一种节能环保的水循环废水处理装置

技术领域

本发明涉及一种废水处理装置，具体为一种节能环保的水循环废水处理装置，属于水循环废水处理技术领域。

背景技术

农场农村的废水，家庭使用的废水，城市污水，养鱼废水，以及多种工业废水，通常活性污泥法进行污水处理，使用好氧微生物和厌氧微生物进行处理。就传统的活性污泥法来说，废水在曝气池中的停留时间设计为6-8小时，然而，近来随着工业的发展和生活的变化，废水量趋于升高，因此当大量废水按照活性污泥法使用传统的废水处理池进行处理时，由于废水的停留时间变短，而产生了反常现象，比如污泥膨胀，使废水不能进行满意地处理。

但存在以下不足之处：1、处理时间过长；2、由于膜组件在处理池内，聚合载体处理的沉淀污泥容易附着到膜表面和中空纤维膜组件间的部分，因而为了防止膜孔的堵塞，废水的流量负荷不能设定为高值，因此装置的紧凑化受到了限制；3、由于沉淀污泥附着到膜表面的几何效应，曝气引起的空气振动，以及载体颗粒的碰撞，很容易使载体产生破裂和断裂。

为了解决以上问题，提出一种节能环保的水循环废水处理装置。

发明内容

本发明的目的就在于提供一种节能环保的水循环废水处理装置，本发明采用三级废水处理的方式，一级处理是通过第一沉淀池进行污水沉淀，通过在第一沉淀池内部安装第一格栅，有效的去除废水中的较大漂浮物或者固体污染物；二级处理是通过在硝化池和反硝化池中加入第一载体颗粒、第二载体颗粒以及第三载体颗粒，第一载体颗粒、第二载体颗粒以及第三载体颗粒中填充有微生物、硝化细菌或反硝化细菌，可以大幅度地去除废水中的有机污染物；三级处理是让废水通过生物膜反应池，进一步去除二级处理未能去除的污染物，其中包括微生物未能降解的有机物、磷、氮和可溶性无机物。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种节能环保的水循环废水处理装置，包括包括水流管路、回水管路、第一载体颗粒、缓冲板、第二载体颗粒、第三载体颗粒、第二格栅、生物膜反应池、生物膜、抽水泵、空气扩散器、鼓风机、旋转电机、旋转叶片、第一格栅、第一沉淀池、反硝化池、硝化池以及厌氧过滤器；

所述第一沉淀池用于储存含有有机物质或无机物质的废水，所述第一沉淀池内部安装有第一格栅，所述第一格栅将第一沉淀池分为废水区与过滤区，所述第一沉淀池的过滤区安装有水流管路，所述水流管路用于将经第一格栅初次过滤的废水抽至污水处理池；

污水处理池包括反硝化池与硝化池，所述反硝化池内部安装有搅拌装置，搅拌装置包括防水套、旋转电机与旋转叶片，所述旋转电机安装在防水套的内部，所述旋转电机的输出轴穿过防水套，且输出轴表面安装有旋转叶片，所述搅拌装置用于搅拌反硝化池内部的废水，所述反硝化池内部放置有第一载体颗粒，所述反硝化池中设置有缓冲板，所述反硝化池连接有硝化池，所述硝化池外侧安装有鼓风机，所述硝化池内部安装有空气扩散器，所述鼓风机与空气扩散器通过通风管道相连，所述硝化池内部放置有第二载体颗粒和第三载体颗粒，所述硝化池内部安装有第二格栅，所述硝化池内部安装有水流管路，所述水流管路用于将硝化池内部的废水抽至生物膜反应池；

所述生物膜反应池内部安装有生物膜，所述硝化池与生物膜反应池之间安装有水流管路，且水流管路表面安装有抽水泵，所述硝化池与生物膜反应池之间安装有回水管路，所述硝化池与反硝化池、第一沉淀池之间安装有回水管路；

水循环废水处理装置还包括厌氧过滤器，厌氧过滤器是带有填料介质的过滤罐，所述厌氧过滤器用于接收硝化池回流的废水。

其中，所述第一载体颗粒内部充满反硝化细菌，所述第二载体颗粒内部充满硝化细菌，硝化细菌分解和除去废水中含有的有机物和无机物，反硝化细菌利用亚硝酸盐为底物，通过反硝化作用转化为氮气排出水体，降低亚硝酸盐的浓度，反硝化细菌将水体中含氮化合物转化为氮气，降低水体中的氮浓度，防止水体的富营养化，所述第三载体颗粒内充满微生物。

其中，第一沉淀池设置在污水处理池的前面，从污水处理池流出的硝化后的处理水通过水流管路流到生物膜反应池，一部分处理水回流并循环到反硝化池或第一沉淀池，没有通过生物膜反应池的处理水回流并循环到硝化池。

其中，固定微生物、硝化细菌或反硝化细菌第一载体颗粒、第二载体颗粒以及第三载体颗粒是缩醛化聚乙烯醇水凝胶，所述缩醛化聚乙烯醇水疑胶具有由直径为0.1-50um的纤维状物体编织形成的网格状表层，所述缩醛化聚乙烯醇水疑胶在每1mm长度的水凝胶表面上具有10个凹槽，凹槽的直径为10-100pm、深度为10-100um。

