CN106745748A - 利用太阳能的新型综合生物反应池 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用太阳能的新型综合生物反应池，包括生物反应池箱体，箱体内部由竖向隔板分为生化反应区和沉淀区，且隔板底部与箱体内底部之间有空隙，该空隙连通生化反应区和沉淀区；生化反应区内上半部分设置有生物膜，底部设置有排泥装置，生化反应区中还设置有延伸至生物膜下方的潜水射流曝气机和潜水搅拌机，在生化反应区的上端设有能够将污水流入其中的进水管；沉淀区底部与空隙对应处设置有泥水分离器，沉淀区中泥水分离器上部设置有斜管，斜管上部设置有集水槽，沉淀区外部与集水槽对应设置有与集水槽连通的出水管；箱体上部设置有提供电能的太阳能发电装置。该反应池占地面积小、污泥量少、抗性增强、经济性好、处理效率高。

Description

利用太阳能的新型综合生物反应池

技术领域

本发明涉及一种污水处理设备，尤其是一种应用于农村污水处理的小型利用太阳能的新型综合生物反应池。

背景技术

我国农村污水治理刚刚起步，还处于摸索阶段。由于农村地区经济落后，技术管理水平低，因此不适宜直接套用城市污水治理模式，农村污水治理缺乏建设费用低、运行费用低以及处理效果好的适宜大范围推广的技术，缺少相应的规划指南。目前，在我国农村应用较多的污水处理技术主要有：生活污水沼气池技术、人工湿地处理技术、稳定塘处理技术和生物膜处理技术。按照所建设污水处理设施的主体结构形式，农村污水处理设施主要分为三类：

1.一体化污水处理装置，即集合了污水处理工艺各部分功能，一般包括预处理、生物处理或生化处理、沉淀等为一体化污水处理设备，这种装置具有安装地点灵活、安装简单、施工时间短的特点。其污水处理工艺有SBR工艺、生物接触氧化工艺。

2.现场砌筑构筑物，即采用钢混或砖混的池体结构，实现预处理、生物处理或生化处理、沉淀等功能。其污水处理工艺有MBR工艺、传统活性污泥工艺、生态湿地工艺。

3.一体化污水处理装置+现场砌筑构筑物，即上述两者的结合。其污水处理工艺有生物滤池+人工湿地工艺。

除此以外，还有一些新的处理设施，如真空源分离系统。

海南省农村人口占全省人口62%，大多数农村未建污水处理设施，环境卫生状况较差，研发适合农村污水处理的新工艺和装置势在必行。传统的生物脱氮工艺存在着自养硝化细菌得不到生长优势、难维持较高的生物浓度、投资和运行费用较高及容易造成二次污染等诸多弊端。而传统的活性污泥法及其变形工艺，如A²/O工艺适宜用来处理较大规模污水量，占地面积大，这对于人口密度较小的乡镇地区来说显然已不适用。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种利用太阳能的新型综合生物反应池，该反应池占地面积小、无污泥膨胀、污泥量少、耐冲击负荷、抗性增强、经济性好、处理效率高。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种利用太阳能的新型综合生物反应池，包括生物反应池箱体，所述箱体内部由竖向隔板分为生化反应区和沉淀区，且隔板底部与箱体内底部之间有空隙，该空隙连通生化反应区和沉淀区；

所述生化反应区内上半部分设置有生物膜，下部与隔板空隙相对应处设有挡板，底部设置有排泥装置，生化反应区中还设置有延伸至生物膜下方的潜水射流曝气机和潜水搅拌机，在生化反应区的上端设有能够将污水流入其中的进水管；

