一种模块化可拆卸综合废水处理装置的制作方法

本发明属于废水处理设备应用技术领域，涉及一种废水处理装置，具体来说是涉及一种可拆卸废水处理装置。

背景技术：

目前，我国的水资源呈日渐匮乏的趋势，仅占全球水资源总量的6%左右，人均水资源量严重缺乏，仅为2074.53立方米。同时淡水资源分布不平衡和城镇化进程加快，无论是城市或是农村，工业活动和聚集生活而产生的大量的污废水不仅处理困难，而且直接排放对环境产生的负面影响也日趋严重，这样的现状刺激了国家对提高水源水质和中水回用等相关技术的极大需求。

由于我国在水处理技术方面的研究发展仍有待上升，一方面，传统的生活污水处理大多排入污水厂，难以解决农村等管网无覆盖地区的水处理，另一方面，各类工业废水成分复杂，处理难度大要求技术性高。同时应对不同的工业废水和生活污水，必须按水质特点独立制定一套特定的水处理方案，大量的精密设备和反应器往往会产生处理费用较高、维修和操作繁琐、适用范围有限、大量化学污泥二次污染等过程问题。此外，出水水质不达标，中高浓度污废水处理效率较差，回用水量占整体用水比例非常低等现实情况都导致了废水处理成本过高，消耗了大量人力物力财力。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种模块化可拆卸的综合废水处理装置，以解决上述背景技术中所述的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种模块化可拆卸的综合废水处理装置，包括预处理池、第一生物池、第二生物池、深度处理池以及各池内部的相应配件和填料。废水经过进水管和水泵通入预处理池，臭氧发生器产生大量微气泡进行反应，出水接入第一生物池缓冲区，通过溢流跌水的方式进入主反应区，反应区内部填充大量附有成熟生物膜的组合填料，出水接入第二生物池，池中填充聚氨酯立方体填料，负载生物膜对废水进行净化，出水一部分回流至第一生物池，剩余部分接入深度处理池，分别流经缓冲区、臭氧消毒区、活性炭吸附区、紫外消毒区。

所述模块化可拆卸装置由多个单元组成，各单元分为缓冲区和主反应区，各单元依次相连形成预处理池、第一生物池、第二生物池和深度处理池；各单元均设计有进水孔、溢流孔、功能孔、安全孔和出水孔。其中的过水孔通过塑料穿板螺纹直通宝塔接头连通，非过水孔嵌入塑料螺丝，二者均配套塑料螺母和防水垫圈，以保证装置单元的密封性；所有孔按需自行设计是否过水。定期停止反应，取出单元内装配的组件，排出单元底部在反应过程中沉淀的污泥，或通过功能孔排出。

进一步地，所述模块化可拆卸装置单元的水流流向，均为上一单元出水通过出水孔经止回阀后进入该单元的缓冲区，再通过穿孔处溢流跌水进入主反应区，以此实现水质的隔离，利用顺流的水头损失减少动力设备的使用，同时便于运行时意外情况的停水检修。

进一步地，所述预处理池的主反应区底部设有臭氧发生器，通过通气管、止回阀、直通宝塔接头连接单元外的压缩空气泵，曝气量为1.0l/min。所述臭氧发生器产生大量微小气泡，同时具有强氧化能力降低污染物分子量，矿化部分有机物以及黏附微小不溶性悬浮物，产生气浮效果。主反应区中部设有可提取式斜板组件；所述斜板组件由两侧的固定夹板与中间六块斜板粘结组成一个整体，其中两侧的固定夹板为菱形，斜板的倾斜角度为60°，板间距为30mm，增加气泡与污水的接触时间和接触面积；所述主反应区侧壁对称设有支撑件，用于支撑斜板组件；主反应区底部沉淀不溶性杂质，下部出水接入第一生物反应池。

进一步地，所述第一生物池中，主要工艺为接触氧化法，即以组合填料为载体，负载大量微生物对废水进行处理，组合填料的主要材质为市售醛化纤维或涤纶纤维束固定于软性塑料片上，其填充率为60%-70%，在使用前负载有成熟的生物膜。所述组合填料悬挂在横杆上，所述横杆两端穿过主反应区侧壁固定；所述主反应区底部设有曝气盘，曝气量为1.0l/min。

