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一種用于污水處理的纖維束生物反應裝置.pdf

摘要
申請專利號:

CN201610076280.3

申請日:

2016.02.03

公開號:

CN105540825A

公開日:

2016.05.04

當前法律狀態:

實審

有效性:

審中

法律詳情: 著錄事項變更 IPC(主分類):C02F 3/02變更事項:發明人變更前:程軻變更后:涂國強 程軻|||實質審查的生效IPC(主分類):C02F 3/02申請日:20160203|||公開
IPC分類號: C02F3/02; C02F3/10 主分類號: C02F3/02
申請人: 江西省三余環保節能科技有限公司
發明人: 程軻
地址: 336600 江西省新余市分宜縣昌山北路江西省三余環保節能科技有限公司
優先權:
專利代理機構: 寧波市鄞州甬致專利代理事務所(普通合伙) 33228 代理人: 代忠炯
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201610076280.3

授權公告號:

||||||

法律狀態公告日:

2017.07.14|||2016.06.01|||2016.05.04

法律狀態類型:

著錄事項變更|||實質審查的生效|||公開

摘要

本發明公開了一種用于污水處理的纖維束生物反應裝置,包括反應室以及設置在該反應室內的纖維束,其特征在于:所述反應室的上部設有污水口,所述反應室內上下分別布置有第一濾層和第二濾層,所述纖維束的一端與第一濾層連接,所述纖維束的另一端與第二濾層連接,所述纖維束表面附著有用于污水處理的生物菌種,所述反應室上連接有一使得第一濾層和/或第二濾層作上下運動的提升元件,所述第二濾層的下方布置有曝氣管網,所述反應室的底部布置有集水反洗管網,所述反應室外還設置有與集水反洗管網相通的清水管和反洗管,該反洗管與一反洗水泵相通,在清水管上設置有產水控制閥,在反洗管上設置有反洗控制閥。

權利要求書

1.一種用于污水處理的纖維束生物反應裝置,包括反應室以及設置在該反應室內
的纖維束(13),其特征在于:所述反應室的上部設有污水口(9),所述反應室內上下分別
布置有第一濾層(28)和第二濾層(29),所述纖維束(13)的一端與第一濾層(28)連接,所述
纖維束(13)的另一端與第二濾層(29)連接,所述纖維束(13)表面附著有用于污水處理的生
物菌種,所述反應室上連接有一使得第一濾層(28)和/或第二濾層(29)作上下運動的提升
元件,所述第二濾層(29)的下方布置有曝氣管網(10),組成該曝氣管網(10)的曝氣管上開
設有向上開口的曝氣孔,所述曝氣管網(10)與一曝氣機(14)相連接,所述反應室的底部
布置有集水反洗管網(11),組成該集水反洗管網(11)的集水反洗管上開有通孔,所述反應
室外還設置有與集水反洗管網(11)相通的清水管(21)和反洗管(19),該反洗管(19)與一反
洗水泵(16)相通,在清水管(21)上設置有產水控制閥(20),在反洗管(19)上設置有反洗控
制閥(15)。
2.根據權利要求1所述的用于污水處理的纖維束生物反應裝置,其特征在于:所
述第一濾層(28)和第二濾層(29)分別為濾板或者柵網。
3.根據權利要求1所述的用于污水處理的纖維束生物反應裝置,其特征在于:所
述反應室內位于第一濾層(28)的上部布置有污水管網(30),組成該污水管網(30)的污水管
上開設有污水孔,所述污水管網(30)與所述污水口(9)相通。
4.根據權利要求1所述的用于污水處理的纖維束生物反應裝置,其特征在于:所
述提升元件為一提升機(30),該提升機(30)設置在反應室的頂部,提升機(30)具有一能夠
上下升降的提升軸,該提升軸與第一濾層(28)連接。
5.根據權利要求1所述的用于污水處理的纖維束生物反應裝置,其特征在于:所
述曝氣管網和集水反洗管網陣列布置。
6.根據權利要求1至5任一項所述的用于污水處理的纖維束生物反應裝置,其特
征在于:所述纖維束(13)為首尾相連的短纖維束連接而成。

說明書

一種用于污水處理的纖維束生物反應裝置

技術領域

本發明涉及一種污水處理裝置,尤其涉及一種用于污水處理的纖維束生物反應裝
置。

背景技術

隨著污水處理技術的不斷發展,污水處理技術日益成熟,目前比較成熟的污水處理
工藝有A/O+沉淀工藝和MBR膜工藝,其中,A/O工藝法也叫厭氧好氧工藝法,主要
用于水處理方面,A就是厭氧段,主要用于脫氮除磷,O就是好氧段,主要用于去除水中
的有機物;MBR又稱膜生物反應器,是一種由活性污泥法與膜分離技術相結合的新型
水處理技術。

