一种串联的污水处理设备及应用的制作方法

本发明属于污水处理设备，尤其是涉及一种串联的污水处理设备。
背景技术：
：污水主要来源于生活污水、工业污水、畜禽养殖场污水及农业污水等。处理污水的方法有很多，按其作用原理可分为物理法、化学法、物理化学法、生物法四种，处理污水时可同时运用这些方法，其中生物法是最经济有效的处理方法，因而被广泛采用。污水处理系统通常分为分散式和集中式两种。市政工程中污水的标准处理系统均为集中式污水处理系统，绝大多数的城市也选择该系统，集中式污水处理系统适用于收集与处理大流量的污水，具有处理规模大、基建费用大、运行成本高、适用于污染源较集中地区等特点。对于未纳入城市市政管网覆盖范围，地处市郊或远离城镇的特定区域(如广大农村、城乡结合部、部队营区、旅游风景区、度假区、疗养院、独立别墅区、机场等)，更适合于采用分散式污水处理方法对其处理。目前我国分散污水处理方法主要是以物理和生化组合工艺为主的传统污水处理方法，其中生化工艺均以传统活性污泥和生物膜法及其各种衍生工艺为主。目前该方法占地面积大，能耗高且操作要求高。技术实现要素：有鉴于此，本发明旨在提出一种双塔串联的高效污水处理设备及其应用。为达到上述目的，本发明的技术方案如下：一种串联的污水处理设备，包括：两个串联的单塔；污水经过第一个单塔处理后进入第二个单塔，经所述第二个单塔处理后的水为所述设备的出水；所述每个单塔中包括生物池；至少所述生物池的一部分为悬浮颗粒系统。本发明还提供了前述的污水处理设备在污水处理中的应用。相对于现有技术，本发明具有以下优势：充分利用竖直方向上的空间，占地面积少，施工方便，节省能耗，能应对较大的负荷变化。附图说明图1为串联的污水处理设备示意图；图2为塔式污水处理设备一种实施方式；图3为塔式污水处理设备另一种实施方式。具体实施方式为了更好的理解本发明，下面结合实例进行阐述。在一个实施例中，本发明公开了一种串联的污水处理设备，包括：两个串联的单塔；污水经过第一个单塔处理后进入第二个单塔，经所述第二个单塔处理后的水为所述设备的出水；所述每个单塔中包括生物池；至少所述生物池的一部分为悬浮颗粒系统。对于该实施例而言，虽然上述所述串联的污水处理设备可以由两个单塔串联组成，但不妨碍其由更多个单塔串联组成。该设备采用串联这一方式，来提高系统的处理污水能力，提高设备应对负荷变化的能力，看似简单，但是串联了至少两个具有悬浮颗粒系统的生物池。当污水太难处理时(“太脏”)，或者要求处理后的出水更为清澈时，就可能需要将两级污水处理装置串连起来，比如当出水被要求为四类水体时。就上述实施例而言，所述悬浮颗粒系统可以通过各种方式使得颗粒悬浮在系统中并自由移动着，“各种方式”包括液体方式或气体方式等其他方式(如搅拌)，优选气液共同作用方式。需要说明，虽然这里将其命名为塔式，其实也未必一定需要。也可以是两个其它形状的容器，或者两个不同形状的容量的组合。更进一步的，在另一个实施例中，每个单塔还包括沉淀池。污水中的污染物在生物池中被处理，然后通过沉淀系统除去水中的污泥后离开该设备。对于塔式设备而言，反应池和沉淀池可以更紧凑的布局，例如，更进一步的，反应池与沉淀池为竖直分布。一方面，竖直方向的空间利用率高，占地面积小；另一方面，搭建塔式设备时，土建简单、施工时间短且费用低。示例性的，图1中塔1的进水位置和出水位置可在塔1的上部、中部或下部；塔2的进水位置和出水位置可在塔2的上部、中部或下部。在另一个实施例中，所述悬浮颗粒系统含有重颗粒或/和轻颗粒，所述重颗粒的密度比液相的密度大且小于等于所述液相密度的120％，所述轻颗粒的密度比液相的密度小且大于等于所述液相密度的80％。所述重颗粒的密度和所述轻颗粒的密度越接近于所述液相密度越好。对于该实施例而言，因为所述重颗粒的密度和所述轻颗粒的密度越接近于所述液相密度，使所述重颗粒和所述轻颗粒悬浮所需的能耗越少。对于所述轻颗粒，可在液体中通入气体，使得所述轻颗粒悬浮于气液混合体中。对于所述重颗粒，可通过液体或者气体流动推动所述重颗粒悬浮于液体中。当所述轻颗粒和所述重颗粒同时存在时，可以通过通入气体或同时通入气体和液体使所述轻颗粒和所述重颗粒悬浮于气液混合体中。通气时，可以采用连续进气或间歇进气，尽可能的减少能耗。必要时可以在生物池中增加回路，从而增加生物池中液体的流速，促使所述悬浮颗粒悬浮于生物池中。此外，在另一个实施例中，所述轻颗粒至少可以包括两种密度或尺寸，所述重颗粒也可以至少包括两种密度或尺寸。就该实施例而言，这便于在系统的垂直方向上形成颗粒的分布梯队，使颗粒在悬浮颗粒系统中分布的更均匀，充分利用塔式设备竖直方向上的空间，减少设备体积。