專利名稱：一種旋液固液分離式sbr工藝生活污水處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于環(huán)境工程技術(shù)領(lǐng)域，涉及SBR污水處理裝置，尤其涉及一種旋液 固液分離式SBR工藝生活污水處理裝置。
背景技術(shù)：
近年來，隨著城市化進程的加快，我國水資源面臨著污染日益嚴(yán)重的危機。據(jù) 《2009年中國環(huán)境狀況公告》報道，2009年全國廢水排放總量為589. 2億噸，比上年增加 3.0%，長江、黃河等七大水系出現(xiàn)不同程度的污染。重點湖庫水質(zhì)氮磷污染物低于V類水 質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的占53. 8%。而我國部分地區(qū)尤其是中小城鎮(zhèn)、農(nóng)村等地區(qū)，生活污水的特點是水 量分散，水質(zhì)中碳源不足，氮磷含量較高，現(xiàn)有的水處理工藝，如A20、UASB、活性污泥法、氧 化溝法、SBR法等，由于投資和運行成本較高，明顯難以推廣應(yīng)用。SBR 是序列間歇式活性污泥法(Sequencing Batch ReactorActivated SludgeProcess)的簡稱，是一種按間歇曝氣方式來運行的活性污泥污水處理技術(shù)，又稱序 批式活性污泥法。1898年英國工程師Thomas Wardle首次發(fā)現(xiàn)間歇式運轉(zhuǎn)的工藝，自1979 年以來，SBR活性污泥處理法先后在美國、德國、日本等工業(yè)發(fā)達國家的污水處理領(lǐng)域中得 到了廣泛運用。與傳統(tǒng)污水處理工藝不同，SBR工藝采用將曝氣池和沉淀池合二為一，生 化反應(yīng)呈現(xiàn)分批進行，基本工作周期可由進水、反應(yīng)、沉淀、排水和閑置五個階段組成。它 的主要特征是在運行上的有序和間歇操作，SBR技術(shù)的核心是SBR反應(yīng)池，該池集均化、初 沉、生物降解、二沉等功能于一池，無污泥回流系統(tǒng)。當(dāng)主反應(yīng)區(qū)處于停止攪拌狀態(tài)進行反 硝化時，連續(xù)進入的污水提供反硝化所需的碳源，從而提高了脫氮效率。由于SBR工藝在 時間和空間上的特點形成了其運行操作上的靈活性，根據(jù)不同的水質(zhì)條件、使用場合和出 水要求，有了許多新的變化和發(fā)展，現(xiàn)在該領(lǐng)域已相繼開發(fā)出ICEASantermittent Cyclic ExtendedAeration System) ^XASS (Cyclic Activated Sludge System) ^>UNITANK ^> MSBR(Modified Sequencing Batch Reactor)法等新型工藝。SBR工藝非常適合處理小水 量工業(yè)廢水與分散點源污染，尤其是在用地緊張的地方，對中小城鎮(zhèn)生活污水的處理具有 較大的優(yōu)勢。但是，SBR工藝采用間歇式運行方式，進水時水位由最低升至最高需要一定延續(xù)時 間，出水時水位由最高降至最低全部排出也需一定延續(xù)時間，因此影響處理效率，池容利用 率低；此外，間歇式出水要求集中大流量排放，如果出水管形狀與方向不當(dāng)，出水時會帶走 大量活性污泥，再者，SBR工藝需要設(shè)置潷水器，潷出活性污泥沉淀后的上清水，但潷水器的 設(shè)備復(fù)雜，故障率高，出水時擾動污泥層，使出水水質(zhì)不穩(wěn)定，影響氮磷去除效果，也增加了 SBR工藝的運行成本，影響了該工藝的推廣應(yīng)用。

