专利名称：一体化污水处理器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种一体化污水处理器，特别是将沉砂池、初沉池、生物滤池和二次沉淀池集于一体的沉淀生化污水处理器。
目前国内外研究开发的一体化反应器主要有以下三类一是以预处理为主。主要采用物理方法对污水中的固体杂质进行分离，同时也兼顾对污水中有机物的初步降解。如江小林等研制的以“离心-气浮”复合过程为主要处理工艺的污水快速处理装置。二是以去除COD、BOD及NH3-H为主。这类反应器的特点是把传统的城市污水二级处理工艺组合在一个设备里，其中关键的生化处理部分采用接触氧化法。三是既能去除COD、BOD，也能除磷脱氮。这类反应器的特点是将单级好氧生化反应器的初沉池用一个厌氧池取代，或者在厌氧池与好氧池之间再加一个缺氧池。上述一体化反应器存在的主要问题是(1)现有的一体化反应器虽然在结构上将多个工艺合并，组合在同一个设备之内，但由于各工艺仍然是传统方法的组合，因而存在结构不够紧凑，附属设备多等缺点。(2)由于采用传统的曝气方式，难以耐受冲击负荷，致使设备对污水的变化适应性差。(3)多数一体化反应器都是将传统的城市污水二级处理流程加以组合，主要以污水中的有机物为处理对象，忽视了除磷脱氮，对于水体富营养化污水污染日趋严重的今天，显然是不能满足要求的。
本实用新型的目的在于克服现有一体化反应器的不足，提供一种结构紧凑，抗冲负荷强，处理负荷高，出水水质好，占地面积省等特点，集沉砂池，沉淀池，生物滤池于一体的污水处理器。
本实用新型的一体化污水处理器结构为污水处理器的器壁2外形为两头小，中间大的纺锤体结构即上部正锥体，下部倒锥体的形式，正锥体内有一中心筒3，中心筒下部端口外翘成喇叭形，在锥体内表面，正锥体与倒锥体结合部处向内设有一上翘的导流档板4，与中心筒外壁之间形成一环形狭缝，正锥体上部沿器壁切向布置有进水口1，中心筒即为中心导流筒，内部装有轻型填料5，上部有一排水管13；锥体表面与中心筒、导流档板形成旋流分离区I，形成环体结构，自上而下，体积逐渐增大；中心筒下部、导流档板、下部倒锥体器壁之间形成沉淀区II；中心筒内部为生化反应区III；正锥体壁面与导流档板之间夹角处形成集泥槽7，集泥槽7、沉淀区II底部均连接有排泥管6。
如果在中心筒—生化反应区III底部设置承托填料的多孔板8，板上装有填料，这样该反应区成为升流式厌氧膨胀床或升流式硫化床(如
图1所示)，此种一体化污水处理器适用于处理城市污水。
如果在中心筒—生化反应区III的中下部装轻质填料，填料顶部装有档板9。档板9上均匀安装有出水滤帽10，填料中间布有用于曝气的空气管11，并将填料层分为上下两个区，上部为好氧区，下部为厌氧区，根据不同的原水水质，处理目的和出水指标，填料层的高度可以调节，好氧区和厌氧区所占比例也可有所不同；在沉淀区II的低部装有用于滤料反冲洗空气管12，这样该反应区成为升流式厌氧—好氧生物滤池(如图2所示)，与上述旋流分离区I、沉淀区II有机地结合成一体，汇A/O法于一体，使得本实用新型的一体化污水处理器更具先进性、实用性和高效性，尤其适于高浓度有机废水的处理。
图1为应用本实用新型的适用于处理城市污水的一体化污水处理器；图2为应用本实用新型的适用于处理高浓度有机废水的一体化污水处理器。
本实用新型一体化污水处理器的工作原理为污水从反应器上部进水口射入，沿反应器器内壁高速进入旋流分离区I。由于器壁是圆锥环形，迫使污水在区内高速旋转，此时起主导作用的是离心力。污水中较大的无机颗粒在离心力的作用下，逐渐向器壁分散。随着水流螺旋式向下推进，体积不断扩大，污水旋转速度逐渐降低，重力慢慢变为主导因素。此时无机大颗粒主要集中在器壁四周，极易在重力的作用下沉入集泥槽7中，在此污泥实现了第一次分离，由排泥管6排出系统外，根据需要在槽底可设一根或多根排泥管，污水在集泥槽中有部分升流，使得污泥的含水率降低，由于槽底水流是旋转的，这样就会迫使污泥尽快从管道排走，避免污泥淤积和堵塞。旋流分离区I相当于传统沉砂池，但由于特殊结构，在自然沉降中加进了旋流离心作用，故处理效果要比普通沉砂池好。
经过第一次沉淀处理后的污水以较大流速均匀地沿经导流档板4，与中心筒外壁之间形成的环形狭缝，切向进入沉淀区II。由于存在着静压力，并且导流缝狭窄，故水流速度较大，污水均匀地以较大流速切向沿导流档板流入沉淀区II，当碰到倒锥体形的器壁边缘时，又向上回升，形成小旋流，且离心力的方向与污泥的沉淀方向一致。当污水完全进入沉淀区后，由于体积突然增大，致使水流速度迅速降低，低流速有利于污泥的沉降，在此，污泥实现了第二次分离。通过以上两次离心分离和重力沉降，污水中绝大部分污泥会沉淀下来，而微生物是不易沉降的，故大多数微生物和一部分难于沉降的细小有机物随水流上升，从底部升流进入中心筒进行生化反应。污泥通过与集泥槽相连的排泥管及污水处理器底部的排泥管排出系统外。
