專利名稱：一體化污水處理器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種一體化污水處理器，特別是將沉砂池、初沉池、生物濾池和二次沉淀池集于一體的沉淀生化污水處理器。
目前國內外研究開發的一體化反應器主要有以下三類一是以預處理為主。主要采用物理方法對污水中的固體雜質進行分離，同時也兼顧對污水中有機物的初步降解。如江小林等研制的以“離心-氣浮”復合過程為主要處理工藝的污水快速處理裝置。二是以去除COD、BOD及NH3-H為主。這類反應器的特點是把傳統的城市污水二級處理工藝組合在一個設備里，其中關鍵的生化處理部分采用接觸氧化法。三是既能去除COD、BOD，也能除磷脫氮。這類反應器的特點是將單級好氧生化反應器的初沉池用一個厭氧池取代，或者在厭氧池與好氧池之間再加一個缺氧池。上述一體化反應器存在的主要問題是(1)現有的一體化反應器雖然在結構上將多個工藝合并，組合在同一個設備之內，但由于各工藝仍然是傳統方法的組合，因而存在結構不夠緊湊，附屬設備多等缺點。(2)由于采用傳統的曝氣方式，難以耐受沖擊負荷，致使設備對污水的變化適應性差。(3)多數一體化反應器都是將傳統的城市污水二級處理流程加以組合，主要以污水中的有機物為處理對象，忽視了除磷脫氮，對于水體富營養化污水污染日趨嚴重的今天，顯然是不能滿足要求的。
本實用新型的目的在于克服現有一體化反應器的不足，提供一種結構緊湊，抗沖負荷強，處理負荷高，出水水質好，占地面積省等特點，集沉砂池，沉淀池，生物濾池于一體的污水處理器。
本實用新型的一體化污水處理器結構為污水處理器的器壁2外形為兩頭小，中間大的紡錘體結構即上部正錐體，下部倒錐體的形式，正錐體內有一中心筒3，中心筒下部端口外翹成喇叭形，在錐體內表面，正錐體與倒錐體結合部處向內設有一上翹的導流檔板4，與中心筒外壁之間形成一環形狹縫，正錐體上部沿器壁切向布置有進水口1，中心筒即為中心導流筒，內部裝有輕型填料5，上部有一排水管13；錐體表面與中心筒、導流檔板形成旋流分離區I，形成環體結構，自上而下，體積逐漸增大；中心筒下部、導流檔板、下部倒錐體器壁之間形成沉淀區II；中心筒內部為生化反應區III；正錐體壁面與導流檔板之間夾角處形成集泥槽7，集泥槽7、沉淀區II底部均連接有排泥管6。
如果在中心筒—生化反應區III底部設置承托填料的多孔板8，板上裝有填料，這樣該反應區成為升流式厭氧膨脹床或升流式硫化床(如
圖1所示)，此種一體化污水處理器適用于處理城市污水。
如果在中心筒—生化反應區III的中下部裝輕質填料，填料頂部裝有檔板9。檔板9上均勻安裝有出水濾帽10，填料中間布有用于曝氣的空氣管11，并將填料層分為上下兩個區，上部為好氧區，下部為厭氧區，根據不同的原水水質，處理目的和出水指標，填料層的高度可以調節，好氧區和厭氧區所占比例也可有所不同；在沉淀區II的低部裝有用于濾料反沖洗空氣管12，這樣該反應區成為升流式厭氧—好氧生物濾池(如圖2所示)，與上述旋流分離區I、沉淀區II有機地結合成一體，匯A/O法于一體，使得本實用新型的一體化污水處理器更具先進性、實用性和高效性，尤其適于高濃度有機廢水的處理。
圖1為應用本實用新型的適用于處理城市污水的一體化污水處理器；圖2為應用本實用新型的適用于處理高濃度有機廢水的一體化污水處理器。
本實用新型一體化污水處理器的工作原理為污水從反應器上部進水口射入，沿反應器器內壁高速進入旋流分離區I。由于器壁是圓錐環形，迫使污水在區內高速旋轉，此時起主導作用的是離心力。污水中較大的無機顆粒在離心力的作用下，逐漸向器壁分散。隨著水流螺旋式向下推進，體積不斷擴大，污水旋轉速度逐漸降低，重力慢慢變為主導因素。此時無機大顆粒主要集中在器壁四周，極易在重力的作用下沉入集泥槽7中，在此污泥實現了第一次分離，由排泥管6排出系統外，根據需要在槽底可設一根或多根排泥管，污水在集泥槽中有部分升流，使得污泥的含水率降低，由于槽底水流是旋轉的，這樣就會迫使污泥盡快從管道排走，避免污泥淤積和堵塞。旋流分離區I相當于傳統沉砂池，但由于特殊結構，在自然沉降中加進了旋流離心作用，故處理效果要比普通沉砂池好。
經過第一次沉淀處理后的污水以較大流速均勻地沿經導流檔板4，與中心筒外壁之間形成的環形狹縫，切向進入沉淀區II。由于存在著靜壓力，并且導流縫狹窄，故水流速度較大，污水均勻地以較大流速切向沿導流檔板流入沉淀區II，當碰到倒錐體形的器壁邊緣時，又向上回升，形成小旋流，且離心力的方向與污泥的沉淀方向一致。當污水完全進入沉淀區后，由于體積突然增大，致使水流速度迅速降低，低流速有利于污泥的沉降，在此，污泥實現了第二次分離。通過以上兩次離心分離和重力沉降，污水中絕大部分污泥會沉淀下來，而微生物是不易沉降的，故大多數微生物和一部分難于沉降的細小有機物隨水流上升，從底部升流進入中心筒進行生化反應。污泥通過與集泥槽相連的排泥管及污水處理器底部的排泥管排出系統外。
