CN107176768B - 利用垂直流处理生活污水的方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用垂直流处理生活污水的方法及装置。本发明在缺氧反应池底部设置波轮导流装置，在进水水流的冲击下，波轮导流装置旋转，带动污水与填料混合，并形成旋转及垂直上升流，附着有生物膜的缺氧悬浮生物填料与水流循环运动，缺氧反应池内无死角，流场分布较为理想，反应池容积利用率高，且反应池不设置搅拌器，无能耗，填料寿命长；通过特殊的导水管结构，使水流在好氧反应池内形成水平方向的旋转流及垂直方向的上升(或下降)流，附着有生物膜的好氧悬浮生物填料与水流循环运动，好氧反应池内无死角，形成较为理想的流场分布，形成垂直混合流，可完全避免反应器底部污泥淤积，极大提高反应效率和反应器容积利用率。

Description

利用垂直流处理生活污水的方法及装置
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，尤其是一种利用垂直流处理生活污水的方法及装置。
背景技术
目前，小型分散式污水处理的工艺较多，但在实际操作时投资、成本、实施、出水稳定性、运行管理等还存在较多问题。本发明目的在于提供一种寿命长、投资小、效率高、运行稳定、处理成本低、维护简便的分散式污水处理一体化设备，处理后的水质可满足排放、回用、农业灌溉等要求。
随着城市化进程和农村生活水平的提高，居民平均用水量逐渐上升，生活污水排放量不断加大，由于远离市政污水处理厂，管网投资及工程量较大，绝大部分地区生活污水未经处理直接排入自然水体，导致河流、水库等天然水体富营养化的趋势逐渐严重，部分水域蓝藻爆发，水体水质严重恶化。
同时，由于交通建设及旅游经济的发展，在路网及城市周边出现了大量服务区、酒店、宾馆、农家乐、旅游景点等场所，均远离市政污水收集管网，未实现有效的收集处理，对周边环境造成污染。
综上所述，较为分散的污水，难以收集至市政污水***规模化处理，对周边环境造成了严重污染，分散式污水的处理成为解决面源环境污染的重要方向。
目前，小型分散式污水处理的工艺较多，但在实际操作时投资、成本、实施、出水稳定性、运行管理等还存在较多问题。
发明内容
本发明的目的是：提供了一种利用垂直流处理生活污水的方法及装置，它体积小、寿命长、投资小、效率高、运行稳定、处理成本低、维护简便，可以克服现有技术的不足。
本发明是这样实现的：利用垂直流处理生活污水的方法，通过水泵将污水泵入缺氧反应池中，利用污水泵入时产生的水流压力来带动缺氧反应池中设置的波轮导流装置，使波轮导流装置旋转，从而带动缺氧反应池内的缺氧反应颗粒填料转动，形成上升流，使污水与缺氧反应填料充分混合；污水经过反应后，污水从顶部以旋流的形式进入好氧反应池A，形成旋转下降流，之后污水从好氧反应池A的底部以旋流的形式进入好氧反应池B的底部，在好氧反应池B中形成旋转上升流，污水在流场作用下与好氧反应填料充分混合，并带动好氧反应填料旋转；好氧反应池产生的气泡上升过程中被旋转的好氧反应填料切割，直径减小，溶解氧效率提高，部分气泡附着在好氧反应填料上，降低了好氧反应填料密度，使好氧反应填料密度小于水，在旋转混合过程中上升，失去气泡后密度重于水，又在重力作用下自然下降，形成循环往复的、与污水良好混合的好氧悬浮床；完成好氧反应的污水依次进行沉淀池、过滤池及消毒池完成后续处理。
