申请日2013.01.17
公开(公告)日2013.04.24
IPC分类号B01D24/28; C02F3/30
摘要
一种污水处理生物硅藻土悬浮过滤床集成化装置，其包括：缺氧段、厌氧段、好氧段、固液悬浮过滤分离段和强制平衡段。在好氧段与固液悬浮过滤分离段之间设置一气水分离段。在好氧段上设置强制搅拌导流板，包括上、中、下三段，中段相较于上、下两段更窄于好氧段的一侧面，由此加大水流的上升流速。并且在固液悬浮过滤分离段内设置浓差扩散连通槽，导出悬浮过滤床中的生物硅藻土固体悬浮物的浓缩液，将生物硅藻土固体悬浮物层稳定在浓差扩散连通槽的高度附近。固液悬浮过滤分离段的后端设置强制平衡段，生物硅藻土固体悬浮物通过浓差扩散连通槽进入强制平衡段，在强制平衡段底部利用回流管路连续将生物硅藻土固体悬浮物浓缩液回流至前段以再利用。
权利要求书
1.一种污水处理生物硅藻土悬浮过滤床集成化装置，应用于污水处理中的固液分离段，其特征在于，包括：
壳体，所述壳体的剖面呈从下至上逐渐增大的漏斗形，所述壳体的底端开口处为污水进入端;
悬浮过滤床，活动设置在所述壳体的内部，污水自下往上运行，经过所述悬浮过滤床后，污水中的生物硅藻土固体悬浮物被截留;
清水槽或出水堰，设置在所述壳体的顶部，用于导出过滤后得到的清水;
浓差扩散连通槽，设置在所述清水槽或出水堰的下方，用于导出所述悬浮过滤床中的生物硅藻土固体悬浮物的浓缩液，使所述悬浮过滤床中的生物硅藻土固体悬浮物重力及上升污水水流的动力平衡，将平衡后形成的所述悬浮过滤床中的生物硅藻土固体悬浮物层稳定在所述浓差扩散连通槽的高度附近;
强制平衡段，设置在所述清水槽或出水堰下预先设定的距离，连通浓差扩散连通槽，生物硅藻土固体悬浮物通过浓差扩散连通槽，进入所述强制平衡段，并通过设置在所述强制平衡段底部的回流动力装置，利用回流管路连续将生物硅藻土固体悬浮物回流至前段以进行再利用。
2.如权利要求1所述的一种污水处理生物硅藻土悬浮过滤床集成化装置，其特征在于，还包括悬浮过滤床位置监测传感器，所述悬浮过滤床位置监测传感器将所述悬浮过滤床的位置信号反馈至一变频装置，所述变频装置根据所述位置信号调整污水进入速度，保持所述悬浮过滤床稳定。
3.如权利要求1或2所述的一种污水处理生物硅藻土悬浮过滤床集成化装置，其特征在于，浓差扩散连通槽为在壳体上间隔开设若干用于所述生物硅藻土固体悬浮物通过的槽口。
4.一种污水处理生物硅藻土悬浮过滤床集成化装置，其特征在于，依次包括：
缺氧段，用以完成污水处理中生物反硝化脱氮功能;
厌氧段，用以完成污水处理中的生物释磷功能;
好氧段，用以完成污水处理中的COD降解、氨氮生物硝化和生物除磷功能;
固液悬浮过滤分离段，包含如权利要求1所述的固液悬浮过滤分离段的各种装置，用以过滤分离污水中的生物硅藻土固体悬浮物，并将处理的生物硅藻土固体悬浮物连续回流至缺氧段以完成反复使用;以及一气水分离段，设置在所述好氧段与所述固液分离段之间，用以分离出污水处理好氧段混合液中夹带的气泡，防止气泡窜入悬浮过滤分离段破坏悬浮过滤层;
强制平衡段，设置在所述清水槽或出水堰下预先设定的距离，连通浓差扩散连通槽，生物硅藻土固体悬浮物通过浓差扩散连通槽，进入所述强制平衡段，并通过设置在所述强制平衡段底部的回流动力装置，利用回流管路连续将生物硅藻土固体悬浮物回流至所述厌氧段以进行再利用。
