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村鎮污水微動力一體化深度脫氮濾池
2019-06-24
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一種村鎮污水微動力一體化深度脫氮的濾池,屬于廢水處理技術領域。該裝置是以微動力一體化生物濾池為主體工藝的農村污水一體化設備，節約曝氣量的同時、實現硝化?厭氧氨氧化?反硝化一體化自養脫氮,并且能根據不同的水質情況靈活運行。大大減少了運行成本,達到對污水的深度脫氮除磷的處理。
權利要求書
1.一種村鎮污水微動力一體化深度脫氮的濾池，其特征在于，為3級濾池和中間水箱相結合的反應裝置，包括進水系統、出水系統、曝氣系統、反沖洗系統、預處理系統以及自然充氧濾池的通風系統;3級濾池包括缺氧濾池、微曝氣濾池、自然充氧濾池，缺氧濾池上部、微曝氣濾池上部均設有柵板和集水槽，集水槽位于柵板的四周，缺氧濾池下部、微曝氣濾池下部均設有放空口，缺氧濾池中間部分、微曝氣濾池中間部分均設有濾料層，還均設有視鏡和檢修口;
同時3級濾池內裝有曝氣盤、反沖洗形環管;預處理系統為在缺氧濾池上部設有除污籃;進水系統通過進水管、提升泵、流量計、閥門將原水與缺氧生物濾池進水區相連通，通過進水管路、閥門將缺氧濾池出水連通到微曝氣濾池內，通過進水管路與閥門將微曝氣濾池出水連通到中間水箱內，通過進水管路與閥門將中間水箱內水連通到自然充氧濾池內;出水系統為通過出水管和閥門將3級濾池與出水總管相連接;曝氣系統通過曝氣管、轉子流量計、閥門將曝氣泵分別與缺氧濾池、微曝氣濾池內的曝氣盤相連通;反沖洗系統包括反沖洗水系統和反沖洗氣系統兩部分，反沖洗氣系統通過空壓機、轉子流量計將空壓機分別與3個濾池內的反沖洗形環管相連接;反沖洗水系統通過反沖洗水管、轉子流量計將反沖洗水泵分別與3個濾池內的反沖洗形環管相連接，反沖洗出水管與集水槽連通，同時反沖洗出水管與出水總管連通;同時溢流口在最上端通過溢流出水管路與出水總管相連通;放空口和放水管在最下端分別與出水總管相連通;中間水箱分別通過回流管和閥門與3級濾池連接;
自然充氧生物濾池由濾池主體、布水系統、管路系統以及通風系統四部分組成;濾池主體外形呈長方體形，在濾池主體內放置濾料塊體;濾池的管路系統由進水管、放水管以及溢流管三部分組成，濾池主體的上部設置進水管、溢流管，進水管物理位置低于溢流管，底部設置放水管;濾池的通風系統由進風管、出風管兩部分組成，進風管為在下端封口的直管，出風管為下端開口的直管，進風管、出風管沿濾池主體深度垂直放置，在進風管上、出風管上不同位置高度的側面設有通風口，進風管上的通風口與出風管上的通風口對稱排布，且相對;自然充氧生物濾池內上部進水管下方設有的布水系統由布水板和集水槽構成;集水槽與濾池主體固定連接，位置在反應器進水管下方，布水板放置在集水槽上中間位置，布水板上有切孔。
2.按照權利要求1所述的一種村鎮污水微動力一體化深度脫氮的濾池，其特征在于，柵板是由柵條和柵縫交替間隔排布而成。
3.按照權利要求1所述的一種村鎮污水微動力一體化深度脫氮的濾池，其特征在于，布水板上根據水量調節孔徑和間距。
