公布日：2024.02.13
申請(qǐng)日：2023.12.01
分類號(hào)：C02F9/00(2023.01)I;C02F1/56(2023.01)N;C02F1/00(2023.01)N;C02F1/28(2023.01)N;C02F3/00(2023.01)N;C02F103/06(2006.01)N
摘要
本發(fā)明涉及水處理技術(shù)領(lǐng)域，針對(duì)垃圾滲濾液膜濃縮液懸浮物及膠體物質(zhì)含量高、可生化性極差等特點(diǎn)，本發(fā)明采用獨(dú)特的水力學(xué)特性設(shè)計(jì)反應(yīng)器結(jié)構(gòu)，通過絮凝劑、助凝劑與污水的有效混合，并將絮凝反應(yīng)沉淀物同上清液有效分離，在反應(yīng)器中設(shè)置復(fù)合填料層，使絮凝反應(yīng)后的上清液通過復(fù)合填料層發(fā)生過濾、吸附及生化反應(yīng)，獲得更好的出水水質(zhì)。相比傳統(tǒng)的垃圾滲濾液膜濃縮液的絮凝沉淀處理，本發(fā)明占地面積小，工藝簡(jiǎn)單、低成本、好維護(hù)，對(duì)垃圾滲濾液膜濃縮液不溶性SS去除率提高10%以上，可溶性SS去除率提高30%以上，有著極好的應(yīng)用前景與社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益。
權(quán)利要求書
1.一種絮凝-過濾吸附-生化一體化污水處理設(shè)備，其特征在于，包括反應(yīng)器(1)，所述反應(yīng)器(1)內(nèi)設(shè)有混合反應(yīng)區(qū)(2)、填料區(qū)(4)以及沉淀區(qū)(3)，所述混合反應(yīng)區(qū)(2)用于供絮凝劑、助凝劑以及污水混合反應(yīng)，所述填料區(qū)(4)用于對(duì)污水進(jìn)行過濾吸附以及生化反應(yīng)，所述沉淀區(qū)(3)用于沉淀絮凝污泥，所述填料區(qū)(4)設(shè)于反應(yīng)器(1)的頂部，所述沉淀區(qū)(3)設(shè)于填料區(qū)(4)的下方；所述反應(yīng)器(1)的底部連通有進(jìn)水管(11)，所述進(jìn)水管(11)的一端置于反應(yīng)器(1)內(nèi)，所述進(jìn)水管(11)置于反應(yīng)器(1)內(nèi)的一端連通有導(dǎo)水管(14)，所述導(dǎo)水管(14)的一端置于混合反應(yīng)區(qū)(2)內(nèi)，所述反應(yīng)器(1)設(shè)有與沉淀區(qū)(3)連通用于排放混凝污泥的排泥管(15)，所述反應(yīng)器(1)連通有溢流管(16)，通過所述填料區(qū)(4)處理完后的污水從溢流管(16)中排出反應(yīng)器(1)外。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種絮凝-過濾吸附-生化一體化污水處理設(shè)備，其特征在于：所述反應(yīng)器(1)的頂部設(shè)有用于供絮凝劑、助凝劑以及污水混合反應(yīng)的反應(yīng)圓筒(5)，所述混合反應(yīng)區(qū)(2)為反應(yīng)圓筒(5)內(nèi)的空間。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種絮凝-過濾吸附-生化一體化污水處理設(shè)備，其特征在于：所述反應(yīng)圓筒(5)的材質(zhì)為聚丙烯PP材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種絮凝-過濾吸附-生化一體化污水處理設(shè)備，其特征在于：所述反應(yīng)圓筒(5)的內(nèi)側(cè)壁設(shè)為特異性波紋狀結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種絮凝-過濾吸附-生化一體化污水處理設(shè)備，其特征在于：所述導(dǎo)水管(14)設(shè)為由下至上管徑逐漸擴(kuò)大的文丘里管。