所述沉淀区底部与空隙对应处设置有泥水分离器，沉淀区中泥水分离器上部设置有斜管，斜管上部设置有集水槽，沉淀区外部与集水槽对应设置有与集水槽连通的出水管；

所述箱体上部设置有太阳能发电装置，太阳能发电装置为潜水射流曝气机、潜水搅拌机和泥水分离器提供电能。

所述箱体上与沉淀区对应位置上由上至下分别设置有与箱体内部相通的半放空管和放空管。

所述泥水分离器的排泥口距离沉淀区内部底面40cm，泥水分离器与水平面成52°夹角设置。采用该种设置，一是方便将泥水分离，二是分离后的污泥更容易回流至生化反应区。

所述生物膜包括若干膜组器，若干膜组器均匀分布于生化反应区中。

所述膜组器的边缘与生化反应区的内壁距离不小于300mm。

在以所述生物反应池正常运行时的最低水位为基准，所述膜组器的顶部至水面间距离不小于400mm。

所述膜组器底部的散气管至所述生化反应区内底面的间距不小于300mm。

所述生物膜的断面上，由外及里形成了好氧、兼性厌氧和厌氧三个反应区，不同的微生物菌种占据不同的反应区，污染物基团由外及里通过生物带的三个反应区，被细菌捕获，发生一系列的生化反应，最终被降解去除。

所述斜管设置于斜管托架上，斜管托架设置于泥水分离器上部。

所述斜管托架为井字网状结构。

所述集水槽上表面设置有若干平行的V型槽。

本发明中：

放空管作用：排泥（剩余污泥），排至储泥池；放空（生物池底部设备更换维修或者其他需要时排空生物池），排至调节池。

半放空管作用：主要用于污泥回流，回流少许活性污泥至调节池；半放空（生物池内上部设备需要更换维修时半放空生物池），排至调节池。

排泥装置作用：将生物池反应区内的剩余污泥排至储泥池。

泥水分离器作用：将泥水分离，沉淀区污泥通过沉淀区底部的泥水分离器往下回流至生化反应区，污水往上通过斜管进入集水槽。

挡板作用：减缓潜水搅拌机和潜水射流曝气机工作时对沉淀区的影响，有利于泥水分离。

斜管作用：更好地进行沉淀。

集水槽作用：使生物池出水均匀。

太阳能发电装置为本反应池的用电设备提供电能，降低反应池的使用成本。

本发明中的潜水搅拌机、潜水射流曝气机、泥水分离器、生物膜、排泥装置和太阳能发电装置均为现有设备，均可在市场上购买到，在此，不再赘述。

污水经进水管至生化反应区，在生物膜中发生一系列的生化反应后从箱体隔板中下部进入沉淀区，在沉淀区通过泥水分离器先进行泥水分离，沉淀区污泥通过泥水分离器往下回流至生化反应区，由排泥装置将污泥排出；污水往上通过斜管，经过斜管进行沉淀，处理后的水最后通过集水槽从出水管流出。

本发明公开了一种射流曝气生物膜反应池，一种新的农村小型污水一体化处理设备，经该设备处理后的出水水质要优于传统活性污泥法出水水质。

相对于传统的生物反应池来说，射流曝气生物膜反应池更加高效低耗、经济节约，这是由于在生物池内加入微生物固定化载体后，在生物带的断面上由外及里形成了好氧、兼性厌氧和厌氧三个反应区，同一时间内可同时发生硝化、反硝化以及释磷和吸磷过程以达到在较短时间内完成脱氮除磷过程的目的，同时，微生物在生命活动的过程中将利用污水中的有机物质以去除水体中的COD。

微生物固定化技术用于污水处理，与其它生物脱氮技术相比，除了其本身所具有的无污泥膨胀、污泥量少、耐冲击负荷等优点外，还主要有以优势：

1.抗性增强：固定化微生物由于其本身在结构和空间分布上的特点，使有毒物质对硝酸菌及亚硝酸菌的抑制停留在细菌表面，而内层细菌则得到了保护，从而提高了对游离氨等毒物的抗性。

2.经济节约：开发出了利用固定化的硝化细菌和反硝化细菌在同一反应器中实现同步硝化／反硝化的立体生物脱氮技术，使得硝化和反硝化两个过程在一个反应器中进行，既可节省占地面积和投资，还可避免亚硝酸盐氧化成硝酸盐再还原成亚硝酸盐的两个多余步骤，提高了处理效率。

3.在固定化过程使得所固定化的微生物保持活性，解决了在不影响传质和微生物活性的基础上有效地实现微生物的固定化的技术关键问题。

4.针对不同的废水体系，选择合适的微生物固定化载体，以及确定不同载体的最优固定化条件与运行参数。

5.改善了固定化微生物带载体在废水处理过程中可能对某些悬浮物质或高分子物质处理效果欠佳，还可能出现破裂、发胀、上浮或堵塞、粘结等现象，发挥固定化微生物载体的优势以达到最佳处理效果。