4.按照權利要求1所述的一種村鎮污水微動力一體化深度脫氮的濾池，其特征在于，自然充氧生物濾池中集水槽與濾池主體固定連接，位置在反應器進水管下方5cm。
5.按照權利要求1所述的一種村鎮污水微動力一體化深度脫氮的濾池，其特征在于，布水板采用鑄鐵材質。
6.按照權利要求1所述的一種村鎮污水微動力一體化深度脫氮的濾池，其特征在于，自然充氧生物濾池中進風管上、出風管在進水管和布水板之間的高度位置上設有通風口，布水板下面的還設有兩段通風口，在濾池主體內形成上中下三段空氣流。
7.按照權利要求1所述的一種村鎮污水微動力一體化深度脫氮的濾池，其特征在于，3級濾池缺氧濾池、微曝氣濾池、自然充氧濾池濾料選擇為火山巖，直徑依次分別為2cm、2cm、3cm，濾料層高度為1.2m。
8.按照權利要求1所述的一種村鎮污水微動力一體化深度脫氮的濾池，其特征在于，曝氣盤的物理位置高于反沖洗形環管。
說明書
一種村鎮污水微動力一體化深度脫氮的濾池
技術領域
本實用新型涉及一種村鎮污水一體化處理裝置，尤其是指針對村鎮污水的特點采用微動力一體化裝置進行處理，穩定的實現村鎮污水的深度脫氮除磷處理。適用于村鎮生活污水的脫氮除磷處理，屬于廢水處理方法領域。
背景技術
村鎮生活污水，主要表現為排放點分散、水質水量波動大和不同地區污水水質差異大等特點。村鎮地區地域寬廣，村民居住分散，造成村鎮污水排放點分散，難以通過管道收集等方式進行集中式處理。而目前資料顯示，我國建制鎮污水排放量為2677萬噸/天。污水處理率約30%，未處理量1847萬噸/天，村莊污水排放量為3220萬噸/天。污水處理率約11%，未處理量2865萬噸/天。大量未經任何處理的污水直接排入水體中，給當地的飲用水安全造成了很大的危害。農村污水已成為我國非點源污染的重要組成部分。
對于村鎮污水的處理，一體化生物處理設備的應用越來越廣泛。一體化生物處理設備是指將傳統生物處理的反應、沉淀和污泥回流集中等多個階段集中在同一個反應器內的裝置。但目前市場上存在的一體化設備大多存在投資運行成本高、運行管理難的問題，同時反應器的抗沖擊負荷能力弱，不能滿足脫氮除磷的要求，沒有適用于處理農村污水的工藝。
一體化生物濾池工藝具有去除SS、COD、BOD、硝化、脫氮、除磷的作用,其特點是集生物氧化和截留懸浮固體于一體，其容積負荷和水力負荷大，抗沖擊負荷能力強、水力停留時間短，所需基建投資費用少，出水水質好，運行費低。因此可以根據農村污水的水質變化，采用一體化生物濾池為主體工藝進行脫氮除磷的處理。
實用新型內容
本實用新型的目的是建立一種村鎮污水微動力一體化深度脫氮裝置，實現對農村污水的深度處理。該裝置和方法是在考察農村污水水質以及目前應用存在的問題基礎上，研發的以微動力一體化生物濾池為主體工藝的農村污水一體化設備，節約曝氣量的同時、實現硝化-厭氧氨氧化-反硝化一體化自養脫氮,并且能根據不同的水質情況靈活運行。大大減少了運行成本,達到對污水的深度脫氮除磷的處理。
本實用新型的技術方案是：一種村鎮污水微動力一體化深度脫氮的濾池，其特征在于，為3級濾池和中間水箱相結合的反應裝置，包括進水系統、出水系統、曝氣系統、反沖洗系統、預處理系統以及自然充氧濾池的通風系統;3級濾池包括缺氧濾池、微曝氣濾池、自然充氧濾池，缺氧濾池上部、微曝氣濾池上部均設有柵板和集水槽，集水槽位于柵板的四周，缺氧濾池下部、微曝氣濾池下部均設有放空口，缺氧濾池中間部分、微曝氣濾池中間部分均設有濾料層，還均設有視鏡和檢修口;柵板是由柵條和柵縫交替間隔排布而成。
