公布日：2024.02.13
申請日：2023.12.01
分類號：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
本發明涉及水處理技術領域，針對垃圾滲濾液膜濃縮液懸浮物及膠體物質含量高、可生化性極差等特點，本發明采用獨特的水力學特性設計反應器結構，通過絮凝劑、助凝劑與污水的有效混合，并將絮凝反應沉淀物同上清液有效分離，在反應器中設置復合填料層，使絮凝反應后的上清液通過復合填料層發生過濾、吸附及生化反應，獲得更好的出水水質。相比傳統的垃圾滲濾液膜濃縮液的絮凝沉淀處理，本發明占地面積小，工藝簡單、低成本、好維護，對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，有著極好的應用前景與社會、經濟效益。
權利要求書
1.一種絮凝-過濾吸附-生化一體化污水處理設備，其特征在于，包括反應器(1)，所述反應器(1)內設有混合反應區(2)、填料區(4)以及沉淀區(3)，所述混合反應區(2)用于供絮凝劑、助凝劑以及污水混合反應，所述填料區(4)用于對污水進行過濾吸附以及生化反應，所述沉淀區(3)用于沉淀絮凝污泥，所述填料區(4)設于反應器(1)的頂部，所述沉淀區(3)設于填料區(4)的下方；所述反應器(1)的底部連通有進水管(11)，所述進水管(11)的一端置于反應器(1)內，所述進水管(11)置于反應器(1)內的一端連通有導水管(14)，所述導水管(14)的一端置于混合反應區(2)內，所述反應器(1)設有與沉淀區(3)連通用于排放混凝污泥的排泥管(15)，所述反應器(1)連通有溢流管(16)，通過所述填料區(4)處理完后的污水從溢流管(16)中排出反應器(1)外。
2.根據權利要求1所述的一種絮凝-過濾吸附-生化一體化污水處理設備，其特征在于：所述反應器(1)的頂部設有用于供絮凝劑、助凝劑以及污水混合反應的反應圓筒(5)，所述混合反應區(2)為反應圓筒(5)內的空間。
3.根據權利要求2所述的一種絮凝-過濾吸附-生化一體化污水處理設備，其特征在于：所述反應圓筒(5)的材質為聚丙烯PP材料。
4.根據權利要求2所述的一種絮凝-過濾吸附-生化一體化污水處理設備，其特征在于：所述反應圓筒(5)的內側壁設為特異性波紋狀結構。
5.根據權利要求2所述的一種絮凝-過濾吸附-生化一體化污水處理設備，其特征在于：所述導水管(14)設為由下至上管徑逐漸擴大的文丘里管。
6.根據權利要求1所述的一種絮凝-過濾吸附-生化一體化污水處理設備，其特征在于：所述填料區(4)包括由下至上依次設置的過濾層(41)以及組合填料層(42)，所述過濾層(41)用于過濾經沉淀區(3)處理后的污水的上清液的懸浮物，所述組合填料層(42)用于對過濾層(41)處理后的污水進行吸附以及生化反應。
7.根據權利要求6所述的一種絮凝-過濾吸附-生化一體化污水處理設備，其特征在于：所述組合填料層(42)的填料為復合填料，且所述組合填料層(42)的填料可進行動態模塊化拼接與置換。
8.根據權利要求6所述的一種絮凝-過濾吸附-生化一體化污水處理設備，其特征在于：所述過濾層(41)厚度設為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)的厚度設為470-490mm，所述組合填料層(42)填充率為35-45%。
9.根據權利要求1所述的一種絮凝-過濾吸附-生化一體化污水處理設備，其特征在于：所述反應器(1)的中部以及底部均設為沉淀區(3)，且所述反應器(1)的下部設為漏斗狀。
