专利名称：单元化城市污水处理实验系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种单元化城市污水处理实验系统，属于污染水处理技术领域。
背景技术：
城市污水处理技术日新月异，但基本处理单元保持相对不变。由于在相关专业指导委员会制订的专业培养大纲中规定需做排水工程处理实验，因此在高校、职业教育学校及科研单位中，给水排水工程专业和环境工程专业及其相关专业开设的有关排水处理课程中均需进行排水工程处理实验。现有技术中的排水处理实验设备为独立处理单元模型、或单系统模型，无法全面、系统地演示、展现排水处理系统，尤其是在应用广泛的城市污水处理系统中，因此不利于系 统整体思维的培养；同时独立处理单元模型或单系统模型会有处理单元重复购置现象，导致成本增加。
发明内容
本发明为解决水厂现有的排水处理实验设备都为独立处理单元模型或单系统模型，导致无法全面、系统地演示及展现排水处理系统，以及现有的排水处理实验设备的成本较高的问题，进而提供了一种单元化城市污水处理实验系统。为此，本发明提供了如下的技术方案单元化城市污水处理实验系统，包括第一沉淀单元、生物处理单元、第二沉淀单元、深度处理单元和污泥处理单元，所述第一沉淀单元、生物处理单元、第二沉淀单元、深度处理单元和污泥处理单元均通过配水单元连接，所述配水单元包括以下至少一种装置原水池、污水泵、配水管道或污泥回流管道，所述第一沉淀单元、生物处理单元、第二沉淀单元、深度处理单元和污泥处理单元用于通过单独使用或任意至少两种的组合提供城市污水处理系统的理论及教学实验功能。由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明所提供的单元化城市污水处理实验系统，由于包括了第一沉淀单元、生物处理单元、第二沉淀单元、深度处理单元和污泥处理单元中的至少一种，并且各单元之间可以单独使用或自由组合，构建不同城市污水处理工艺系统，能够满足给污水厂模型建构和科研学校理论教学的需要，能全面、系统地演示及展现城市污水处理系统，利于创新意识的培养，并且避免处理单元的重复购置，具有较低的维护成本。
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图I是本发明的具体实施方式
提供的单元化城市污水处理实验系统的结构示意图。
具体实施例方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为了在现有的有关排水处理课程中能够能全面、系统地演示及展现城市污水处理系统，本具体实施方式
以包括第一沉淀单元、生物处理单元、第二沉淀单元、深度处理单元和污泥处理单元的实验系统为最佳实施例，需要注意的是，本发明中的选取各个单元进行组合的实施例并不限于上述的最佳实施例，而是可以根据使用要求进行自由组合。下面结合说明书附图对本具体实施方式
作详细说明，如图I所示，相应的单元化城市污水处理实验系统包括第一沉淀单元I、生物处理单元2、第二沉淀单元3、深度处理单元4和污泥处理单元5，第一沉淀单元I、生物处理单元2、第二沉淀单元3、深度处理单元4和污泥处理单元5均通过配水单元连接，相应的配水单元包括以下至少一种装置原水池、污水泵、配水管道或污泥回流管道，第一沉淀单元I、生物处理单元2、第二沉淀单元3、深度处理单元4和污泥处理单元5用于通过单独使用或任意至少两种的组合提供城市污水处理系统的理论及教学实验功能。其中，沉淀单元I可以包括沉砂池和沉淀池。相应的沉砂池可以包括旋流沉砂池、平流沉砂池、曝气沉砂池、多尔沉砂池和钟氏沉砂池；相应的沉淀池可以包括平流沉淀池、辐流沉淀池、竖流沉淀池、斜管沉淀池和斜板沉淀池。旋流沉砂池一般设计为圆形，池中心设有I台可调速的旋转浆板，进水渠道在圆池的切向位置，出水渠道对应圆池中心，中心旋转浆板下设有砂斗；平流式沉砂池是平面为长方形的沉砂池，其主体部分由入流渠、沉砂区、出流渠、沉砂斗等部分组成，两端设有闸板以控制水流，在池底设置1-2个贮砂斗，下接排砂管，用于去除比重为2. 65，粒径大于O. 