专利名称：复合式污水处理装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于污水处理技术领域，主要涉及的是一种复合式污水处理装置。
背景技术：
污水的再生利用是人类保护生态环境和解决水资源匮乏的重要举措。城镇是污水产生的主要源地，一般城镇污水包括生活污水、工业废水和迳流污水，水中普遍含有悬浮物、需氧有机物、植物营养素——氮和磷以及病原体等。目前，国内外对污水处理总体可分为物化处理工艺、生化处理工艺和生化物化处理工艺。
物化处理工艺是在污水中加入药物发生混凝反应，使胶体颗粒形成絮体，通过沉淀实现污水处理。这种处理技术虽然对污水中的悬浮物去除效果较好，但对有机污染物质的去除率有限，对污水中氮和磷的去除几乎没有作用。随着国家对污水排放标准的不断提高，这种处理技术已不再单独使用。且其采用的装置为平面布置，占地面积大，投资成本高，且各单体设施之间污水的转换需由动力设备(水泵)完成，致使污水处理运行费用增高。
生化处理工艺是目前常用的处理技术(A/A/O工艺)，它是通过在时间和空间上创造厌氧、缺氧、好氧等区域，以实现不同形势的厌氧—好氧(A/O)除磷，好氧—缺氧(O/A)脱氮的目的。常用的生物化学处理工艺主要有活性污泥法，如氧化沟工艺和SBR法。
SBR法是在一个池体内严格按时间顺序运行的一种工艺，对有机物去除率高，达到了除磷脱氮的目的，且不需要二沉池和污泥池回流。简少了设备投资和占地面积，但是对于单一SBR反映器连续进水时，需要较大的调节池；对于多个SBR反映器，其进水和排水的阀门自动切换频繁，系统设备利用率低，控制复杂，一旦出现污泥流出，还会造成二次污染。
氧化沟工艺是一种首尾相接的循环流，体现了“A/O”工艺的特点，解决了除磷脱氮的难题，是目前应用最为广泛的污水处理工艺之一，但该工艺对悬浮物(SS)的去除有限。由于这种处理工艺各单元为平面布置，不仅占地面积大，而且投资成本高，且各单体设施之间污水的转换需由动力设备(水泵)完成，致使污水处理运行费用增高。
生化物化处理工艺的目的是将物化加药混凝反应与生化微生物的代谢作用有机结合在一起，提高污染物去除效率。然而目前在污水处理中应用的生化物化处理工艺虽然具有物化处理和生化处理的工艺特点，但其在污水处理中物化处理和生化处理是在流程中的各单体设施内实现的，即物化加药混凝反应是在物化处理工艺段中完成的，生化微生物的代谢作用是在生化处理工艺段中完成的，达不到物化工艺和生化工艺的复合处理的目的。另外，其处理设施仍为传统的平面布置，各单体设施之间污水的转换仍需由动力设施完成，仍然存在设备投资高，耗能高、占地面积大及运行费用高的问题。
本实用新型的目的即由此产生，提出一种复合式污水处理装置，通过工艺复合将物化加药混凝反应与生化微生物的代谢作用有机结合，解决污水处理设备投资大、耗能高、占地面积大的问题，并利用初始高水头实现全程自流，降低运行费用。
本实用新型实现上述目的采取的技术方案是对污水进行厌氧处理的调节池位于装置的下部，使物化工艺和生化工艺复合的循环澄清池位于装置的上部，循环澄清池为倒锥形结构，其内由下自上依次设置有喷嘴、混合罩、喉管及扩张管，扩张管内为第一反应区，环绕扩张管外部上段设置的导流体与扩张管之间为第二反应区，在第一反应区和第二反应区内均设有曝气管，导流体、扩张管与锥体的内壁间为澄清区，导流体的下部具有通道，在澄清区的锥体壁上设有与污泥浓缩池连通的收泥斗，在澄清区的上端均布设置有多个与环形集水槽连通的收水槽，该收水槽内设置有与缺氧池连通的立管；在调节池和循环澄清池设置有加压泵和加药下料机，加压泵的进口通过管道与调节池连接，加压泵的出口通过管道与循环澄清池内的喷嘴连接，加药下料机的下料口位于加压泵的进口端；循环澄清池的四个边角设置有污泥池，其出口分别与循环澄清池、好氧池及污泥脱水机连通；缺氧池位于循环澄清池的下部，其内设置有填料；在缺氧池旁设置有被分隔为多格的好氧池，与缺氧池通过管道连通，其内设置有填料，填料的下部安装有曝气管；在好氧池的周围环布有沉淀池，沉淀池的底部被分格为多个独立的锥体，每个锥体的下部均设有与污泥浓缩池连通的管道，在好氧池的外壁设置环形配水槽，该环形配水槽内设置有多个分水管，该多个分水管分别对应沉淀池的锥体底部，在沉淀池的外围下部设置有积水槽，并在积水槽的排水口部位设置有消毒装置。
