一种全生物膜法生化处理装置的制作方法

1.本实用新型涉及一种全生物膜法生化处理装置，属于新型环保技术领域(污水处理技术领域)。


背景技术：

2.现有污水处理工艺经常被改造成具有脱氮功能的多级ao生化处理工艺。由于改造后的多级ao生化处理工艺普遍采用活性污泥法，存在生物相种类较少，原生动物和后生动物群落数量不多，无法形成完整的生态食物链；同时普遍采用多级离心或罗茨鼓风机曝气，设置水泵进行内回流，造成采用活性污泥法的多级ao生化处理工艺剩余污泥产量大，能耗高。
3.现有技术多采用加大排泥量的方式应对多级ao生化处理工艺剩余污泥产量大的问题；鼓风机则采用变频运行，与好氧池内的在线溶解氧仪连锁以降低能耗，但均治标不治本。


技术实现要素：

4.为解决现有技术中的上述问题，本实用新型提供了一种全生物膜法生化处理装置，可用于污水处理设施的新建以及产泥量较多的污水处理设施的改造，具有生物种类多样化、群落数量庞大的优点，能形成完整的生态食物链体系，剩余污泥产量少，同时，采用悬浮鼓风机给管式微孔曝气器供氧和提供内回流动力，电能利用率高，能耗低。
5.为了达到上述目的，本实用新型采用了以下技术手段：
6.本实用新型提供了一种全生物膜法生化处理装置，所述装置包括处理池、内回流管路和悬浮鼓风机，所述处理池通过隔断被依次分隔成三个反应区，第一反应区与第二反应区之间的隔断接触池底但不接触池顶，第二反应区与第三反应区之间的隔断接触池顶但不接触池底；所述处理池的进水管道位于第一反应区的底部，出水管道位于所述第三反应区的顶部；
7.所述第一反应区为间歇曝气区，底部设置管式微孔曝气器，内部设置亲水复合载体；
8.所述第二反应区为好氧区，底部设置管式微孔曝气器，内部设置亲水复合载体；
9.所述第三反应区为污泥消化区，底部设置管式微孔曝气器，内部设置亲水复合载体；
10.所述内回流管路的进口位于所述第二反应区的底部靠近所述第三反应区的位置，出口位于所述第一反应器的底部靠近所述进水管道的位置；
11.所述悬浮鼓风机通过曝气管路与所述第一反应区中的管式微孔曝气器、所述第二反应区中的管式微孔曝气器和所述第三反应区中的管式微孔曝气器相连；所述悬浮鼓风机还引出一根供气管，至所述第二反应区内的所述内回流管路的进口位置。
12.优选的，所述第一反应区的容积为所述处理池容积的1/4，长度为所述处理池长度
的1/4；所述第二反应区的容积为所述处理池容积的1/2，长度为所述处理池长度的1/2；所述第三反应区的容积为所述处理池容积的1/4，长度为所述处理池长度的1/4。
13.优选的，所述第一反应区内的所述管式微孔曝气器为间断曝气。
14.优选的，所述第二反应区内的所述管式微孔曝气器为连续曝气。
15.优选的，所述第三反应区内的所述管式微孔曝气器为连续曝气。
16.优选的，各个反应区内的各个所述亲水复合载体的材质为添加有适量亲水、吸附、抗老化助剂的无毒聚丙烯材料。
17.优选的，各个反应区内的各个所述亲水复合载体设置在各个反应区中上部的笼形容器中。
18.优选的，所述装置还包括控制系统，所述控制系统包括多个多种传感器、plc 控制器和人机界面，各个所述传感器分别设置在各个反应区内，所述第一反应区内设置orp(氧化还原电位)传感器、ph传感器、温度传感器、液位传感器和流量传感器，所述第二反应区内设置ph传感器、温度传感器、污泥浓度传感器、do(溶解氧)传感器和液位传感器，所述第三反应区内设置ph传感器、温度传感器、污泥浓度传感器、do传感器和液位传感器；各个所述传感器检测到的信号传递给所述plc控制器，并显示于所述人机界面上，同时预留通讯接口，能够实现通过上位机对其进行全面监控。