另外,隨著污水處理水平的進一步發展,出現了一種纖維束過濾器,其采用纖維束
作為填料,纖維束填料采用高分子纖維束作為過濾材料,單絲直徑可達幾十微米到幾微
米,屬于微米級過濾材料(砂濾器屬于毫米級),具有巨大的比表面積,對水中的顆粒
的截留和吸附能力有極大的提高。

例如,公告號為CN101862556B的中國發明專利公開了《纖維束過濾器》,包括
殼體、與第一控制裝置連接的活動板、固定板及若干個纖維束濾層,所述殼體上部設有
進水管,所述活動板和固定板分別安裝于殼體內的上、下部,所述纖維束濾層固定在固
定板和活動板之間,所述殼體頂部設有排氣管,所述殼體底部設有排污管,其中所述殼
體內腔中部設有一濾水腔,所述濾水腔為封閉的空心柱體腔,所述纖維束濾層貼設于濾
水腔外表面,與所述纖維束濾層貼合的濾水腔表面設有若干個濾水孔,所述纖維束濾層
外側安裝有與纖維束濾層外表面貼合且面積相適應的活動濾板,所述活動濾板上設有若
干個濾孔,所述活動濾板與第二控制裝置連接,所述濾水腔上設有出水管,所述出水管
穿過殼體表面。然而,該發明專利中纖維束只具有吸附過濾作用,并未有生物降解的功
能,同時,在纖維束過濾器長時間使用后,纖維束上就會殘留大量污染物,從而影響纖
維束污水處理的功能,現有纖維束污水處理裝置中也并未公開有關能夠對纖維束進行定
時清理的技術。

發明內容

本發明要解決的技術問題是針對現有技術的現狀,提供一種纖維束生物反應一體化
污水處理設備,提高了纖維束對污水處理的能力,實現便于對纖維束進行清理,保證了
纖維束長效的污水處理功能。

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案為:一種用于污水處理的纖維束生物反
應裝置,包括反應室以及設置在該反應室內的纖維束,其特征在于:所述反應室的上部
設有污水口,所述反應室內上下分別布置有第一濾層和第二濾層,所述纖維束的一端與
第一濾層連接,所述纖維束的另一端與第二濾層連接,所述纖維束表面附著有用于污水
處理的生物菌種,所述反應室上連接有一使得第一濾層和/或第二濾層作上下運動的提升
元件,所述第二濾層的下方布置有曝氣管網,組成該曝氣管網的曝氣管上開設有向上開
口的曝氣孔,所述曝氣管網與一曝氣機相連接,所述反應室的底部布置有集水反洗管網,
組成該集水反洗管網的集水反洗管上開有通孔,所述反應室外還設置有與集水反洗管網
相通的清水管和反洗管,該反洗管與一反洗水泵相通,在清水管上設置有產水控制閥,
在反洗管上設置有反洗控制閥。

優選地,所述纖維束為首尾相連的短纖維束連接而成。

優選地,所述第一濾層和第二濾層分別為濾板或者柵網,其中,濾板可以為在平板
上開設多個濾孔的方式制成,柵網可以為鋼絲通過相互纏繞形成。

優選地,所述曝氣管網和集水反洗管網陣列布置。

再改進,為了實現污水能夠均勻緩慢地散向第一濾層上,保證各個纖維束能夠均勻
地接觸污水,所述反應室內位于第一濾層的上部布置有污水管網,組成該污水管網的污
水管上開設有污水孔,所述污水管網與所述污水口相通。

進一步地,所述提升元件為一提升機,該提升機設置在反應室的頂部,提升機具有
一能夠上下升降的提升軸,該提升軸與第一濾層連接。

與現有技術相比,由于本發明的優點在于:在污水處理過程中,在第一濾層和第二
濾層相互靠攏,纖維束被壓縮形成過濾填料,同時活性菌種在纖維束表面生產生物膜,
在曝氣管網的曝氣作用,實現了纖維束對污水的過濾吸附以及生物降解的作用,提高了
纖維束的污水處理能力;另外,纖維束污水處理一段時間后,當需要對纖維束進行清理
時,第一濾層和第二濾層相互分開,纖維束被拉直,此時,產水控制閥關閉,反洗控制
閥打開,在反洗水泵的作用下,集水反洗管網向上噴射清水,同時,曝氣機工作,曝氣
管網的曝氣孔上配射出大量的空氣,這些空氣推送集水反洗管網產生的水沖洗纖維束,
實現了對纖維束的水氣混合洗,大大提高了清洗效果,清洗后產生的污水,在空氣流的
作用下,從反應室上部的污水口排出,保證了反應室底部的清潔,同時保證了纖維束長
效的污水處理功能。