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種絮凝-過濾吸附-生化一體化污水處理設(shè)備，其特征在于：所述填料區(qū)(4)包括由下至上依次設(shè)置的過濾層(41)以及組合填料層(42)，所述過濾層(41)用于過濾經(jīng)沉淀區(qū)(3)處理后的污水的上清液的懸浮物，所述組合填料層(42)用于對(duì)過濾層(41)處理后的污水進(jìn)行吸附以及生化反應(yīng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種絮凝-過濾吸附-生化一體化污水處理設(shè)備，其特征在于：所述組合填料層(42)的填料為復(fù)合填料，且所述組合填料層(42)的填料可進(jìn)行動(dòng)態(tài)模塊化拼接與置換。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種絮凝-過濾吸附-生化一體化污水處理設(shè)備，其特征在于：所述過濾層(41)厚度設(shè)為75-85mm，所述過濾層(41)選取石英砂作為濾料，且所述石英砂規(guī)格為20-40目，所述組合填料層(42)選取聚丙烯繞制的組合物作為填料，所述組合填料層(42)的厚度設(shè)為470-490mm，所述組合填料層(42)填充率為35-45%。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種絮凝-過濾吸附-生化一體化污水處理設(shè)備，其特征在于：所述反應(yīng)器(1)的中部以及底部均設(shè)為沉淀區(qū)(3)，且所述反應(yīng)器(1)的下部設(shè)為漏斗狀。
10.一種污水處理方法，基于權(quán)利要求1-9任一所述的一種絮凝-過濾吸附-生化一體化污水處理設(shè)備，其特征在于：包括以下步驟：步驟1，往進(jìn)水管(11)中加入復(fù)合鐵系絮凝劑（LMS）以及助凝劑，再將污水通入進(jìn)水管(11)中，使得污水、復(fù)合鐵系絮凝劑（LMS）以及助凝劑通進(jìn)反應(yīng)器(1)的混合反應(yīng)區(qū)(2)中反應(yīng)10-15min，所述復(fù)合鐵系絮凝劑（LMS）由聚合硫酸鐵
m、聚合硅酸鋁鐵PSAF按照質(zhì)量分?jǐn)?shù)（60-70）:（30-40）混合以及按照質(zhì)量濃度100-110g/L溶解所制成，所述助凝劑由陽離子聚丙烯酰胺（1200w分子量）按照質(zhì)量濃度1-1.2g/L溶解所制成；步驟2，待混合反應(yīng)區(qū)(2)中的污水絮凝反應(yīng)完后，將混合反應(yīng)區(qū)(2)中的污水通向沉淀區(qū)(3)中沉淀30-60min；步驟3，沉淀完成后，將沉淀區(qū)(3)中的污水的上清液通向填料區(qū)(4)中，填料區(qū)(4)對(duì)上清液進(jìn)行過濾吸附劑及生化反應(yīng)，且上清液停留在填料區(qū)(4)的時(shí)間為20-40min，最后將填料區(qū)(4)處理完后的污水通向溢流管(16)，排出反應(yīng)器(1)外，而沉淀區(qū)(3)中經(jīng)絮凝反應(yīng)沉積下來的污泥則從排泥管(15)中排出。
發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的是開發(fā)針對(duì)垃圾滲濾液膜濃縮液的一種絮凝-過濾吸附-生化一體化污水處理設(shè)備及方法。
第一方面，本發(fā)明提供了一種絮凝-過濾吸附-生化一體化污水處理設(shè)備，采用如下技術(shù)方案：一種絮凝-過濾吸附-生化一體化污水處理設(shè)備，包括反應(yīng)器，所述反應(yīng)器內(nèi)設(shè)有混合反應(yīng)區(qū)、填料區(qū)以及沉淀區(qū)，所述混合反應(yīng)區(qū)用于供絮凝劑、助凝劑以及污水混合反應(yīng)，所述填料區(qū)用于對(duì)污水進(jìn)行過濾吸附劑及生化反應(yīng)，所述沉淀區(qū)用于沉淀混凝污泥，所述填料區(qū)設(shè)于反應(yīng)器的頂部，所述沉淀區(qū)設(shè)于填料區(qū)的下方；所述反應(yīng)器的底部連通有進(jìn)水管，所述進(jìn)水管的一端置于反應(yīng)器內(nèi)，所述進(jìn)水管置于反應(yīng)器內(nèi)的一端連通有導(dǎo)水管，所述導(dǎo)水管的一端置于混合反應(yīng)區(qū)內(nèi)，所述反應(yīng)器設(shè)有與沉淀區(qū)連通用于排放混凝污泥的排泥管，所述反應(yīng)器連通有溢流管，通過所述填料區(qū)處理完后的污水從溢流管中排出反應(yīng)器外。