其中，所述生物膜是微滤范围膜或超滤范围膜，且微滤范围膜或超滤范围膜是亲水性膜或由亲水性物质制成的膜。

其中，所述生物膜是由聚砜类聚丙烯腈类、聚烯烃类、纤维素类、聚酰胺类、聚脂类、PWA类、聚甲基丙烯酸酯类、聚酰亚胺类中的一种或多种制成，所述生物膜是一种具有中空纤维的结构，内径为1000μm。

其中，具体处理步骤为：

步骤一：将含有有机物质或无机物质的废水引到第一沉淀池，第一沉淀池内部安装有第一格栅，第一格栅对废水中含有的悬浮物质进行初步沉淀与过滤；

步骤二：将第一沉淀池内部经过第一格栅过滤的废水通过水流管路抽送至污水处理池，把固定反硝化细菌的第一载体颗粒加入到反硝化池中，在厌氧条件下进行处理废水；反硝化池中设置有缓冲板，缓冲板的前底部弯曲防止载体颗粒和污泥流出；

步骤三：反硝化池底部设置有搅拌装置，搅拌装置将固定反硝化细菌的第一载体颗粒流化；

步骤四：反硝化后的废水流入硝化池，硝化池外侧安装有鼓风机，鼓风机通过通风管道向硝化池内部的空气扩散器输送空气，固定硝化细菌的第二载体颗粒与固定微生物的第三载体颗粒流化，在好氧条件下，对有机物质或无机物质进行处理；且硝化池内部安装有第二格栅，防止载体颗粒和污泥流出；

步骤五：从硝化池流出的硝化后的水由抽水泵引入到生物膜反应池，没有通过生物膜的未渗透水从回水管路回流并循环到反硝化池或硝化池或第一沉淀池；

步骤六：通过生物膜反应池流出来的清水作为处理完成的水进行使用。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明采用三级废水处理的方式，一级处理是通过第一沉淀池进行污水沉淀，通过在第一沉淀池内部安装第一格栅，有效的去除废水中的较大漂浮物或者固体污染物；二级处理是通过在硝化池和反硝化池中加入第一载体颗粒、第二载体颗粒以及第三载体颗粒，第一载体颗粒、第二载体颗粒以及第三载体颗粒中填充有微生物、硝化细菌或反硝化细菌，可以大幅度地去除废水中的有机污染物；三级处理是让废水通过生物膜反应池，进一步去除二级处理未能去除的污染物，其中包括微生物未能降解的有机物、磷、氮和可溶性无机物。

2、污水处理池包括反硝化池与硝化池，反硝化池内部安装有搅拌装置，搅拌装置包括防水套、旋转电机与旋转叶片，旋转电机安装在防水套的内部，电机的输出轴穿过防水套，且输出轴表面安装有旋转叶片，搅拌装置用于搅拌反硝化池内部的废水，反硝化池内部放置有第一载体颗粒，反硝化池中设置有缓冲板，反硝化池连接有硝化池，硝化池外侧安装有鼓风机，硝化池内部安装有空气扩散器，鼓风机与空气扩散器通过通风管道相连，硝化池内部放置有第二载体颗粒和第三载体颗粒，硝化池内部安装有第二格栅，硝化池内部安装有水流管路，水流管路用于将硝化池内部的废水抽至生物膜反应池。

3、将含有有机物质或无机物质的废水引到第一沉淀池，第一沉淀池内部安装有第一格栅，第一格栅对废水中含有的悬浮物质进行初步沉淀与过滤；将第一沉淀池内部经过第一格栅过滤的废水通过水流管路抽送至污水处理池，把固定反硝化细菌的第一载体颗粒加入到反硝化池中，在厌氧条件下进行处理废水；反硝化池中设置有缓冲板，缓冲板的前底部弯曲防止载体颗粒和污泥流出；反硝化池底部设置有搅拌装置，搅拌装置将固定反硝化细菌的第一载体颗粒流化。

4、反硝化后的废水流入硝化池，硝化池外侧安装有鼓风机，鼓风机通过通风管道向硝化池内部的空气扩散器输送空气，固定硝化细菌的第二载体颗粒与固定微生物的第三载体颗粒流化，在好氧条件下，对有机物质或无机物质进行处理；且硝化池内部安装有第二格栅，防止载体颗粒和污泥流出；从硝化池流出的硝化后的水由抽水泵引入到生物膜反应池，没有通过生物膜的未渗透水从回水管路回流并循环到反硝化池或硝化池或第一沉淀池。