實用新型內(nèi)容本實用新型的主要目的在于針對上述問題在現(xiàn)有SBR工藝的基礎(chǔ)上進行改進，提 供出一種旋液固液分離式SBR工藝生活污水處理裝置，該裝置通過在SBR反應(yīng)池中設(shè)置懸浮填料床，并在SBR反應(yīng)池外部增設(shè)旋液分離器，取代了潷水器，實現(xiàn)了 SBR反應(yīng)池的連續(xù) 進出水及旋液固液分離的運行方式；采用本裝置處理的生活污水，可達到提高脫氮除磷效 率，水質(zhì)穩(wěn)定和降低能耗、節(jié)省工程投資的效果。本實用新型的設(shè)計思想及原理是(1)在豎流式SBR反應(yīng)池內(nèi)增設(shè)懸浮填料床，懸浮填料床的體積占SBR反應(yīng)池容積 的60-80%。生化污泥在懸浮填料床掛膜成功后，懸浮填料球上將附著并繁殖大量的好氧微 生物及厭氧微生物，形成固定化的微生物濾膜層。懸浮填料床的懸浮填料球為多孔狀結(jié)構(gòu) 可作為微生物攝取食物、氧氣和排泄代謝物的通道，使附著在懸浮填料球上的微生物濾膜 層同時具有好氧、缺氧和厭氧三種微環(huán)境，既可以進行有機物的好氧分解、氨氮的硝化，又 可以進行厭氧水解及反硝化等。由于可以進行內(nèi)部傳質(zhì)，使硝化/反硝化以及水解/好氧 氧化等相關(guān)反應(yīng)過程能在同一懸浮填料球中相繼進行，由此提高了生化污泥的脫氮效率。SBR反應(yīng)池的運行，采用間歇曝氣、連續(xù)進出水的方式，通過控制污水中的溶解氧 使池內(nèi)處于好氧、厭氧交替狀態(tài)，完成亞硝化、硝化、反硝化、聚磷、去除有機污染物的生化 反應(yīng)過程。有效提高了 SBR反應(yīng)池的池容利用率，降低了設(shè)備閑置率。(2)在豎流式SBR反應(yīng)池外增設(shè)了旋液分離器，旋液分離器利用離心力原理，既可 以對5-250 μ m范圍內(nèi)的固體懸浮顆粒進行濕式分離，也可對懸浮液分離和濃縮。懸浮填料 床上由于新陳代謝脫落的生物膜及水體中的懸浮性固體通過旋液分離器達到固液分離的 目的。上清液由上部的出水口排出，濃縮后的污泥液部分通過污泥回流管回流，部分污泥液 排出，既達到保留微生物以控制污泥齡的目的，又保證了 SBR反應(yīng)池的除磷效果。采用旋液分離器，省略了結(jié)構(gòu)復(fù)雜的潷水器設(shè)備，提高了分離效果，并消除現(xiàn)有技 術(shù)中活性污泥流失的弊病，保證出水水質(zhì)穩(wěn)定；裝置結(jié)構(gòu)簡單、占地面積小、處理量大且設(shè) 備費用低，與SBR反應(yīng)器聯(lián)合作用，出水SS低。本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種旋液固液分離式SBR工藝生活污水處理裝置，包括豎流式SBR反應(yīng)池，設(shè)于所 述反應(yīng)池側(cè)壁底部的進水管，設(shè)于反應(yīng)池底部的間歇曝氣裝置，出水管及排泥管，其特征在 于在所述反應(yīng)池側(cè)壁上部設(shè)有溢流管，在反應(yīng)池內(nèi)進水管與溢流管之間設(shè)有懸浮填料床; 并增設(shè)了旋液分離器，設(shè)于旋液分離器上部的切向進水管與所述溢流管連接，設(shè)于旋液分 離器底部的污泥回流管連至反應(yīng)池側(cè)壁底部，所述排泥管與污泥回流管連通，所述出水管 設(shè)置在旋液分離器頂部。所述懸浮填料床是由設(shè)置于所述SBR反應(yīng)池內(nèi)的上、下孔板及散布其間的若干 φ10 -15cm的懸浮填料球構(gòu)成，懸浮填料床的體積占SBR反應(yīng)池容積的60-80%。