采用上述技術(shù)方案，往進(jìn)水管中加入復(fù)合鐵系絮凝劑(LMS)以及入助凝劑，再將污水通入進(jìn)水管中，使得污水、復(fù)合鐵系絮凝劑(LMS)以及助凝劑通入混合反應(yīng)區(qū)內(nèi)進(jìn)行絮凝反應(yīng)，接著將絮凝反應(yīng)完成后的污水通向沉淀區(qū)中沉淀，待污水沉淀完成后，絮凝反應(yīng)產(chǎn)生的污泥經(jīng)排泥管道排出，而上清液則通向填料區(qū)，與填料區(qū)發(fā)生過濾、吸附及生化反應(yīng)，反應(yīng)后的上清液從溢流管中排出。通過復(fù)合鐵系絮凝劑(LMS)、助凝劑與污水的有效混合，并將絮凝反應(yīng)沉淀物同上清液有效分離，并在反應(yīng)器中設(shè)置填料區(qū)，使絮凝反應(yīng)后的上清液通過填料區(qū)發(fā)生過濾、吸附及生化反應(yīng)，獲得更好的出水水質(zhì)，上述的整個(gè)過程均在一個(gè)反應(yīng)器中完成，且操作簡(jiǎn)便，相比傳統(tǒng)的垃圾滲濾液膜濃縮液的絮凝沉淀處理，本發(fā)明占地面積小，工藝簡(jiǎn)單、低成本、好維護(hù)。
優(yōu)選的，所述反應(yīng)器的頂部設(shè)有用于供絮凝劑、助凝劑以及污水混合反應(yīng)的反應(yīng)圓筒，所述混合反應(yīng)區(qū)為反應(yīng)圓筒內(nèi)的空間。
采用上述技術(shù)方案，將反應(yīng)圓筒內(nèi)的空間設(shè)為混合反應(yīng)區(qū)，將混合反應(yīng)區(qū)約束為一個(gè)有限的空間，有助于污水、絮凝劑以及助凝劑混合反應(yīng)。
優(yōu)選的，所述反應(yīng)圓筒的材質(zhì)為聚丙烯PP材料。
采用上述技術(shù)方案，聚丙烯PP材料，可提供足夠的強(qiáng)度以應(yīng)對(duì)水力沖擊，并具有耐腐蝕性能以應(yīng)對(duì)各種污水對(duì)反應(yīng)圓筒的腐蝕。
優(yōu)選的，所述反應(yīng)圓筒的內(nèi)側(cè)壁設(shè)為特異性波紋狀結(jié)構(gòu)。
采用上述技術(shù)方案，通過將反應(yīng)圓筒的內(nèi)側(cè)壁設(shè)為特異性波紋狀結(jié)構(gòu)，有利于污水、絮凝劑以及助凝劑充分混合反應(yīng)，以達(dá)到良好的絮凝效果。
優(yōu)選的，所述導(dǎo)水管設(shè)為由下至上管徑逐漸擴(kuò)大的文丘里管。
采用上述技術(shù)方案，污水、絮凝劑以及助凝劑在導(dǎo)水管中的流速逐漸減慢，流動(dòng)形態(tài)由層流轉(zhuǎn)變?yōu)橥牧鳎殉醪交旌系奈鬯�、絮凝劑以及助凝劑在流態(tài)變化效應(yīng)下進(jìn)一步混合，有利于污水、絮凝劑以及助凝劑充分混合。
優(yōu)選的，所述填料區(qū)包括由下至上依次設(shè)置的過濾層以及組合填料層，所述過濾層用于過濾經(jīng)沉淀區(qū)處理后的污水的上清液的懸浮物，所述組合填料層用于對(duì)過濾層處理后的污水進(jìn)行吸附以及生化反應(yīng)。
采用上述技術(shù)方案，一些質(zhì)量較輕的不溶性懸浮物會(huì)隨上清液通向填料區(qū)，過濾層可有效截流此類懸浮物，起到過濾IIM和IOM的作用，而組合填料層可有效吸附絮凝反應(yīng)沒有處理的IIM和IOM以及初步去除污水中的SIM和SOM。
優(yōu)選的，所述組合填料層的填料為復(fù)合填料，且所述組合填料層的填料可進(jìn)行動(dòng)態(tài)模塊化拼接與置換。
