专利名称：一种化学－生物絮凝反应器－悬浮填料床污水处理装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属城市污水处理技术领域，具体涉及一种化学-生物絮凝反应器—悬浮填料床污水处理装置。
背景技术：
随着全球人口的不断增加、社会的不断发展、城市化进程的不断加速，城市污水量的增长速度惊人。又由于城市污水中含有大量的无机营养元素如氮与磷，造成了受纳水体的富营养化。在目前城市污水的处理中，占绝对主导地位的是活性污泥法。传统的活性污泥法不具有脱氮除磷的功能，基于生物好氧硝化缺氧反硝化以及厌氧释磷好氧过量吸磷的理论，开发出了一系列的生物脱氮除磷的活性污泥工艺及其装置，也是目前污水处理技术的一个研究热点。目前公认的处理难度在出水磷浓度的控制上，几种不同的城市污水脱氮除磷装置如下(一)A2/O污水处理装置这是目前研究与应用最为广泛的一种生物脱氮除磷装置，它的主体构筑物包括缺氧反应器、厌氧反应器和好氧反应器等，研究及实际工程运行经验表明，其对氮元素的去除效果较好，去除有机物的能力很稳定，但其存在着如下一些缺陷(1)池体多，增加了很多连接的管道；(2)水力停留时间长，装置体积大，基建费用高，同时也增加了占地面积；(3)回流系统多，设备多而分散，运行管理复杂，对操作人员的素质要求高；(4)处理效果很大程度上依赖于进水水质，当水质波动时，处理效果得不到保证，不耐冲击负荷；(5)能耗高，增加了运行费用；(6)除磷效果不稳定，不能保证达标。
(二)SBR污水处理装置本装置是一个间歇式的活性污泥系统，活性污泥的曝气、沉淀、出水排放各个过程均在同池体内进行。它的优点是单池系统，可以用时间继电器实现自动控制，研究及工程实践表明其存在着如下的一些缺陷(1)由于是间歇操作，装置容积利用率不高，不适合大规模的城市污水处理工程；(2)由于脱氮微生物和除磷微生物之间的相互竞争，该工艺对氮及磷的处理效果不理想，很少能同时达标；(3)水力停留时间长，处理池体积大，基建费用高，同时也增加了占地面积；(4)处理效果很大程度上依赖于进水水质，当水质波动时，处理效果得不到保证。
(三)侧流除磷(Phostrip)装置本装置是将生物除磷与化学除磷结合的一个代表，一部分回流污泥被送入专门的反应器进行释磷，然后用石灰沉淀所释放的磷。研究和工程实践表明该工艺除磷效果好，不受进水水质的影响，但其存在着如下一些缺陷(1)需要增加专门的除磷反应器和设备，提高了基建费用；(2)增加了操作管理的复杂性，对操作人员的技术水平要求高；(3)使用了石灰，其贮存和预备系统的问题也较多；(4)污泥因石灰的加入其量大大增加，处理费用增加。
发明内容
本实用新型的目的在于提出一种结构简单、成本低廉，能有效去除污水中氮、磷及有机物的化学-生物絮凝反应器—悬浮填料床污水处理装置。
本实用新型提出的化学-生物絮凝反应器—悬浮填料床污水处理装置，由化学生物絮凝反应器、中沉池、悬浮填料床反应器和二沉池依次通过管道连接组成(如图1所示)。化学生物絮凝反应器由反应池26、混合器2、回转隔板5组成，其中，反应池26前部设有进水管1，用于通入待处理污水，混合器2固定于反应池内部靠近进水管1处，混合器2底部通入曝气管，采用金属或非金属制作，上有均匀分布的直径为2-8mm的小孔，反应池26进水管同一方向的下部设有污泥回流管3，回转隔板5垂直分布于反应器中部，将反应池三等分，搅拌器4固定于反应池底部，为曝气管结构形式，采用金属或非金属制作，上有均匀分布的直径为2-8mm的小孔，可以根据不同情况采用枝状或环状形式，出水堰6固定于反应器后部，出水管7固定于反应器的后部的短边，管底与出水堰底部齐平；悬浮填料床反应器由反应池、曝气管、导流板、栏截网组成，其中，反应池前部设有进水导流板12，反应池下部设有污泥回流管13，反应池底部根据池的大小设置不等的曝气管15，采用金属或非金属制作，上有均匀分布的直径为2-8mm的小孔，可以根据不同情况采用枝状或环状形式，导流板16位于反应器中部，采用隔板形式，其上分布有过水孔，过水孔是按过水量与悬浮填料流化所需的流速确定，可以保证悬浮填料在特定区域内循环，出水导流板17位于沿反应池中心线与进水导流板对称部位，栏截网18位于出水管与反应池的连接处，保证反应池内的悬浮填料不流失，出水管19位于出水导流板17内。
