太陽能好氧顆粒污泥污水處理裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種太陽能好氧顆粒污泥污水處理裝置，包括反應器、進水系統(tǒng)、曝氣系統(tǒng)、排水系統(tǒng)，以及PLC控制系統(tǒng)，反應器內(nèi)側(cè)底部設有曝氣盤，曝氣盤的中心處固定設有軸承，軸承上設有與其相適配的螺桿，該螺桿通過電機運轉(zhuǎn)，螺桿上固定設有螺旋式孔板；本實用新型的螺旋式孔板通過旋轉(zhuǎn)改變反應器內(nèi)水流特性，在孔后形成渦流，有利于增加顆粒之間的碰撞速率，極大地加速了好氧顆粒污泥初期的形成速度，使系統(tǒng)穩(wěn)定運行，提高了處理污水的效率，又達到了節(jié)能的目的。
【專利說明】太陽能好氧顆粒污泥污水處理裝置

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種污水處理領域，尤其涉及一種太陽能好氧顆粒污泥污水處理
>J-U ρ?α裝直。

【背景技術】
[0002]好氧顆粒污泥作為一種新的污水生物處理技術，比傳統(tǒng)活性污泥法更適合發(fā)展為占地少、集成化、生態(tài)化的污水處理工藝，且具有污水處理效率高，污泥沉降性能好等優(yōu)勢，具有廣闊的應用前景，但系統(tǒng)的啟動及運行階段即顆粒形成及維穩(wěn)階段，對環(huán)境條件變化比較敏感，例如反應裝置中水溫、溶解氧及水流狀態(tài)，需要靠較強的水力剪切作用形成?，F(xiàn)有技術廣泛采用具有較大高徑比的柱狀反應器來增加顆粒的沿柱高方向的剪切力，容易引起水處理效率低，且受反應器中污水自重的影響，裝置底部曝氣的氣體上升流速逐漸減小，氣體與水混合不充分，使得上部顆粒受到的水力剪切作用小，反應初期顆粒難以形成，即使有顆粒形成，當微生物處于快速增長階段，且沒有能量消耗時，會發(fā)散生長，難以保持密實結(jié)構(gòu)，導致系統(tǒng)運行不穩(wěn)定。
實用新型內(nèi)容
[0003]本實用新型針對現(xiàn)有技術中存在的問題，提供一種太陽能好氧顆粒污泥污水處理
>J-U ρ?α裝直。
[0004]本實用新型的太陽能好氧顆粒污泥污水處理裝置，包括上部開口的柱狀的反應器、位于反應器上方的進水系統(tǒng)、位于反應器下方的曝氣系統(tǒng)、設置在反應器上的排水系統(tǒng)，以及對所述進水系統(tǒng)、曝氣系統(tǒng)和排水系統(tǒng)進行控制的PLC控制系統(tǒng)，所述反應器內(nèi)側(cè)底部固定設有曝氣盤，所述曝氣盤的中心處固定設有軸承，軸承上設有與其相適配的螺桿，該螺桿通過電機運轉(zhuǎn)，螺桿上固定設有螺旋式孔板。
[0005]為了提高反應器內(nèi)的水溫，所述螺旋式孔板表面上包覆有與其相對應的太陽能吸熱層。
[0006]所述反應器上設有取樣口，反應器的下部分別設有三個排泥管及其上的排泥閥，反應器的下部還設有放空管。
[0007]所述進水系統(tǒng)包括進水管及分別設置在進水管兩端的水泵和液位計，水泵下方設有儲水箱，液位計安裝在反應器內(nèi)部。
[0008]所述曝氣系統(tǒng)包括進氣管，該進氣管的一端由反應器底部通入，另一端與空氣泵連接。
[0009]所述排水系統(tǒng)包括排水管及設置在排水管上的電動閥。
[0010]為了方便拆卸曝氣盤，所述曝氣盤與反應器螺紋連接。