19.本实用新型的装置中各主要部件的作用如下：
20.1、处理池内的隔断及进/出水管道：使水流从第一反应区的底部进入，再从第一反应区与第二反应区之间的隔断顶部通过，再从第二反应区与第三反应区之间的隔断底部通过，最后从第三反应区的顶部流出，在处理池内成上下翻腾式流动；
21.2、亲水复合载体：为可形成附着态生物膜的载体，以增强各反应区中微生物总量和种类，提高处理效果；载体选用添加有适量亲水、吸附、抗老化助剂的无毒聚丙烯材料，具有高寿命、耐老化特点；载体设置在各个反应区中上部的笼形容器中，可防止填料流失及沉入池底影响曝气系统工作；通过控制各反应区的供氧，使第一反应区内的亲水复合载体的内层为厌氧环境，外层为兼性厌氧环境，以厌氧及兼性厌氧细菌及菌胶团为优势菌属；第二反应区内的亲水复合载体的内层为兼性厌氧环境，外层为好氧环境，以好氧菌胶团、原生动物类群为主；第三反应区内的亲水复合载体的内外层均为好氧环境，以后生动物类群为主。
22.3、间歇曝气区(第一反应区)：通过亲水复合载体上的厌氧及兼性厌氧细菌，将大分子有机颗粒分解成小分子有机颗粒，提高废水的可生化性；反硝化去除硝态氮的同时去除部分bod。
23.4、好氧区(第二反应区)：通过亲水复合载体上外层的好氧菌胶团、原生动物把有机物分解成无机物，将氨氮转化为硝态氮；亲水复合载体上内层的兼性厌氧细菌将水中的硝态氮转化成氮气。
24.5、污泥消化区(第三反应区)：通过亲水复合载体上的后生动物类群，摄食污水中细菌、原生动物、活性污泥的碎片，减少剩余污泥产量。
25.6、悬浮鼓风机：为处理池提供氧气，为内回流提供动力。
26.7、内回流管路：将好氧区末端的泥水混合物输送到第一反应区，提供反硝化所需硝态氮；其采用气提方式，空气来自于悬浮鼓风机。
27.相较于现有技术，本实用新型的有益效果在于：
28.1、处理池内好氧、兼氧和厌氧细菌、原生动物、后生动物组成的生物种类多样化、群落数量庞大，形成完整的生态食物链体系，剩余污泥产量少。
29.2、采用悬浮鼓风机给管式微孔曝气器供氧和提供内回流动力，电能利用率高，能耗低。
附图说明
30.图1为本实用新型全生物膜法生化处理装置的结构示意图；
31.图2为本实用新型全生物膜法生化处理装置的控制系统方框图。
32.符号说明：1-第一反应区(间歇曝气区)；2-管式微孔曝气器；3-亲水复合载体； 4-第二反应区(好氧区)；5-管式微孔曝气器；6-亲水复合载体；7-第三反应区(污泥消化区)；8-管式微孔曝气器；9-亲水复合载体；10-内回流管路；11-悬浮鼓风机； 12-供气管；13-进水管道；14-出水管道。
具体实施方式
33.下面结合具体实施例来进一步描述本实用新型，本实用新型的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但这些实施例仅是范例性的，并不对本实用新型的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本实用新型的精神和范围下可以对本实用新型技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本实用新型的保护范围内。
34.实施例
