CN106892542B - 一种环保污水处理设备及处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种环保污水处理设备及处理方法，其中环保污水处理设备包括依次用管线连接的初级过滤装置、絮凝罐、旋转分离装置和生物膜处理装置；所述絮凝罐内从上至下依次设有喷淋单元、油脂吸附单元、多孔配水板和搅拌单元；所述絮凝罐的进水口位于顶部，出水口位于底部；所述絮凝罐的上设有排油口和进药口，所述排油口位于喷淋单元与油脂吸附单元之间，所述进药口位于多孔配水板与搅拌单元之间；所述絮凝罐与旋转分离装置的连接管线上设有气水溶合装置。本发明所述的一种环保污水处理设备，设计独特、投资少、占地少，适合乡镇生活污水处理。

Description

一种环保污水处理设备及处理方法

技术领域

本发明属于污水领域，尤其是涉及一种环保污水处理设备及处理方法。

背景技术

目前绝大多数乡镇生活污水处理工艺沿用城市污水厂的处理工艺，但这些处理工艺与乡镇生活污水的特性并不能有效适应。因此，在传统处理工艺的基础上不断进行技术革新，开发出一套高效、低耗、投资少、占地省、管理维护简单、适应乡镇生活污水特性的处理方法，从源头控制和治理小城镇水污染是亟待解决的问题。现有的污水处理装置在絮凝环节大多都是靠自然沉降，往往自然沉降的时间较长，如果沉降不彻底，在进入下一环节时，会影响处理效果，不能满足排放标准，而在生物膜处理环节，填料大多都是不可回收的，增加了设备的成本。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种环保污水处理设备，以满足生活污水的处理需要，且设计独特、投资少、占地少，适合乡镇生活污水处理。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种环保污水处理设备，包括依次用管线连接的初级过滤装置、絮凝罐、旋转分离装置和生物膜处理装置；

所述絮凝罐内从上至下依次设有喷淋单元、油脂吸附单元、多孔配水板和搅拌单元；所述絮凝罐的进水口位于顶部，出水口位于底部；所述絮凝罐上设有排油口和进药口，所述排油口位于喷淋单元与油脂吸附单元之间，所述进药口位于多孔配水板与搅拌单元之间；所述絮凝罐与旋转分离装置的连接管线上设有气水溶合装置。

进一步的，所述旋转分离装置内设有中空锥体和污泥斗；所述中空锥体顶部与旋转分离装置顶部平齐，且中空锥体顶部敞开构成旋转分离装置的出水口；所述中空锥体内设有旋转上升的螺旋导片；所述中空锥体下端一体成型有所述污泥斗且两者连通；所述旋转分离装置的进水口位于侧壁上靠下的位置，且该进水口与中空锥体连通并与中空锥体内壁相切。

进一步的，所述初级过滤装置内沿进水方向上依次设有金属网格过滤层和砂石填料过滤层；金属网格过滤层和砂石填料过滤层之间留有间距；所述初级过滤装置与进水方向相反的一侧连通有反冲洗装置。

进一步的，所述喷淋单元包括若干个喷淋头，喷淋头采用雾化喷头；所述油脂吸附单元与多孔配水板边缘均固定在絮凝罐的内壁上；油脂吸附单元为多层波纹状有机聚合物纤维吸油材料板，其波纹横向设置。

进一步的，所述油脂吸附单元与水平面存在0°-10°的夹角；所述油脂吸附单元为多层波纹状有机聚丙烯板或聚氨酯泡沫板。

进一步的，所述搅拌单元部分横向设置在絮凝罐内；搅拌单元包括搅拌轴、搅拌桨和电机，所述搅拌轴上设有搅拌桨；搅拌轴两端均与絮凝罐侧壁转动密封连接，且其一端伸出絮凝罐连接电机；所述电机固定在絮凝罐上。

进一步的，所述气水溶合装置为气液多相流泵。

进一步的，所述气水溶合装置包括依次用管线连通的加压泵、溶气罐和减压释放设备；所述加压泵与絮凝罐的出水口连通，减压释放设备与旋转分离装置的进水口连通；所述溶气罐与空压机的出气口连通。