中心筒為生化反應區III，是柱體升流結構，污水由污水處理器底部即沉淀區II進入中心筒，經裝有填料的濾床過濾后，清潔水從中心筒上部排水管13排出。
生化反應區III為升流式厭氧膨脹床或升流式硫化床時，在中心筒底部設置承托填料的多孔液體分布板，板上裝上填料，這樣該反應區成為升流式厭氧膨脹床或升流式硫化床。選擇適宜的填料，當液體的上升流速加大時，使填料處于膨脹狀態，床內底物擴散分布良好，防止了濾床堵塞，當填料顆粒膨脹時，相互磨擦碰撞，使老化的生物膜盡快脫落，加速了生物膜的復新，激發了生物的活性，另一方面，膨脹床內填料比表面積大，具有較大的生物膜量，使得濾床的有機負荷較大，有較好的耐沖擊負荷能力，運行穩定。
生化反應區III為曝氣生物濾池時，中心筒中下部是填料層，填料最好為比表面大的輕質懸浮填料，為防止填料的流失，在填料頂部裝有擋板。擋板上均勻安裝有出水濾帽。填料中間布有用于曝氣的空氣管，并將填料層分為上下兩個區，下部為厭氧區，上部為好氧區。擋板上部空間用作反沖洗水的儲水區，其高度根據反沖洗水頭而定。將一部分出水用管道泵打回流，與原污水混合進入反應器，實現反硝化脫氮。填料層底部與沉淀區的空間也兼作反沖洗再生時填料膨脹之用。
經兩次沉淀后的污水向上首先流經填料層的缺氧區，此時，反沖洗空氣管處于關閉狀態。污水在缺氧層內，一方面，反硝化細菌利用進水中的有機物作為碳源將濾池進水中的NO3-H轉化為N2，實現反硝化脫氮。另一方面，填料上的微生物利用進水中的溶解氧和反硝化過程中生成的氧降解BOD，同時SS也通過一系列復雜的物化過程被填料及上面的生物膜吸附截留在濾床內。經過缺氧區處理的污水流經填料層內的曝氣管后即進入好氧區，并與空氣泡均勻混合繼續向上流經填料層，形成先厭氧，后好氧的A/O工藝，最后從污水處理器的中心筒上端排出。經生化反應區III處理后的清潔水不經過二沉池就可直接排放。
隨著過濾的不斷進行，填料層內生物膜逐漸增厚，SS不斷積累，過濾水頭損失逐步加大，當大到影響設計過水流量時，就要進行反沖洗。反沖洗采用氣水交替進行，反沖洗水為儲存在濾池頂部的達標排放水，所需空氣來自沉淀區的反沖洗氣管。反洗時水流自上而下，填料層受向下水流作用發生膨脹，填料在單獨水或氣沖過程中，不斷膨脹或被壓縮，同時，在水、氣對填料的流體沖刷和填料顆粒間互相摩擦的雙重作用下，生物膜、被截留吸附的SS與填料分離，沖洗下來的生物膜及SS在漂洗中被沖出生化反應區，通過排泥管排出系統外。
本實用新型一體化污水處理器的特點是可以集沉砂池、沉淀池、曝氣生物濾池于一身，匯A/O法于一體，運行靈活，管理方便，可以大大簡化傳統污水處理流程，從而節省投資和占地，處理效率高，抗沖擊負荷強。
權利要求1.一種一體化污水處理器，其特征在于污水處理器的器壁(2)外形為兩頭小，中間大的紡錘體結構即上部正錐體，下部倒錐體的形式，正錐體內有一中心筒(3)，中心筒下部端口外翹成喇叭形，在錐體內表面，正錐體與倒錐體結合部處向內設有一上翹的導流檔板(4)，與中心筒外壁之間形成一環形狹縫，正錐體上部沿器壁切向布置有進水口(1)，中心筒即為中心導流筒，內部裝有填料(5)，上部有一排水管(13)；錐體表面與中心筒、導流檔板形成旋流分離區I，形成環體結構，自上而下，體積逐漸增大；中心筒下部、導流檔板、下部倒錐體器壁之間形成沉淀區II；中心筒內部為生化反應區III；正錐體壁面與導流檔板之間夾角處形成集泥槽(7)，集泥槽(7)、沉淀區II底部均連接有排泥管(6)。
2.根據權利要求1所述的一體化污水處理器，其特征在于中心筒底部設置承托填料的多孔板(8)，板上裝有填料。
3.根據權利要求1所述的一體化污水處理器，其特征在于中心筒中下部裝輕質填料，填料頂部裝有檔板(9)，檔板(9)上均勻安裝有出水濾帽(10)，填料中間布有用于曝氣的空氣管(11)，在沉淀區II的低部裝有用于濾料反沖洗的空氣管(12)。
專利摘要本實用新型由旋流分離區Ⅰ、沉淀區Ⅱ、生化反應區Ⅲ構成,其特點是可以集沉砂池、沉淀池、曝氣生物濾池于一身,匯A/O法于一體,運行靈活,管理方便,可以大大簡化傳統污水處理流程,從而節省投資和占地,處理效率高,抗沖擊負荷強。
文檔編號C02F1/00GK2441794SQ0025153
公開日2001年8月8日 申請日期2000年9月5日 優先權日2000年9月5日
發明者胡志忠 申請人:胡志忠