35.本实施例的全生物膜法生化处理装置包括处理池、内回流管路10和悬浮鼓风机11，所述处理池通过隔断被依次分隔成三个反应区，第一反应区1与第二反应区 4之间的隔断接触池底但不接触池顶，第二反应区4与第三反应区7之间的隔断接触池顶但不接触池底；所述处理池的进水管道13位于第一反应区1的底部，出水管道14位于所述第三反应区7的顶部；装置运作时，水流从第一反应区1的底部进入，再从第一反应区1与第二反应区4之间的隔断顶部通过，再从第二反应区4 与第三反应区7之间的隔断底部通过，最后从第三反应区7的顶部流出，在处理池内成上下翻腾式流动；
36.所述第一反应区1的容积为所述处理池容积的1/4，长度为所述处理池长度的 1/4；所述第二反应区4的容积为所述处理池容积的1/2，长度为所述处理池长度的 1/2；所述第三反应区7的容积为所述处理池容积的1/4，长度为所述处理池长度的 1/4；
37.所述第一反应区1为间歇曝气区，底部设置间断曝气的管式微孔曝气器2，中上部的笼形容器中设置亲水复合载体3，其材质为添加有适量亲水、吸附、抗老化助剂的无毒聚丙烯材料；装置运作时，通过控制第一反应区1的供氧，使其中亲水复合载体3的内层为厌氧环境，外层为兼性厌氧环境，以厌氧及兼性厌氧细菌及菌胶团为优势菌属，进行反硝化脱氮反应；
38.所述第二反应区4为好氧区，底部设置连续曝气的管式微孔曝气器5，中上部的笼形容器中设置亲水复合载体6，其材质为添加有适量亲水、吸附、抗老化助剂的无毒聚丙烯材料；装置运作时，通过控制第二反应区4的供氧，使其中亲水复合载体6的内层为兼性厌氧环境，外层为好氧环境，以好氧菌胶团、原生动物类群为主，进行生化反应；
39.所述第三反应区7为污泥消化区，底部设置连续曝气的管式微孔曝气器8，中上部的笼形容器中设置亲水复合载体9，其材质为添加有适量亲水、吸附、抗老化助剂的无毒聚丙烯材料；装置运作时，通过控制第三反应区7的供氧，使其中亲水复合载体9的内外层均为好氧环境，以后生动物类群为主，摄食污水中细菌、原生动物、活性污泥的碎片；
40.所述内回流管路10的进口位于所述第二反应区4的底部靠近所述第三反应区7 的位置，出口位于所述第一反应器1的底部靠近所述进水管道13的位置；
41.所述悬浮鼓风机11通过曝气管路与所述第一反应区1中的管式微孔曝气器2、所述第二反应区4中的管式微孔曝气器5和所述第三反应区7中的管式微孔曝气器 8相连，为处理池提供氧气；所述悬浮鼓风机11还引出一根供气管12，至所述第二反应区4内的所述内回流管路10的进口位置，为内回流提供动力，将第二反应区末端的泥水混合物输送到第一反应区，提供反硝化所需硝态氮。
42.所述装置还包括控制系统，所述控制系统包括多个多种传感器、plc控制器和人机界面，各个所述传感器分别设置在各个反应区内，所述第一反应区1内设置orp 传感器、ph传感器、温度传感器、液位传感器和流量传感器，所述第二反应区4 内设置ph传感器、温度传感器、污泥浓度传感器、溶解氧传感器和液位传感器，所述第三反应区7内设置ph传感器、温度传感器、污泥浓度传感器、溶解氧传感器和液位传感器；各个所述传感器检测到的信号传递给所述plc控制器，并显示于所述人机界面上，同时预留通讯接口，能够实现通过上位机对其进行全面监控。
43.本实施例位于河北省南部，项目类型为农村污水，处理量为100吨/天，生化池采用全生物膜法生化处理装置，第一反应区停留时间3h，池体尺寸2
×2×
3m，第二反应区停留时间6h，池体尺寸2
×4×
3m，第三反应区停留时间3h，池体尺寸2
ꢀ×2×
3m。处理前后水质分析结果如表1所示。
44.表1
45.