附圖說明

圖1是本發明實施例中用于污水處理的纖維束生物反應裝置的結構示意圖(該纖維
束生物反應裝置集成于污水處理的一體化設備中)。

具體實施方式

以下結合附圖實施例對本發明作進一步詳細描述。

本發明實施例中的用于污水處理的纖維束生物反應裝置為污水處理的關鍵部分,當
對于污染程度較輕或者水質相對較好的污水,其可以直接使用;對于一般污水,其可以
配合一些常規污水處理方式進行污水的預處理。在本發明實施例中將纖維束生物反應裝
置集成于污水處理的一體化處理設備中,在纖維束生物反應裝置進行污水處理之前,增
設厭氧污水處理工藝和好氧污水處理工藝,同時,在纖維束生物反應裝置進行污水處理
之后,增設清水儲存工藝。現配合圖1,對其做詳盡的描述。

如圖1所示,將纖維束生物反應裝置集成于一體化污水處理設備中,該一體化污水
處理設備包括一殼體25,殼體25內依次設置有三個分隔板26,該分隔板26將殼體25
依次分隔成相互串聯的厭氧反應區3、好氧反應區7、纖維束生物反應區22和清水區17,
需要處理的原始污水依次通過厭氧反應區3、好氧反應區7和纖維束生物反應區22進入
清水區17內。其中,該纖維束生物反應區22即為纖維束生物反應裝置處在部分,纖維
束生物反應區22即為纖維束生物反應裝置的反應室。

其中,好氧反應區7的污水出水口位于所述纖維束生物反應區22的上部形成纖維
束生物反應區22的污水口9,纖維束生物反應區22內上下分別布置有第一濾層28和第
二濾層29,第一濾層28和第二濾層29分別為濾板或者柵網,其中,濾板可以為在平板
上開設多個濾孔的方式制成,柵網可以為鋼絲通過相互纏繞形成;在第一濾層28和第
二濾層29之間設置有纖維束13,具體地,纖維束13為首尾相連的短纖維束連接而成,
纖維束13的一端與第一濾層28連接,纖維束13的另一端與第二濾層29連接,在第一
濾層28和第二濾層29之間形成纖維束叢;纖維束生物反應區22上連接有一使得第一
濾層28作上下運動的提升元件,具體地,提升元件為一提升機12,該提升機12設置在
纖維束生物反應區22的頂部,提升機12具有一能夠上下升降的提升軸,該提升軸與第
一濾層28連接,第二濾層29固定不動;第二濾層29的下方布置有曝氣管網10,優選
地,該曝氣管網10陣列布置,組成該曝氣管網10的曝氣管上開設有向上開口的曝氣孔,
曝氣管網10與一曝氣機14相連接;纖維束生物反應區22的底部布置有集水反洗管網
11,優選地,該集水反洗管網11陣列布置,集水反洗管網11具有集水和反洗的功能,
具體地,在纖維束污水處理過程中,集水反洗管網11具有集水功能,在纖維束反洗過
程中,集水反洗管網11具有反洗功能(此處反洗的概念即為對纖維束進行清洗,由于
清洗中清水的流向與污水處置過程中污水的流向相反,故形象地稱為反洗),組成該集
水反洗管網11的集水反洗管上開有通孔,在清水區17內設置有與集水反洗管網11相
通將清水引流至清水區17內的清水管21,集水反洗管網11還相通有一反洗管19,該
反洗管19與一反洗水泵16相通,在清水管21上設置有產水控制閥20,在反洗管19
上設置有反洗控制閥15。

其中,上述提升機12為一螺桿升降機,屬于SY系列蝸輪絲杠升降機,它是一種
基礎起重部件,符合JB/T8809—2010(原JB/T8809—1998、JB/ZQ4391—86)標準,其
承載能力2.5~120T,具有結構緊湊、體積小、重量輕、動力源廣泛、噪音小、安裝方便、
使用靈活、功能多、配套形式多、可靠性高、使用壽命長、提升行程可調節等優點,非
常適合用來調節高效纖維束的疏密度。

