申請(qǐng)日2016.05.31
公開(公告)日2017.02.15
IPC分類號(hào)C02F9/14; C02F1/36
摘要
本實(shí)用新型公開了多頻聲能發(fā)生器和超微聲能一體化污水處理系統(tǒng),屬于污水處理領(lǐng)域。一種多頻聲能發(fā)生器,包括儲(chǔ)水箱體,儲(chǔ)水箱體連接有若干個(gè)超聲波換能器,超聲波換能器為若干種頻率的換能器交替設(shè)置,超微聲能一體化污水處理系統(tǒng),通過(guò)管道連接多頻聲能發(fā)生器的進(jìn)水管,多頻聲能發(fā)生器的出水管與反應(yīng)池相連接,反應(yīng)池依次設(shè)置有預(yù)脫硝生化池、厭氧生化池、不平衡好氧生化池和沉淀過(guò)濾池;所述的不平衡好氧生化池中上部設(shè)置有高負(fù)荷好氧填料,底部與外部的超微溶氣發(fā)生器進(jìn)口端連接,超微溶氣發(fā)生器出口端連接不平衡好氧生化池底部設(shè)置的釋放器集。它可以實(shí)現(xiàn)處理無(wú)污染、效率高、噪音小、費(fèi)用低的效果。
摘要附圖
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權(quán)利要求書
1.一種多頻聲能發(fā)生器,包括儲(chǔ)水箱體(501),儲(chǔ)水箱體(501)連接有出水管(502)和進(jìn)水管(503),其特征在于:儲(chǔ)水箱體(501)連接有若干個(gè)超聲波換能器(504),超聲波換能器(504)為若干種頻率的換能器交替設(shè)置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多頻聲能發(fā)生器,其特征在于:所述的超聲波換能器(504)為2種頻率的換能器I(5041)和換能器II(5042)設(shè)置成,超聲波換能器(504)為兩排,每一排由換能器I(5041)和換能器II(5042)交替設(shè)置,上下兩排所在列對(duì)應(yīng)設(shè)置為不同頻率的換能器I(5041)和換能器II(5042)。
3.超微聲能一體化污水處理系統(tǒng),其特征在于:包括格柵井(1),格柵井(1)內(nèi)設(shè)置有格柵(2),格柵井(1)連接調(diào)節(jié)池(3),調(diào)節(jié)池(3)底部設(shè)置有調(diào)節(jié)提升泵(4),調(diào)節(jié)提升泵(4)通過(guò)管道連接多頻聲能發(fā)生器(5)的進(jìn)水管(503),多頻聲能發(fā)生器(5)的出水管(502)與反應(yīng)池相連接,反應(yīng)池依次設(shè)置有預(yù)脫硝生化池(6)、厭氧生化池(7)、不平衡好氧生化池(8)和沉淀過(guò)濾池(10);多頻聲能發(fā)生器(5)的出水管(502)連接至預(yù)脫硝生化池(6)中,所述的不平衡好氧生化池(8)中上部設(shè)置有高負(fù)荷好氧填料(9),底部與外部的超微溶氣發(fā)生器(13)進(jìn)口端連接,超微溶氣發(fā)生器(13)出口端連接不平衡好氧生化池(8)底部設(shè)置的釋放器集(14);沉淀過(guò)濾池(10)與外部排水口相連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的超微聲能一體化污水處理系統(tǒng),其特征在于:沉淀過(guò)濾池(10)內(nèi)部設(shè)置有升流置換活性生物過(guò)濾填料(11)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的超微聲能一體化污水處理系統(tǒng),其特征在于:沉淀過(guò)濾池(10)底部設(shè)置有污泥沉淀區(qū)域,污泥沉淀區(qū)域通過(guò)自吸管(17)與調(diào)節(jié)提升泵(4)和多頻聲能發(fā)生器(5)之間的管道連接,自吸管(17)上設(shè)置有電動(dòng)閥門(16)。