CN105236670B - 一种污水处理用生物反应与吸附净水装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种污水处理用生物反应与吸附净水装置，包括沉淀池、曝气池、升温装置和吸附装置。所述沉淀池连接有曝气池，曝气池包括厌氧反应池、好氧池和空气压缩装置，曝气池后连接吸附装置。厌氧反应池内设有搅拌器，搅拌器的搅拌轴安装于厌氧反应池的顶部，其上安装有驱动叶轮；空气压缩装置包括空气压缩机，其出气口连接空气储罐；好氧池内设置有不少于1层的填料层，填料层附着生物膜，填料层的下方设置有曝气器；所述升温装置设于好氧池内，包括凸透镜、支架、保温层、进光筒和升温板，进光筒为圆柱形，进光筒内部为中空结构；所述吸附装置连接好氧池，内有不少于1层的吸附层，吸附层上下设有网状隔板，内有吸附剂，过滤后水通过管道排出。本发明有效处理了污水中的多种污染物，反应速度快，污水处理效率高。

Description

一种污水处理用生物反应与吸附净水装置

技术领域

本发明涉及一种污水处理用生物反应与吸附净水装置，具体是一种污水处理用的净水装置。

背景技术

现代工业及日常生活中污水的处理是关键的步骤，对环境的保护至关重要。尤其是在造纸、印染、化工等工业领域，每天都会产生大量废水，这些废水若不经处理排放，对环境的破坏是非常严重的。目前主要采用物理、生物、及化学的方法对工业废水和生活污水进行处理以分离水中的固体污染物并降低水中的有机污染物和富营养物(主要为氮、磷化合物)，从而减轻污水对环境的污染。目前，污水处理主要包括预处理系统、生化处理系统和泥水过滤系统三大系统，对处理后污水仍残余的有毒有害物质且没有有效的处理方式与装置。同时在大部分的生化处理池中，都配置了推流器用来保持池中污水保持流动状态，促进生化反应的进行。但推流器在污水中极易被腐蚀，使处理效率降低，增加污水处理成本，而且通常生物处理污水在温度较低的条件下，反应速度慢，污水处理效率低的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种污水处理用生物反应池，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种污水处理用生物反应装置，包括沉淀池、曝气池和升温装置和吸附装置，所述沉淀池的侧壁距地面约1/2处设有连接所述曝气池顶部入水口的管道；所述曝气池包括：通过连接管道依次连接的内部的厌氧反应池、好氧反应池，以及空气压缩装置。所述曝气池通过管道连接吸附装置，吸附装置内设有内设有不少于1层的层状吸附过滤结构，层内装填有吸附剂。

所述曝气池内部的厌氧反应池内设置有搅拌器，搅拌器包括搅拌轴和设置于搅拌轴下部的搅拌叶轮，搅拌轴通过轴承旋转安装于厌氧反应池的顶部，搅拌轴的上端伸出厌氧反应池，搅拌轴伸出厌氧反应池的部分上安装有驱动叶轮；所述空气压缩装置放置于好氧池顶部，包括空气压缩机，空气压缩机的出气口通过管道连接空气储罐，空气储罐的出气口通过管路分别连接厌氧反应池顶部和曝气器，空气储罐连接厌氧反应池顶部的管路的出风口正对驱动叶轮；所述好氧池内设置有不少于1层的填料层，填料层附着生物膜，填料层的下方设置有曝气器。

所述升温装置上端略超过水位标线，下端位于好氧池垂直方向距池底约1/4处，所述好 氧池内设有安装支撑位置，有不少于1个的所述升温装置阵列设于所述好氧池中。升温装置包括凸透镜、支架、保温层、进光筒和升温板，所述进光筒为圆柱形，进光筒内部为中空结构；所述支架位于进光筒的上方，凸透镜位于支架上，凸透镜的直径大于进光筒的直径，凸透镜中心位于进光筒的中心轴线上；所述进光筒内壁设有一层反光镜，反光镜为圆筒形，保温层包裹在进光筒的外表面，升温板位于进光筒的底部；所述吸附装置连接好氧池，所述的升温装置上端略超过水位标线，下端位于好氧池垂直方向距池底约1/4处，所述好氧池内设有安装支撑位置，有不少于1个的所述升温装置阵列设于所述好氧池中。