中心筒为生化反应区III，是柱体升流结构，污水由污水处理器底部即沉淀区II进入中心筒，经装有填料的滤床过滤后，清洁水从中心筒上部排水管13排出。
生化反应区III为升流式厌氧膨胀床或升流式硫化床时，在中心筒底部设置承托填料的多孔液体分布板，板上装上填料，这样该反应区成为升流式厌氧膨胀床或升流式硫化床。选择适宜的填料，当液体的上升流速加大时，使填料处于膨胀状态，床内底物扩散分布良好，防止了滤床堵塞，当填料颗粒膨胀时，相互磨擦碰撞，使老化的生物膜尽快脱落，加速了生物膜的复新，激发了生物的活性，另一方面，膨胀床内填料比表面积大，具有较大的生物膜量，使得滤床的有机负荷较大，有较好的耐冲击负荷能力，运行稳定。
生化反应区III为曝气生物滤池时，中心筒中下部是填料层，填料最好为比表面大的轻质悬浮填料，为防止填料的流失，在填料顶部装有挡板。挡板上均匀安装有出水滤帽。填料中间布有用于曝气的空气管，并将填料层分为上下两个区，下部为厌氧区，上部为好氧区。挡板上部空间用作反冲洗水的储水区，其高度根据反冲洗水头而定。将一部分出水用管道泵打回流，与原污水混合进入反应器，实现反硝化脱氮。填料层底部与沉淀区的空间也兼作反冲洗再生时填料膨胀之用。
经两次沉淀后的污水向上首先流经填料层的缺氧区，此时，反冲洗空气管处于关闭状态。污水在缺氧层内，一方面，反硝化细菌利用进水中的有机物作为碳源将滤池进水中的NO3-H转化为N2，实现反硝化脱氮。另一方面，填料上的微生物利用进水中的溶解氧和反硝化过程中生成的氧降解BOD，同时SS也通过一系列复杂的物化过程被填料及上面的生物膜吸附截留在滤床内。经过缺氧区处理的污水流经填料层内的曝气管后即进入好氧区，并与空气泡均匀混合继续向上流经填料层，形成先厌氧，后好氧的A/O工艺，最后从污水处理器的中心筒上端排出。经生化反应区III处理后的清洁水不经过二沉池就可直接排放。
随着过滤的不断进行，填料层内生物膜逐渐增厚，SS不断积累，过滤水头损失逐步加大，当大到影响设计过水流量时，就要进行反冲洗。反冲洗采用气水交替进行，反冲洗水为储存在滤池顶部的达标排放水，所需空气来自沉淀区的反冲洗气管。反洗时水流自上而下，填料层受向下水流作用发生膨胀，填料在单独水或气冲过程中，不断膨胀或被压缩，同时，在水、气对填料的流体冲刷和填料颗粒间互相摩擦的双重作用下，生物膜、被截留吸附的SS与填料分离，冲洗下来的生物膜及SS在漂洗中被冲出生化反应区，通过排泥管排出系统外。
本实用新型一体化污水处理器的特点是可以集沉砂池、沉淀池、曝气生物滤池于一身，汇A/O法于一体，运行灵活，管理方便，可以大大简化传统污水处理流程，从而节省投资和占地，处理效率高，抗冲击负荷强。
权利要求1.一种一体化污水处理器，其特征在于污水处理器的器壁(2)外形为两头小，中间大的纺锤体结构即上部正锥体，下部倒锥体的形式，正锥体内有一中心筒(3)，中心筒下部端口外翘成喇叭形，在锥体内表面，正锥体与倒锥体结合部处向内设有一上翘的导流档板(4)，与中心筒外壁之间形成一环形狭缝，正锥体上部沿器壁切向布置有进水口(1)，中心筒即为中心导流筒，内部装有填料(5)，上部有一排水管(13)；锥体表面与中心筒、导流档板形成旋流分离区I，形成环体结构，自上而下，体积逐渐增大；中心筒下部、导流档板、下部倒锥体器壁之间形成沉淀区II；中心筒内部为生化反应区III；正锥体壁面与导流档板之间夹角处形成集泥槽(7)，集泥槽(7)、沉淀区II底部均连接有排泥管(6)。
2.根据权利要求1所述的一体化污水处理器，其特征在于中心筒底部设置承托填料的多孔板(8)，板上装有填料。
3.根据权利要求1所述的一体化污水处理器，其特征在于中心筒中下部装轻质填料，填料顶部装有档板(9)，档板(9)上均匀安装有出水滤帽(10)，填料中间布有用于曝气的空气管(11)，在沉淀区II的低部装有用于滤料反冲洗的空气管(12)。
专利摘要本实用新型由旋流分离区Ⅰ、沉淀区Ⅱ、生化反应区Ⅲ构成,其特点是可以集沉砂池、沉淀池、曝气生物滤池于一身,汇A/O法于一体,运行灵活,管理方便,可以大大简化传统污水处理流程,从而节省投资和占地,处理效率高,抗冲击负荷强。
文档编号C02F1/00GK2441794SQ0025153
公开日2001年8月8日 申请日期2000年9月5日 优先权日2000年9月5日
发明者胡志忠 申请人:胡志忠