所述SBR反應(yīng)池與旋液分離器的容積比為5 1-9 1。所述間歇曝氣裝置為可調(diào)曝氣量的微孔曝氣器或穿孔管曝氣器。本實用新型的有益效果是⑴在SBR反應(yīng)池內(nèi)設(shè)置了懸浮填料床，掛膜微生物種 類豐富，生物量大，強化了脫氮除磷功能，水質(zhì)凈化效果顯著提高，且無設(shè)備堵塞等故障出 現(xiàn)，總氮去除率達77%以上，總磷去除率達70 %以上，高于現(xiàn)有技術(shù)處理結(jié)果；(2)采用旋 液分離器進行固液分離，提高了分離效果，消除了現(xiàn)有技術(shù)中活性污泥流失的弊病，并保證 出水水質(zhì)穩(wěn)定；裝置結(jié)構(gòu)簡單、無運動部件、占地面積小、處理量大且設(shè)備費用低，與SBR反 應(yīng)器聯(lián)合作用，省略了潷水器，出水SS降低；C3)采用該裝置實現(xiàn)了連續(xù)進出水運行，有效提高了 SBR反應(yīng)池的池容利用率，降低了設(shè)備閑置率；(4)投資費用低，耐沖擊負荷強，運行 方便，易于維修，尤其適合于中小水量的生活污水處理。

圖1是旋液固液分離式SBR工藝生活污水處理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1中旋液分離器部分的A向視圖。圖中1SBR反應(yīng)池，2懸浮填料床，21上孔板，22懸浮填料球，23下孔板，3間歇曝 氣裝置，4進水管，5環(huán)行布水管，6污泥回流管，7排泥管，8旋液分離器，81圓筒，82圓錐筒， 9出水管，10溢流管，11切向進水管。實施例1圖1-圖2示出一種旋液固液分離式SBR工藝生活污水處理裝置，包括豎流式SBR 反應(yīng)池1，設(shè)于所述反應(yīng)池側(cè)壁底部的進水管4，設(shè)于反應(yīng)池底部的間歇曝氣裝置3，出水管 9及排泥管7，其特征在于在上述反應(yīng)池側(cè)壁上部設(shè)有溢流管10，在反應(yīng)池內(nèi)進水管4與溢 流管10之間設(shè)有懸浮填料床2 ；并增設(shè)了旋液分離器8，設(shè)于旋液分離器上部的切向進水管 11與所述溢流管10連接，設(shè)于旋液分離器底部的污泥回流管6連至反應(yīng)池側(cè)壁底部，上述 排泥管7與污泥回流管6連通，上述出水管9設(shè)置在旋液分離器8頂部。本實施例中，上述 SBR反應(yīng)池1底部設(shè)有環(huán)行布水管5，上述進水管4與環(huán)行布水管5連接。上述間歇曝氣裝 置為可調(diào)曝氣量的微孔曝氣器或穿孔管曝氣器。上述懸浮填料床2是由設(shè)置于上述SBR反應(yīng)池內(nèi)的上孔板21、下孔板23及散布其 間的若干CplO -15cm的懸浮填料球22構(gòu)成，懸浮填料球為市售產(chǎn)品。懸浮填料床的體積占 SBR反應(yīng)池容積的60-80%，上述SBR反應(yīng)池1與旋液分離器8的容積比為5 1-9 1，在 實際應(yīng)用中，根據(jù)處理水量大小及SBR反應(yīng)池容積負荷來確定。旋液分離器8也為市售產(chǎn)品，在本實用新型中用于對處理后的混合液進行固液分 離。主要由上部圓筒81、下部圓錐筒82及設(shè)置在圓筒體8外側(cè)的切向進水管10構(gòu)成。旋液 分離器利用離心力原理，既可以對5-250 μ m范圍內(nèi)的固體懸浮顆粒進行濕式分離，也可對 懸浮液分離和濃縮。工作時，料液由圓筒部分以切線方向進入，作旋轉(zhuǎn)運動而產(chǎn)生離心力， 下行至圓錐筒部分更加劇烈，料液中的固體粒子或密度較大的液體受離心力的作用被拋向 筒壁，并沿筒壁按螺旋線下流至與底口連接的污泥回流管6，澄清的液體則上升，由連接在 頂部中心的出水管9流出。