经过沉淀池、厌氧池、曝气池和好氧池处理后的污水仍含有一定有毒有害的污染物,有必要进行进一步处理。所述好氧池距其底部2/3处位置设有出水口，所述出水口通过管道连接吸附装置顶部入水口；连接吸附装置入水口的管道中间设置有可调阀门，通过阀门控制流入吸附装置污水的流量和启停。

吸附装置内部设置有层状吸附过滤结构，污水流入吸附装置后流过吸附装置内部层状吸附过滤结构，层状吸附过滤结构中有不少于1层的层状吸附过滤结构，层状吸附过滤结构为上下设有小孔的隔板，所述隔板为网状，两层隔板内设置吸附剂，各层次吸附剂可根据需要填充和搭配使用，吸附剂可以吸附残余的有毒有害的污染物；所述吸附装置底部设有处理后水的排水口，排水口后连接管道过滤后水通过管道排出；所述连接管道中间设置有可调阀门，通过与吸附装置入水口阀门配合，可控制吸附反应的反应程度和时间。

进一步的，所述好氧池的顶部设置有通风口。

进一步的，所述进光筒采用防爆玻璃材料。

进一步的，所述升温板为半圆球形。

进一步的，所述吸附剂的制备如下，需要说明的是本装置所选用吸附可用，但不局限于下述吸附剂，本装置可依据所需处理污水的具体情况，选用和换装其他各型吸附剂或净水物质。

预处理的凹凸棒土与MBAA在盐水中混合，在50-70℃下搅拌1-3h；将生物高分子溶液与上述混合溶液混合，将上述溶液加热到40-60℃，加入凹凸棒土质量2-5％的活性污泥和1-3％的纳米铁锰复合氧化物，加入凹凸棒土质量2-5％的碳纳米管搅拌处理1-3小时,搅拌速度为5-10转/min。然后向上述混合液加入环糊精复合溶液，在20-30℃搅拌20-40分钟，在10℃放置30分钟后，调整温度为-5-7℃保持40-60分钟进行缓慢搅拌固化交联，将上述混合物用纱布包裹后压挤去水。用10-20％单宁酸溶液冲洗2-3遍；上述混合物放置50-70℃烘箱处理8-10小时后即可。

优选的混合物在烘箱处理阶段：混合物放置50-70℃烘箱处理8-10小时后升温到85℃保 持2-5分钟降温到50-70℃保持1小时。

预处理的凹凸棒土与MBAA的比例为10:4-8。

所述盐水为KCL和聚乙烯醇混合溶液，KCL质量浓度为2-5％，聚乙烯醇质量浓度为3-8％.

碳纳米管的制备方法为：在体积比为10-25％的甲醇水溶液中添加甲醇水溶液重量20-30％的碳纳米管，浸泡处理30-50分钟，随后离心，收集沉淀物即可。

所述生物高分子溶液的添加量为凹凸棒土质量的2-8倍。

其中生物高分子溶液的制备方法如下：

将发酵培养获得的聚谷氨酸发酵液与灵芝菌发酵培养液体按照1:6-8混合，随后加热浓缩到混合体积的10-40％。

所述聚谷氨酸发酵液与灵芝菌发酵培养液按照常规方法培养即可。

活性污泥的浓度为3000-5000mg/L；

环糊精复合溶液中含有重量比为8-15％的环糊精和35-45％的硼酸。

凹凸棒土的预处理。粒径300目～1000目的凹凸棒土，将凹凸棒土加入体积浓度为15-35％的甲醇溶液，控制温度在45-50℃电脉冲处理；随后沉淀1-2小时后取上层清液，上层清液中加少量蒸馏水混合均匀后继续500rpm离心1min，然后取其上层清液，如此反复洗涤上层清液3～5次后，最后用2000-3000进行离心分离，取其沉淀，90℃下真空干燥24h，研磨后按粒径200目～400目筛子过筛，收集凹凸棒土待用。