本实用新型将传统污水处理流程中的单体设施由按空间序列的平面布置设计为立体竖式布置，从而使整个设备布置紧凑、流程缩短，减少了占地面积和投资成本。通过各处理单元的优化组合及集成，实现处理工艺单元中物化与生化的复合；活性污泥法与生物膜法的复合；生化中“AO”与“AAO”工艺的复合。设置的循环澄清池集絮凝物化混凝反应过程、生化好氧缺氧反应过程及澄清泥水分离过程于一体，其位于整个装置的最上部，形成高水头作用，实现污水处理主系统的全程自流，减少动力泵的使用数量，有效降低投资成本和运行费用。进入缺氧池的污水是从底部呈切线方向旋流上升进入好氧池的，形成的回流既起到防止污泥沉积，又达到除磷脱氮的目的。沉淀池采用竖流式结构，可将来自好氧池中的脱落生物膜进行固液分离，分离出的固体部分在水体静压下排入污泥浓缩池，分离出的液体部分进入积水槽经紫外线消毒设备杀死病原体，使排放水满足中水回收利用要求。
附图1为本实用新型的工艺流程图。
附图2为本实用新型的平面结构示意图。
附图3为本实用新型的剖面1结构示意图。
附图4为本实用新型的循环澄清池的结构示意图。
附图5为本实用新型的俯视图。
附图6为本实用新型的的剖面2结构示意图。
图中1、调节池，2、加药下料机，3、加压泵，4、循环澄清池，5、缺氧池，6、好氧池，7、沉淀池、8、积水槽，9、消毒装置，10、污泥池，11、鼓风机，12、泥浆泵，13、污泥脱水机，14、锥体，15、喷嘴，16、混合罩，17、喉管，18、扩张管，19、导流体，20第一反应区，21、第二反应区，22、澄清区，23、收泥斗，24、立管，25、收水槽，26、环形集水槽，27、排泥管，28、填料，29、曝气管，30、环形配水槽，31、分水管，32、管道，33、溢流堰，34、污泥贮存池，35、景观水池，36、柱体。
具有实施方式结合附图，给出本实用新型的实施例如下如图1结合图2所示本实施例主要由调节池1、加药下料机2、加压泵3、循环澄清池4、缺氧池5、好氧池6、沉淀池7、积水槽8、消毒池9、污泥池10、鼓风机11、泥浆泵12及污泥脱水机13构成。调节池1位于整个设备的下部，其为密闭的池体，池体的容积可使待处理污水停留2小时以上。在调节池1与循环澄清池4之间设置有加压泵3、加药下料机2、鼓风机11及污泥脱水机13，加压泵3的进水口端位于调节池1的底部，出水口端通过水管进入循环澄清池4内。加药下料机2采用市售产品，其下料口通过管道将药物送至加压泵3的进水口端，实现泵前加药。本实施例加入的药物为公知的生物硅药物，如硅藻精土，具有较强的凝聚作用。鼓风机11通过管道分别与循环澄清池4和好氧池5内的曝气管29连通，污泥脱水机13采用的是离心式(或带式)脱水机，其通过泥浆泵12与污泥贮存池34连通，污泥贮存池34起过渡作用，使污泥稳定进入污泥脱水机13，提高工作性能，污泥贮存池34与污泥池10连通。
如图3所示循环澄清池4位于整个设备的上部，其为锥形结构，本实施例为八边锥体结构，其锥体14内由下自上依次设置有喷嘴15、混合罩16、喉管17及扩张管18，如图4所示，扩张管18为倒锥形结构，环绕扩张管外部上段设置有导流体19，导流体为空心柱状结构，下部由柱体36支撑，柱体36之间具有与澄清区连通的通道。由此在扩张管18内形成第一反应区20，在扩张管外壁与导流体的内壁间形成第二反应区21，在导流体、扩张管及锥体的内壁间形成澄清区22。在第一反应区20和第二反应区21内均设置有曝气管29，所述的曝气管29为环状结构，设置在扩张管18的内外壁上。在锥体1的内壁上设置有四个收泥斗23，分别设置有排泥管27，收泥斗23的作用是收集澄清区22内的悬浮物，并在水体静压下通过排泥管道27送入污泥池10。污泥池10设置在循环澄清池4的四个边角，其底部设有三个污泥出口，其中的一个通过泥浆泵回流至循环澄清池4实现活性污泥反应，另一个通过泥浆泵回流至好氧池6实现活性污泥反应，剩余的一个通过泥浆泵与污泥脱水机13连通。如图5所示，在澄清区22的上端均布设置有多个收水槽25，呈放射线网状设置，每个收水槽25均为锯齿型燕尾槽结构，一端均与导流体19固定连接，另一端均与环形集水槽26连通。环形集水槽26位于循环澄清池上端面的内侧，与循环澄清池为一体设置。收水槽25收集的水进入环形集水槽26内后由立管24送入缺氧池5内的底部。立管24设置数量可根据水量的大小确定，本实施例为两个，对称设置，目的是使进入缺氧池5的水形成旋流。