5.如权利要求4所述的一种污水处理生物硅藻土悬浮过滤床集成化装置，其特征在于，所述气水分离段包括一气水分离挡板，其与所述生物硅藻土悬浮过滤床所在的壳体隔墙构成三角形形状，并形成三个缝隙：
第一缝隙：所述气水分离挡板的底端与所述生物硅藻土悬浮过滤床所在的壳体外侧之间的一过流缝;
第二缝隙：所述固液分离段底部设置的一过流缝;
第三缝隙：所述气水分离挡板的顶端与所述生物硅藻土悬浮过滤床所在的壳体外侧之间设置一气泡导出缝;
所述好氧段中的生物硅藻土混合液从所述第一缝隙进入所述气水分离段，过流后截面突然扩大，使气泡与生物硅藻土混合液气水分离，由上部的第三缝隙导出气泡至所述好氧段，分离气泡后生物硅藻土混合液由第二缝隙进入所述固液分离段。
6.如权利要求5所述的一种污水处理生物硅藻土悬浮过滤床集成化装置，其特征在于，所述第一缝隙与所述第二缝隙的垂直距离大于300mm。
7.如权利要求5所述的一种污水处理生物硅藻土悬浮过滤床集成化装置，其特征在于，所述第三缝隙的缝隙大小为10mm。
8.如权利要求5所述的一种污水处理生物硅藻土悬浮过滤床集成化装置，其特征在于，还包括一突出条体，设置在所述气泡导出缝上端的第三缝隙上部，用以防止所述好氧段中的内部下行流动生物硅藻土混合液影响第三缝隙所述气水分离段导出气泡的效果。
9.如权利要求4所述的一种污水处理生物硅藻土悬浮过滤床集成化装置，其特征在于，所述好氧段包括：
一强制搅拌导流板，包括上、中、下三段，所述中段相较于所述上、下两段更窄于于所述好氧段的一侧面;
一曝气设备，设置在所述强制搅拌导流板的下段与所述侧面的下方，用以向上利用空气曝气提升作用使好氧段混合液围绕强制搅拌导流板上下循环，并结合所述强制搅拌导流板中段与所述好氧段侧面的收缩结构提升生物硅藻土混合液上升流速，强化循环搅拌效果。
10.如权利要求4所述的一种污水处理生物硅藻土悬浮过滤床集成化装置，其特征在于，还包括悬浮过滤床位置监测传感器，所述悬浮过滤床位置监测传感器将所述悬浮过滤床的位置信号反馈至一变频装置，所述变频装置根据所述位置信号调整所述回流泵的速度，保持所述悬浮过滤床稳定。
说明书
一种污水处理生物硅藻土悬浮过滤床集成化装置
技术领域
本发明涉及污水处理领域，特别涉及一种污水处理生物硅藻土悬浮过滤床集成化装置。
背景技术
目前城市生活污水排放已是城市水的主要污染源，城市生活污水处理是当前和今后城市节水和城市水环境保护工作的重中之重，这就要求我们要把处理生活污水设施的建设作为城市基础设施的重要内容，而且是急不可待的事情。
微生物以硅藻土颗粒为载体，形成以硅藻土颗粒为核心的菌落团。硅藻土菌落团通过微生物荚膜和表面粘液作用，形成大片硅藻土菌胶团，称为生物硅藻土(Bio—diatomite, BD)。将生物硅藻土应用到污水处理缺氧/好氧工艺中称为生物硅藻土反应器(Bio—diatomite Reactor, BDR)，是一种污水处理新技术工艺。这种工艺兼具传统活性污泥法和生物膜法两者的特点，而且可以通过连续定量向反应器中投加硅藻土作为微生物载体，并控制剩余污泥排出量，使反应器内微生物群体浓度高且种群多样化，生物硅藻土浓度超过10 g/L。因此，该系统具有处理效率高、处理效果受进水的水质、水量波动影响很小等优点。