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的超微聲能一體化污水處理系統(tǒng),其特征在于:所述的沉淀過(guò)濾池(10)與外部排水口之間設(shè)置有紫外線消毒器(12)。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的超微聲能一體化污水處理系統(tǒng),其特征在于:所述的系統(tǒng)連接有智能控制柜(15),所述的智能控制柜(15)與系統(tǒng)內(nèi)的電動(dòng)閥門(16)和控制設(shè)備連接。
說(shuō)明書
多頻聲能發(fā)生器和超微聲能一體化污水處理系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
本實(shí)用新型涉及污水處理領(lǐng)域,更具體地說(shuō),涉及多頻聲能發(fā)生器和超微聲能一體化污水處理系統(tǒng)。
背景技術(shù)
隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展和人口的增加,加之缺乏環(huán)境保護(hù)意識(shí),大量含有各種有毒有害物質(zhì)的工業(yè)污水和生活污水未經(jīng)處理或稍加處理就排入水體,造成水體和整個(gè)環(huán)境的污染。
目前污水處理存在的一些問(wèn)題:
1、廣大農(nóng)村和城鎮(zhèn)化生活小區(qū)的小型污水處理站,其一是對(duì)污水中的微生物、浮游生物、蚊蟲孑孓等攔截的不徹底,特別是溫度高季節(jié)蚊蟲孑孓和寄生水中的其他蟲卵等,把生化反應(yīng)池當(dāng)成不斷大量繁殖的溫床,而且不容易殺滅,更容易在污水處理站和設(shè)備周圍造成蚊、蠅飛舞,對(duì)周圍環(huán)境造成了二次污染;其二是生化池的處理污水體積相對(duì)過(guò)大;
2、好氧池增氧傳統(tǒng)上大部分都是采用曝氣風(fēng)機(jī),曝氣頭與曝氣管聯(lián)接,進(jìn)行曝氣增氧,超微小、超密度氣泡是要努力實(shí)現(xiàn)的目標(biāo),風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的噪聲大,曝氣孔易堵塞,產(chǎn)生氣泡粒徑大、溶解氧(DO)效率不高,能耗大;
3、在好氧處理中,都是連續(xù)平衡的曝氣使好氧池內(nèi)保持平衡穩(wěn)定的溶解氧(DO)環(huán)境,滿足硝化對(duì)氧的需求,這樣易導(dǎo)致硝化菌長(zhǎng)期積累,抑制反硝化作用的發(fā)生,不能實(shí)現(xiàn)缺氧反硝化,因此,雖能達(dá)到一定的氨氮去除效果,但總氮去除效果較差,要想進(jìn)行反硝化反應(yīng),必須增加反硝化液回流泵,這樣就增加了設(shè)備的能耗和費(fèi)用;
4、污水處理大都是采用液氯和氯片投放消毒,其特點(diǎn)是液氯成本低、工藝成熟、效果穩(wěn)定可靠,缺點(diǎn)是會(huì)產(chǎn)生氯化消毒副產(chǎn)物,氣味較重,存放管理要求嚴(yán)格,對(duì)設(shè)備鋼材的腐蝕較嚴(yán)重,維護(hù)保養(yǎng)費(fèi)用高。
中國(guó)專利申請(qǐng),申請(qǐng)?zhí)?01310288341.9,公開日2013年11月20日,公開了一種超聲波協(xié)同氧化污水處理設(shè)備,由格柵槽、調(diào)節(jié)池、超聲波協(xié)同氧化系統(tǒng)、加速氧化反應(yīng)系統(tǒng)、靜置反應(yīng)沉淀系統(tǒng)、加藥設(shè)備和控制臺(tái)組成,相互之間通過(guò)進(jìn)出水管連接,在調(diào)節(jié)池中有調(diào)節(jié)提升泵,在超聲波協(xié)同