該裝置優(yōu)點是構(gòu)造簡單，體積小，占地面積也?。簧a(chǎn)能力大；分 離的顆粒范圍較廣。以下通過三個運行實例說明是實施例1中的旋液固液分離式SBR工藝生活污水處 理裝置的應(yīng)用方法。實施例2-1本實施例選取天津市某生活區(qū)廢水，廢水水質(zhì)如下pH為6-8，SS為158. 3mg/L, COD 為 2(Mmg/L，氨氮為 29. 5mg/L，總氮為 TN 31. 7mg/L，總磷為 TP 3. lmg/L。本例中SBR反應(yīng)池1與旋液分離器的8的容積比為9 1，懸浮填料床的體積占 SBR反應(yīng)池容積的60%，采用了cpl3cm的懸浮填料球，間歇曝氣裝置采用可調(diào)曝氣量的穿 孔管曝氣器。旋液固液分離式SBR工藝生活污水處理裝置的應(yīng)用方法包括如下步驟[0029](1).懸浮填料床掛膜培養(yǎng)由SBR反應(yīng)池1進水口 4進水，接種好氧污泥，接種污 泥選用某污水廠好氧池回流污泥，SBR反應(yīng)池容積負荷為0. 4kgB0D/kg-d,污泥指數(shù)SVI為 120mL/g,設(shè)計的進水量為100L/h。以40L/h的曝氣量連續(xù)曝氣5天后，懸浮填料球22表 面呈淡黃色，這時，開始按設(shè)計進水量的30%即30L/h連續(xù)進出水，至第3周懸浮填料球22 表面生物膜厚度明顯增加，懸浮填料球22外觀逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)闇\褐色，取其上的生物膜進行鏡 檢，可看出生物相十分豐富，含有大量的細菌、菌膠團、鐘蟲、累枝蟲、輪蟲、太陽蟲、纖毛蟲、 線蟲等，標(biāo)志著生物膜已成熟，掛膜成功，此時，懸浮填料床掛膜培養(yǎng)結(jié)束，說明SBR工藝可 以正常運行。O). SBR工藝正常運行此階段，SBR反應(yīng)池采取間歇曝氣、連續(xù)進出水的方式運 行，按設(shè)計進水量100L/h連續(xù)進出水，進入滿負荷運行狀態(tài)，并開始以曝氣量25-40L/h間 歇曝氣，通過氣泵，氣體流量計控制曝氣量，使池內(nèi)處于好氧、厭氧交替狀態(tài)；采用溶解氧 測定儀對溶解氧進行監(jiān)控，好氧期停留時間2小時，溶解氧為:3mg/L，厭氧期停留時間3小 時，溶解氧為0. 56mg/L，污水在反應(yīng)池停留一個好氧期和一個厭氧期，停留時間為5小時。 其間，反應(yīng)池在曝氣時，產(chǎn)生將氨氮轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮的生化反應(yīng)過程，首先是亞硝酸細菌將 NH/-N轉(zhuǎn)化為NO2-N的亞硝化過程，然后是由硝酸鹽細菌將NO2--N進一步氧化為NO3--N的硝 化過程。反應(yīng)池在停止曝氣時，SBR反應(yīng)池處于靜置狀態(tài)，隨著反應(yīng)池中氧氣的不斷消耗，反 應(yīng)池逐漸進入?yún)捬鯛顟B(tài)。在厭氧或缺氧條件下，微生物直接以NH4+-N為電子供體，以NO3-或 NO2-為電子受體，將NH4+-N、NO3--N或NO2--N轉(zhuǎn)變?yōu)镹2。(3).出水SBR反應(yīng)池的出水通過溢流管10經(jīng)由切向進水口 11以70m/s的流速 進入旋液分離器8進行旋液固液分離，上清夜從旋液分離器頂部的出水管9流出，濃縮后的 污泥液以60%的污泥回流比通過旋液分離器底部的污泥回流管6回流到SBR反應(yīng)池1，部 分污泥液由排泥管7隔日排出，至此，一個循環(huán)完成；如此周而復(fù)始連續(xù)運行，進行生活污 水處理。