公开号为1301671、名称为“微污染水源水净化工艺”的中国专利公开了一种微污染水源水的净化方法，其工艺步骤具体包括：沉淀、曝气、超滤(纳滤)、消毒，可见，要实现这种净化方法必然需要建设沉淀池来沉淀污水中的杂物。然而，这种做法不仅占地面积大，且净化时间长，不适宜连续作业。因此，急需一种可连续工作、净化效率高、占地面积小的污水处理装置。公开号为101746848A、名称为“生物硅藻土处理污水的动态膜分离方法” 的中国专利公开了一种生物硅藻土处理污水的动态膜分离方法，利用反冲洗达到了可连续工作的技术效果，但其工艺较为复杂，需要进一步改进。
在专利号为02111517.6的专利申请中，公开了一种水净化装置及其方法,克服了现有技术领域中PAC和清水的分离需建造沉淀池或添置过滤设备的缺陷。装置包括外筒、内筒、清水槽、溢流管和排污阀,内筒置于外筒内,外筒的截面积由下而上逐渐递增,内筒中设有混合机构,外筒壳体上设有电磁阀。炭水混合液流入外筒后,向上流速逐渐减小,当PAC向下沉降与炭水混合液向上流动速度相同时,形成PAC悬浮层,清水通过悬浮层继续上升,直至溢出,PAC悬浮液通过阀门排放。该装置可通过调整PAC加入量和PAC悬浮液排放速度,来控制出水口的水质指标,集吸附净化和固液分离工序于同一装置中,投资省、占地少,可广泛应用于工业污水、废水处理以及水厂的原水处理领域中。
现有的新型污水处理工艺包括：缺氧工艺、厌氧工艺和好氧工艺(利用缺氧、厌氧和好氧兼性微生物的代谢过程分别在缺氧、无氧和好氧的情况下，把水中的有机污染物转化为无机物)，以及沉淀池分离工艺(将混合液中悬浮物与清水分离)。缺氧、厌氧和好氧工艺具有处理效率高、处理效果受进水的水质、水量波动影响很小等优点，但是，在小型化装置或设备运行管理过程中，处理工艺存在操作复杂、运行管理成本高等缺点。
发明内容
本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种污水处理生物硅藻土悬浮过滤床集成化装置，本发明设备简单，操作方便，不仅免去了建设沉淀段的麻烦，同时达到了提高净化效率的目的。
本发明针对现有技术存在的上述不足，结合第一实施例，提供一种污水处理生物硅藻土悬浮过滤床集成化装置，本发明设备简单，操作方便，不仅免去了建设沉淀池的麻烦，同时达到了提高净化效率的目的。
本发明通过以下技术方案实现：
一种污水处理生物硅藻土悬浮过滤床集成化装置，应用于污水处理中的固液分离段，包括：
壳体，壳体的剖面呈从下至上逐渐增大的漏斗形，壳体的底端开口处为污水进入端;
悬浮过滤床，活动设置在壳体的内部，生物硅藻土混合液自下往上运行，经过悬浮过滤床后，生物硅藻土混合液中的生物硅藻土固体悬浮物被截留;
清水槽或出水堰，设置在壳体的顶部，用于导出过滤后得到的清水;
浓差扩散连通槽，设置在清水槽或出水堰的下方，用于导出悬浮过滤床中的生物硅藻土固体悬浮物的浓缩液，使悬浮过滤床中的生物硅藻土固体悬浮物重力及上升生物硅藻土混合液水流推力的动力平衡，可将平衡后形成的悬浮过滤床中的高浓度生物硅藻土固体悬浮层稳定在浓差扩散连通槽的高度附近;
强制平衡段，设置在清水槽或出水堰下预先设定的距离，连通浓差扩散连通槽，生物硅藻土固体悬浮物通过浓差扩散连通槽，进入强制平衡段，并通过设置在强制平衡水段底部的回流动力装置，利用回流管路连续将生物硅藻土固体悬浮物回流至前段以进行再利用。
较佳的，还包括悬浮过滤床位置监测传感器，悬浮过滤床位置监测传感器将悬浮过滤床的位置信号反馈至一变频装置，变频装置根据位置信号调整污水进入速度，保持悬浮过滤床稳定。