进一步的，所述悬浮颗粒系统中的悬浮颗粒形状可以各式各样，如中空型的球形聚乙烯颗粒等等不排除其他颗粒，优选比表面积大，形状类似球形，密度接近于液体，导液体性好的颗粒，应用于污水处理时则尽量选择表面适合微生物生长的颗粒。在另一个实施例中，向所述生物池的全部或局部进行连续曝气或间歇曝气。就该实施例而言，曝气可以促进生物池中生化反应的传质，这为污水处理提供了更有利的条件。当采用间歇曝气时，可以使生物池中的环境随着时间变化。曝气时，生物池中为有氧环境。曝气结束后，生物池中的含氧量随着曝气停止的时间而降低。此时生物池中的环境可以是缺氧环境或厌氧环境。污水经过多种环境处理后，其中的污染物可以去除的更彻底。当生物池中发生好氧反应时，曝气可为好氧反应提供氧气。进一步的，当采用间歇曝气时，可节省能耗。在另一个实施例中，如果是厌氧反应，那么间歇曝气也是适宜的。当所述生物池的一部分是悬浮颗粒系统时，所述悬浮颗粒作为微生物的载体，提高了设备中微生物的浓度。颗粒可以预先携带有微生物，也可以是污水处理过程中富集污水中的微生物。微生物附载在所述悬浮颗粒上从而形成生物膜。对于好氧的微生物，当污水中含有氧气时，微生物会发生好氧反应。氧气通过扩散的方式在生物膜中传递。生物膜中的氧含量从外到内依次降低。最外层生物膜中的含氧量最高，最内层(靠近颗粒)生物膜中的含氧量最低。采用连续曝气时，通过控制气量可以使生物膜中同时存在厌氧环境、缺氧环境或好氧环境。污水经过多种环境处理后，其中的污染物可以去除的更彻底。在另一个实施例中，所述生物池可以分为多个反应区，所述反应区中的环境可以为厌氧环境、缺氧环境或好氧环境。不同的环境下可以处理不同的污染物。在所述生物池中至少有一个所述反应区是悬浮颗粒系统。进一步的，当生物池中存在多个区时，在同一个所述生物池中，任意一个所述反应区至少与其他一个所述反应区设有液体流通管路。污水经过多个反应区后，污水中的污染物去除地更彻底。进一步的，所述悬浮颗粒系统的比表面积大，将其应用于污水处理过程中，能够极大地增加微生物的浓度，从而提高其处理效率。微生物群体能够附着于悬浮颗粒的表面产生生物膜，并在悬浮颗粒介质的表面生长与脱落，不断更新，对有机污染物进行代谢降解反应，和/或对氨氮进行硝化反硝化反应，和/或对磷进行释放磷和吸收磷的反应。悬浮颗粒系统的特点如下：(1)较高的有机容积负荷，水力停留时间短，所需反应器的体积小，占用空间也随之减少，特别适用于土地紧张且地价高昂的地方；(2)传质性能好，特别是采取气体方式流化时，可以使其具有更高的处理效率；(3)气液固三相的流动可促进生物膜的更新，保证活性强的微生物占有颗粒表面从而具有更强的处理能力；(4)通过气液共同作用使得颗粒悬浮的方式可以更多的降低能耗。综上所述，悬浮颗粒系统在污水处理中不仅能够提高其处理效率，而且也可以节约能量。在另一个实施例中，所述串联的污水处理设备中单塔处理污水流程可以示例如下：污水经过进水系统流入生物池进行生物处理，若需气体可通过进气系统引入，然后处理后的污水再进入沉淀池中进行沉淀，沉淀所产生的污泥可通过排泥系统定期排出，而澄清液流出设备。其中进水系统可含有过滤网、进水泵、布水器等。当待处理的污水中含有固体废物时，需要对污水进行过滤后在进行处理。根据污水中固体废物的尺寸和清洗滤网的周期确定滤网的目数和滤网的面积。优选的，出水口可以设置为锯齿状，减少污泥进入出水中。更优选的，进气系统可含有鼓风机、曝气器等，曝气器优选高效曝气器，这样才能使气泡均匀分布在反应区内，提高溶氧，并让颗粒更好的流化。更优选的，排泥系统可含有气提管、集泥槽、排泥泵等，气提管是采用气提的方式将沉淀池中的污泥抽出；集泥槽主要是为了收集沉淀池中抽出的污泥；排泥泵主要是定期的将集泥槽中的污泥抽出。特别的，在另一个实施例中，由于生物池中含有悬浮颗粒系统，还可以采用筛网将悬浮颗粒控制在特定的区域。优选强度大，目数合适的筛网。除了采用筛网外，还可以采用“笼子”或其他方式将悬浮颗粒控制在特定的区域，其原理是将悬浮颗粒截留，让污水通过。沉淀池中可以设有填料，污水流过填料时，污水中的污泥撞击填料后被留下来，从而减少出水中的污泥，优选可以组成复杂孔道的填料。上述的“可含有”表示所含的可以全部或部分存在也可以全部或部分不存在，优选全部存在。在另一个实施例中，如图2所示，为塔式污水处理设备的一种实施方式。污水先经过缺氧区和好氧区的生化处理后，水中的污染物得到清除。生化处理后的污水，流经填料区除去部分污泥后离开塔设备。其中缺氧区含有轻颗粒，好氧区含有重颗粒。