电脉冲处理条件如下：高压脉冲处理5-10分钟；高压脉冲电场(PEF)处理参数较佳地为：电场强度20-40KV/cm，脉冲时间400-600μS,脉冲频率200-300Hz。

与现有技术相比，本发明通过曝气池后所设吸附装置，层状吸附过滤结构中有不少于1层的网状隔板，每相邻两层隔板间装均填有吸附剂，通过使用该装置有效处理了水中的污染物，极大提高了曝气池处理后的水质；同时吸附装置管路设置有阀门，可灵活控制吸附过程的速度及时间，提高处理效率和成本。

空气压缩装置将空气压缩充入空气储罐，空气储罐内流出的压缩空气推动搅拌器旋转、对好氧池进行曝气，结构简单合理，有效实现厌氧反应池的搅拌和好氧池的曝气；通过凸透镜将光线聚集到进光筒内的反光镜上，反光镜经过反射将光反射到升温板上，升温板吸收光变热，加热周围的污水，同时由于凸透镜将光线聚集到进光筒内，所以凸透镜的下部没有光线，对污水没有加热，这样就造成底部的污水热，顶部的污水温度低，这样会形成对流，促进污水流动，节约了推流器，反应效果好，有效促进生化反应的进行，解决了传统曝气池在低温条件下反应速度慢，污水处理效率低的问题。

附图说明

图1为污水处理用生物反应池的结构示意图。

图2为污水处理用生物反应池中升温装置的结构示意图。

图3为污水处理用吸附过滤装置的结构示意图。

附图标记说明

1 沉淀池 2 曝气池

21 厌氧反应池 22 好氧池

23 搅拌轴 24 驱动叶轮

25 空气压缩机 26 空气储罐

27 曝气器 28 填料层

3 升温装置 31 凸透镜

32 支架 33 保温层

34 反光镜 35 进光筒

36 升温板 4 吸附装置

41 吸附剂 42 净水出口阀门

43 管道 44 污水入口阀门

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。

请参阅图1和图2，一种污水处理用生物反应池，包括沉淀池1、曝气池2、升温装置3和吸附装置4；沉淀池1侧壁距地面约1/2处设有连接所述曝气池2顶部入水口的管道连接，曝气池2通过连接管道依次连接的内部的厌氧反应池21、好氧池22、空气压缩装置25。

所述厌氧反应池21内设置有搅拌器，搅拌器包括搅拌轴23和设置于搅拌轴23下部的搅拌叶轮，搅拌轴23通过轴承旋转安装于厌氧反应池21的顶部，搅拌轴23的上端伸出厌氧反应池21，搅拌轴23伸出厌氧反应池21的部分上安装有驱动叶轮24；空气压缩装置放置于好氧池顶部，包括空气压缩机25，空气压缩机25的出气口通过管道连接空气储罐26，空气储罐26的出气口通过管路分别连接厌氧反应池21顶部和曝气器27，空气储罐26连接厌氧反应池21顶部的管路的出风口正对驱动叶轮24，由连接厌氧反应池21顶部的管路吹出的空气吹向搅拌器的顶部驱动叶轮24，使驱动叶轮24旋转；所述好氧池22内设置有不少于1层的填料层28，填料层28附着生物膜，填料层28的下方设置有曝气器27，从而创造好氧环境，利用好氧微生物代谢除去有机污染物和营养物质，好氧池22的顶部设置有通风口；通过空气 压缩装置将空气压缩充入空气储罐26，空气储罐26内流出的压缩空气推动搅拌器旋转、对好氧池22进行曝气，结构简单合理，有效实现厌氧反应池21的搅拌和好氧池22的曝气；通过传输管道43在好氧池距底部2/3处连接管道设有出水口，通过连接管道连接所述吸附装置顶部入水口。