垂直流悬浮床一体化生活污水处理装置，包括缺氧反应池，好氧反应池A，好氧反应池B，在缺氧反应池内设有缺氧反应颗粒填料，在缺氧反应池内的底部设有波轮导流装置；进水管从缺氧反应池的上部进入缺氧反应池，进水管的出水口处于缺氧反应池内的底部、且出水方向对应波轮导流装置的导流翼板水平设置；在缺氧反应池的上部设有出水堰A，出水堰A的出水孔与好氧反应池A上部设置的导流管A及导流管B连通，导流管A与导流管B处于好氧反应池A的上部，导流管A与导流管B沿好氧反应池A内壁顺时针方向或逆时针设置，且导流管A与导流管B的出水方向相互垂直，在好氧反应池A内设有好氧反应颗粒填料，在好氧反应池A的下部设有底部出水孔，底部出水孔与导流管C及导流管D连接，导流管C与导流管D处于好氧反应池B内的底部，导流管C与导流管D沿好氧反应池B内壁顺时针方向或逆时针设置，且导流管C与导流管D的出水方向相互垂直；在好氧反应池B的上部设有出水堰B，在好氧反应池A及好氧反应池B的底部均设有曝气装置；好氧反应池B的上部通过出水堰B与沉淀池的上部连通，沉淀池的上部部通过周边出水堰与过滤池的上部连通，过滤池下部通过管道与消毒池的下部连通。
在沉淀池的中心管底部设有锥形反射板。使水在池内沿中心均匀分布后沿径向扩散的同时缓慢上升，水流方向与颗粒沉淀方向相反。
在沉淀池底部设有穿孔空气管。
在缺氧反应池，好氧反应池A，好氧反应池B，沉淀池，过滤池及消毒池的顶部设有顶盖，在顶盖上设有对应每个池体的检修口。
与现有的技术相比，本发明在缺氧反应池底部设置波轮导流装置，在进水水流的冲击下，波轮导流装置旋转，带动污水与填料混合，并形成旋转及垂直上升流，附着有生物膜的缺氧悬浮生物填料与水流循环运动，污水与生物膜填料充分接触混合，缺氧反应池内无死角，流场分布较为理想，反应池容积利用率高，且反应池不设置搅拌器，无能耗，填料寿命长；通过特殊的导水管结构，使水流在好氧反应池内形成水平方向的旋转流及垂直方向的上升（或下降）流，附着有生物膜的好氧悬浮生物填料与水流循环运动，好氧反应池内无死角，形成较为理想的流场分布，形成垂直混合流，具有良好的水力状态和流场分布，可完全避免反应器底部污泥淤积，极大提高反应效率和反应器容积利用率，强化污水与反应器内微生物项的接触与混合，大幅度提高污水处理效率。污水依次经各相互独立的反应池处理后排放或回用，处理工艺及方法对于反应器的池型（或形状）无具体要求，有利于设备制作方案的多样性。在旋转垂直流场的作用下与若干悬浮床生物膜微反应器交互作用，在高容积率、高生物相、高溶解氧效率的条件下运行，污水中有机物、氨氮等污染物被高效降解去除，反应***具有低能耗、高效率、抗高冲击负荷的优点。本发明结构简单，成本低廉，使用效果好。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的使用流程图；
图3为本发明的缺氧反应池的结构示意图；
图4、图5为本发明的好氧反应池旋流示意图。
实施方式
本发明的实施例：利用垂直流处理生活污水的方法，通过水泵将污水泵入缺氧反应池中，利用污水泵入时产生的水流压力来带动缺氧反应池中设置的波轮导流装置，使波轮导流装置旋转，从而带动缺氧反应池内的缺氧反应颗粒填料转动，形成上升流，使污水与缺氧反应填料充分混合；污水经过反应后，污水从顶部以旋流的形式进入好氧反应池A，形成旋转下降流，之后污水从好氧反应池A的底部以旋流的形式进入好氧反应池B的底部，在好氧反应池B中形成旋转上升流，污水在流场作用下与好氧反应填料充分混合，并带动好氧反应填料旋转；好氧反应池产生的气泡上升过程中被旋转的好氧反应填料切割，直径减小，溶解氧效率提高，部分气泡附着在好氧反应填料上，降低了好氧反应填料密度，使好氧反应填料密度小于水，在旋转混合过程中上升，失去气泡后密度重于水，又在重力作用下自然下降，形成循环往复的、与污水良好混合的好氧悬浮床；完成好氧反应的污水依次进行沉淀池、过滤池及消毒池完成后续处理。
