CN202594841U - 太阳能纳米填料移动床生物膜反应器 - Google Patents

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刘成
孙全民
梁益聪
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Abstract

本实用新型公开了一种太阳能纳米填料移动床生物膜反应器，其结构包括位于地上的太阳能发电***和位于地下的移动床生物膜反应器。太阳能发电***包括太阳能电池板和蓄电池；移动床生物膜反应器，包括主处理区和沉淀区，主处理区和沉淀区通过导流槽连通；主处理区上端设置进水管，内充填纳米悬浮填料；沉淀区上端设置出水管，并设置有斜板沉淀器，下端设置导流槽与主处理区连通；罐体顶部设置曝气机，曝气机通过曝气管路与主处理区下端的曝气装置连接，并通过自动控制电路与太阳能发电***的蓄电池连接。本实用新型设备结构简单、占地面积小、运输安装方便、运行管理简单、节约能源，适合于分散式生活污水处理。

Description

太阳能纳米填料移动床生物膜反应器
技术领域
本实用新型属于污水净化技术领域，涉及一种太阳能纳米填料移动床生物膜反应器。
背景技术
我国许多地区的旅游景点、道路服务区、中小城镇，特别是农村地区等，由于没有铺设污水管网，大量生活污水未经收集处理就直接排放到地表水体，造成水体污染。分散式污水处理方法是这些地区生活污水处理的主要方法，而地埋式一体化生活污水处理设备是分散式污水处理方法最常用的设备之一，对分散式生活污水的处理具有重要作用。
目前，一体化生活污水处理设备采用的工艺主要有生物膜接触氧化法和活性污泥法。采用这两种工艺的一体化污水处理设备存在设备结构复杂、占地面积大、运行管理费用高、能耗高、管理维护较复杂、剩余污泥量较多等缺点。移动床生物膜反应器是将生物膜法和活性污泥法相结合的工艺，具有耐冲击负荷、泥龄长、剩余污泥量少、处理效率高和能耗低等兼具生物膜法和活性污泥法的优点。
目前已建成使用的一体化污水处理设备，由于运行费用高，处理量为10～100吨/天的一体化设备，运行费用约为0.2～1.0元/吨水，同时由于缺乏运行管理资金，许多设备使用不久后就废弃。一体化设备的运行费用主要是设备的动力能源消耗，高运行费用极大地影响其在分散式污水处理中的推广使用。为降低分散式污水处理的运行费用，寻找更加方便清洁的替代能源对一体化污水处理设备的推广应用具有重要意义。太阳能作为一种清洁且广泛分布的能源，在分散式污水处理设备的能源供给中具有重要作用，目前已有较为成熟的太阳能发电技术，将太阳能作为移动床生物膜反应器一体化污水处理设备的动力来源，将能够有效解决分散式污水处理的能源动力问题，降低污水处理运行费用，极大地推动一体化污水处理设备在分散式污水处理中的广泛应用。
移动床生物膜反应器的填料对污水处理有重要作用，大比表面积的填料可提供更多的微生物生长和附着，提高反应器的处理效率。因此，有必要通过改进悬浮填料来提高反应器的处理效率。
发明内容
本实用新型的目的在于克服以上现有技术的不足，提供一种太阳能纳米填料移动床生物膜反应器。
本实用新型的技术方案是：
本实用新型采用太阳能为动力，以移动床生物膜反应器处理生活污水，解决处理水量为5～50吨/天的分散式生活污水处理及处理过程中的能源供应问题。通过太阳能发电供给整个污水处理***用电，解决污水处理过程中的能耗问题，降低污水处理设备的运行成本，同时利用可再生、清洁新型能源，节约了能源并减少了二氧化碳排放。通过采用纳米悬浮填料，为生物膜的生长附着提供大的比表面积，提高污水处理效率。本污水处理设备，采用好氧移动床生物膜工艺，结合了生物膜法和活性污泥法的优点，具有设备结构简单、运输安装方便、运行管理简单、处理效率高、节约能源等特点。
本实用新型是这样实现的：
一种太阳能纳米填料移动床生物膜反应器，包括太阳能发电***和移动床生物膜反应器，其特征在于：所述的太阳能发电***设置太阳能电池板和蓄电池，移动床生物膜反应器设置罐体，罐体内由隔板分隔出主处理区和沉淀区，太阳能电池板和蓄电池设置地上，罐体设置地下，曝气机设置罐体顶部；太阳能电池板、蓄电池和曝气机依次连接。
以上所述的主处理区内充填纳米悬浮填料，上端设置进水管，下端设置曝气装置，曝气装置用曝气管路与曝气机连接。
以上所述的沉淀区上端设置出水管和斜板沉淀器，下端设置导流槽与主处理区连通。
以上所述的曝气机与蓄电池和/或市电供电设置自动控制。
以上所述的曝气管路采用塑料或金属的管路。
本实用新型与现有技术相比，具有如下特点：
1、本实用新型以太阳能作为动力源，能源清洁、可再生，降低运行费用，节约能源并减少常规能源使用带来的污染，有效解决分散式污水处理动力供应问题。
2、大比表面积纳米悬浮填料提供移动生物膜和活性污泥共存体系，提高氧利用率和污水处理效率，有机负荷高，同时减少剩余污泥产生量。
3、移动床生物膜反应器设计为好氧主反应区和沉淀区隔开，并通过导流槽连通，污泥不需动力消耗可以自动回流，降低运行能耗。
4、移动床生物膜反应器设计混合流和推流相结合的优化设计，处理效率高，抗冲击负荷能力强。
5、移动床生物膜反应器结构经过优化并埋于地下，实现整个处理***的简单化、小型化、集成化和一体化。本设备占地面积小，结构简单，运输及安装方便，适合分散式污水处理。
附图说明
图1为本实用新型太阳能纳米填料移动床生物膜反应器结构示意图。
图中标识：1-太阳能电池板，2-蓄电池，3-曝气机，4-主处理区，5-出水管，6-斜板沉淀器，7-隔板，8-沉淀区，9-曝气管路，10-导流槽，11-曝气装置，12-纳米悬浮填料，13-罐体，14-进水管。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本实用新型进一步详细说明，所举实施例只用于解释本实用新型，并非限定于本实用新型的范围。
实施例1
图1为本实用新型的结构示意图，包括太阳能发电***和移动床生物膜反应器。太阳能发电***设置太阳能电池板1和蓄电池2，移动床生物膜反应器设置罐体13，罐体13内由隔板7分隔出主处理区4和沉淀区8。主处理区4内充填纳米悬浮填料12，上端设置进水管14，下端设置曝气装置11，曝气装置11采用塑料的曝气管路9与曝气机3连接。沉淀区8上端设置出水管5和斜板沉淀器6，下端设置导流槽10与主处理区4连通。太阳能电池板1和蓄电池2设置地上，罐体13设置地下，曝气机3设置罐体13的顶部。太阳能电池板1、蓄电池2和曝气机3依次连接，曝气机3与蓄电池2和市电供电设置自动控制。
在本实施例中，总的水力停留时间为9h，曝气机3的曝气为自动控制进行曝气，曝气时间为每天8h，曝气方式为曝气10min，停止20min。污水经由进水管14进入主处理区4，太阳能电池板1将光能转化为电能后储存在蓄电池2中，曝气机3在蓄电池2和市电的供电下进行曝气，主处理区4内充填纳米悬浮填料12，内充填纳米悬浮填料12比重接近1，内充填纳米悬浮填料12在设备启动后逐渐生成生物膜，污水中的污染物在生物膜和活性污泥的作用下被去除，污水得到净化，净化后的污水经由导流槽10进入沉淀区8，污泥经斜板沉淀器6沉降后由导流槽11流回主处理区4，处理后的污水经出水管5排出，出水pH、CODcr、NH3-N、SS等主要指标达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中一级B标准达标排放入地表水体。
实施例2
图1为本实用新型的结构示意图，包括太阳能发电***和移动床生物膜反应器。太阳能发电***设置太阳能电池板1和蓄电池2，移动床生物膜反应器设置罐体13，罐体13内由隔板7分隔出主处理区4和沉淀区8。主处理区4内充填纳米悬浮填料12，上端设置进水管14，下端设置曝气装置11，曝气装置11采用金属的曝气管路9与曝气机3连接。沉淀区8上端设置出水管5和斜板沉淀器6，下端设置导流槽10与主处理区4连通。太阳能电池板1和蓄电池2设置地上，罐体13设置地下，曝气机3设置罐体13的顶部。太阳能电池板1、蓄电池2和曝气机3依次连接，曝气机3与蓄电池2设置自动控制。
在本实施例中，总的水力停留时间为9h，曝气机3的曝气为自动控制进行曝气，曝气时间为每天8h，曝气方式为曝气10min，停止20min。污水经由进水管14进入主处理区4，太阳能电池板1将光能转化为电能后储存在蓄电池2中，曝气机3在蓄电池2的供电下进行曝气，主处理区4内充填纳米悬浮填料12，内充填纳米悬浮填料12比重接近1，内充填纳米悬浮填料12在设备启动后逐渐生成生物膜，污水中的污染物在生物膜和活性污泥的作用下被去除，污水得到净化，净化后的污水经由导流槽10进入沉淀区8，污泥经斜板沉淀器6沉降后由导流槽11流回主处理区4，处理后的污水经出水管5排出，出水pH、CODcr、NH3-N、SS等主要指标达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中一级B标准达标排放入地表水体。