采用上述技術(shù)方案，有利于反應(yīng)器應(yīng)對(duì)不同成分、不同處理要求的污水。
優(yōu)選的，所述過濾層厚度設(shè)為75-85mm，所述過濾層選取石英砂作為濾料，且所述石英砂規(guī)格為20-40目，所述組合填料層選取聚丙烯繞制的組合物作為填料，所述組合填料層的厚度設(shè)為470-490mm，所述組合填料層的填充率為35-45％。
采用上述技術(shù)方案，通過上述的設(shè)置，過濾層能有效截留懸浮物，組合填料層內(nèi)主要發(fā)生吸附及掛膜生化反應(yīng)，可進(jìn)一步降解水體中的可溶性無機(jī)離子SIM及可溶性有機(jī)物SOM。
優(yōu)選的，所述反應(yīng)器的中部以及底部均設(shè)為沉淀區(qū)，且所述反應(yīng)器的下部設(shè)為漏斗狀。
采用上述技術(shù)方案，將反應(yīng)器的中下部均設(shè)為沉淀區(qū)，使得污水中通過混凝反應(yīng)得到的污泥能與污水充分沉降分離，污水達(dá)到最佳沉降效果；同時(shí)，將反應(yīng)器的下部設(shè)為漏斗狀有助于污泥的快速沉積，有助于縮短沉淀時(shí)間。
第二方面，本發(fā)明提供了一種污水處理方法，采用如下技術(shù)方案：一種污水處理方法，包括以下步驟：步驟1，往進(jìn)水管中加入復(fù)合鐵系絮凝劑(LMS)以及助凝劑，再將污水通入進(jìn)水管中，使得污水、復(fù)合鐵系絮凝劑(LMS)以及助凝劑通進(jìn)反應(yīng)器的混合反應(yīng)區(qū)中反應(yīng)10-15min，所述復(fù)合鐵系絮凝劑(LMS)由聚合硫酸鐵
m、聚合硅酸鋁鐵PSAF按照質(zhì)量分?jǐn)?shù)(60-70):(30-40)混合以及按照質(zhì)量濃度100-110g/L溶解所制成，所述助凝劑由陽離子聚丙烯酰胺(1200w分子量)按照質(zhì)量濃度1-1.2g/L溶解所制成；步驟2，待混合反應(yīng)區(qū)中的污水絮凝反應(yīng)完后，將混合反應(yīng)區(qū)中的污水通向沉淀區(qū)中沉淀30-60min；步驟3，沉淀完成后，將沉淀區(qū)中的污水的上清液通向填料區(qū)中，填料區(qū)對(duì)上清液進(jìn)行過濾吸附劑及生化反應(yīng)，且上清液停留在填料區(qū)的時(shí)間為20-40min，最后將填料區(qū)處理完后的污水通向溢流管，排出反應(yīng)器外，而沉淀區(qū)中經(jīng)絮凝反應(yīng)沉積下來的污泥則從排泥管中排出。
采用上述技術(shù)方案，利用本發(fā)明設(shè)計(jì)的一種絮凝-過濾吸附-生化一體化污水處理設(shè)備處理垃圾滲濾液膜濃縮液，只需往反應(yīng)器中加入污水、垃圾滲濾液膜濃縮液以及助凝劑，就能經(jīng)過反應(yīng)器中的多個(gè)工序完成污水的處理，其中利用絮凝-過濾吸附-生化處理污水的整個(gè)過程均在一個(gè)反應(yīng)器中發(fā)生，使得處理垃圾滲濾液膜濃縮液的工藝變得簡(jiǎn)單；同時(shí)，利用復(fù)合鐵系絮凝劑(LMS)，與助凝劑對(duì)垃圾滲濾液膜濃縮液進(jìn)行絮凝沉淀反應(yīng)，通過復(fù)合鐵系絮凝劑(LMS)改變膠體粒子的靜電斥力，降低粒子的zeta電位，破壞濃縮液中膠體粒子的穩(wěn)定性，促進(jìn)粒子凝聚，有利于提高污水的可生化性。
綜上所述，本發(fā)明具有以下有益效果：1.本發(fā)明針對(duì)垃圾滲濾液膜濃縮液的特點(diǎn)，開發(fā)適合該膜濃縮液的處理設(shè)備以及利用該設(shè)備的處理方法，該設(shè)備將絮凝沉淀和過濾、吸附、生化處理多種工藝組合為一體，工藝設(shè)計(jì)緊湊，占地面積小，工藝簡(jiǎn)單，實(shí)用性高，低成本，好維護(hù)。
2.本發(fā)明中過濾層以及組合填料層的有效組合，有利于獲得更好的出水水質(zhì)。
（發(fā)明人：呂偉;王釗;高奇英;馬邕文;孫煦;夏欣語;周雨潔）