為了實現污水能夠均勻緩慢地散向第一濾層28上,保證各個纖維束13能夠均勻地
接觸污水,所述纖維束生物反應區22內位于第一濾層28的上部布置有污水管網30,組
成該污水管網30的污水管上開設有污水孔,所述污水管網30與所述污水口9相通。

另外,纖維束生物反應區22還包括一反洗排水管2,該反洗排水管2一端與纖維
束生物反應區22的上部相通,另一端引出殼體25外,通過設置反洗排水管2,在纖維
束生物反應區22內纖維束反洗產生的污水流經反洗排水管2,從而將反洗產生的污水排
出纖維束生物反應區22。

進一步地,厭氧反應區3選用ABR反應器,所謂ABR反應器,即反應器內置折
流板,將反應器分隔成幾個串聯的反應室。具體地,在本發明實施例中,原始污水進水
口位于ABR反應器的上側部,ABR反應器包括有A區和B區,在A區和B區分別設
置有第一填料31,優選地,第一填料31選用彈性填料,A區和B區之間通過折流板26
分隔中間形成折流通道27,原始污水從A區頂部進入,流經A區第一填料31,從A區
底部流出,經折流通道27,從B區的頂部進入B區。原始污水進入ABR反應器,第一
填料31中的厭氧微生物將污水中的固體、大分子和不易生物降解的有機物降解為易于
生物降解的小分子有機物,極大地提高污水可生化性能。

進一步地,好氧反應區7內設置第二填料32,優選地,第二填料32選用組合填料,
在第二填料32的底部布置有微孔曝氣管網23,在微孔曝氣管網23上布置有微孔曝氣頭,
采用微孔曝氣方式具有氧利用率高、低污泥負荷對污染物去除效率高等優點,該微孔曝
氣管網23通過一引氣管6與所述曝氣機14相通,在引氣管6上設置有微孔曝氣控制閥
8。在污水處理過程中,微孔曝氣控制閥8打開,曝氣機14同時為好氧反應區7和纖維
束生物反應區22進行曝氣,當需要對纖維束進行清理時,微孔曝氣控制閥8關閉,曝
氣機14產生的空氣全部進入曝氣管網10,從而大大提高了在反洗過程中曝氣管網10
空氣的流量。

此外,厭氧反應區3與好氧反應區7之間的引流方式采用彎管4引流,彎管4架設
于厭氧反應區3與好氧反應區7之間的分隔板24上,彎管4一端開口位于厭氧反應區B
區的第一填料下部,彎管4另一端開口位于好氧反應區7的第二填料下部。厭氧反應區
B區底部的污水需要引流至好氧反應區7,當厭氧反應區B區的液面高于好氧反應區7
的液面時,在大氣壓的作用下,污水從厭氧反應區B區底部向上流經彎管4,流入好氧
反應區7的底部,由于污水中含有顆粒等污染物,其在流經彎管4過程中,顆粒等污染
物能夠沉淀于厭氧反應區3內,防止其進入好氧反應區7中,故,彎管4的設置相對于
在厭氧反應區3與好氧反應區7之間的分隔板24底部開設通孔,能夠大大提高進入好
氧反應區7內污水的純凈度。

本發明一體化污水處理設備的工作原理為:

原始污水從ABR反應器上側部的進水口進入ABR反應器,原始污水從A區頂部
進入后,流經A區第一填料,從A區底部流出,經折流通道27,從B區的頂部進入B
區,經B區第一填料,流至B區第一填料的底部,完成原始污水的厭氧反應處理,第
一填料中的厭氧微生物將污水中的固體、大分子和不易生物降解的有機物降解為易于生
物降解的小分子有機物,極大地提高污水可生化性能。

當B區的液面高于好氧反應區液面時,位于B區第一填料底部的污水向上流經彎
管4,流入好氧反應區7的底部,污水在好氧反應區7匯集,液面逐漸上升,淹沒第二
填料32,直至液面達到與B區液面相同的高度,同時,布置在好氧反應區7底部的微
孔曝氣管網23實現曝氣,好氧微生物以第二填料32為載體,在第二填料32上大量繁
殖,在第二填料32上面培養出生物膜,該生物膜聚集大量衛生物,衛生物快速高效地
降解了污水中的有機污染物,有力地去除污水中的COD和氨氮,使水質達到下一處理
工藝的要求。