2mm的砂粒；曝气沉砂池呈矩形，沿渠壁一侧的整个长度方向，距池底60-90cm处安设曝气装置，在其下部设集砂斗，池底有坡度，以保证砂粒滑入，由于曝气作用，废水中有机颗粒经常处于悬浮状态，砂粒互相摩擦并承受曝气的剪切力，砂粒上附着的有机污染物能够去除，在旋流的离心力作用下，密度较大的砂粒被甩向外部沉入集砂槽，而密度较小的有机物随水流向前流动被带到下一处理单元；多尔沉砂池呈圆形，沉砂被旋转刮砂机刮至排砂坑，用往复齿耙沿斜面耙上，把附在砂粒上的有机物洗掉，洗下来的有机物经有机物回流机及回流管随污水一起回流至沉砂池中；钟式沉砂池是一种利用机械力控制水流流态与流速，加速砂粒沉淀，并使有机物随水流带走的沉砂装置，废水由流入口切线方向流入沉砂区，利用电动机及传动装置带动转盘和斜坡式叶片，由于所受离心力的不同，把砂粒甩向池壁，掉入砂斗，有机物则被送回废水中。平流式沉淀池的池型呈长方形，废水从池的一端流入，水平方向流过池子，从池的另一端流出，在池的进口处底部设贮泥斗，其它部位池底有坡度，倾向贮泥斗；辐流式沉淀池池体平面多为圆形，废水自池中心进水管进入池，沿半径方向向池周缓缓流动，悬浮物在流动中沉降，并沿池底坡度进入污泥斗，澄清水从池周溢流出水渠，辐流式沉淀池多采用回转式刮泥机收集污泥，刮泥机刮板将沉至池底的污泥刮至池中心的污泥斗，再借重力或污泥泵排走；竖流式沉淀池的池体平面图形为圆形或方形，水由设在池中心的进水管自上而下进入池内，管下设伞形挡板使废水在池中均匀分布后沿整个过水断面缓慢上升，悬浮物沉降进入池底锥形沉泥斗中，澄清水从池四周沿周边溢流堰流出，池的一边靠池壁设排泥管靠静水压将泥定期排出，在平流式或竖流式沉淀池的沉淀区内利用倾斜的平行管或平行管道分割成一系列浅层沉淀层，被处理的和沉降的沉泥在各沉淀浅层中相互运动并分离；斜板沉淀池是指在沉淀区内设有斜板的沉淀池，在平流式或竖流式沉淀池的沉淀区内利用倾斜的平行隔板分割成一系列浅层沉淀层，被处理的和沉降的沉泥在各沉淀浅层中相互运动并分离。生物处理单元2可以包括曝气池、生物滤池、生物转盘、稳定塘和生物流化床。曝气池的池内提供一定污水停留时间，满足好氧微生物所需要的氧量以及污水与活性污泥充分接触的混合条件；生物滤池是以土壤自净原理为依据，在污水灌溉的实践基础上，经较原始的间歇砂滤池和接触滤池而发展起来的人工生物处理技术，由碎石或塑料制品填料构成的生物处理构筑物，污水与填料表面上生长的微生物膜间隙接触，使污水得到净化；生物转盘是生物膜法污水生物处理技术的一种，是污水灌溉和土地处理的人工强化，这种处理法使细菌和菌类的微生物、原生动物一类的微型动物在生物转盘填料载体上生长繁育，形成膜状生物性污泥一生物膜，污水经沉淀池初级处理后与生物膜接触，生物膜上的微生物摄取污水中的有机污染物作为营养，使污水得到净化；稳定塘的净化过程通常是将土地进行适当的人工修整，建成池塘，并设置围堤和防渗层，依靠塘内生长的微生物来处理污水；生物流化床是指为提高生物膜法的处理效率，以砂作填料并作为生物膜载体，废水自下向上流过砂床使载体层呈流动状态，从而在单位时间加大生物膜同废水的接触面积和充分供氧，并利用填料沸腾状态强化废水生物处理过程的构筑物。第二沉淀单元3可以包括平流沉淀池、辐流沉淀池、竖流沉淀池、斜管沉淀池和斜板沉淀池。深度处理单元4可以包括活性炭池、巴颠甫工艺池和A2O工艺池。活性炭吸附法广泛用废水二级处理出水的深度处理，活性炭是用木材、煤、果壳等含碳物质在高温缺氧条件下活化制成，它具有巨大的比表面积，利用活性炭的物理吸附、化学吸附、氧化、催化氧化和还原等性能去除水中污染物的水处理方法；巴颠甫工艺是同步脱氮除磷的一项工艺，由第一厌氧反应器(反硝化脱氮释放磷)、第一好氧反应器(去除B0D、硝化吸收磷)、第二厌氧反应器(释放磷反硝化脱氮)、第二好氧反应器(吸收磷出除BOD硝化)组成；A20法同步脱氮除磷工艺，在厌氧一好氧除磷工艺中加一缺氧池，将好氧池流出的一部分混合液回流至缺氧池前端，以达到硝化脱氮的目的，A2O法的可同步除磷脱氮机制由两部分组成一是除磷，污水中的磷在厌氧状态下，释放出聚磷菌，在好氧状况下又将其更多吸收，以剩余污泥的形式排出系统，二是脱氮，由于兼氧脱氮菌的作用，利用水中BOD作为氢供给体，将来自好氧池混合液中的硝酸盐及亚硝酸盐还原成氮气逸入大气，达到脱氮的目的。污泥处理单元5可以包括污泥浓缩池、厌氧消化池和好氧消化池。污泥浓缩池有连续式和间歇式两种，内设搅拌机械作缓慢搅拌，固体颗粒借重力下降，水分从泥中挤出， 浓缩污泥从池底排出，污泥水从池面堰口外溢(连续式)或从池侧出水口流出；厌氧消化池在无氧条件下，污泥中的有机物由厌氧微生物进行降解和稳定，无论是酸性发酵，还是沼气发酵，参与生化反应的氧都是来自于水、有机物、硝酸盐或被分解的亚硝酸盐，利用厌氧微生物对污水进行厌氧生物处理的构筑物，有机物被厌氧分解，最终分解成二氧化碳和甲烷气；好氧消化池在污泥量不大时，对污泥进行较长时间的曝气，使污泥中微生物处于内源呼吸阶段进行自身氧化，好氧消化池包括好氧消化室(进行污泥消化)、泥液分离室(使污泥回流并把上清液排除)、消化污泥排出管和曝气系统组成。第一沉淀单元I、生物处理单元2、第二沉淀单元3、深度处理单元4和污泥处理单元5均可以采用有机玻璃材料，以便形象的观察实验现象。在本具体实施方式