进一步的，所述生物膜处理装置内设有若干用于形成生物膜的石墨烯填料层；所述生物膜包括由内及外的石墨烯层、厌氧层和好氧层。

本发明的另一目的在于提出一种利用如上所述的环保污水处理设备处理污水的方法，以应用上述环保污水处理设备处理乡镇生活污水。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种利用如上所述的环保污水处理设备处理污水的方法，包括以下步骤：

S1.污水进入初级过滤装置，经过金属网格过滤层和砂石填料过滤层的过滤，将固体杂质除去，然后进入絮凝罐；

S2.进入絮凝罐的污水经过喷淋单元的雾化将污水喷射出，进入油脂吸附单元，然后经过多孔配水板后进入絮凝罐的下部，与絮凝剂搅拌接触；

S3.经过絮凝后的污水经气水溶合装置切向进入旋转分离装置，并在旋转分离装置中旋转上升，离心分离，污泥部分被沉淀至污泥斗，污水从旋转分离装置出水口排出；

S4.从旋转分离装置排出的污水进入生物膜处理装置，经过生物膜填料的作用，完成净化处理。

相对于现有技术，本发明所述的一种环保污水处理设备具有以下优势：

(1)初级过滤装置包括金属网格过滤层、砂石填料过滤层以及反冲洗装置，可以过滤到所有肉眼可见的固体，并且通过反冲洗装置进行冲洗，反复使用；

(2)絮凝罐内采用雾化喷淋的方式将污水雾化成小液滴，如果污水中还有一定的油或者乳化水，雾化喷淋可以起到破乳的作用，并且雾化后的污水进入油脂吸附单元，再经过多孔配水板，再次起到破乳的作用，进行油水分离，油的密度较小，可以在油脂吸附单元上富集，当富集到一定程度时，可以通过排油孔排出；

(3)絮凝罐中油水分离作用的设置，也可以避免将油性物质带入下一环节，影响处理效果；

(4)絮凝罐中的搅拌单元横向设置，同时在搅拌的过程中也可以将密度小的油滴向油脂吸附单元方向推进；

(5)经气水溶合装置的污水进入旋转分离装置，切向进入的方式和旋转分离装置内的锥体设计都促使得其旋转速度逐渐上升，起到离心作用，将絮凝后的污水进行固液分离，水气从顶端出口进入下一环节，固相污泥落入污泥斗聚集排出，该分离方式可以实现连续分离；

(6)经过旋转分离的污水进入生物膜处理装置，由于污水经气水溶合装置后被小气泡包裹，可以不用在生物膜处理装置中增设曝气装置，节省装备和费用；采用石墨烯负载生物膜，不仅负载量大，而且可以回收利用。

所述一种利用如上所述的环保污水处理设备处理污水的方法与上述一种环保污水处理设备相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

附图说明

图1为本发明实施例1所述一种环保污水处理设备的简单结构示意图；

图2为本发明实施例2所述一种环保污水处理设备的气水溶合装置的简单结构示意图。

附图标记：

1、初级过滤装置；2、絮凝罐；3、旋转分离装置；4、生物膜处理装置；5、喷淋单元；6、油脂吸附单元；7、多孔配水板；8、气水溶合装置；9、搅拌单元；10、污泥斗；11、空压机；12、石墨烯填料层；13、金属网格过滤层；14、砂石填料过滤层；15、反冲洗装置；16、喷淋头；17、排油口；18-进药口；19-中空锥体；20-螺旋导片；21-搅拌轴；22-搅拌桨；23-电机；24-加压泵；25-溶气罐；26-减压释放设备。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明创造中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明创造的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明创造的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明创造的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明创造中的具体含义。

除有定义外，以下实施例中所用的技术术语具有与本发明所属领域技术人员普遍理解的相同含义。以下实施例中所用的试验试剂，如无特殊说明，均为常规生化试剂；所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。

下面结合实施例及附图来详细说明本发明。

实施例1

如图1所示，一种环保污水处理设备，包括依次用管线连接的初级过滤装置1、絮凝罐2、旋转分离装置3和生物膜处理装置4；

所述絮凝罐2内从上至下依次设有喷淋单元5、油脂吸附单元6、多孔配水板7和搅拌单元9；所述絮凝罐2的进水口位于顶部，出水口位于底部；所述絮凝罐2上设有排油口17和进药口18，所述排油口17位于喷淋单元5与油脂吸附单元6之间，所述进药口18位于多孔配水板7与搅拌单元9之间；所述絮凝罐2与旋转分离装置3的连接管线上设有气水溶合装置8。