垂直流悬浮床一体化生活污水处理装置，包括缺氧反应池1，好氧反应池A2，好氧反应池B3，在缺氧反应池1内设有缺氧反应填料24，在缺氧反应池1内的底部设有波轮导流装置8；进水管7从缺氧反应池1的上部进入缺氧反应池1，进水管7的出水口处于缺氧反应池1内的底部、且出水方向对应波轮导流装置8的导流翼板水平设置；在缺氧反应池1的上部设有出水堰A9，出水堰A9的出水孔与好氧反应池A2上部设置的导流管A20及导流管B21连通，导流管A20与导流管B21处于好氧反应池A的上部，导流管A20与导流管B21沿好氧反应池A2内壁顺时针方向或逆时针设置，且导流管A20与导流管B21的出水方向相互垂直，在好氧反应池A2内设有好氧反应填料25，在好氧反应池A2的下部设有底部出水孔11，底部出水孔11与导流管C22及导流管D23连接，导流管C22与导流管D23处于好氧反应池B3内的底部，导流管C22与导流管D23沿好氧反应池B3内壁顺时针方向或逆时针设置，且导流管C22与导流管D23的出水方向相互垂直；在好氧反应池B3的上部设有出水堰B12，在好氧反应池A2及好氧反应池B3的底部均设有曝气装置10；好氧反应池B3的上部通过出水堰B12与沉淀池4的上部连通，沉淀池4的上部部通过周边出水堰16与过滤池5的上部连通，过滤池5下部通过管道与消毒池6的下部连通；在沉淀池4的中心管13底部设有锥形反射板14；在沉淀池4底部设有穿孔空气管26；在缺氧反应池1，好氧反应池A2，好氧反应池B3，沉淀池4，过滤池5及消毒池6的顶部设有顶盖27，在顶盖上设有对应每个池体的检修口28。
本发明的使用流程如下：
1）污水自调节池在泵作用下经进水管7提至缺氧反应池1，从进水管7的出水口产生的水流对波轮导流装置8的导流翼板造成冲击，使波轮导流装置8旋转，并带动污水与附着缺氧反应填料层24混合旋转，形成自然上升流，与旋转流形成如图3所示的旋转垂直上升流场，在这一混合流场的作用下污水与缺氧反应填料层24的填料颗粒充分混合，附着生物膜的填料密度与水相当，形成生物膜悬浮床，污水中有机物被填料颗粒上的生物膜分解，发生反硝化及水解等反应，最后经顶部的出水堰A9流出。
2）污水经出水堰A9进入导流管A20及导流管B21，通过导流管A20及导流管B21进入好氧反应池A2上部的污水形成旋转流，污水在好氧反应池A2中形成下降流；污水从好氧反应池A2的底部出水孔11进入导流管C22及导流管D23中，从导流管C22及导流管D23中流出的污水从好氧反应池B3的底部进入，形成旋转流，在两股流的共同作用下整个反应器内形成旋转下降（上升）流场，污水在流场作用下与好氧反应填料层25充分混合；两个好氧池底部都装有曝气装置10，曝气装置10产生的气泡上升过程中被好氧反应填料层25切割，直径减小，溶解氧效率提高，部分气泡附着在好氧反应填料25上，降低了好氧反应填料25密度，使好氧反应填料25密度略小于水，在旋转混合过程中上升，失去气泡后密度略重于水，在重力钟永霞自然下降，形成循环往复的、与污水良好混合的好氧悬浮床。污水中的有机物被填料颗粒上的生物膜分解，并发生脱C及硝化反应；如图4、图5所示。
3）完成了好氧生化处理后的污水通过出水堰B12进入沉淀池4，在沉淀池4中污水从中心管13进入沉淀池4下部，并经锥形反射板14均匀分布至沉淀池4内；污水中的大部分悬浮物在污水径向扩散及上升运动过程中下沉进入沉淀池泥斗，部分悬浮物被装设在沉淀池4中的斜管15截留并滑落进入沉淀池泥斗，沉淀后的水自周边出水堰16进入过滤池5。
4）沉淀池4泥斗中污泥经斗底部污泥管17排出，部分进入污泥池，部分回流至缺氧反应池1反硝化。
5）进入过滤池5的水经布水器17均匀分布，并经滤层18及过滤板19过滤后自过滤池底部管道进入消毒池（清水池）处理。滤层18可根据实际情况采用石英砂、活性炭等滤料；当滤层18截留过多悬浮物后阻力上升，过滤能力下降，需进行滤层反洗。滤层18底部装有穿孔空气管26，反洗时，水泵自消毒池6（清水池）获得清水，实行气水混合反洗。