本实用新型中，中沉池由池体、导流筒、档流板组成，导流筒8固定于池体中部，档流板9悬挂固定于导流筒8下方，出水堰10固定于池体四周，紧靠池体上部，出水管11固定于池体外壁，出水管11底与出水堰10底平齐，排泥管固定于池体下部。
本实用新型中，二沉池与中沉池形式可以基本相同，由池体、导流筒、档流板组成，其作用是将悬浮填料床反应器中脱落的生物膜与废水分离的装置。导流筒20位于池体的中部，档流板21悬挂安装于在导流筒下方，出水堰22位于池体四周，紧靠池体上部，出水管23固定于池体外壁，管底与出水堰底平齐，排泥管24固定安装于池体下部。
本实用新型中，悬浮填料床反应器的反应池内分布有悬浮填料14，为不同规格形状的叶片，悬浮填料14为φ5mm～φ100mm的球形，或φ5mm×5mm～φ100mm×100mm的圆柱形，比表面积为100m2/m3～3000m2/m3。
本实用新型中，化学生物絮凝反应器与中沉池可以合建，悬浮填料床反应器与二沉池可以合建。
本实用新型中，化学生物絮凝反应器采用了独特的水力设计，装有回转隔板，污水在其中是推流的。混合器内置曝气搅拌器，能为絮凝反应提供适宜的速度梯度。混合污泥部分回流，可以充分发挥絮体的吸附能力，去除难以生物降解的一些污染物，同时可以节约混凝剂用量从而降低污水处理运行费用。
本实用新型中，反应器的材质可以根据需要采用钢板、工程塑料或者钢筋混凝土制作。
本实用新型的工作过程如下城市污水从进水管进入化学-生物絮凝反应器，在混合器内与混凝剂混合，然后与回流污泥接触混合，污水中的胶体物质失稳，逐步在适宜的水力条件下形成可沉淀的絮体，同时污水中的溶解性磷酸盐与混凝剂中的金属离子反应生成不溶性的沉淀，尔后污水进入中沉池进行固液分离，实现化学-生物絮凝反应器的处理效果，污水中的有机物被大部去除，磷基本已经达到了排放标准。沉淀的污泥一部分用于回流，其余排出污水处理装置。这时污水进入悬浮填料床反应器，通过其中悬浮填料上的生物膜的作用，污水中的有机物和氨氮被去除达标，最后污水进入二沉池，进一步分离脱落的生物膜，防止出水悬浮固体超标，沉淀的污泥回流或者作为剩余污泥排出污水处理系统，处理后的污水可以达标排放或者作进一步处理后回用。
本实用新型的优点是城市污水与混凝剂的混合采用了混合器，混合器内置曝气管，不需要增加机械搅拌设备，节约了投资。
悬浮填料床反应器内采用的悬浮填料的比重与城市废水的比重接近，在废水中呈悬浮状态，比表面积比一般的固定柔性或半柔性填料大，为微生物提供了大面积的栖息场所。悬浮填料床反应器内设置有导流管，保证污水不会有短流现象，同时使污水在其中形成内回流，污水在其中的流态是完全混合的。
本实用新型中使用一套鼓风系统，同时用于化学生物絮凝和悬浮填料床。
本实用新型与典型的生物脱氮除磷处理城市污水装置(A2/O)的比较表
本实用新型结构简单，构思新颖，成本低廉，占地面积少。
图1为本实用新型的结构图示。
图2为本实用新型的生物化学絮凝反应器的结构图示。其中图2(a)为俯视图示，图2(b)为C-C剖面图示，图2(c)为D-D剖面图示。
图3为本实用新型的悬浮填料床反应器的结构图示。其中图3(a)为俯视图示，图2(b)为A-A剖面图示，图3(c)为B-B剖面图示。
图中标号1为进水管，2为混合器，3为污泥回流管，4为搅拌器，5为回转隔板，6为出水堰，7为出水管，8为导流筒，9为档流板，10为出水堰，11为出水管，12为进水导流板，13为污泥回流管，14为悬浮填料，15为曝气管，16为导流板，17为出水导流板，18为栏截网，19为出水管，20为导流筒，21为档流板，22为出水堰，23为出水管，24为排泥管，25为排泥管，26为化学生物絮凝反应器反应池，27为中沉池池体，28为悬浮填料床反应器反应池，29为二沉池。
具体实施方式