6.是一种集好氧、缺氧、厌氧反应及沉淀于一体，间歇曝气、连续进出水的一体化新型综合生物反应处理设备。

7.太阳能发电装置为本反应池的用电设备提供电能，降低反应池的使用成本。对于电线连接困难地区的污水处理，本设备具有极大优势。

8.本发明系为一种高效低耗、容易管理、操作简便、应用灵活的工艺，占地面积小，尤其适用于农村及城镇小型生活污水的处理，具有较为广泛的应用前景。

附图说明

图1是本发明主视图；

图2是图1的右视图；

图3是生物反应池箱体俯视图；

图4是斜管托架俯视图；

图5是集水槽局部俯视图；

图6是集水槽局部主视图；

其中，1.进水管；2.箱体；3.潜水搅拌机；4.潜水射流曝气机；5.泥水分离器；6.斜管托架；7.斜管；8.集水槽；9.出水管；10.生物膜；11.半放空管；12.放空管；13.排泥装置；14.太阳能发电装置；15.生化反应区；16.沉淀区；17.空隙；18.挡板。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

如图1-图6所示，利用太阳能的新型综合生物反应池，包括生物反应池箱体2，所述箱体2内部由竖向隔板分为生化反应区15和沉淀区16，且隔板底部与箱体2内底部之间有空隙17（或开口），该空隙连通生化反应区15和沉淀区16；

生化反应区15内上半部分设置有生物膜10，下部与隔板空隙17相对应处设有挡板18，底部设置有排泥装置13，生化反应区15中还设置有延伸至生物膜10下方的潜水射流曝气机4和潜水搅拌机3，在生化反应区15的上端设有能够将污水流入其中的进水管1；排泥装置13作用：将沉淀区絮凝沉淀的淤泥排泥至储泥池；挡板18作用：减缓潜水搅拌机3和潜水射流曝气机4工作时对沉淀区域15的影响，有利于泥水分离。

沉淀区16底部与空隙17（或开口）对应处设置有泥水分离器5，泥水分离器5的排泥口距离沉淀区内部底面40cm，与泥水分离器与水平面成52°夹角设置。采用该种设置，一是方便将泥水分离，二是分离后的污泥更容易回流至生化反应区。沉淀区16中泥水分离器5上部设置有斜管7，斜管7设置于斜管托架6上，斜管托架6设置于泥水分离器5上部。斜管托架6为井字网状结构。斜管7上部设置有集水槽8，沉淀区16外部与集水槽8对应设置有与集水槽8连通的出水管9；集水槽8上表面设置有若干平行的V型槽。泥水分离器5作用：将泥水分离，沉淀区16污泥通过沉淀区底部的泥水分离器5往下回流至生化反应区15，污水往上通过斜管进入集水槽8。斜管7作用：更好地进行沉淀。集水槽8作用：使生物池出水均匀。

箱体2上部设置有太阳能发电装置14，太阳能发电装置14为潜水射流曝气机4、潜水搅拌机3和泥水分离器5提供电能。太阳能发电装置为本反应池的用电设备提供电能，降低反应池的使用成本。

箱体2上与沉淀区对应位置上由上至下分别设置有与箱体2内部相通的半放空管11和放空管12。放空管12作用：排泥（剩余污泥），排至储泥池；放空（生物池底部设备更换维修或者其他需要时排空生物池），排至调节池。半放空管11作用：主要用于污泥回流，回流少许活性污泥至调节池；半放空（生物池内上部设备需要更换维修时半放空生物池），排至调节池。

生物膜10包括若干膜组器，若干膜组器均匀分布于生化反应区中。膜组器的边缘与生化反应区的内壁距离不小于300mm。在以所述生物反应池正常运行时的最低水位为基准，所述膜组器的顶部至水面间距离不小于400mm。膜组器底部的散气管至所述生化反应区内底面的间距不小于300mm。应合理设计反应池内的水流循环通道，使处理水的流向形成通过膜组件的向上流循环。