中，第一沉淀单元I、生物处理单元2、第二沉淀单元3、深度处理单元4和污泥处理单元5均可以单独使用，也可以自由组合成各种城市污水处理系统。第一沉淀单元I、生物处理单元2、第二沉淀单元3、深度处理单元4和污泥处理单元5可以制作成不同处理能力工艺系统，以适应实验、科研空间和模型比例要求。
本具体实施方式
提供的单元化城市污水处理实验系统包含了现有典型城市污水处理构筑物模型，各单元采用适当的连接方式，构成各处理方式齐全完整城市污水处理系统，并且各处理单元模块化，不同单元可以自由组合，构建不同城市污水处理系统，能够满足污水厂模型建构和科研学校理论教学的需要。能全面、系统地演示、展现排水生物处理系统，利于创新意识的培养，并且避免处理单元的重复购置，具有较低的维护成本。以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式
，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明实施例揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
权利要求
1.单元化城市污水处理实验系统，其特征在于，包括第一沉淀单元、生物处理单元、第二沉淀单元、深度处理单元和污泥处理单元，所述第一沉淀单元、生物处理单元、第二沉淀单元、深度处理单元和污泥处理单元均通过配水单元连接，所述配水单元包括以下至少一种装置原水池、污水泵、配水管道或污泥回流管道，所述第一沉淀单元、生物处理单元、第二沉淀单元、深度处理单元和污泥处理单元用于通过单独使用或任意至少两种的组合提供城市污水处理系统的理论及教学实验功能。
2.根据权利要求I所述的单元化城市污水处理实验系统，其特征在于，所述的沉淀单元包括沉砂池和沉淀池。
3.根据权利要求2所述的单元化城市污水处理实验系统，其特征在于，所述沉砂池包括旋流沉砂池、平流沉砂池、曝气沉砂池、多尔沉砂池和钟氏沉砂池，所述沉淀池包括平流沉淀池、辐流沉淀池、竖流沉淀池、斜管沉淀池和斜板沉淀池。
4.根据权利要求I所述的单元化城市污水处理实验系统，其特征在于，所述生物处理单元包括曝气池、生物滤池、生物转盘、稳定塘和生物流化床。
5.根据权利要求I所述的单元化城市污水处理实验系统，其特征在于，所述第二沉淀单元包括平流沉淀池、辐流沉淀池、竖流沉淀池、斜管沉淀池和斜板沉淀池。
6.根据权利要求I所述的单元化城市污水处理实验系统，其特征在于，所述深度处理单元包括活性炭池、巴颠甫工艺池和A2O工艺池。
7.根据权利要求I所述的单元化城市污水处理实验系统，其特征在于，所述污泥处理单元包括污泥浓缩池、厌氧消化池和好氧消化池。
8.根据权利要求I所述的单元化城市污水处理实验系统，其特征在于，所述第一沉淀单元、生物处理单元、第二沉淀单元、深度处理单元和污泥处理单元均采用有机玻璃材料。
全文摘要
本发明提供了一种单元化城市污水处理实验系统，包括第一沉淀单元、生物处理单元、第二沉淀单元、深度处理单元和污泥处理单元，所述第一沉淀单元、生物处理单元、第二沉淀单元、深度处理单元和污泥处理单元均通过配水单元连接，第一沉淀单元、生物处理单元、第二沉淀单元、深度处理单元和污泥处理单元用于通过单独使用或任意至少两种的组合提供城市污水处理系统的理论及教学实验功能。本发明的各单元之间可以单独使用或自由组合，构建不同城市污水处理工艺系统，能够满足给污水厂模型建构和科研学校理论教学的需要，能全面、系统地演示及展现城市污水处理系统，利于创新意识的培养，并且避免处理单元的重复购置，具有较低的维护成本。
文档编号C02F9/14GK102690030SQ201210211348
公开日2012年9月26日 申请日期2012年6月21日 优先权日2012年6月21日
发明者冯萃敏, 吴俊奇, 王丽华, 王文海, 韩芳, 黄忠臣 申请人:北京建筑工程学院