氧化系統(tǒng)中有PH反應(yīng)器,前置、后置協(xié)同催化氧化發(fā)生器,在加速氧化反應(yīng)系統(tǒng)中的A池反應(yīng)區(qū)、B池反應(yīng)區(qū)和C池反應(yīng)區(qū)上有攪拌機(jī)和傳感器,在靜置反應(yīng)沉淀系統(tǒng)中的靜A反應(yīng)區(qū)、靜B反應(yīng)區(qū)和靜C反應(yīng)區(qū)上有接線盒、進(jìn)水電磁、電磁閥、排水泵和曝氣管,在出水管上有硫酸加藥口,靜置后的出水無(wú)菌無(wú)毒,無(wú)味無(wú)色,清澈透明,優(yōu)于國(guó)標(biāo),可排放或回用,適用于醫(yī)院污水,生活污水,工業(yè)廢水,江河湖泊污水凈化。但本方案處理能力效率低,設(shè)備由于污水原因容易發(fā)生堵塞,維修率高。
中國(guó)專利申請(qǐng),申請(qǐng)?zhí)朇N03113303.7,公開日2003年10月1日,公開了一種曝氣協(xié)同超聲波處理工業(yè)廢水的方法,它是將要處理的含有揮發(fā)性或疏水性物質(zhì)工業(yè)廢水輸送至發(fā)生器,向發(fā)生器中的工業(yè)廢水同時(shí)進(jìn)行曝氣和超聲波作用,其曝氣的氣水比為100~1000∶1,超聲波的頻率范圍為10KHz~1MHz,聲強(qiáng)范圍為0.2~10W/cm2,曝氣和超聲波協(xié)同作用時(shí)間為5~90分鐘。本方法利用曝氣和超聲波協(xié)同作用的優(yōu)勢(shì),使得一些揮發(fā)性或疏水性的物質(zhì)的去除率有了較大提高?朔似貧獯得摵统暣得搯为(dú)處理的缺陷,高效低耗,具有更大普適性并且易于工業(yè)化,但此主要使用曝氣方式進(jìn)行處理,反應(yīng)不充分,效率低,噪音大,
發(fā)明內(nèi)容
1.要解決的技術(shù)問(wèn)題
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的處理有二次污染、效率低、噪聲大、費(fèi)用高的問(wèn)題,本實(shí)用新型提供了多頻聲能發(fā)生器和超微聲能一體化污水處理系統(tǒng)。它可以實(shí)現(xiàn)處理無(wú)污染、效率高、噪音小、費(fèi)用低的效果。
2.技術(shù)方案
本實(shí)用新型的目的通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)。
一種多頻聲能發(fā)生器,包括儲(chǔ)水箱體,儲(chǔ)水箱體連接有出水管和進(jìn)水管,儲(chǔ)水箱體連接有若干個(gè)超聲波換能器,超聲波換能器為若干種頻率的換能器交替設(shè)置。
更進(jìn)一步的,所述的超聲波換能器為2種頻率的換能器I和換能器II設(shè)置成,超聲波換能器為兩排,每一排由換能器I和換能器II交替設(shè)置,上下兩排所在列對(duì)應(yīng)設(shè)置為不同頻率的換能器I和換能器II。
更進(jìn)一步的,超微聲能一體化污水處理系統(tǒng)包括格柵井,格柵井內(nèi)設(shè)置有格柵,格柵井連接調(diào)節(jié)池,調(diào)節(jié)池底部設(shè)置有調(diào)節(jié)提升泵,調(diào)節(jié)提升泵通過(guò)管道連接多頻聲能發(fā)生器的進(jìn)水管,多頻聲能發(fā)生器的出水管與反應(yīng)池相連接,反應(yīng)池依次設(shè)置有預(yù)脫硝生化池、厭氧生化池、不平衡好氧生化池和沉淀過(guò)濾池;多頻聲能發(fā)生器的出水管連接至預(yù)脫硝生化池中,所述的不平衡好氧生化池中上部設(shè)置有高負(fù)荷好氧填料,底部與外部的超微溶氣發(fā)生器進(jìn)口端連接,超微溶氣發(fā)生器出口端連接不平衡好氧生化池底部設(shè)置的釋放器集;沉淀過(guò)濾池與外部排水口相連接。
