一种生化污水处理装置以及多级污水处理系统的制作方法

本实用新型涉及污水处理设备以及工艺，特别涉及一种多级生化组合，以及多级生化组合应用于废水处理的方法。

背景技术：

随着人口的不断增长、城市的大规模扩张、各种工业的飞速发展，生活、工业生产用水量与相对应的污水、废水排放量的增长势不可挡，由此造成的水环境污染以及水量、水质的双重缺水问题日益突出，“水危机”已经成为严重影响人民生活与经济发展的一道颈索。

目前，污水处理中生化处理工艺有厌氧-好氧生物处理A/O法、厌氧-缺氧-好氧生物处理A2/O法、氧化沟工艺、SBR工艺、生物滤池工艺、生物膜法、活性污泥法等。但以上方法存在两个问题，1.生化法采用较多的是活性污泥法，但活性污泥法土建池体占地面积大，受废水冲击负荷和气候温度影响大，受冲击后系统恢复难度大，产生的剩余生化污泥量多而且不容易脱水，污泥处置负担大，系统除磷效果有限，后端需要增加加药沉淀除磷，会增加处理成本；2.以上的生化处理工艺，在经过一段时间后，污染物达到一定的处理后，再也无法进一步对污水中污染物进行处理，一般称之为极限，产生极限的原因在于生物有三种特性种类，好氧、厌氧、缺氧，针对污水中不同的污染物，但现有的生化处理，不能针对所有的污染物或者只对某几种污染物进行处理，例如厌氧-好氧生物处理A/O法，污水先经过厌氧的生物，处理后，再经过好氧的生物处理，但如果污水中很多是要缺氧生物来处理的污染物，例如氨氮，就无法进行有效降解处理，再者，水中厌氧生物能处理的污染物和好氧生物能处理的污染物有多有少，这样的处理方式，很快就达到极限值，即使再多的厌氧-好氧的连接，也无法进一步对污水进行处理。虽然这样的极限在生物处理中都会存在，但是，极限值可以提高，极限值的提高意味着，可以进一步的对污水进行处理，以较小的成本，达到一种好的效果。

技术实现要素：

为了提高生物处理污水的极限值，减少活性剩余污泥产生量，本实用新型提供了一种生化污水处理装置，包括容器，容器中设有填料系统、进水管1和出水管2，所述填料系统中包括好氧、厌氧、缺氧三种特性的生物。

还包括曝气系统，所述曝气系统由主管3、支管4、控制阀门5、曝气头6组成，主管3和控制阀门5设置在容器顶部或侧面，控制阀门5控制曝气的全开、半开、关闭，支管4和曝气头6设置在容器的底部，支管4采用环路闭合管路设置。

所述填料系统还包含流离球填料支架9、流离球填料10、丝线填料支架7和丝线填料8，流离球填料支架9设置在容器下部，流离球填料10置于流离球填料支架9上；丝线填料支架7平行设置在容器池壁或顶部，丝线填料8固定在丝线填料支架7上。

所述流离球填料支架9采用pE材质格栅，距离容器底10-20cm；所述丝线填料支架7采用不锈钢钢筋，丝线填料8固定悬挂在不锈钢钢筋上，间距15-20cm，填充在容器上部。

一种多级生化污水处理系统，包括多个所述的生化污水处理装置，所述多个生化污水处理装置串联在一起，在第1级生化污水处理装置前设置进水泵、控制阀门5和流量计，进水泵出口连接第1个生化污水处理装置进水管1，第1级生化污水处理装置出水管2连接第2级单级生化进水管1，第2级生化污水处理装置出水管2连接第3级生化污水处理装置进水管1，依次类推，连接n级生化污水处理装置，形成串联多级生化系统。

所述多个生化污水处理装置并联在一起，进水泵出口连接多个生化污水处理装置进水管1，所述多个生化污水处理装置出水管2分别连接多个第2级生化污水处理装置和第3级生化污水处理装置，直至n级生化，形成并联的多级生化系统。