所述旋转分离装置3内设有中空锥体19和污泥斗10；所述中空锥体19顶部与旋转分离装置3顶部平齐，且中空锥体19顶部敞开构成旋转分离装置3的出水口；所述中空锥体19内设有旋转上升的螺旋导片20；所述中空锥体19下端一体成型有所述污泥斗10且两者连通；所述旋转分离装置3的进水口位于侧壁上靠下的位置，且该进水口与中空锥体19连通并与中空锥体19内壁相切。

所述初级过滤装置1内沿进水方向上依次设有金属网格过滤层13和砂石填料过滤层14；金属网格过滤层13和砂石填料过滤层14之间留有间距；所述初级过滤装置1与进水方向相反的一侧连通有反冲洗装置15。

所述喷淋单元5包括若干个喷淋头16，喷淋头16采用雾化喷头；所述油脂吸附单元6与多孔配水板7的边缘均固定在絮凝罐2的内壁上；油脂吸附单元6为多层波纹状有机聚合物纤维吸油材料板，其波纹横向设置。

所述油脂吸附单元6与水平面存在5°的夹角；所述油脂吸附单元6为多层波纹状有机聚丙烯板。

所述搅拌单元9部分横向设置在絮凝罐2内；搅拌单元9包括搅拌轴21、搅拌桨22和电机23，所述搅拌轴21上设有搅拌桨22；搅拌轴21两端均与絮凝罐2侧壁转动密封连接，且其一端伸出絮凝罐2连接电机23；所述电机23固定在絮凝罐2上。

所述气水溶合装置8为气液多相流泵。

所述生物膜处理装置4内设有若干用于形成生物膜的石墨烯填料层12；所述生物膜包括由内及外的石墨烯层、厌氧层和好氧层。

利用上述环保污水处理设备处理污水的方法，其中污水为乡镇生活污水，包括以下步骤：

S1.污水进入初级过滤装置1，经过金属网格过滤层13和砂石填料过滤层的过滤，将固体杂质除去，然后进入絮凝罐2；

S2.进入絮凝罐2的污水经过喷淋单元5的雾化将污水喷射出，进入油脂吸附单元6，然后经过多孔配水板7后进入絮凝罐2的下部，与絮凝剂搅拌接触；

S3.经过絮凝后的污水经气水溶合装置8(气水溶合装置采用的是气液多相流泵)作用后携带大量微气泡切向进入旋转分离装置3，并在旋转分离装置3中经螺旋导流片20的引流旋转上升而产生离心力场，污泥部分因密度较大受到的离心力较大而被沉淀至污泥斗10，污水和微气泡等轻组分因所受离心力较小而螺旋上升进而从旋转分离装置3出水口排出；

S4.从旋转分离装置3排出的污水进入生物膜处理装置4，经过生物膜填料的作用，完成净化处理。

实施例2

本实施例一种环保处理设备与实施例1几乎相同，不同之处在于：所述气水溶合装置8包括依次用管线连通的加压泵24、溶气罐25和减压释放设备26；所述加压泵24与絮凝罐2的出水口连通，减压释放设备26与旋转分离装置3的进水口连通；所述溶气罐25与空压机11的出气口连通；减压释放设备26为减压阀。

利用上述环保设备处理污水的方法(其中污水为乡镇生活污水)几乎相同，不同之处在于从絮凝罐2出来的污水进入加压泵24提升后进入溶气罐25，污水与由空压机11进入溶气罐25的空气充分接触，加速空气在污水中的溶解形成溶气水，之后将压力溶气水经减压释放设备26减压后进入旋转分离装置进行固液分离。

由下表可知，采用本发明所述的环保设备及处理方法对乡镇生活污水进行处理，出水水质指标COD_Cr、BOD₅和NH₃-N等完全达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中的一级A标准。

	COD<sub>Cr</sub>(mg/L)	BOD<sub>5</sub>(mg/L)	NH<sub>3</sub>-N(mg/L)	pH
					进水	356	157	42	8.0
实施例1	43	8	4	7.6
					实施例2	45	9	4	7.8

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种环保污水处理设备，其特征在于：包括依次用管线连接的初级过滤装置(1)、絮凝罐(2)、旋转分离装置(3)和生物膜处理装置(4)；