更進(jìn)一步的,沉淀過(guò)濾池內(nèi)部設(shè)置有升流置換活性生物過(guò)濾填料。升流置換活性生物過(guò)濾填料使得固體懸浮物隨著水流、過(guò)濾吸附在升流置換活性過(guò)濾填料上,當(dāng)?shù)讓拥奶盍媳砻嫖竭^(guò)多過(guò)重的污泥就會(huì)下沉,等表面的污泥老化脫落后重量減輕,填料又會(huì)上浮,又繼續(xù)進(jìn)行過(guò)濾吸附作用,通過(guò)升降去除吸附的污泥自我清理。
更進(jìn)一步的,沉淀過(guò)濾池底部設(shè)置有污泥沉淀區(qū)域,污泥沉淀區(qū)域通過(guò)自吸管與調(diào)節(jié)提升泵和多頻聲能發(fā)生器之間的管道連接,自吸管上設(shè)置有電動(dòng)閥門。
更進(jìn)一步的,所述的沉淀過(guò)濾池與外部排水口之間設(shè)置有紫外線消毒器。根據(jù)處理水量調(diào)整消毒時(shí)間后達(dá)標(biāo)排放,保證了排放水的環(huán)保,適用于各種領(lǐng)域,可以調(diào)節(jié)所需要何時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)。
更進(jìn)一步的,所述的系統(tǒng)連接有智能控制柜,所述的智能控制柜與系統(tǒng)內(nèi)的電動(dòng)閥門和控制設(shè)備連接。通過(guò)測(cè)定各個(gè)反應(yīng)池內(nèi)的水質(zhì)參數(shù)和含氧度,通過(guò)所設(shè)定的閾值,智能控制柜控制各個(gè)閥門以及溶氣裝置,釋放器的速度,超聲發(fā)生器的參數(shù),控制所需要的值,更好的發(fā)生反應(yīng),獲得更好的效果。
一種根據(jù)上述的超微聲能一體化污水處理系統(tǒng)的處理方法,其步驟如下:
步驟1:當(dāng)污水里漂浮物和大的顆粒沙石雜物進(jìn)入格柵井后,通過(guò)格柵對(duì)雜物進(jìn)行了,去除大的雜物;
步驟2:經(jīng)過(guò)步驟1后的污水自流進(jìn)入調(diào)節(jié)池進(jìn)行均質(zhì)調(diào)勻后,由調(diào)節(jié)提升泵提升;
步驟3:污水經(jīng)提升集中進(jìn)入多頻聲能發(fā)生器由進(jìn)水管充滿儲(chǔ)水箱體501在換能器的換能器I和換能器II交叉反復(fù)經(jīng)過(guò)不同的頻率超聲波后快速降解污水中有毒有害物質(zhì),形成比原有機(jī)物毒性小易降解的有機(jī)物,有機(jī)物轉(zhuǎn)變成CO2、H2O、無(wú)機(jī)離子;
步驟4:步驟3反應(yīng)后的污水提升進(jìn)入預(yù)硝化生化池,污水進(jìn)行預(yù)硝化反應(yīng)和釋放;
步驟5:步驟4反應(yīng)后的污水自流進(jìn)入?yún)捬跎,污水進(jìn)行反硝化反應(yīng);
步驟6:反硝化后的污水自流進(jìn)入不平衡好氧生化池,不平衡好氧反應(yīng)池中的污水處在不平衡的溶解氧環(huán)境,周期性好氧→厭氧→缺氧環(huán)境下,活性污泥絮體內(nèi)部形成適宜的溶解氧梯度分布,高負(fù)荷好氧填料上附著分解菌硝化與反硝化作用處理污水;
步驟7:步驟6處理過(guò)的污水自流進(jìn)入沉淀過(guò)濾池經(jīng)過(guò)升流置換活性過(guò)濾填料將污水中的固體懸浮物隨著水流、過(guò)濾吸附在升流置換活性過(guò)濾填料上,當(dāng)?shù)讓拥奶盍媳砻嫖竭^(guò)多過(guò)重的污泥就會(huì)下沉,等表面的污泥老化脫落后重量減輕,填料又會(huì)上浮,又繼續(xù)進(jìn)行過(guò)濾吸附作用,通過(guò)升降去除吸附的污泥自我清理;
步驟8:步驟7處理過(guò)的污水自流進(jìn)入紫外線消毒器,根據(jù)處理水量調(diào)整消毒時(shí)間后達(dá)標(biāo)排放;