10.一種污水處理方法，基于權利要求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備，其特征在于：包括以下步驟：步驟1，往進水管(11)中加入復合鐵系絮凝劑（LMS）以及助凝劑，再將污水通入進水管(11)中，使得污水、復合鐵系絮凝劑（LMS）以及助凝劑通進反應器(1)的混合反應區(2)中反應10-15min，所述復合鐵系絮凝劑（LMS）由聚合硫酸鐵
m、聚合硅酸鋁鐵PSAF按照質量分數（60-70）:（30-40）混合以及按照質量濃度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）按照質量濃度1-1.2g/L溶解所制成；步驟2，待混合反應區(2)中的污水絮凝反應完后，將混合反應區(2)中的污水通向沉淀區(3)中沉淀30-60min；步驟3，沉淀完成后，將沉淀區(3)中的污水的上清液通向填料區(4)中，填料區(4)對上清液進行過濾吸附劑及生化反應，且上清液停留在填料區(4)的時間為20-40min，最后將填料區(4)處理完后的污水通向溢流管(16)，排出反應器(1)外，而沉淀區(3)中經絮凝反應沉積下來的污泥則從排泥管(15)中排出。
發明內容
為了克服現有技術存在的不足，本發明的目的是開發針對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備及方法。
第一方面，本發明提供了一種絮凝-過濾吸附-生化一體化污水處理設備，采用如下技術方案：一種絮凝-過濾吸附-生化一體化污水處理設備，包括反應器，所述反應器內設有混合反應區、填料區以及沉淀區，所述混合反應區用于供絮凝劑、助凝劑以及污水混合反應，所述填料區用于對污水進行過濾吸附劑及生化反應，所述沉淀區用于沉淀混凝污泥，所述填料區設于反應器的頂部，所述沉淀區設于填料區的下方；所述反應器的底部連通有進水管，所述進水管的一端置于反應器內，所述進水管置于反應器內的一端連通有導水管，所述導水管的一端置于混合反應區內，所述反應器設有與沉淀區連通用于排放混凝污泥的排泥管，所述反應器連通有溢流管，通過所述填料區處理完后的污水從溢流管中排出反應器外。
采用上述技術方案，往進水管中加入復合鐵系絮凝劑(LMS)以及入助凝劑，再將污水通入進水管中，使得污水、復合鐵系絮凝劑(LMS)以及助凝劑通入混合反應區內進行絮凝反應，接著將絮凝反應完成后的污水通向沉淀區中沉淀，待污水沉淀完成后，絮凝反應產生的污泥經排泥管道排出，而上清液則通向填料區，與填料區發生過濾、吸附及生化反應，反應后的上清液從溢流管中排出。通過復合鐵系絮凝劑(LMS)、助凝劑與污水的有效混合，并將絮凝反應沉淀物同上清液有效分離，并在反應器中設置填料區，使絮凝反應后的上清液通過填料區發生過濾、吸附及生化反應，獲得更好的出水水質，上述的整個過程均在一個反應器中完成，且操作簡便，相比傳統的垃圾滲濾液膜濃縮液的絮凝沉淀處理，本發明占地面積小，工藝簡單、低成本、好維護。
優選的，所述反應器的頂部設有用于供絮凝劑、助凝劑以及污水混合反應的反應圓筒，所述混合反應區為反應圓筒內的空間。
采用上述技術方案，將反應圓筒內的空間設為混合反應區，將混合反應區約束為一個有限的空間，有助于污水、絮凝劑以及助凝劑混合反應。
優選的，所述反應圓筒的材質為聚丙烯PP材料。
采用上述技術方案，聚丙烯PP材料，可提供足夠的強度以應對水力沖擊，并具有耐腐蝕性能以應對各種污水對反應圓筒的腐蝕。
優選的，所述反應圓筒的內側壁設為特異性波紋狀結構。
采用上述技術方案，通過將反應圓筒的內側壁設為特異性波紋狀結構，有利于污水、絮凝劑以及助凝劑充分混合反應，以達到良好的絮凝效果。
優選的，所述導水管設為由下至上管徑逐漸擴大的文丘里管。
采用上述技術方案，污水、絮凝劑以及助凝劑在導水管中的流速逐漸減慢，流動形態由層流轉變為湍流，已初步混合的污水、絮凝劑以及助凝劑在流態變化效應下進一步混合，有利于污水、絮凝劑以及助凝劑充分混合。