[0011]為了較好地控制反應器曝氣量，所述反應器內(nèi)還設有由PLC控制系統(tǒng)控制的溶解氧儀及流速測定儀。
[0012]本實用新型相對現(xiàn)有技術具有以下優(yōu)點:
[0013]1、本實用新型的螺旋式孔板通過旋轉(zhuǎn)改變反應器內(nèi)水流特性，在孔后形成渦流，有利于增加顆粒之間的碰撞速率，極大地加速了好氧顆粒污泥初期的形成速度；沿水流上升方面間隔一定距離設置孔板，有利于增加反應裝置上部的水力混合效果，可以在一定程度彌補污水自重對底部曝氣的空氣上升氣流速率的影響，提高了水力剪切作用，進而減少曝氣量，提高氧的利用效率，使系統(tǒng)穩(wěn)定運行，提高了處理污水的效率，又達到了節(jié)能的目的。
[0014]2、本實用新型的螺旋式孔板表面上包覆的太陽能吸熱層，采用特殊的太陽能納米吸熱材料制成，利用太陽能加熱低溫污水，提高反應器內(nèi)水溫，有利于提高低溫污水中的微生物活性，減小水的黏度，增加有機物擴散梯度，更好的實現(xiàn)好氧顆粒污泥法同步脫氮除磷，實現(xiàn)了良好的出水水質(zhì)。
[0015]3、本實用新型根據(jù)反應器內(nèi)的微生物量計算污泥位置，可選擇不同高度的排泥口，通過反應器裝置中污泥位置的控制，可以選擇不同特性的顆粒污泥，實現(xiàn)對顆粒污泥粒徑，密實度，污泥泥齡的控制，更有利于控制低溫環(huán)境下系統(tǒng)中的微生物濃度，維持系統(tǒng)污泥有機物負荷穩(wěn)定，實現(xiàn)了好氧污泥系統(tǒng)的穩(wěn)定、節(jié)能運行。
[0016]4、本實用新型的螺旋式孔板可以通過改變太陽能孔板面積、調(diào)節(jié)孔徑及開孔率、根據(jù)水流渦旋狀態(tài)設置螺旋線的導程，提高節(jié)能效果與污水處理效率。
[0017]5、本實用新型可根據(jù)需要的污水溫度、太陽能吸收材料的特性，計算螺旋孔板面積，設計成腔體式空氣吸熱器和容積式空氣吸熱器結(jié)構(gòu)，有一定的儲熱功能。
[0018]6、本實用新型可以達到污水的COD的去除率平均90%以上，氨氮去除率平均達到70%以上，總磷去除率平均達到85%以上。
[0019]7、本本實用新型可廣泛應用于生活污水、廢水以及建筑小區(qū)雨水、雪水的處理，具有極強的實用性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0021]以下結(jié)合附圖對本實用新型的太陽能好氧顆粒污泥污水處理裝置作進一步的詳細說明。
[0022]如圖1所示的太陽能好氧顆粒污泥污水處理裝置，包括上部開口的柱狀的反應器1、位于反應器I上方的進水系統(tǒng)、位于反應器I下方的曝氣系統(tǒng)、設置在反應器I上的排水系統(tǒng)，以及對所述進水系統(tǒng)、曝氣系統(tǒng)和排水系統(tǒng)進行控制的PLC控制系統(tǒng)9，反應器I內(nèi)側(cè)底部螺紋連接有曝氣盤5，曝氣盤5的中心處固定設有軸承4，軸承4上設有與其相適配的螺桿3，該螺桿3通過電機2運轉(zhuǎn)，螺桿3上固定設有螺旋式孔板13，該螺旋式孔板13表面上包覆有與其相對應的太陽能吸熱層。