步驟9:根據(jù)活性污泥法生物菌較易流失的情況,自動(dòng)定時(shí)開啟電動(dòng)閥門利用調(diào)節(jié)提升泵進(jìn)水的流速,自吸管回流部分污泥繼續(xù)擔(dān)當(dāng)載體的作用,找回部分流失出去的活性污泥菌落,補(bǔ)充失去的碳源。
更進(jìn)一步的,步驟3多頻聲能發(fā)生器聲強(qiáng)范圍為0.2~10W/cm2,作用時(shí)間大于100s。
更進(jìn)一步的,步驟6中不平衡好氧反應(yīng)池中的釋放器集,釋放口在底部間隔設(shè)置,對(duì)間隔區(qū)域進(jìn)行超微溶氣的發(fā)生,釋放區(qū)域溶解氧含量高,間隔區(qū)域溶解氧含量低,不平衡好氧反應(yīng)池中的溶解氧含量循環(huán)分布。
3.有益效果
相比于現(xiàn)有技術(shù),本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于:
1)本發(fā)明使用了含有不同頻率的超聲發(fā)生裝置,通過(guò)17KHz--40KHz不同頻率的超聲波之間的協(xié)同作用,提高多頻聲能反應(yīng)器超聲波的輻射面積;通過(guò)試驗(yàn)所得,在超聲波處理時(shí)間60s,功率200w時(shí),制藥廢水單獨(dú)經(jīng)超聲波處理,CODCr去除率僅為13%–16%;對(duì)好氧反應(yīng)池中零時(shí)刻的混合液澄清水,直接進(jìn)行好氧反應(yīng)池8處理,CODCr去除率僅30%左右;而經(jīng)超聲波預(yù)處理后再好氧反應(yīng)池處理CODCr總?cè)コ蔬_(dá)到96%以上,色度去除率達(dá)99%以上,去除率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于現(xiàn)有的設(shè)計(jì)方案,去除率好;
2)本發(fā)明通過(guò)對(duì)不平衡好氧生化池結(jié)構(gòu)和釋放器集進(jìn)行合理科學(xué)的分布設(shè)計(jì),與平衡溶解氧(DO)環(huán)境相比,不平衡的溶解氧(DO)環(huán)境不僅使細(xì)菌微生物能夠適應(yīng)好氧/缺氧的環(huán)境,而且能夠大大提高活性污泥中細(xì)菌的數(shù)量,從而增強(qiáng)細(xì)菌自身的氧化和代謝能力,降低剩余污泥量。生活污水可以實(shí)現(xiàn)基本無(wú)剩余污泥處理的費(fèi)用;
3)本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)存在的不足,使污水通過(guò)多頻聲能發(fā)生器中,即可殺滅污水中的蚊蟲孑孓和蟲卵等,這樣就不會(huì)有蚊蠅的二次污染。另外一個(gè)作用就是降解高濃度污水中COD和減少有毒有害物質(zhì)的效果非常好,在相同的處理污水條件下,可以提高生化池的處理能力30%-40%,相同處理效果的處理池體積減小了,成本降低;
4)采用超微溶氣發(fā)生器增氧,設(shè)備安裝維護(hù)簡(jiǎn)單,釋放器集氣孔不易堵塞,清理簡(jiǎn)單,不容易損壞,利用超微氣泡過(guò)程釋放的沖力,對(duì)不平衡好氧反應(yīng)池的污水污泥進(jìn)行旋轉(zhuǎn)攪動(dòng),并利用其產(chǎn)生的超微小氣泡,與污水污泥充分接觸更加混合均勻,外觀上污水變成乳白色,增氧和氧在液體中的傳遞效率高。例如直徑1mm的大氣泡分散成直徑10μm的氣泡,其表面積增大100000倍,由此可以看出氣泡越微小,就可以大大提高水體中的溶解氧(DO)。并且無(wú)噪聲能耗低;