Claims (5)

1.一种太阳能纳米填料移动床生物膜反应器，包括太阳能发电***和移动床生物膜反应器，其特征在于：所述的太阳能发电***设置太阳能电池板(1)和蓄电池(2)，移动床生物膜反应器设置罐体(13)，罐体(13)内由隔板(7)分隔出主处理区(4)和沉淀区(8)，太阳能电池板(1)和蓄电池(2)设置地上，罐体(13)设置地下，曝气机(3)设置罐体(13)顶部；太阳能电池板(1)、蓄电池(2)和曝气机(3)依次连接。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能纳米填料移动床生物膜反应器，其特征在于：所述的主处理区(4)内充填纳米悬浮填料(12)，上端设置进水管(14)，下端设置曝气装置(11)，曝气装置(11)用曝气管路(9)与曝气机(3)连接。
3.根据权利要求1所述的一种太阳能纳米填料移动床生物膜反应器，其特征在于：所述的沉淀区(8)上端设置出水管(5)和斜板沉淀器(6)，下端设置导流槽(10)与主处理区(4)连通。
4.根据权利要求1或2所述的一种太阳能纳米填料移动床生物膜反应器，其特征在于：所述的曝气机(3)与蓄电池(2)和/或市电供电设置自动控制。
5.根据权利要求2所述的一种太阳能纳米填料移动床生物膜反应器，其特征在于：所述的曝气管路(9)采用塑料或金属的管路。
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