[0023]反應器I上設有取樣口 12，反應器I的下部分別設有三個排泥管8及其上的排泥閥14，反應器I的下部還設有放空管7 ;進水系統(tǒng)包括進水管10及分別設置在進水管10兩端的水泵15和液位計16，水泵15下方設有儲水箱21，液位計16安裝在反應器I內(nèi)部；曝氣系統(tǒng)包括進氣管17，該進氣管17的一端由反應器I底部通入，另一端與空氣泵6連接；排水系統(tǒng)包括排水管18及設置在排水管18上的電動閥11 ;反應器I內(nèi)還設有由PLC控制系統(tǒng)9的溶解氧儀19及流速測定儀20。
[0024]本實用新型為一種太陽能孔板SBR低溫污水處理裝置，包括進水裝置，由液位計
16控制進水液位；帶法蘭盤的可拆卸防堵的曝氣盤5，通過空氣泵6接進氣管17從反應器I底部進入；排水管18由電動閥11控制，防止閥門漏水；反應器設取水口 12，底部設放空管7 ;曝氣反應過程中，電機2帶動螺桿3旋轉(zhuǎn)，底部設置用以約束螺桿3的軸承4，螺旋式孔板13發(fā)揮作用；也可在停止曝氣階段，通過電機2帶動螺旋式孔板13起厭氧攪拌的作用。所有的進水、曝氣、攪拌、排水由PLC控制系統(tǒng)9完成。
[0025]S B R反應器內(nèi)架螺旋式孔板13，孔板面積、導程、孔徑或截面開孔率變化情況可調(diào)。理論研究階段，裝置內(nèi)徑160mm、孔徑8mm、孔與孔之間的間距為1mm，導程與孔徑之間的比值> 10?？筛鶕?jù)需要的污水溫度、太陽能吸收材料的特性，計算螺旋孔板面積，設計成腔體式空氣吸熱器和容積式空氣吸熱器結(jié)構(gòu)，有一定的儲熱功能。裝置運行初期，利用微生物絮凝原理，利用孔板改善流場環(huán)境，形成微渦流及水力剪切，促成好氧顆粒污泥的形成。
[0026]首先，孔板在反應器中，為微生物的繁殖和生長提供了優(yōu)良的場所，伴隨著生物膜在孔板上的生長，會使孔板的過水斷面逐漸減小，從而使過網(wǎng)孔的流速以及反應器中的水力剪切力逐漸增加提高，進而使生物膜逐步從孔板脫落進入水體，使活性污泥法與生物膜法有機的結(jié)合起來；其次，從孔板上剝落的生物膜在紊流以及渦旋的作用下發(fā)生碰撞，形成生物絮凝的核心，最終形成顆粒污泥；再者，粒徑較大的好氧顆粒污泥的結(jié)構(gòu)從外至內(nèi)為好氧、缺氧、厭氧，根據(jù)傳質(zhì)原理，粒徑較大的顆粒內(nèi)部由于沒有足夠的溶解氧而發(fā)生解體，解體的細小顆粒又會通過孔后漩渦的卷帶而形成小的顆粒污泥，最終在反應器內(nèi)形成粒徑大小均勻、結(jié)構(gòu)密實、表面光滑的好氧顆粒污泥。
[0027]在反應器底部接空氣泵6通過與反應器I同徑的曝氣盤5向反應器內(nèi)均勻曝氣，利用孔板的調(diào)節(jié)，形成多個微型高徑比可調(diào)的柱狀反應器。在既滿足微生物需氧量的同時，又滿足動力消耗最小，是設計合理的節(jié)能型好氧顆粒污泥反應器。
[0028]SBR反應器運行過程控制:一種是進水-曝氣-沉淀-出水，整個曝氣周期控制在2?3個小時，當反應完全時，停止曝氣，沉淀10?60分鐘后，排水管18開啟進行出水；另一種可增加厭氧攪拌階段，攪拌時間控制在I?1.5小時，加強反應器內(nèi)同步脫氮除磷效果，在反應裝置運行初期，更有利于顆粒的形成，形成的顆粒污泥更加穩(wěn)定。