接著,當好氧反應區7的液面高于纖維束生物反應區22的污水口9時,污水經污
水管網30,均勻地灑向纖維束13,此時,提升機12將第一濾層28移向第二濾層29,
纖維束13被壓縮形成過濾填料,由于進入纖維束生物反應區22的污水中含有生物菌種,
同時,在曝氣管網10的曝氣作用下,纖維束13表面生長出大量生物膜,當污水流經纖
維束13時,纖維束13上所附生物膜中高濃度的活性微生物產生強氧化分解作用,實現
生物降解功能,同時,纖維束13具有過濾層的作用,從而實現了生物降解與吸附過濾
的兩種處理方式的同時進行,之后,污水通過集水反洗管網11上的通孔匯集于清水管
21,產水控制閥20打開,清水儲存于清水區17內。

另外,在纖維束反應區22使用一段時間后,纖維束13上就會附著有大量的污泥等
污染物,故需要對纖維束反應區22進行清理。具體地,關閉曝氣控制閥8,提升機12
動作,第一濾層28上移,將纖維束13拉直,關閉產水控制閥20,打開反洗控制閥15,
反洗水泵16從清水區17內進水,將清水輸送至集水反洗管網11,清水從集水反洗管網
11的通孔配射出來,在曝氣機14的作用下,曝氣管網10上通過曝氣孔噴射出大量的空
氣,這些空氣將集水反洗管網11上配射出來的清水射向纖維束13,實現了對纖維束13
的水氣混合洗滌,混合洗后產生的洗滌污水在曝氣管網10的噴氣作用下,洗滌污水送
至反洗排水管2開口處,通過反洗排水管2引出至一體化污水處理設備外。

由于纖維束13(又名膨化絲)是一種新型的軟填料纖維濾元,其濾料直徑可達幾
十微米至幾微米,解決了粒狀濾料的過濾精度受濾料顆粒直徑限制的問題,是石英砂的
顆粒狀濾料過濾器的更新換代產品,高效的纖維束具有過濾精度高、過濾速度快、截污
面積大、占地面積小、噸水造價低、自耗水量低、性能持久和易反洗等特點。本發明實
施例通過厭氧反應區3和好氧反應區7實現對原始污水的預處理,再將污水送入纖維束
生物反應區22進行處理,使得本發明實施例取得如下有益效果:

1、在纖維束生物反應區22內形成的纖維束填料,其物理吸附和過濾截留作用以及
生物膜的生物氧化作用決定了污水中SS和有機物的高效去除的效果,BOD5和SS去除
率均大于97%,而COD去除率在70%~85%之間;

2、纖維束生物反應區22將較短的水力停留時間與長的污泥齡有機統一起來,有利
于硝化細菌這類世代期較長的細菌生長,對氨氮具有較高的去除效率,纖維束生物反應
區的氨氮去除率始終保持在85%~100%;

3、纖維束生物反應區22除磷率可達75%,利用曝氣生物濾池反硝化脫氮時,如
利用水解污泥或水解固體廢物做外加碳源,可同時去除比微生物生長需要量高3倍的磷。

綜上,原始污水經過厭氧反應區3和好氧反應區7的預處理后,進入纖維束生物反
應區22內進行纖維束13的污水處理,最終,清水通過集水反洗管網11匯集,進入清
水區17內,從而實現了原始污水的一體化處理;另外,原始污水在流經厭氧反應區3
和好氧反應區7后,進入纖維束生物反應區22內的污水中自身即含有活性菌種,或者,
在纖維束13表面附著有用于污水處理的生物菌種,在第一濾層28和第二濾層29相互
靠攏,纖維束13被壓縮形成過濾填料,同時活性菌種在纖維束13表面生產生物膜,在
曝氣管網10的曝氣作用,實現了纖維束13對污水的過濾吸附以及生物降解的作用,提
高了纖維束13的污水處理能力;另外,纖維束污水處理一段時間后,當需要對纖維束
13進行清理時,第一濾層28和第二濾層29相互分開,纖維束13被拉直,此時,產水
控制閥20關閉,反洗控制閥15打開,在反洗水泵16的作用下,集水反洗管網11向上
噴射清水,同時,曝氣機14工作,曝氣管網10的曝氣孔上配射出大量的空氣,這些空
氣推送集水反洗管網11產生的水沖洗纖維束13,實現了對纖維束13的水氣混合洗,大
大提高了清洗效果,清洗后產生的污水,在空氣流的作用下,從纖維束生物反應區22
的上部排污口(污水口或者進入反洗排水管2的入口)排出,保證了纖維束生物反應區
22底部的清潔,同時保證了纖維束13長效的污水處理功能。

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