进一步地，所述第二生物池中，主要工艺为移动床生物膜法（简称mbbr法），其主反应区填充有聚氨酯填料，所述填料上负载生物膜，填料边长为20-25mm，填充率为40-50%较合适。在反应器中呈现流态化效果在几乎不产生剩余污泥的情况下提高与废水的接触效果，对中浓度废水效果较好。出水通过泵回流至第一生物池，回流比为300%，以减轻该池进水有机负荷过高的负担。所述主反应区底部设有曝气盘，曝气量为0.8l/min。

进一步地，所述模块化可拆卸装置的深度处理池中，第二生物池的出水从出水孔流经该池的缓冲区、再通过溢流孔跌水进入臭氧消毒区、出水从水下出口通入活性炭吸附区和紫外线消毒区。臭氧消毒区底部放置臭氧发生器，臭氧的投加量为5mg/l。活性炭吸附区填充改性颗粒活性炭针对体系中磷的去除，填充率为60%，粒径为20-30目，停留时间为1h。所述改性活性炭的制备方法为先将颗粒活性炭浸泡于ph=1的盐酸溶液中12h，洗净后浸泡于ph=3的0.2mol/lfeso4溶液中，震荡24h后洗净至中性，置于105℃环境中烘干，即得。吸附区上方盖有光线反射板，紫外灯管固定于板上照射水面。

本发明旨在设计一种包容性强的基础装置，适应大部分针对不同水质而产生的工艺组合。与现有的技术相比，本发明的有益效果是：该种模块化可拆卸综合废水处理装置的工艺流程少、成本低，无二次污染的引入，整体处理效率高。装置的框架结构较为简明易懂，除了缓冲区为满足跌水效果的水头需要而开设的溢流孔以外，其余进水孔、功能孔、出水孔、安全孔的开设位置基本相同，模块化设计可以满足用户针对不同处理对象的需要而进行工艺重组、取代、增减，若要完全更换工艺也可在单元基础上进行设备和配件的安装。

附图说明

图1为整体结构俯视图；

图2为预处理池单元的示意图；

图3为第一生物池单元的示意图；

图4为第二生物池单元的示意图；

图5为深度处理池单元的示意图；

图6为单元间连接细节示意图。

图中：1-预处理池；2-第一生物池；3-第二生物池；4-深度处理池；5-进水孔；6-溢流孔；7-功能孔；8-出水孔；9-安全孔；10-斜板组件；11-臭氧发生器；12-组合填料；13-曝气盘；14-止回阀；15-直通螺纹宝塔接头；16-聚氨酯填料；17-紫外灯；18-改性活性炭；19-盖板；20-支撑件；21-固定夹板；22-斜板；23-螺帽；24-透明硅胶软管。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清晰、完整、详细的描述。

本发明的主体为箱式结构，如图1所示，构成包括：预处理池1、第一生物池2、第二生物池3和深度处理池4四个单元。各单元通过隔板分为缓冲区和主反应区，各单元均具有进水孔5、溢流孔6、功能孔7、出水孔8和安全孔9，为便于单元之间的互相组合与调整，所有的进水孔5与出水孔8的开设位置、尺寸均相同，具体地，其中进水孔5设置在单元缓冲区的入口处，溢流孔6设置在隔板上接通缓冲区与主反应区，功能孔7设置在主反应区的侧壁上，出水孔8位于主反应区的出口处，安全孔9设置在主反应区的侧壁上。在组合使用的过程中，上一单元的进水孔5与下一单元出水孔8通过直通螺纹宝塔接头和止回阀连接，兼具出水和防止回水的功能，因此下一单元的缓冲区水质与上一单元主反应区水质相同，随后进水以溢流孔跌水的方式从缓冲区进入主反应区，隔绝两种单元不同工艺的不同水质。功能孔7的开设具有多种用途，可作曝气盘接口，或作排泥排渣出口，或作检修时的放空出水口，视相应工艺的要求而定。安全孔9主要作为单元内允许最高水位的预警口和预防口，在出水堵塞或其他意外情况出现时，能作为最后的安全预警，防止某一单元故障时影响整体装置，在必要时也作一般排水口用。