采用本装置处理某地城市污水2×104吨/日，为保证运行的灵活与可靠性，采用平行的两组装置。下面是单组的设计参数化学生物絮凝反应器为钢筋混凝土结构，水力停留时间为30分钟，主体尺寸为12.5×4×4.5m，进出水管为DN450钢管，混合器尺寸为4×1×1m，搅拌器采用DN150钢管制作，聚合氯化铝PAC加入量为70mg/l，聚丙烯酰胺PAM加入量为0.5mg/l，回流比为25％；中间沉淀池为钢筋混凝土结构，表面负荷为1.5m3/m2h，池体尺寸为φ19×5m，进出水管为DN450钢管，导流筒进出水管尺寸为φ1×3m，排泥管为DN300钢管；悬浮填料床为钢筋混凝土结构，水力停留时间3小时，气水比为3∶1，尺寸为30×8.5×5.5m，进出水管为DN450钢管，曝气装置用采用DN150钢管制作，悬浮填料的填充率为66.7％；二沉池为钢筋混凝土结构，表面负荷为1.0m3/m2h，池体尺寸为φ23×5m，进出水管为DN450钢管，导流筒进出水管尺寸为φ1×3m，排泥管为DN300钢管。运行的进出水水质如下进水CODcr平均值为200mg/l，出水平均值为41mg/l，去除率为79.5％；进水总磷平均值为2.54mg/l，出水平均值为0.75mg/l，去除率为70.5％；进水悬浮固体SS平均值为148mg/l，出水平均值为13mg/l，去除率为90％；进水氨氮平均值为22mg/l，出水平均值为10mg/l，去除率为54.5％。
权利要求1.一种化学-生物絮凝反应器—悬浮填料床污水处理装置，其特征在于由化学生物絮凝反应器、中沉池、悬浮填料床反应器和二沉池依次通过管道连接组成，化学生物絮凝反应器由反应池(26)、混合器(2)、回转隔板(5)、搅拌器(4)组成，其中，反应池(26)前部设有进水管(1)，混合器(2)固定于反应池(26)内部靠近进水管(1)处，混合器(2)底部通入曝气管，上有均匀分布的直径为2-8mm的小孔，反应池进水管同一方向的下部有污泥回流管(3)，回转隔板(5)垂直分布于反应池(26)中部，将反应池(26)三等分，搅拌器(4)固定于反应池(26)底部，上有均匀分布的直径为2-8mm的小孔；悬浮填料床反应器由反应池(28)、曝气管(15)、导流板(16)、栏截网(18)组成，其中，反应池(28)前部设有进水导流板(12)，反应池(28)下部固定有污泥回流管(13)，反应池(28)底部设置曝气管(15)，上有均匀分布的直径为2-8mm的小孔，导流板(16)位于反应器中部，采用隔板形式，其上分布有过水孔，出水导流板(17)位于沿反应池中心线与进水导流板对称部位，栏截网(18)位于出水管与反应池的连接处。
2.根据权利要求1所述的污水处理装置，其特征在于中沉池由池体(27)、导流筒(8)、档流板(9)组成，中沉池的导流筒(8)固定于池体中部，档流板(9)悬挂固定于导流筒(8)下方，出水堰(10)固定于池体四周，紧靠池体上部，出水管(11)固定于池体外壁，出水管(11)底与出水堰(10)底平齐，排泥管固定于池体下部。
3.根据权利要求1所述的污水处理装置，其特征在于二沉池由池体(29)、导流筒(20)、档流板(21)组成，导流筒(20)位于池体的中部，档流板(21)悬挂安装于在导流筒下方，出水堰(22)位于池体四周，紧靠池体上部，出水管(23)固定于池体外壁，管底与出水堰底平齐，排泥管(24)固定安装于池体下部。
4.根据权利要求3所述的污水处理装置，其特征在于悬浮填料床反应器的反应池内分布有悬浮填料(14)，悬浮填料(14)为φ5mm～φ100mm的球形，或φ5mm×5mm～φ100mm×100mm的圆柱形之一种，比表面积为100m2/m3～3000m2/m3。
专利摘要本实用新型属城市污水处理技术领域，具体涉及一种化学－生物絮凝反应器一悬浮填料床污水处理装置。由化学生物絮凝反应器、中沉池、悬浮填料床反应器和二沉池依次通过管道连接组成，化学生物絮凝反应器由反应池、混合器、回转隔板、搅拌器组成，悬浮填料床反应器由反应池、曝气管、导流板、栏截网组成。通过化学絮凝和生物絮凝深度集成处理可大大提高废水的处理效率；悬浮填料床内装有一定规格的悬浮粒子填料，为微生物提供很好的附着栖息地，大大提高了生化反应器内有效的微生物浓度，从而提高氨氮去除率，可以有效地节约用地。本实用新型结构简单，构思新颖，成本低廉，占地面积少。
文档编号C02F9/14GK2630242SQ03255969
公开日2004年8月4日 申请日期2003年7月25日 优先权日2003年7月25日
发明者夏四清, 杨殿海, 黄天寅, 高廷耀 申请人:同济大学