經(jīng)依據(jù)國標(biāo)測試方法對出水水質(zhì)測定C0D去除率為95. 5%，氨氮去除率為97%， 總氮去除率為80. 1%，總磷去除率為73.6%。SS*%ig/L，且水質(zhì)穩(wěn)定。最終出水水質(zhì)滿 足《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)中一級A排放標(biāo)準(zhǔn)。實施例2-2本實施例選取天津市某污水處理廠未處理原水，廢水水質(zhì)如下pH為6-8，SS為 325. Omg/L, COD 為 324mg/L,氨氮為 36. lmg/L，總氮 TN 為 42. 7mg/L，總磷 TP 為 5. 7mg/L。SBR反應(yīng)池1與旋液分離器的8的容積比為5:1。懸浮填料床的體積占SBR反 應(yīng)池容積的80%，采用了cplOcm的懸浮填料球，間歇曝氣裝置采用可調(diào)曝氣量的穿孔管曝 氣器。本實施例的操作方法及反應(yīng)機理及同實施例1的步驟(1) (3)，區(qū)別在于步 驟(1)中SBR反應(yīng)池容積負荷為lkgB0D/kg ·(!，污泥指數(shù)SVI為180mL/g，設(shè)計的進水量為 2000L/h ；步驟⑵中好氧期停留時間4小時，溶解氧*%ig/L，厭氧期停留時間6小時，溶解 氧為1. 51mg/L，污水在反應(yīng)池停留一個好氧期和一個厭氧期，停留時間為10小時；步驟(3) 中SBR反應(yīng)池與旋液分離器容積比為5 1，旋液分離器進口流速為50m/s，濃縮后的污泥 液以120%的污泥回流比通過旋液分離器底部的污泥回流管回流到SBR反應(yīng)池。經(jīng)依據(jù)國標(biāo)測試方法對出水水質(zhì)測定C0D去除率為89. 5%，氨氮去除率為95%，總氮去除率為77. 5%，總磷去除率為70. 3%。SS為8mg/L，且水質(zhì)穩(wěn)定。最終出水滿足《城 鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 18918-2002)中一級A排放標(biāo)準(zhǔn)。實施例2-3本實施例選取天津市某生活區(qū)廢水，廢水水質(zhì)如下pH為6-8，SS為158. 3mg/L, COD為2(Mmg/L，氨氮29. 5mg/L，總氮為TN 31. 7mg/L，總磷為TP 3. lmg/L，設(shè)計的進水量為 400L/h。SBR反應(yīng)池1與旋液分離器的8的容積比為8:1。懸浮填料床的體積占SBR反 應(yīng)池容積的60%，采用了cpl5cm的懸浮填料球，間歇曝氣裝置采用可調(diào)曝氣量的穿孔管曝 氣器。本實施例的操作方法及反應(yīng)機理同實施例1的步驟⑴ (3)，區(qū)別在于在步驟 (1)中SBR反應(yīng)池容積負荷為0. 6kgB0D/kg · d，污泥指數(shù)SVI為150mL/g，設(shè)計的進水量為 400L/h ；步驟O)中好氧期停留時間3小時，溶解氧為:3mg/L，厭氧期停留時間5小時，溶解 氧為lmg/L，污水在反應(yīng)池停留一個好氧期和一個厭氧期，停留時間為8小時；步驟(3)中 旋液分離器進口流速為60m/s，濃縮后的污泥液以100%的污泥回流比通過旋液分離器底 部的污泥回流管回流到SBR反應(yīng)池。經(jīng)依據(jù)國標(biāo)測試方法對出水水質(zhì)測定C0D去除率為92. 5%，氨氮去除率為98%， 總氮去除率為79%，總磷去除率為74. 6%，SS為6mg/L，且水質(zhì)穩(wěn)定。