所述絮凝罐(2)内从上至下依次设有喷淋单元(5)、油脂吸附单元(6)、多孔配水板(7)和搅拌单元(9)；所述絮凝罐(2)的进水口位于顶部，出水口位于底部；所述絮凝罐(2)上设有排油口(17)和进药口(18)，所述排油口(17)位于喷淋单元(5)与油脂吸附单元(6)之间，所述进药口(18)位于多孔配水板(7)与搅拌单元(9)之间；所述絮凝罐(2)与旋转分离装置(3)的连接管线上设有气水溶合装置(8)，

所述旋转分离装置(3)内设有中空锥体(19)和污泥斗(10)；所述中空锥体(19)顶部与旋转分离装置(3)顶部平齐，且中空锥体(19)顶部敞开构成旋转分离装置(3)的出水口；所述中空锥体(19)内设有旋转上升的螺旋导片(20)；所述中空锥体(19)下端一体成型有所述污泥斗(10)且两者连通；所述旋转分离装置(3)的进水口位于侧壁上靠下的位置，且该进水口与中空锥体(19)连通并与中空锥体(19)内壁相切，

所述喷淋单元(5)包括若干个喷淋头(16)，喷淋头(16)采用雾化喷头；所述油脂吸附单元(6)与多孔配水板(7)的边缘均固定在絮凝罐(2)的内壁上，

所述搅拌单元(9)部分横向设置在絮凝罐(2)内；搅拌单元(9)包括搅拌轴(21)、搅拌桨(22)和电机(23)，所述搅拌轴(21)上设有搅拌桨(22)；搅拌轴(21)两端均与絮凝罐(2)侧壁转动密封连接，且其一端伸出絮凝罐(2)连接电机(23)；所述电机(23)固定在絮凝罐(2)上。

2.根据权利要求1所述的环保污水处理设备，其特征在于：所述初级过滤装置(1)内沿进水方向上依次设有金属网格过滤层(13)和砂石填料过滤层(14)；金属网格过滤层(13)和砂石填料过滤层(14)之间留有间距；所述初级过滤装置(1)与进水方向相反的一侧连通有反冲洗装置(15)。

3.根据权利要求2所述的环保污水处理设备，其特征在于：油脂吸附单元(6)为多层波纹状有机聚合物纤维吸油材料板，其波纹横向设置。

4.根据权利要求3所述的环保污水处理设备，其特征在于：所述油脂吸附单元(6)与水平面存在0°-10°的夹角；所述油脂吸附单元(6)为多层波纹状有机聚丙烯板或聚氨酯泡沫板。

5.根据权利要求2所述的环保污水处理设备，其特征在于：所述气水溶合装置(8)为气液多相流泵。

6.根据权利要求2所述的环保污水处理设备，其特征在于：所述气水溶合装置(8)包括依次用管线连通的加压泵(24)、溶气罐(25)和减压释放设备(26)；所述加压泵(24)与絮凝罐(2)的出水口连通，减压释放设备(26)与旋转分离装置(3)的进水口连通；所述溶气罐(25)与空压机(11)的出气口连通。

7.根据权利要求2所述的环保污水处理设备，其特征在于：所述生物膜处理装置(4)内设有若干用于形成生物膜的石墨烯填料层(12)；所述生物膜包括由内及外的石墨烯层、厌氧层和好氧层。

8.一种利用如权利要求2至7任意一项所述的环保污水处理设备处理污水的方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1.污水进入初级过滤装置(1)，经过金属网格过滤层(13)和砂石填料过滤层的过滤，将固体杂质除去，然后进入絮凝罐(2)；

S2.进入絮凝罐(2)的污水经过喷淋单元(5)的雾化将污水喷射出，进入油脂吸附单元(6)，然后经过多孔配水板(7)后进入絮凝罐(2)的下部，与絮凝剂搅拌接触；

S3.经过絮凝后的污水经气水溶合装置(8)后切向进入旋转分离装置(3)，并在旋转分离装置(3)中旋转上升，离心分离，污泥部分被沉淀至污泥斗(10)，污水从旋转分离装置(3)出水口排出；

S4.从旋转分离装置(3)排出的污水进入生物膜处理装置(4)，经过生物膜填料的作用，完成净化处理。

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