请参阅图2，好氧池22中部位置设置有升温装置3，所述升温装置3阵列设于好氧池22内，上端略超过水位标线，下端位于好氧池22垂直方向距池底约1/4处，升温装置3包括凸透镜31、支架32、保温层33、进光筒35和升温板36，所述进光筒35为圆柱形，进光筒35内部为中空结构，进光筒35采用防爆玻璃材料；所述支架32位于进光筒35的上方，凸透镜31位于支架32上，凸透镜31的直径大于进光筒35的直径，凸透镜31中心位于进光筒35的中心轴线上；所述进光筒35内壁设有一层反光镜34，反光镜34为圆筒形，保温层33包裹在进光筒35的外表面，升温板36位于进光筒35的底部，升温板36为半圆球形；太阳光会通过凸透镜31将光线聚集到进光筒35内的反光镜34上，反光镜34经过反射会将光反射到升温板36上，升温板36吸收光变热，加热周围的污水，同时由于凸透镜31将光线聚集到进光筒35内，所以凸透镜31的下部附近的污水没有光线，对污水没有加热，这样就造成底部的污水热，顶部的污水温度低，这样会形成对流，促进污水流动，节约了推流器，反应效果好，有效促进生化反应的进行。

请参阅图3，吸附装置4通过连接管道连接于连接好氧池，通过阀门控制及管道传输初步处理的污水，内有层状吸附过滤结构，层状吸附过滤结构上下设有小孔的隔板，内有吸附剂，过滤后水通过管道排出。所述吸附装置4连接好氧池，曝气池2中污水经过好氧池22的曝气，通过上述连接管道43右侧吸附装置4，所述连接管道43中间有可调阀门；并通过污水入口阀门44控制过滤速度和吸附时间，吸附装置4内有不少于1层的层状吸附过滤结构，不少于1层的吸附层，每层吸附层由上下隔板隔开，所述隔板为网状，每相邻两层隔板间装均填有吸附剂，本装置可依据所需处理污水的具体情况，选用和换装其他各型吸附剂或净水物质；图示吸附剂41放置在吸附装置4内部，污水流经时其中的不良物质被吸附剂41吸附，通过层状吸附过滤结构后水通过净水出口阀门42排出。

由于本例中本发明装置及上述实施方法实现了多种方法配合使用，过程及装备科学合理，有效处理了污水中的多种污染物，反应速度快，污水处理效率高。

上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下作出各种变化。本领域技术人员应该理解，可以在本发明的范围内对上述实施例进行许多修改和替换。出于本申请的目的，及特别地对于所附权利要求，词语“包括”不排除其它单元或步骤。

Claims (8)

1.一种污水处理用生物反应与吸附净水装置，包括：沉淀池、曝气池、连接管道与阀门及升温装置；所述沉淀池的侧壁距地面1/2处设有连接所述曝气池顶部入水口的管道；所述曝气池包括：通过连接管道依次连接的内部的厌氧反应池、好氧反应池，以及空气压缩装置；所述升温装置设于好氧池内，包括：凸透镜、支架、保温层、进光筒和升温板；其特征在于：所述曝气池通过管道连接吸附装置，吸附装置内设有层状吸附过滤结构，层内装填有吸附剂；所述吸附装置内设置有层状吸附过滤结构，层状吸附过滤结构中有不少于1层的吸附层，每层吸附层由上下隔板组成，所述隔板为网状，两层隔板内设置吸附剂；所述曝气池距底部2/3处位置设有出水口，所述出水口通过管道连接吸附装置顶部入水口，所述吸附装置底部设有处理后的排水口，排水口后连接管道；所述连接管道中间均设置有阀门；

所述吸附剂的制备如下，

预处理的凹凸棒土与MBAA在盐水中混合，在50-70℃下搅拌1-3h；将生物高分子溶液与上述混合溶液混合，将上述溶液加热到40-60℃，加入凹凸棒土质量2-5％的活性污泥和1-3％的纳米铁锰复合氧化物，加入凹凸棒土质量2-5％的碳纳米管搅拌处理1-3小时,搅拌速度为5-10转/min；然后向上述混合液加入环糊精复合溶液，在20-30℃搅拌20-40分钟，在10℃放置30分钟后，调整温度为-5-7℃保持40-60分钟进行缓慢搅拌固化交联，将上述混合物用纱布包裹后压挤去水；用10-20％单宁酸溶液冲洗2-3遍；上述混合物放置50-70℃烘箱处理8-10小时后即可；

混合物在烘箱处理阶段：混合物放置50-70℃烘箱处理8-10小时后升温到85℃保持2-5分钟降温到50-70℃保持1小时；

预处理的凹凸棒土与MBAA的比例为10:4-8；

所述盐水为KCL和聚乙烯醇混合溶液，KCL质量浓度为2-5％，聚乙烯醇质量浓度为3-8％.