最終出水滿足《城鎮(zhèn) 污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 18918-2002)中一級A排放標(biāo)準(zhǔn)。以上所述，僅是本實用新型的優(yōu)選實施例而已，并非對本實用新型的內(nèi)容作任何 形式上的限制。凡是依據(jù)本實用新型的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同 變化與修飾，均仍屬于本實用新型技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種旋液固液分離式SBR工藝生活污水處理裝置，包括豎流式SBR反應(yīng)池，設(shè)于所述 反應(yīng)池側(cè)壁底部的進水管，設(shè)于反應(yīng)池底部的間歇曝氣裝置，出水管及排泥管，其特征在于 在所述反應(yīng)池側(cè)壁上部設(shè)有溢流管，在反應(yīng)池內(nèi)進水管與溢流管之間設(shè)有懸浮填料床；并 增設(shè)了旋液分離器，設(shè)于旋液分離器上部的切向進水管與所述溢流管連接，設(shè)于旋液分離 器底部的污泥回流管連至反應(yīng)池側(cè)壁底部，所述排泥管與污泥回流管連通，所述出水管設(shè) 置在旋液分離器頂部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種旋液固液分離式SBR工藝生活污水處理裝置，其特征 在于所述懸浮填料床是由設(shè)置于所述SBR反應(yīng)池內(nèi)的上、下孔板及散布其間的若干φ10· -15cm的懸浮填料球構(gòu)成，懸浮填料床的體積占SBR反應(yīng)池容積的60-80%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種旋液固液分離式SBR工藝生活污水處理裝置，其特 征在于所述SBR反應(yīng)池與旋液分離器的容積比為5 1-9 1。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種旋液固液分離式SBR工藝生活污水處理裝置，其特征在 于所述間歇曝氣裝置為可調(diào)曝氣量的微孔曝氣器或穿孔管曝氣器。
專利摘要本實用新型涉及一種旋液固液分離式SBR工藝生活污水處理裝置，包括豎流式SBR反應(yīng)池，進水管，間歇曝氣裝置，出水管及排泥管，其特征是在反應(yīng)池側(cè)壁上部設(shè)有溢流管，在池內(nèi)設(shè)有懸浮填料床；增設(shè)了旋液分離器，設(shè)于旋液分離器上部的切向進水管與溢流管連接，旋液分離器底部的污泥回流管連至反應(yīng)池側(cè)壁底部，排泥管與污泥回流管連通，出水管設(shè)在旋液分離器頂部，懸浮填料床的體積占反應(yīng)池容積的60-80％，反應(yīng)池與旋液分離器的容積比為5∶1-9∶1；應(yīng)用步驟為(1)懸浮填料床掛膜培養(yǎng)；(2)SBR工藝正常運行，連續(xù)進出水，間歇曝氣；(3)出水。本實用新型的優(yōu)點是提高脫氮除磷效率，水質(zhì)穩(wěn)定，提高池容利用率，節(jié)省工程投資。
文檔編號C02F9/14GK201857326SQ20102056739
公開日2011年6月8日 申請日期2010年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月19日
發(fā)明者盧學(xué)強, 張濤, 籍鵬飛, 鄧小文, 馬建立 申請人:天津市環(huán)境保護科學(xué)研究院, 天津市聯(lián)合環(huán)保工程設(shè)計有限公司