同時3級濾池內裝有曝氣盤、反沖洗形環管;預處理系統為在缺氧濾池上部設有除污籃;進水系統通過進水管、提升泵、流量計、閥門將原水與缺氧生物濾池進水區相連通，通過進水管路、閥門將缺氧濾池出水連通到微曝氣濾池內，通過進水管路與閥門將微曝氣濾池出水連通到中間水箱內，通過進水管路與閥門將中間水箱內水連通到自然充氧濾池內;出水系統為通過出水管和閥門將3級濾池與出水總管相連接;曝氣系統通過曝氣管、轉子流量計、閥門將曝氣泵分別與缺氧濾池、微曝氣濾池內的曝氣盤相連通;反沖洗系統包括反沖洗水系統和反沖洗氣系統兩部分，反沖洗氣系統通過空壓機、轉子流量計將空壓機分別與3個濾池內的反沖洗形環管相連接;反沖洗水系統通過反沖洗水管、轉子流量計將反沖洗水泵分別與3個濾池內的反沖洗形環管相連接，反沖洗出水管與集水槽連通，同時反沖洗出水管與出水總管連通;同時溢流口在最上端通過溢流出水管路與出水總管相連通;放空口和放水管在最下端分別與出水總管相連通;中間水箱分別通過回流管和閥門與3級濾池連接。
優選曝氣盤的物理位置高于反沖洗形環管。
自然充氧生物濾池由濾池主體、布水系統、管路系統以及通風系統四部分組成;濾池主體外形呈長方體形，在濾池主體內放置濾料塊體;濾池的管路系統由進水管、放水管以及溢流管三部分組成，濾池主體的上部設置進水管、溢流管，進水管物理位置低于溢流管，底部設置放水管;濾池的通風系統由進風管、出風管兩部分組成，進風管為在下端封口的直管，出風管為下端開口的直管，進風管、出風管沿濾池主體深度垂直放置，在進風管上、出風管上不同位置高度的側面設有通風口，進風管上的通風口與出風管上的通風口對稱排布，優選相對。自然充氧生物濾池內上部進水管下方設有的布水系統由布水板和集水槽構成;集水槽與濾池主體固定連接，位置在反應器進水管下方5cm，布水板放置在集水槽上中間位置，布水板上有切孔，可根據水量適當調節孔徑和間距，如孔徑為3mm，間距為5mm。優選進風管上、出風管在進水管和布水板之間的高度位置上設有通風口，布水板下面的還設有兩段通風口，在濾池主體內形成上中下三段空氣流。
濾池主體部分的視鏡為DN200mm的圓形，材質為鋼化玻璃;檢查口為DN325mm 的圓形，材質為有機玻璃;柵板寬為2mm，材質為鑄鐵。
優選3級濾池缺氧濾池、微曝氣濾池、自然充氧濾池濾料選擇為火山巖，直徑依次分別為2cm、2cm、3cm，濾料層高度為1.2m。
該一種村鎮污水微動力一體化深度脫氮裝置可實現對農村污水的深度處理，具體操作方法如下:
該裝置的操作方法分為兩個階段包括正常運行階段和反沖洗運行階段。
(1)正常運行階段:
1)污水經進水泵打入到一體化設備中的缺氧濾池;打開缺氧濾池的進水閥 1#，控制水力停留時間為4.2h，流量為Qm3/h。經過頂端的除污籃預處理后，首先在缺氧濾池進行反硝化反應，消耗水中有機物并將水中的硝態氮轉化為氮氣;同時聚磷菌進行厭氧釋磷反應。
2)污水從反應器底部通過出水管流入微曝氣生物濾池上端，打開微曝氣生物濾池進水閥2#，啟動曝氣泵通過曝氣盤形成微小氣泡進行曝氣，曝氣量為3Qm3/h;在好氧條件將污水中氨氮氧化為亞硝態氮，然后ANAMMOX 將剩余氨氮和生成的亞硝態氮轉化為氮氣，并生成少量硝態氮，同時，聚磷菌進行好氧吸磷反應，將上一階段釋放的磷，在細胞內合成多聚磷酸鹽，通過反沖洗排放富磷剩余污泥達到除磷效果;