如图6所示缺氧池5位于循环澄清池4的下面，其内设置有供微生物生长繁殖的载体——填料28，填料使用的是软性填料，目的是使污水中的有机物分解并生成AH4SOC2的过程，填料的间距以满足微生物生存繁殖确定。进入缺氧池5的立管24下端的出口具有夹角(本实施例为90度)，使进入缺氧池的污水从底部呈切线方向旋流上升好氧池6。
好氧池6位于缺氧池5外侧，与缺氧池通过管道连通，其最高水位面低于缺氧池5的最高水位面，目的是使缺氧池5的水自流进入好氧池6。好氧池6被分格为多格，呈并联形式设置，第一格由下部进水，最后一格由上部出水自流进入沉淀池7，目的是保证高位水头，自流入沉淀池7。在好氧池6内的底部安装有曝气管29，作用一是充氧，向活性污泥微生物提供充足的溶解氧，以满足在代谢过程中所需的氧；二是搅动、混合，使活性污泥在池内处于剧烈的搅动悬浮状态，与废水充分接触。在好氧池6内曝气管29的上面还设置有供微生物栖息的填料28，当其内的水自下而上通过时，微生物就会在填料表面生存繁殖，逐渐形成生物膜，并吸取污水中的有机污染物作为营养原，并在代谢过程中获得能量形成新的微生物机体，当生物膜达到一定厚度时，氧就无法透入生物膜内，造成内层的缺氧状态，使生物的附着力减弱，此时，在水流的冲击下，生物膜开始脱落，随后在填料上又会生长新的生物膜，如此循环往复。在好氧池6的下部设有回流泵，将好氧池6内的水部分回流到缺氧池5内填料28的下面，形成的回流既防止污泥沉积，又形成硝化与反硝化的过程，达到脱磷除氮的目的。在好氧池6的外壁设置环形配水槽30，该环形配水槽30内设有多个与沉淀池7锥体底部配合使用的分水管31。
沉淀池7为竖流式结构，环布设置，作用是将来自好氧池6中的脱落生物膜进行固液分离。沉淀池7内的底部被分格为多个独立的锥体，每个锥体对应一个分水管31，下部均设有与污泥池10连通的管道32。环形配水槽30分别通过分水管31送入沉淀池7的锥体底部实现液固分离。分离出的固体部分在水体静压的作用下通过管道32进入污泥池10，分离出的液体部分自流入积水槽8，所述的积水槽位于沉淀池7外围的下部，与沉淀池7的出水口之间有一定的落差，从而使流入积水槽的水呈瀑布流入景观水池35，具有很强的观赏性。为保证水流的稳定性，使出水均匀，在沉淀池7的出水口部位设置有溢流堰33。在积水槽8内设置有过滤层过滤残留的悬浮物，在积水槽8内的排水口部位设置有消毒装置9，采用紫外线消毒设备杀死病原体，使排放水满足中水回收利用要求。
本实施例在使用时，城市污水进入调节池停留2小时以上，完成生化反应的A段工艺，然后经泵前加药，在混合罩内混合后由喷嘴自下而上喷射进入混合罩混合后由喉管进入第一反应区内，使被处理污水得到物化混凝反应，同时通过在第一反应区内设置曝气管使污水在得到物化混凝反应的同时得到生化微生物的代谢作用，完成物化工艺和生化工艺的第一次复合；由第一反应区上端溢流出的污水进入环绕第一反应区设置的第二反应区内形成水力循环使被处理污水再次得到物化混凝反应，同时通过在第二反应区内设置的曝气管使污水在得到再次物化混凝反应的同时再次得到生化微生物的代谢作用，与调节池共同完成生化AO工艺。第二反应区处理后的一部分污水回流进入第一反应区、另一部分污水由第二反应区下部的通道进入倒锥盘状的澄清区内，其悬浮物在自重作用下沉淀到设置在澄清区锥壁的收泥斗内并在水体静压下通过管道排入污泥池，污水在澄清池完成生化的“A”段工艺。其上表面的清水经收水槽收集后通过立管送入缺氧池的底部，在缺氧池内完成生化的“A”段工艺，缺氧池内的污水由上部自流入好氧池，并在好氧池内完成生化的“O”段工艺，由此完成生化反应的“AAO”工艺。由好氧池进入沉淀池的污水在沉淀池内完成固液分离，分离出的固体部分通过管道排入污泥池、液体部分经过溢流堰自流入积水槽，采用紫外线消毒设备杀死病原体，使排放水满足中水回收利用要求。污泥池内的污泥部分由泥浆泵泵入循环澄清池和好氧池内完成活性污泥反应，剩余的污泥通过泥浆泵泵入污泥脱水机进行脱水处理。