[0029]上述最佳選擇的一個應用，反應裝置采用污水廠二沉池回流污泥進行接種，進水C0D600mg/L,氨氮60mg/L,總磷40mg/L,每個循環(huán)周期為4個小時，采用進水-攪拌-曝氣-沉淀-出水的間歇循環(huán)式運行，其中進水2分鐘，沉淀8分鐘，出水4分鐘，攪拌90分鐘，剩余時間為曝氣時間；運行第10天開始形成顆粒，顆粒大小在0.15?0.25mm ;反應器運行到第30天，反應裝置內(nèi)幾乎完全顆?；w粒粒徑始終維持在0.15?0.60_之間，顆粒密度達到1.002?1.023，孔隙率分布在0.15±0.05，顆粒密實，表面光滑；C0D的去除率平均達到90%以上，氨氮去除率平均達到70%以上，總磷去除率平均達到85%以上，具有良好的出水水質(zhì)。
[0030]本實用新型通過增加太陽能旋流孔板裝置，以及排泥裝置的合理設計，成功克服了好氧顆粒污泥形成速度慢，難于長期維持穩(wěn)定運行以及動力消耗大等問題，并且實現(xiàn)了低溫污水的良好處理效果，使反應器具有了同步脫氮除磷的功能，提高了低溫出水水質(zhì)以及顆粒污泥的穩(wěn)定性，并大大降低了傳統(tǒng)好氧處理工藝的動力消耗。
【權利要求】
1.太陽能好氧顆粒污泥污水處理裝置，包括上部開口的柱狀的反應器(1)、位于反應器(1)上方的進水系統(tǒng)、位于反應器(1)下方的曝氣系統(tǒng)、設置在反應器(1)上的排水系統(tǒng)，以及對所述進水系統(tǒng)、曝氣系統(tǒng)和排水系統(tǒng)進行控制的PLC控制系統(tǒng)(9)，其特征在于:所述反應器(1)內(nèi)側(cè)底部固定設有曝氣盤(5)，所述曝氣盤(5)的中心處固定設有軸承(4)，軸承(4 )上設有與其相適配的螺桿(3 )，該螺桿(3 )通過電機(2 )傳動，螺桿(3 )上固定設有螺旋式孔板(13)。
2.如權利要求1所述的太陽能好氧顆粒污泥污水處理裝置，其特征在于:所述螺旋式孔板(13)表面上包覆有與其相對應的太陽能吸熱層。
3.如權利要求1或2所述的太陽能好氧顆粒污泥污水處理裝置，其特征在于:所述反應器(1)上設有取樣口(12)，反應器(1)的下部分別設有三個排泥管(8)及其上的排泥閥(14)，反應器(1)的下部還設有放空管(7)。
4.如權利要求3所述的太陽能好氧顆粒污泥污水處理裝置，其特征在于:所述進水系統(tǒng)包括進水管(10)及分別設置在進水管(10)兩端的水泵(15)和液位計(16)，水泵(15)下方設有儲水箱(21)，液位計(16 )安裝在反應器(1)內(nèi)部。
5.如權利要求4所述的太陽能好氧顆粒污泥污水處理裝置，其特征在于:所述曝氣系統(tǒng)包括進氣管(17)，該進氣管(17)的一端由反應器(1)底部通入，另一端與空氣泵(6)連接。
6.如權利要求5所述的太陽能好氧顆粒污泥污水處理裝置，其特征在于:所述排水系統(tǒng)包括排水管(18 )及設置在排水管(18 )上的電動閥(11)。
7.如權利要求6所述的太陽能好氧顆粒污泥污水處理裝置，其特征在于:所述曝氣盤(5)與反應器(1)螺紋連接。
8.如權利要求7所述的太陽能好氧顆粒污泥污水處理裝置，其特征在于:所述反應器(1)內(nèi)還設有由PLC控制系統(tǒng)(9)控制的溶解氧儀(19)及流速測定儀(20)。
【文檔編號】C02F3/30GK204185294SQ201420628509
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年10月28日 優(yōu)先權日:2014年10月28日
【發(fā)明者】張玉蓉, 王瑛, 朱彥鵬 申請人:蘭州理工大學