较佳的，浓差扩散连通槽为在壳体上间隔开设若干用于生物硅藻土固体悬浮物通过的槽口。
一种污水处理生物硅藻土悬浮过滤床集成化装置，依次包括：
缺氧段，用以完成污水处理中生物反硝化脱氮功能;
厌氧段，用以完成污水处理中的生物释磷功能;
好氧段，用以完成污水处理中的COD降解、氨氮生物硝化和生物除磷功能;
固液分离段，包含上述的固液分离段的各种装置，用以过滤混合液中的生物硅藻土固体悬浮物，并将生物硅藻土固体悬浮物连续回流至第一级缺氧段以完成反复使用;以及一气水分离段，设置在好氧段与固液分离段之间，用以分离出好氧段混合液中夹带的气泡，防止气泡窜入悬浮过滤分离段破坏悬浮过滤层;
强制平衡段，设置在清水槽或出水堰下预先设定的距离，连通浓差扩散连通槽，生物硅藻土固体悬浮物通过浓差扩散连通槽，进入强制平衡段，并通过设置在强制平衡水段底部的回流动力装置，利用回流管路连续将生物硅藻土固体悬浮物回流至前段以进行再利用。
较佳的，气水分离段包括一气水分离挡板，其与生物硅藻土悬浮过滤床所在的壳体隔墙构成三角形形状，并形成三个缝隙：
第一缝隙：气水分离挡板的底端与生物硅藻土悬浮过滤床所在的壳体外侧之间的一过流缝;
第二缝隙：固液分离段底部设置的一过流缝;
第三缝隙：气水分离挡板的顶端与生物硅藻土悬浮过滤床所在的壳体外侧之间设置一气泡导出缝;
好氧段中的污水从第一缝隙进入气水分离段，过流后截面突然扩大，使气泡与污水气水分离，由上部的第三缝隙导出气泡至好氧段，污水由第二缝隙进入固液分离段。
较佳的，第一缝隙与第二缝隙的垂直距离大于300mm。
较佳的，第三缝隙的缝隙大小为10mm。
较佳的，还包括一突出条体，设置在气泡导出缝上端的第三缝隙上部，用以防止好氧段中内部的下行流动混合液影响第三缝隙气水分离段导出气泡的效果。
较佳的，好氧段包括：
一强制搅拌导流板，包括上、中、下三段，中段相较于上、下两段更窄于于好氧段的一侧面;
一曝气设备，设置在强制搅拌导流板的下段与侧面的下方，用以向上利用空气曝气提升作用使好氧段混合液围绕强制搅拌导流板上下循环，并结合强制搅拌导流板中段与好氧段侧面的收缩结构提升生物硅藻土混合液上升流速，强化循环搅拌效果。
较佳的，生物硅藻土悬浮过滤床还包括悬浮过滤床位置监测传感器，悬浮过滤床位置监测传感器将悬浮过滤床的位置信号反馈至一变频装置，变频装置根据位置信号调整回流泵的速度，保持悬浮过滤床稳定。
综上所述，本发明具有以下优点：
首先，本发明在固液分离段内设置浓差扩散连通槽，导出悬浮过滤床中的生物硅藻土固体悬浮物的浓缩液，将生物硅藻土固体悬浮物层稳定在浓差扩散连通槽的高度附近。
其次，在固液分离段的后端设置强制平衡段，其连通浓差扩散连通槽，生物硅藻土固体悬浮物通过浓差扩散连通槽，进入强制平衡段，并通过设置在强制平衡水段底部的回流动力装置，利用回流管路连续将生物硅藻土固体悬浮物回流至前段以进行重复利用。
再次，在好氧段与固液分离段之间设置一气水分离段，用于实现好氧段混合液中夹带气泡的分离，防止气泡窜入悬浮过滤分离段破坏悬浮过滤层。
最后，在好氧段上还设置强制搅拌导流板，其包括上、中、下三段，所述中段相较于所述上、下两段更窄于于所述好氧段的一侧面，由此可利用曝气器提升水流使好氧段混合液围绕强制搅拌导流板上下循环，并结合所述强制搅拌导流板中段与所述好氧段侧面的收缩结构提升混合液上升流速，强化循环搅拌效果，避免生物硅藻土在好氧段沉降的发生。