優選的，所述填料區包括由下至上依次設置的過濾層以及組合填料層，所述過濾層用于過濾經沉淀區處理后的污水的上清液的懸浮物，所述組合填料層用于對過濾層處理后的污水進行吸附以及生化反應。
采用上述技術方案，一些質量較輕的不溶性懸浮物會隨上清液通向填料區，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沒有處理的IIM和IOM以及初步去除污水中的SIM和SOM。
優選的，所述組合填料層的填料為復合填料，且所述組合填料層的填料可進行動態模塊化拼接與置換。
采用上述技術方案，有利于反應器應對不同成分、不同處理要求的污水。
優選的，所述過濾層厚度設為75-85mm，所述過濾層選取石英砂作為濾料，且所述石英砂規格為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為470-490mm，所述組合填料層的填充率為35-45％。
采用上述技術方案，通過上述的設置，過濾層能有效截留懸浮物，組合填料層內主要發生吸附及掛膜生化反應，可進一步降解水體中的可溶性無機離子SIM及可溶性有機物SOM。
優選的，所述反應器的中部以及底部均設為沉淀區，且所述反應器的下部設為漏斗狀。
采用上述技術方案，將反應器的中下部均設為沉淀區，使得污水中通過混凝反應得到的污泥能與污水充分沉降分離，污水達到最佳沉降效果；同時，將反應器的下部設為漏斗狀有助于污泥的快速沉積，有助于縮短沉淀時間。
第二方面，本發明提供了一種污水處理方法，采用如下技術方案：一種污水處理方法，包括以下步驟：步驟1，往進水管中加入復合鐵系絮凝劑(LMS)以及助凝劑，再將污水通入進水管中，使得污水、復合鐵系絮凝劑(LMS)以及助凝劑通進反應器的混合反應區中反應10-15min，所述復合鐵系絮凝劑(LMS)由聚合硫酸鐵
m、聚合硅酸鋁鐵PSAF按照質量分數(60-70):(30-40)混合以及按照質量濃度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)按照質量濃度1-1.2g/L溶解所制成；步驟2，待混合反應區中的污水絮凝反應完后，將混合反應區中的污水通向沉淀區中沉淀30-60min；步驟3，沉淀完成后，將沉淀區中的污水的上清液通向填料區中，填料區對上清液進行過濾吸附劑及生化反應，且上清液停留在填料區的時間為20-40min，最后將填料區處理完后的污水通向溢流管，排出反應器外，而沉淀區中經絮凝反應沉積下來的污泥則從排泥管中排出。
采用上述技術方案，利用本發明設計的一種絮凝-過濾吸附-生化一體化污水處理設備處理垃圾滲濾液膜濃縮液，只需往反應器中加入污水、垃圾滲濾液膜濃縮液以及助凝劑，就能經過反應器中的多個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過程均在一個反應器中發生，使得處理垃圾滲濾液膜濃縮液的工藝變得簡單；同時，利用復合鐵系絮凝劑(LMS)，與助凝劑對垃圾滲濾液膜濃縮液進行絮凝沉淀反應，通過復合鐵系絮凝劑(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定性，促進粒子凝聚，有利于提高污水的可生化性。
綜上所述，本發明具有以下有益效果：1.本發明針對垃圾滲濾液膜濃縮液的特點，開發適合該膜濃縮液的處理設備以及利用該設備的處理方法，該設備將絮凝沉淀和過濾、吸附、生化處理多種工藝組合為一體，工藝設計緊湊，占地面積小，工藝簡單，實用性高，低成本，好維護。
2.本發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。
（發明人：呂偉;王釗;高奇英;馬邕文;孫煦;夏欣語;周雨潔）