3)打開中間水箱進水閥3#，反應后的微曝氣生物濾池污水流入中間水箱;
4)打開回流管，中間水箱中的水回流到缺氧濾池中;控制回流比為1:1，即流量為Qm3/h;
5)打開自然充氧濾池進水閥4#，中間水箱的水在達到指定液面高度后，污水流入自然充氧濾池;在自然充氧濾池內進一步過濾，降解有機物;控制水力停留時間6h,控制流量為Qm3/h;同時降解剩余氨氮，完成對污水的深度處理;
本實用新型自然充氧生物濾池的上部設有布水系統，在污水向下垂直流動的過程中，經過布水系統的水，首先匯集到集水槽中，之后再均勻的向中間布水板的孔隙擴散，形成小細流均勻向下流，同時在向下流動的過程中，經布水系統之后進水變成均勻的細流，每條小細流不斷富集空氣中的氧氣，自然充氧生物濾池的內部設有通風系統，污水向下垂直流動的過程中，在濾池內外溫差的作用下，兩條垂直通風管間形成明顯的氣體流動，同時通過兩條氣管上的不同位置通風孔形成，上下中三層均勻的空氣交換，污水在微生物菌群的生物降解作用下，有機污染物得到生物降解，氨氮通過硝化作用轉化為硝態氮，同時利用生物濾料形成的微環境，進行硝化反硝化一體化，充分利用原水有機碳原對污水進行脫氮作用。
6)重復步驟1)-4)。
7)打開自然充氧濾池底部排水閥;處理過的污水經出水總管排出;
(2)反沖洗運行階段
當反應器進水液面高于預設H時，關閉進水泵、進水閥門1#、進水閥門2#、進水閥門3#、進水閥門4#進行反沖洗;首先進行氣沖，通過空氣壓縮機進行，之后進行氣水混沖，通過空氣壓縮機和反沖洗水泵同時進行。最后進行水沖、通過反沖洗水泵進行。氣沖通過曝氣盤進行、水沖通過下層的曝氣環管進行;氣沖 2分鐘,強度為15L/(m2·s)，氣水沖分3鐘，強度為5L/(m2·s)，水沖3分鐘強度為5L/(m2·s)。
反沖洗結束后返回至步驟1)，即正常運行階。
本實用新型采用模塊化設計，以三級濾池形成組合工藝可對農村污水進行深度處理。具有如下的優點：
1)本裝置針對農村污水采用一體化方式進行處理，簡化了原有的污水處理流程，具有方便性、實用性。同時由三級濾池模塊組成、可以根據不同濃度的污水、靈活組合。
2)本裝置充分的利用原污水中的有機碳源，節省了外加碳源的費用，同時因為利用污水中的有機物作為反硝化碳源，節約了氧化有機物所需要氧氣，不但節約了鼓風機的能耗，同時也減輕了有機物對硝化過程的影響。
3)本工藝為微動力裝置，采用微曝氣原理，使反應器達到硝化-厭氧氨氧化-反硝化一體化工藝。不但保證了處理效果，還大大節省了曝氣量，節省了能源。
4)該裝置選用的濾料為大塊濾料，在保證水質達標的情況下，減少了反沖洗的次數，大大節約了能耗，達到微動力處理的目的。
5)本工藝選用一體化生物濾池為主體工藝，三級過濾使出水水質以及SS得到保證，能夠達到較高的污水處理標準。
6)本實用新型三級濾池設有曝氣和反沖洗，可以根據需要進行調換位置從而調換功能，尤其自然充氧濾池還配有曝氣，可以根據需要調節是夠進行曝氣，并且能夠均勻的進行充氧具有很好的效果。
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