所述串联的生化污水处理装置中间，任一级生化污水处理装置出水能够连接多套生化污水处理装置，形成串并联联合的多级生化系统。

还设有风机对多级生化系统进行集中供气。

本实用新型具有以下优点：

1）多级生化系统由多组组成，每组生化污水处理装置都是一个小的独立的系统，每个生化污水处理装置可以根据进水水质设计工艺调整曝气阀门的全开、半开、关闭，形成好氧、缺氧、厌氧的独立系统，组成的多级生化系统通过调整每个单级的厌氧-缺氧-好氧-缺氧-好氧系统串联，废水污染物经过多次的厌氧、缺氧、好氧微生物降解，提高对废水污染物处理极限值，对废水pH、水温的适用范围广，从pH=6-10，水温0-45℃都能够保证生化系统对废水的处理效果。

2）工艺系统（设备）由生化污水处理装置串联或者并联或者串并联合，生化污水处理装置标准模块化设计，使得整套多级生化系统只需按照流程安装阀门和连接管道，安装简单，操作运行简单，调试简单，对废水处理效果稳定，并能因地制宜采用已有的池体、桶、罐进行改造，有效地节省投资成本，并形成资源回收利用。单套的单级生化系统占地小，容易运输和安装，制作成为标准化模块化设备，大规模生产，可进行多地的工业化应用。

3）当废水的进水水质指标突发巨大变化时，只会影响前几级生化污水处理装置系统，经过短时间的计算调整，后继生化系统仍能处理废水，多级生化系统不会轻易崩溃，可应用于处理水源组成复杂、水质不稳定的高难度有机废水（如化工园）。

4）多级生化由生化污水处理装置串联或并联或串并联合，多级生化一体系统可根据需要选择生化污水处理装置的级数（从1级至任意级），根据需要进行串联或并联或串并联合，使得出水指标可调控，处理水量可调控，日处理水量范围0.01吨-几万吨。

5）多级生化每个单级生化采用的曝气阀门可以根据系统工艺反应进行关闭、半开、全开操作，实现厌氧、缺氧、好氧的环境，形成多级A/O或A2/O系统，实现生物大幅降解COD，脱氮除磷，而且上一级的生化产生的剩余污泥或老化污泥会被下一级厌氧微生物作为食物消化分解，成为下一级生物的营养源，所以剩余污泥产生量很少或者没有剩余污泥产生，能减少剩余污泥处理处置的成本。

6）多级生化每个单级生化容器可采用罐、桶、池体，能够利旧，不仅能够采用新建容器，而且可以方便的使用旧的池体或罐进行改造，资源利用。

附图说明

图1为生化污水处理装置容器结构示意图。

图2为串联的多级生化系统示意图。

图3为并联的多级生化系统示意图。

图4为串并联合的多级生化系统示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例来对本实用新型进行详细说明。

如图1所示，一种生化污水处理装置，包括容器，容器中设有填料系统、进水管1和出水管2，所述填料系统中包括好氧、厌氧、缺氧三种特性的生物。由于容器中设有三种特性的生物，所以对废水pH、水温的适用范围广，从pH=6-10，水温0-45℃都能够保证生化系统对废水的处理效果。

还包括曝气系统，所述曝气系统由主管3、支管4、控制阀门5、曝气头6组成，主管3和控制阀门5设置在容器顶部或侧面，控制阀门5控制曝气的全开、半开、关闭，支管4和曝气头6设置在容器的底部，支管4采用环路闭合管路设置。

设置曝气系统的作用在于，根据不同污水的特性，能够将生化反应装置中的生物通过控制阀门5控制曝气的全开、半开、关闭，实现厌氧、缺氧、好氧的环境。

所述填料系统还包含流离球填料支架9、流离球填料10、丝线填料支架7和丝线填料8，流离球填料支架9设置在容器下部，流离球填料10置于流离球填料支架9上；丝线填料支架7平行设置在容器池壁或顶部，丝线填料8固定在丝线填料支架7上。

所述流离球填料支架9采用pE材质格栅，距离容器底10-20cm；所述丝线填料支架7采用不锈钢钢筋，丝线填料8固定悬挂在不锈钢钢筋上，间距15-20cm，填充在容器上部。

生化污水处理装置内的生物填料，下部采用流离球填料：采用塑料球内装上60-80%多孔的火山岩或硅藻土或活性炭等，填料有很好的吸附和过滤作用，同时多孔的结构易于微生物附着生长，塑料球之间有空隙，利于水流和空气的均匀流动混合，使得生化系统内均匀混合。上部采用丝线填料，固定悬挂在不锈钢钢筋上，间距15-20cm，填充在容器上部。丝线填料有很大的比表面积，有效增大生物反应接触面积，并减小生物反应容器体积和系统占地面积，而且丝线容易微生物附着生长，培养好的填料还可以方便的进行转移到其他生化池内进行引种扩培，方便操作管理。

