和H2为主要基质(还有甲酸、甲醇及甲胺)最终转化为CH4+CO2。厌氧处理技术越来越被看做环境保护、资源利用的核心方法，与其他合适的方法相结合，它为发展中国家提供了可持续的适用污水处理系统。但是，厌氧生物处理反应速度较慢，故反应时间长，反应器容积较大。
在自然界，还存在一类兼性厌氧微生物(兼氧微生物)，它们可在很低的溶解氧条件下生活，经分离，多数以丝状菌为主。兼氧微生物在厌氧过程中发挥着巨大作用，其分离筛选方法简单，较易实现规模化生产和应用。因此，利用兼性微生物来强化厌氧处理过程，具有很好的前景。它有以下优点：(1)开辟处理中高浓度有机废水的新方法。(2)由于好氧、兼氧和厌氧微生物共存于一个反应装置中，通过兼氧微生物的桥梁作用，将氧化、氨化、亚硝化、硝化、反硝化等反应在装置中同时进行，提高了氧的利用效率，降低了能耗。(3)可发挥厌氧去除有机物绝对量高、好氧对有机物去除率高的各自优点，而且，由于在兼氧阶段的水解酸化作用，使一些难降解的有机物和微生物尸体等初步分解，相对分子质量降低，可生化性提高，因此，总体有机物处理效率提高。
申请号为201310680790.8的发明专利申请专利公开了一种新型固定化微生物生化沉淀一体化反应器，将厌氧、缺氧(即兼氧)、好氧处理联合应用，提高了生化处理效率。该新型固定化微生物生化沉淀一体化反应器存在以下缺点：(1)缺氧生化反应区溶解氧过低，影响其反应效果;(2)幅流沉淀区的沉淀效果有限，不但影响出水标准，而且影响活性污泥浓度，降低了生物降解速率。
实用新型内容
本实用新型的目的是为了解决上述现有技术的不足，提供一种利用微生物进行污水处理的装置，将好氧、兼氧和厌氧联合应用，具有处理效果好、降解速率高、能耗低、安全性高等优点。
本实用新型所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：一种利用微生物进行污水处理的装置，包括筒体，所述筒体内设有好氧区、兼氧区、厌氧区和固液分离区;所述好氧区内设有水分布器、气分布器和第一固定填料;所述兼氧区设在好氧区的上方并与好氧区连通，所述兼氧区内设有悬浮填料;所述厌氧区设在兼氧区的上方并与兼氧区连通，所述厌氧区的横截面呈环形，所述兼氧区内设有第二固定填料，所述兼氧区的顶部设有第一溢流堰;所述固液分离区同心设在厌氧区的内部，所述固液分离区内设有MBR板式膜滤芯，所述第一溢流堰通过连接管与固液分离区的底部连接，所述固液分离区的顶部设有第二溢流堰，所述第二溢流堰与出水管连接。
本实用新型的技术方案还有：所述筒体内设有上下间隔布置的上不锈钢格栅和下不锈钢格栅，所述第一固定填料设在上不锈钢格栅和下不锈钢格栅之间，所述兼氧区与好氧区被上不锈钢格栅分隔。
本实用新型的技术方案还有：所述筒体内设有与筒体同轴的内筒，所述厌氧区与固液分离区被内筒分隔;所述厌氧区设有上下间隔布置的上不锈钢环形格栅和下不锈钢环形格栅，所述第二固定填料设在上不锈钢环形格栅和下不锈钢环形格栅之间。
本实用新型的技术方案还有：所述MBR板式膜滤芯能够过滤直径大于0.3μm的固体颗粒物。
本实用新型的技术方案还有：所述筒体通过地脚螺栓固定在地面上。
本实用新型的工作原理：潜水泵通过水分布器将污水泵入筒体，罗茨风机通过气分布器鼓风，污水首先经过好氧区，第一固定填料上附着有优势好氧复合微生物，优势好氧微生物与氧气和污水充分混合，进行好氧生化反应，去除污水中的大部分COD和氨氮，并充分吸附磷。随后污水进入兼氧区，悬浮填料上附着有优势兼氧微生物，由于筒体内由下向上渐降曝气，兼氧区的溶解氧较少，优势兼氧微生物与氧气和污水进行生化反应，在优势兼氧微生物的水解酸化作用下，污水中的部分难降解的有机物和微生物尸体等初步分解，相对分子质量降低，生化性提高。随后污水进入厌氧区，第二固定填料上附着有优势厌氧微生物，由于筒体内由下向上渐降曝气，厌氧区的溶解氧非常少，优势厌氧微生物与污水进行厌氧生化反应，有机物被进一步水解酸化。污水在厌氧区沉淀，上清液进入第一溢流堰并通过连接管进入固液分离区，污泥沉淀后回到兼氧区。固液分离区中的MBR板式膜滤芯将悬浮污泥颗粒和菌胶团截留，污水在固液分离区沉淀，上清液进入第二溢流堰并通过出水管流出。
相对于现有技术，本实用新型利用微生物进行污水处理的装置及其使用方法的有益效果为：(1)在整个过程中，需氧量是不同的，起始有机物浓度高，微生物繁殖迅速，需氧量大，随着有机物的逐渐下降，需氧量也逐渐减少，本实用新型充分利用好氧微生物、兼氧微生物和厌氧微生物对溶解氧需求度不同的特点，通过由筒体最下部鼓入空气，由下向上渐降曝气，使好氧区的溶解氧足量，兼氧区有适量的溶解氧，厌氧区溶解氧极低，需氧量比现有的好氧处理技术低，降低气水比，从而降低能耗;(2)兼氧区采用悬浮填料，氧气、污水和悬浮填料能够充分接触，氧利用率高;(3)将好氧、兼氧和厌氧联合应用，具有厌氧去除有机物绝对量高、好氧对有机物去除率高的优点，而且，由于在兼氧阶段的水解酸化作用，使一些难降解的有机物和微生物尸体等初步分解，相对分子质量降低，可生化性提高;(4)污水分别在好氧区和固液分离区进行二次沉降，并通过MBR板式膜滤芯将污水中的悬浮污泥颗粒和菌胶团截留，增加了装置中的污泥浓度，提高了生物降解速率;(5)将厌氧区同轴设置在固液分离区的外圈，在保证反应流程的基础上降低装置高度，从而降低装置的制造成本及由于高度过高而带来的安全隐患和施工困难。