生物膜10的断面上，由外及里形成了好氧、兼性厌氧和厌氧三个反应区，不同的微生物菌种占据不同的反应区，污染物基团由外及里通过生物带的三个反应区，被细菌捕获，发生一系列的生化反应，最终被降解去除。

曝气系统中，1）曝气的风量应同时满足生物处理需氧量和减缓模组器污染的要求。气水比20-30:1。2）曝气设备应兼有供氧、混合等功能，宜选用射流曝气、鼓风潜水曝气等。3）射流曝气器应符合HJ/T263的规定；鼓风潜水曝气器应符合HJ/T260的规定。4）设计风机台数应考虑备用原则。

太阳能发电装置14包括底板，所述底板上侧设有蓄电池；所述蓄电池的上侧设有电力转换装置；所述电力转换装置通过导线与外电路连接；所述底板下通过支杆与反应池箱体固定连接，所述底板上设有太阳能板；所述太阳能板通过导线与蓄电池连接。

本发明中的潜水搅拌机、潜水射流曝气机、泥水分离器、生物膜、排泥装置和太阳能发电装置均为现有设备，均可在市场上购买到，在此，不再赘述。

污水经进水管1至生化反应区15，在生物膜10中发生一系列的生化反应后从箱体隔板中下部进入沉淀区16，在沉淀区16通过泥水分离器5先进行泥水分离，沉淀区污泥通过泥水分离器5往下回流至生化反应区15，由排泥装置13将污泥排出；污水往上通过斜管7，经过斜管7进行沉淀，处理后的水最后通过集水槽8从出水管9流出。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种利用太阳能的新型综合生物反应池，其特征是，包括生物反应池箱体，所述箱体内部由竖向隔板分为生化反应区和沉淀区，且隔板底部与箱体内底部之间有空隙，该空隙连通生化反应区和沉淀区；

所述生化反应区内上半部分设置有生物膜，下部与隔板空隙相对应处设有挡板，底部设置有排泥装置，生化反应区中还设置有延伸至生物膜下方的潜水射流曝气机和潜水搅拌机，在生化反应区的上端设有能够将污水流入其中的进水管；

所述沉淀区底部与空隙对应处设置有泥水分离器，沉淀区中泥水分离器上部设置有斜管，斜管上部设置有集水槽，沉淀区外部与集水槽对应设置有与集水槽连通的出水管；

所述箱体上部设置有太阳能发电装置，太阳能发电装置为潜水射流曝气机、潜水搅拌机和泥水分离器提供电能。

2.如权利要求1所述的利用太阳能的新型综合生物反应池，其特征是，所述泥水分离器的排泥口距离沉淀区内部底面40cm，与泥水分离器与水平面成52°夹角设置。

3.如权利要求1所述的利用太阳能的新型综合生物反应池，其特征是，所述箱体上与沉淀区对应位置上由上至下分别设置有与箱体内部相通的半放空管和放空管。

4.如权利要求1所述的利用太阳能的新型综合生物反应池，其特征是，所述生物膜包括若干膜组器，若干膜组器均匀分布于生化反应区中。

5.如权利要求4所述的利用太阳能的新型综合生物反应池，其特征是，所述膜组器的边缘与生化反应区的内壁距离不小于300mm。

6.如权利要求4或5所述的利用太阳能的新型综合生物反应池，其特征是，在以所述生物反应池正常运行时的最低水位为基准，所述膜组器的顶部至水面间距离不小于400mm。

7.如权利要求6所述的利用太阳能的新型综合生物反应池，其特征是，所述膜组器底部的散气管至所述生化反应区内底面的间距不小于300mm。

8.如权利要求1所述的利用太阳能的新型综合生物反应池，其特征是，所述生物膜的断面上，由外及里形成了好氧、兼性厌氧和厌氧三个反应区，不同的微生物菌种占据不同的反应区，污染物基团由外及里通过生物带的三个反应区，被细菌捕获，发生一系列的生化反应，最终被降解去除。

9.如权利要求1所述的利用太阳能的新型综合生物反应池，其特征是，所述斜管设置于斜管托架上，斜管托架设置于泥水分离器上部；所述斜管托架为井字网状结构。

10.如权利要求1所述的利用太阳能的新型综合生物反应池，其特征是，所述集水槽上表面设置有若干平行的V型槽。