5)本發(fā)明克服了上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足,通過(guò)對(duì)不平衡好氧生化池結(jié)構(gòu)和釋放器集進(jìn)行科學(xué)合理的分布設(shè)計(jì),使好氧反應(yīng)池在不平衡溶解氧(DO)環(huán)境里,周期性處在好氧→厭氧→缺氧的狀態(tài),可使活性污泥絮體內(nèi)部形成適宜的溶解氧(DO)梯度分布,在溶解氧(DO)濃度較高的時(shí)段或區(qū)域,硝化細(xì)菌將氨態(tài)氮氧化為硝酸鹽氮和亞硝酸鹽氮,而在溶解氧(DO)濃度較低的時(shí)段或區(qū)域,好氧反應(yīng)池內(nèi)處于缺氧狀態(tài),微生物利用有機(jī)物為氫供體使硝態(tài)氮反硝化,還原成N2或NxOy后排入大氣,從而達(dá)到脫氮目的,同時(shí)在缺氧階段NO3--N以及NO2--N能夠代替分子O2作電子受體,繼續(xù)氧化污水中的有機(jī)污染物,進(jìn)而能夠降低好氧階段的有機(jī)負(fù)荷,采用不平衡的溶解氧(DO)曝氣方式,當(dāng)溶解氧(DO)從3.5~5.0mg/L降低到0.5~1.2mg/L時(shí),系統(tǒng)的脫氮率可以達(dá)到94.9%,且無(wú)需外加碳源,這是由于反硝化程度取決于缺氧階段有機(jī)碳的供給程度,不平衡溶解氧(DO)環(huán)境有利于節(jié)省碳源消耗,使更多的碳源用于反硝化脫氮,從而提高了系統(tǒng)整體脫氮效率。此環(huán)境可以營(yíng)造良好的好氧硝化/缺氧反硝化交替過(guò)程,在顯著節(jié)能的同時(shí)還可提高系統(tǒng)去除有機(jī)物及脫氮的效果。因此不需要增加反硝化回流泵,節(jié)約了能耗和費(fèi)用;
6)采用紫外線消毒它具有較高的殺菌效率,運(yùn)行安全可靠,紫外線消毒僅需幾秒鐘即可達(dá)到同樣的滅活效果,且由于不投加化學(xué)藥劑,不會(huì)對(duì)水體和周圍環(huán)境造成二次污染;不產(chǎn)生有毒有害產(chǎn)物,不會(huì)產(chǎn)生對(duì)人體有害的副產(chǎn)物;對(duì)隱孢子蟲和賈第蟲有特效消毒效果,常規(guī)的氯消毒工藝對(duì)隱孢子蟲和賈第蟲的滅活效果很低,并且在較高的氯投加量下會(huì)產(chǎn)生大量的消毒副產(chǎn)物,而紫外線消毒在較低的紫外線劑量下對(duì)隱孢子蟲和賈第蟲就可以達(dá)到較高的滅活效果;能降低臭味和降低微量有機(jī)物;占地面積小,不需要對(duì)藥品單獨(dú)管理,不會(huì)腐蝕設(shè)備,運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)單、費(fèi)用低;消毒效果受水溫、PH值影響小;
7)本發(fā)明利用超聲波技術(shù)是一種高頻機(jī)械波,具有簡(jiǎn)便、高效、無(wú)污染或少污染的優(yōu)點(diǎn);波長(zhǎng)較短,能量集中,沿直線傳播;在處理微污染水、高濃度難降解的有機(jī)污水方面,與紫外線、熱、壓力、化學(xué)等處理方法相比,超聲波對(duì)污水污染物的處理更直接,對(duì)設(shè)備的要求更低;
8)本發(fā)明設(shè)計(jì)科學(xué),結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,自動(dòng)化程度高,操作簡(jiǎn)單,管理和維護(hù)方便,可實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化,無(wú)人值守,遠(yuǎn)程智能監(jiān)控。具有對(duì)污水污染物去除效率高、能耗低、占地面積小、結(jié)構(gòu)緊湊、集成一體化、安裝方便快速、去除了曝氣風(fēng)機(jī)、無(wú)噪聲、維護(hù)方便、具有普適性并且易于工業(yè)化生產(chǎn),由于本發(fā)明集成一體化能耗低與太陽(yáng)能發(fā)電結(jié)合,可以在廣大偏遠(yuǎn)農(nóng)村推廣使用。