6）过滤池5出水进入消毒池6（清水池）加入消毒剂后达标排放或回用。
本实施例中，各反应池可采用碳钢、不锈钢、高分子材料、玻璃钢等材质制作。
以上内容仅为本发明的实例解释，本非为本发明的限制。凡在本发明原则和范围之内所做的任何修改、同类替换及改进均属于权利要求的保护范围。

Claims (4)

1.一种利用垂直流处理生活污水的方法，其特征在于：通过水泵将污水泵入缺氧反应池中，利用污水泵入时产生的水流压力来带动缺氧反应池中设置的波轮导流装置，使波轮导流装置旋转，从而带动缺氧反应池内的缺氧反应颗粒填料转动，形成上升流，使污水与缺氧反应填料充分混合；污水经过反应后，污水从顶部以旋流的形式进入好氧反应池A，形成旋转下降流，之后污水从好氧反应池A的底部以旋流的形式进入好氧反应池B的底部，在好氧反应池B中形成旋转上升流，污水在流场作用下与好氧反应填料充分混合，并带动好氧反应填料旋转；好氧反应池产生的气泡上升过程中被旋转的好氧反应填料切割，直径减小，溶解氧效率提高，部分气泡附着在好氧反应填料上，降低了好氧反应填料密度，使好氧反应填料密度小于水，在旋转混合过程中上升，失去气泡后密度重于水，又在重力作用下自然下降，形成循环往复的、与污水良好混合的好氧悬浮床；完成好氧反应的污水依次进行沉淀池、过滤池及消毒池完成后续处理。
2.一种实现如权利要求1所述的处理生活污水的方法的装置，包括缺氧反应池(1)，好氧反应池A(2)，好氧反应池B(3)，其特征在于：在缺氧反应池(1)内设有缺氧反应颗粒填料(24)，在缺氧反应池(1)内的底部设有波轮导流装置(8)；进水管(7)从缺氧反应池(1)的上部进入缺氧反应池(1)，进水管(7)的出水口处于缺氧反应池(1)内的底部、且出水方向对应波轮导流装置(8)的导流翼板水平设置；在缺氧反应池(1)的上部设有出水堰A(9)，出水堰A(9)的出水孔与好氧反应池A(2)上部设置的导流管A(20)及导流管B(21)连通，导流管A(20)与导流管B(21)处于好氧反应池A的上部，导流管A(20)与导流管B(21)沿好氧反应池A(2)内壁顺时针方向或逆时针设置，且导流管A(20)与导流管B(21)的出水方向相互垂直，在好氧反应池A(2)内设有好氧反应颗粒填料(25)，在好氧反应池A(2)的下部设有底部出水孔(11)，底部出水孔(11)与导流管C(22)及导流管D(23)连接，导流管C(22)与导流管D(23)处于好氧反应池B(3)内的底部，导流管C(22)与导流管D(23)沿好氧反应池B(3)内壁顺时针方向或逆时针设置，且导流管C(22)与导流管D(23)的出水方向相互垂直；在好氧反应池B(3)的上部设有出水堰B(12)，在好氧反应池A(2)及好氧反应池B(3)的底部均设有曝气装置(10)；好氧反应池B(3)的上部通过出水堰B(12)与沉淀池(4)的上部连通，沉淀池(4)的上部部通过周边出水堰(16)与过滤池(5)的上部连通，过滤池(5)下部通过管道与消毒池(6)的下部连通。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：在过滤池(5)的过滤板(19)底部设有穿孔空气管(26)。
4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：在缺氧反应池(1)，好氧反应池A(2)，好氧反应池B(3)，沉淀池(4)，过滤池(5)及消毒池(6)的顶部设有顶盖(27)，在顶盖上设有对应每个池体的检修口(28)。
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