下面介绍本发明装置的水处理工艺，如图2所示，在收集排放的过程中，废水会带入各种各样的不溶性杂质、颗粒、油脂等，经过初步的沉淀后，废水经泵进入预处理池1，池底设置有小型臭氧发生器11，曝气量为1.0l/min，能在水中产生大量微小臭氧气泡。在气泡上浮的过程中与水流方向相反，主反应区中部设有可提取式斜板组件10；斜板组件10由两侧的固定夹板21与中间六块斜板22粘结组成一个整体，其中两侧的固定夹板为菱形，斜板的倾斜角度为60°，板间距为30mm；反应区侧壁对称固定有支撑件20，固定方式可采用粘接、螺栓固定等，用于支撑斜板组件；经过设置的可提取式斜板10增加二者接触时间和接触面积，斜板的排布角度为60°，在提高水流动距离的同时也具有浅池效应，有利于不溶性杂质沉淀。产生的臭氧气泡能够初步对废水的各项污染物进行去除，减小溶解性有机物的分子量，降低后续工艺处理难度，消灭大多数致病菌和原生生物，防止对后续工艺的生物膜产生毒害效果。另外，随气泡的上浮会黏附水中悬浮的低密度颗粒，产生气浮效果上升至水面，可通过安全孔9排出。预处理池中水流平均停留时间为2-3h，出水进入第一生物池。

如图3所示，初步处理后的废水溶解有一定的臭氧分子对生物处理工艺不利，因此在第一生物池2的缓冲区停留具有很重要的意义，随后通过溢流孔6跌水进入主反应区，第一生物池的主要工艺为接触氧化法，接触氧化法以固定的惰性载体负载活性微生物来处理污水，优势在于适应较高浓度的有机废水，无需泥水分离设施，产泥量很少。负载的惰性载体为组合填料12，材质为市售醛化纤维或涤纶纤维束固定于软性塑料片上。所述组合填料12悬挂在横杆上，横杆两端穿过反应区侧壁固定。由于进水污染物浓度可能较大，填充率设置在60%-70%的生物量基本能够满足要求，同时将第二生物池出水回流至第一生物池缓冲区也能够稀释进水，防止过大的有机负荷损坏微生物，回流比根据具体水质而定，基本在300%以上。第一生物池2的主反应区底部设置两个曝气盘13，通过直通宝塔接头15和止回阀14连接至气泵。曝气量过大会对生物膜产生扰动，过小溶解氧不足以支撑微生物氧化，设置曝气量在1.0l/min，以气泡代替搅拌设备，停留时间在2-3h，该单元主要降低化学需氧量（cod）的浓度，同时去除少量氮磷。

如图4所示，废水进入第二生物池3，该单元主要工艺为mbbr法，即一种以移动的惰性载体负载生物膜的水处理技术，该工艺的优势在于移动悬浮载体能充满反应器所有体积，增大接触面积，且受氧传递效果的影响，载体内部可认为是无氧环境，能够同步硝化反硝化脱氮，对低浓度废水效果较优，同时也兼具生物膜的普遍特性，产泥量少，无需泥水分离设备。在第二生物池3的主反应区内填充市售的聚氨酯方形填料16，该种填料挂膜快，使用寿命长，成熟后含生物量大，填料边长约为20-25mm，填充率约40%-50%效果较优，停留时间为10-12h。第二生物池3的主反应区底部设有曝气盘13，曝气量为0.8l/min。

如图5所示，废水在深度处理池4的流经顺序为经第二生物3处理后从进水孔5进入缓冲区，再通过溢流孔6跌水至臭氧消毒区，该区底部设有小型臭氧发生器，臭氧的投加量为5mg/l，对废水进行杀菌消毒，水中剩余臭氧随流向从进入活性炭吸附区，其中填充有20-30目的粗颗粒改性活性炭18，填充率为60%。上述改性活性炭的制备方法为先将颗粒活性炭浸泡于ph=1的盐酸溶液中12h，洗净后浸泡于ph=3的0.2mol/lfeso4溶液中，震荡24h后洗净至中性，置于105℃环境中烘干，即得。改性后的载铁活性炭对水中磷的吸附效果极高，同时颗粒状碳层也能作为滤层截留大部分不溶性杂质，如生物工艺中脱落的老化生物膜等。最后流经紫外消毒区，该区上方设有光线反射盖板19，并固定有紫外灯17，照射消毒后从安全孔9出水。深度处理池4的平均水力停留时间为4h。

采用本发明装置对印染废水进行处理结果：

表1工艺对模拟综合印染废水的处理效果

*国家标准一栏数值为《纺织染整工业水污染物排放标准gb4287-2012》直接排放标准，括号内为间接排放标准。

采用本发明装置对生活污水进行处理结果：

表2工艺对模拟生活污水的处理效果

*国家标准一栏数值为《城镇污水处理厂污染物排放标准gb18918-2002》一级a排放标准，括号内为一级b标准。

采用本发明装置对造纸废水进行处理结果：

表3工艺对模拟造纸废水的处理效果