多个生化污水处理装置可以串联、并联、串联并联混合，组成多级生化污水处理系统。

串联：如图2所示，包括多个所述的生化污水处理装置，所述多个生化污水处理装置串联在一起，在第1级生化污水处理装置前设置进水泵、控制阀门5和流量计，进水泵进水泵出口连接第1个生化污水处理装置进水管1，第1级生化污水处理装置出水管2连接第2级单级生化进水管1，第2级生化污水处理装置出水管2连接第3级生化污水处理装置进水管1，依次类推，连接n级生化污水处理装置，形成串联多级生化系统。

并联：如图3所示，所述多个生化污水处理装置并联在一起，进水泵出口连接多个生化污水处理装置进水管1，所述多个生化污水处理装置出水管2分别连接多个第2级生化污水处理装置和第3级生化污水处理装置，直至n级生化，形成并联的多级生化系统。

串、并联混合：如图4所示，所述串联的生化污水处理装置中间，任一级生化污水处理装置出水能够连接多套生化污水处理装置，形成串并联联合的多级生化系统。

多级生化污水处理系统的每个单级生化容器可采用罐、桶、池体，能够利旧，不仅能够采用新建容器，而且可以方便的使用旧的池体或罐进行改造，资源利用。

多级生化由生化污水处理装置串联或并联或串并联合，多级生化一体系统可根据需要选择生化污水处理装置的级数（从1级至任意级），根据需要进行串联或并联或串并联合，使得出水指标可调控，处理水量可调控，日处理水量范围0.01吨-几万吨。

由生化污水处理装置串联或者并联或者串并联合，生化污水处理装置标准模块化设计，使得整套多级生化系统只需按照流程安装阀门和连接管道，安装简单，操作运行简单，调试简单，对废水处理效果稳定，并能因地制宜采用已有的池体、桶、罐进行改造，有效地节省投资成本，并形成资源回收利用。单套的单级生化系统占地小，容易运输和安装，制作成为标准化模块化设备，大规模生产，可进行多地的工业化应用。

当废水的进水水质指标突发巨大变化时，只会影响前几级生化污水处理装置系统，经过短时间的计算调整，后继生化系统仍能处理废水，多级生化系统不会轻易崩溃，可应用于处理水源组成复杂、水质不稳定的高难度有机废水。

由于生化污水处理装置设有好氧、厌氧、缺氧三种特征的生物，而非现有的只有单一特性的生物，所以本实用新型的生化污水处理装置可以应对各种污水。每个生化污水处理装置可以根据进水水质设计工艺调整曝气阀门的全开、半开、关闭，形成好氧、缺氧、厌氧的独立系统，组成的多级生化系统通过调整每个单级的厌氧-缺氧-好氧-缺氧-好氧系统串联，废水污染物经过多次的厌氧、缺氧、好氧微生物降解，提高对废水污染物处理极限值，由多个生化污水处理装置组成的多级生化污水处理系统的极限比现有的多级A/O或A2/O系统要高的多。

由于每个生化污水处理装置都设有曝气系统，能够通过控制阀门5控制曝气的全开、半开、关闭，实现厌氧、缺氧、好氧的环境，虽然生化污水处理装置都设有三种特性的生物，但对于如果在某种特定的污水中，某种特性的生物效果最好，那么可以通过控制阀门实现那种特性的生物，让整个多级生化污水处理系统达到最好的处理污水的效果。

由于多级生化装置上一级生化产生的剩余污泥或老化污泥会被下一级厌氧微生物作为食物消化分解，成为下一级生物的营养源，所以剩余污泥产生量很少或者没有剩余污泥产生，能减少剩余污泥处理处置的成本。

实施例；

按本实用新型技术方案设计制作出的5组单级生化串联，通过管道连接形成的多级生化系统进行污水处理，处理后的污水比传统生化系统处理污水效果好，反应时间缩短，反应效率提高，降解COD和氨氮能力大幅提高，对色度、臭味的去除效果更好，几乎不产污泥。

例如：该5组单级生化串联的多级生化系统连接后对某垃圾渗滤液进行处理。处理后，脱色效果明显，而且COD去除率与氨氮去除率都达到90%左右。详见下表：