缺氧区中的轻颗粒由气体和液体的共同作用悬浮于缺氧区。好氧区中的重颗粒也由气体和液体的共同作用悬浮于好氧区。好氧区的下方布置玻璃珠，其作用是限制重颗粒悬浮的区域以及均匀分布好氧区的进水。经好氧区处理后的污水，通过塔中内置的泵回流到缺氧区。其回流的管路中安装有单向阀，限制液体流动的方向。设备底部设有气提管，底部沉积的污泥通过气提的方式抽出设备。气提时所需的气体通过带有单向阀的管道通入设备中。设备上部安装有集泥槽，收集气提抽出的污泥。设备的尺寸为1.8m×0.6m×6m(长×宽×高)。其中缺氧区的有效尺寸为0.6m×0.6m×4m(长×宽×高)，好氧区的有效尺寸为1.2m×0.6m×4m(长×宽×高)。集泥槽的尺寸为1.2m×0.6m×0.4m(长×宽×高)。气提管路直径为DN80，气提管距池底高度0.1m，气提管喇叭口角度为50度，气提管喇叭口直径为0.4m。玻璃珠的高度为0.2m，填料的高度为0.5m。通气管的直径为DN32。重颗粒的密度为1120kg/m3，当量直径约1.5mm，形状为柱状。轻颗粒的密度为930kg/m3，当量直径约2.5mm，形状为柱状。采用两个图2中的单塔处理污水，每天处理污水量为90吨，在运行期内，进水平均COD为293g/m3，平均NH4-N为28g/m3，TN为32g/m3，TP为1.7mg/L。经该设备处理后，污水中COD，TN和TP的去除率依次为92％，88％和75％，具体数据如表1。出水达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A标准。表1该装置处理污水进出指标在另一个实施例中，如图3所示，其为本发明的一种塔式污水处理设备实施方式。污水先经过厌氧区、缺氧区和好氧区的生化处理后，水中的污染物得到清除。生化处理后的污水，流经填料区除去部分污泥后离开塔设备。其中厌氧区和缺氧区含有重颗粒，好氧区含有轻颗粒。厌氧区和缺氧区中的重颗粒由气体和液体的共同作用悬浮于厌氧区和缺氧区。必要时可通过泵将缺氧区处理后的污水打回厌氧区，从而使厌氧区和缺氧区中的重颗粒悬浮。控制气体流量和液体流量使缺氧区的上方形成一段无颗粒区。厌氧区的下方布置玻璃珠，其作用是限制重颗粒悬浮的区域以及均匀分布厌氧区的进水。好氧区中的轻颗粒由气体的作用悬浮于好氧区。经好氧区处理后的污水，通过塔中内置的泵回流到缺氧区。其回流的管路中安装有单向阀，限制液体流动的方向。沉淀池底部设有气提管，底部沉积的污泥通过气提的方式抽出设备。气提时所需的气体通过带有单向阀的管道通入设备中。设备上部安装有集泥槽，收集气提抽出的污泥。设备的尺寸为4m×1.5m×6m(长×宽×高)。其中厌氧区的有效尺寸为1.6m×1.5m×1.7m(长×宽×高)，缺氧区的有效尺寸为1.6m×1.5m×2.3m(长×宽×高)，好氧区的有效尺寸为2m×1.5m×4m(长×宽×高)。沉淀池的尺寸为0.4m×1.5m×6m(长×宽×高)，集泥槽的尺寸为2m×1.5m×0.4m(长×宽×高)。气提管路直径为DN80，气提管距池底高度0.1m，气提管喇叭口角度为50度，气提管喇叭口直径为0.4m。玻璃珠的高度为0.2m，填料的高度为0.5m。通气管的直径为DN32。循环管路的直径为DN100。重颗粒的密度为1150kg/m3，当量直径约1.2mm，形状为柱状。轻颗粒的密度为930kg/m3，当量直径约2.5mm，形状为柱状。采用两个图3中的单塔处理污水，每天处理污水量为400吨，在运行期内，进水平均COD为319g/m3，平均NH4-N为45g/m3，TN为63g/m3，TP为1.9mg/L。经该设备处理后，污水中COD，TN和TP的去除率依次为94％，86％和77％，具体数据如表2。出水达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A标准。表2该装置处理污水进出指标指标串联1塔进水串联1塔出水串联2塔出水pH7.1-7.47.2-7.67.2-7.5COD(mg/L)31963.819.1NH4-N(mg/L)4593.6TN(mg/L)6322.18.8TP(mg/L)1.90.90.4TSS(mgL)14328.68.6BOD(mg/L)21721.76.5以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本
技术领域：
的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页1 2 3