权利要求1.一种复合式污水处理装置，其特征是对污水进行厌氧处理的调节池(1)位于装置的下部，使物化工艺和生化工艺复合的循环澄清池(4)位于装置的上部，循环澄清池(4)为倒锥形结构，其锥体(14)内由下自上依次设置有喷嘴(15)、混合罩(16)、喉管(17)及扩张管(18)，扩张管内为第一反应区(20)，环绕扩张管外部上段设置的导流体(19)与扩张管之间为第二反应区(21)，在第一反应区和第二反应区内均设有曝气管(29)，导流体、扩张管与锥体的内壁间为澄清区(22)，导流体的下部具有通道，在澄清区的锥体壁上设有收泥斗(23)通过排泥管(27)与污泥池(10)连通，在澄清区的上端均布设置有多个与环形集水槽(26)连通的收水槽(25)，环形集水槽(26)内设置有与缺氧池(5)连通的立管(24)；在调节池(1)和循环澄清池(4)之间设置有加压泵(3)和加药下料机(2)，加压泵的进口位于调节池内、出口位于循环澄清池内，加药下料机的下料口位于加压泵的进口端；在循环澄清池旁设置有污泥池(10)，其出口分别与循环澄清池、好氧池及污泥脱水机连通；缺氧池(5)位于循环澄清池的下部，其内设置有填料(28)；好氧池(6)设置在缺氧池旁，与缺氧池通过管道连通，内设填料(28)和曝气管(29)，在好氧池的外壁设置环形配水槽(30)，该环形配水槽内设置有多个分水管(31)，该多个分水管分别对应沉淀池的锥体底部；在好氧池的周围环布有沉淀池(7)，沉淀池的底部被分格为多个独立的锥体，每个锥体的下部均设有与污泥池连通的管道(32)，在沉淀池的外围下部设置有积水槽(8)，并在积水槽的排水口部位设置有消毒装置(9)。
2.根据权利要求1所述的复合式污水处理装置，其特征是所述的沉淀池(7)为竖流式结构。
3.根据权利要求1所述的复合式污水处理装置，其特征是所述的立管(24)的下端出口为夹角。
4.根据权利要求1所述的复合式污水处理装置，其特征是所述的设置在锥体(14)内壁上的收泥斗(23)为四个。
5.根据权利要求1所述的复合式污水处理装置，其特征是所述的沉淀池(7)的出水口部位设置有溢流堰(33)。
6.根据权利要求1所述的复合式污水处理装置，其特征是所述的积水槽(8)内设置有过滤层。
7.根据权利要求1所述的复合式污水处理装置，其特征是所述的收水槽(25)呈放射线网状设置，
8.根据权利要求1所述的复合式污水处理装置，其特征是所述的导流体(19)为空心柱状结构，下部由柱体(36)支撑，柱体(36)之间为通道。
9.根据权利要求1或7所述的复合式污水处理装置，其特征是所述的收水槽(25)为锯齿型燕尾槽结构。
专利摘要本实用新型公开了一种复合式污水处理装置。调节池(1)位于装置的下部，使物化工艺和生化工艺复合的循环澄清池(4)位于装置的上部，形成高位水头，其内设有第一反应区(20)、第二反应区(21)和澄清区(22)，在澄清区内设有与污泥池(10)连通的收泥斗(23)，其上端均布设置有多个与环形集水槽(26)连通的收水槽(25)；缺氧池(5)位于循环澄清池的下部；好氧池(6)设置在缺氧池旁，与缺氧池通过管道连通；在好氧池的周围环布有沉淀池(7)，在沉淀池的外围下部设置有积水槽(8)，并在积水槽的排水口部位设置有消毒装置(9)。本实用新型通过工艺复合将物化加药混凝反应与生化微生物的代谢作用有机结合，解决了污水处理设备投资大、耗能高、占地面积大的问题，有效降低了运行费用高。
文档编号C02F1/32GK2832804SQ200520032530
公开日2006年11月1日 申请日期2005年11月4日 优先权日2005年11月4日
发明者洪发鑫, 段有郁, 范金澄, 王建军, 张青森 申请人:洛阳市城市科学研究所