碳纳米管的制备方法为：在体积比为10-25％的甲醇水溶液中添加甲醇水溶液重量20-30％的碳纳米管，浸泡处理30-50分钟，随后离心，收集沉淀物即可；

所述生物高分子溶液的添加量为凹凸棒土质量的2-8倍；

其中生物高分子溶液的制备方法如下：

将发酵培养获得的聚谷氨酸发酵液与灵芝菌发酵培养液体按照1:6-8混合，随后加热浓缩到混合体积的10-40％；

所述聚谷氨酸发酵液与灵芝菌发酵培养液按照常规方法培养即可；

活性污泥的浓度为3000-5000mg/L；

环糊精复合溶液中含有重量比为8-15％的环糊精和35-45％的硼酸；

凹凸棒土的预处理：粒径300目～1000目的凹凸棒土，将凹凸棒土加入体积浓度为15-35％的甲醇溶液，控制温度在45-50℃电脉冲处理；随后沉淀1-2小时后取上层清液，上层清液中加少量蒸馏水混合均匀后继续500rpm离心1min，然后取其上层清液，如此反复洗涤上层清液3～5次后，最后用2000-3000进行离心分离，取其沉淀，90℃下真空干燥24h，研磨后按粒径200目～400目筛子过筛，收集凹凸棒土待用；

电脉冲处理条件如下：高压脉冲处理5-10分钟；高压脉冲电场(PEF)处理参数较佳地为：电场强度20-40KV/cm，脉冲时间400-600μS,脉冲频率200-300Hz。

2.根据权利要求1所述的一种污水处理用生物反应与吸附净水装置，其特征在于，所述厌氧反应池内设置有搅拌器，搅拌器的搅拌轴安装于厌氧反应池的顶部，其上安装有驱动叶轮，所述搅拌轴的上端伸出厌氧反应池，搅拌轴伸出厌氧反应池的部分上安装有驱动叶轮。

3.根据权利要求1或2所述的一种污水处理用生物反应与吸附净水装置，其特征在于，所述空气储罐的出气口通过管路分别连接厌氧反应池顶部和曝气器，空气储罐连接厌氧反应池顶部的管路的出风口正对驱动叶轮。

4.根据权利要求1所述的一种污水处理用生物反应与吸附净水装置，其特征在于，所述好氧反应池内设置有不少于1层的填料层，填料层附着生物膜，填料层的下方设置有曝气器。

5.根据权利要求1或4所述的一种污水处理用生物反应与吸附净水装置，其特征在于，所述好氧池的顶部设置有通风口。

6.根据权利要求1所述的一种污水处理用生物反应与吸附净水装置，其特征在于，所述进光筒为圆柱形，进光筒内部为中空结构；所述支架位于进光筒的上方，凸透镜位于支架上，凸透镜的直径大于进光筒的直径，凸透镜中心位于进光筒的中心轴线上；所述进光筒内壁设有一层反光镜，反光镜为圆筒形，保温层包裹在进光筒的外表面，升温板位于进光筒的底部。

7.根据权利要求1或6所述的一种污水处理用生物反应与吸附净水装置，其特征在于，所述进光筒采用防爆玻璃材料；所述升温板为半圆球形。

8.根据权利要求1所述的一种污水处理用生物反应与吸附净水装置，其特征在于，所述的升温装置上端略超过水位标线，下端位于好氧池垂直方向距池底1/4处，所述好氧池内设有安装支撑位置，有不少于1个的所述升温装置阵列设于所述好氧池中。