附图说明

为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1本发明中废水处理流程图；

图2本发明中废水处理过程结构图；

图3本发明中废水处理装置结构示意图。

图中：1、水流管路；2、回水管路；3、第一载体颗粒；31、缓冲板；4、第二载体颗粒；5、第三载体颗粒；6、第二格栅；7、生物膜反应池；8、生物膜；9、抽水泵；10、空气扩散器；11、鼓风机；12、旋转电机；13、旋转叶片；14、第一格栅；15、第一沉淀池；16、反硝化池；17、硝化池；18、厌氧过滤器。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-3所示，一种节能环保的水循环废水处理装置，包括水流管路1、回水管路2、第一载体颗粒3、缓冲板31、第二载体颗粒4、第三载体颗粒5、第二格栅6、生物膜反应池7、生物膜8、抽水泵9、空气扩散器10、鼓风机11、旋转电机12、旋转叶片13、第一格栅14、第一沉淀池15、反硝化池16、硝化池17以及厌氧过滤器18；

所述第一沉淀池15用于储存含有有机物质或无机物质的废水，所述第一沉淀池15内部安装有第一格栅14，所述第一格栅14将第一沉淀池15分为废水区与过滤区，所述第一沉淀池15的过滤区安装有水流管路1，所述水流管路1用于将经第一格栅14初次过滤的废水抽至污水处理池；

污水处理池包括反硝化池16与硝化池17，所述反硝化池16内部安装有搅拌装置，搅拌装置包括防水套、旋转电机12与旋转叶片13，所述旋转电机12安装在防水套的内部，所述电机的输出轴穿过防水套，且输出轴表面安装有旋转叶片13，所述搅拌装置用于搅拌反硝化池16内部的废水，所述反硝化池16内部放置有第一载体颗粒3，所述反硝化池16中设置有缓冲板31，所述反硝化池16连接有硝化池17，所述硝化池17外侧安装有鼓风机11，所述硝化池17内部安装有空气扩散器10，所述鼓风机11与空气扩散器10通过通风管道相连，所述硝化池17内部放置有第二载体颗粒4和第三载体颗粒5，所述硝化池17内部安装有第二格栅6，所述硝化池17内部安装有水流管路1，所述水流管路1用于将硝化池17内部的废水抽至生物膜反应池7；

所述空气扩散器10是将空气中的氧转移到液体中的装置。

所述生物膜反应池7内部安装有生物膜8，所述硝化池17与生物膜反应池7之间安装有水流管路1，且水流管路1表面安装有抽水泵9，所述硝化池17与生物膜反应池7之间安装有回水管路2，所述硝化池17与反硝化池16、第一沉淀池15之间安装有回水管路2；

水循环废水处理装置还包括厌氧过滤器18，所述厌氧过滤器18用于接收硝化池17回流的废水。

其中，所述第一载体颗粒3内部充满反硝化细菌，所述第二载体颗粒4内部充满硝化细菌，硝化细菌分解和除去废水中含有的有机物和无机物，反硝化细菌利用亚硝酸盐为底物，通过反硝化作用转化为氮气排出水体，降低亚硝酸盐的浓度，反硝化细菌将水体中含氮化合物转化为氮气，降低水体中的氮浓度，防止水体的富营养化，所述第三载体颗粒5内充满微生物。

其中，第一沉淀池15设置在污水处理池的前面，从污水处理池流出的硝化后的处理水通过水流管路1流到生物膜反应池7，一部分处理水回流并循环到反硝化池16或第一沉淀池15，没有通过生物膜反应池7的处理水回流并循环到硝化池17。

其中，固定微生物、硝化细菌或反硝化细菌第一载体颗粒3、第二载体颗粒4以及第三载体颗粒5是缩醛化聚乙烯醇水凝胶，所述缩醛化聚乙烯醇水疑胶具有由直径为0.1-50um的纤维状物体编织形成的网格状表层，所述缩醛化聚乙烯醇水疑胶在每1mm长度的水凝胶表面上具有10个凹槽，凹槽的直径为10-100pm、深度为10-100um。

其中，所述生物膜8是微滤范围膜或超滤范围膜，且微滤范围膜或超滤范围膜是亲水性膜或由亲水性物质制成的膜。

其中，所述生物膜8是由聚砜类聚丙烯腈类、聚烯烃类、纤维素类、聚酰胺类、聚脂类、PWA类、聚甲基丙烯酸酯类、聚酰亚胺类中的一种或多种制成，所述生物膜8是一种具有中空纤维的结构，内径为1000μm。

其中，具体处理步骤为：

步骤一：将含有有机物质或无机物质的废水引到第一沉淀池15，第一沉淀池15内部安装有第一格栅14，第一格栅14对废水中含有的悬浮物质进行初步沉淀与过滤；

步骤二：将第一沉淀池15内部经过第一格栅14过滤的废水通过水流管路1抽送至污水处理池，把固定反硝化细菌的第一载体颗粒3加入到反硝化池16中，在厌氧条件下进行处理废水；反硝化池16中设置有缓冲板31，缓冲板31的前底部弯曲防止载体颗粒和污泥流出；

步骤三：反硝化池16底部设置有搅拌装置，搅拌装置将固定反硝化细菌的第一载体颗粒3流化；

步骤四：反硝化后的废水流入硝化池17，硝化池17外侧安装有鼓风机，鼓风机11通过通风管道向硝化池17内部的空气扩散器10输送空气，固定硝化细菌的第二载体颗粒4与固定微生物的第三载体颗粒5流化，在好氧条件下，对有机物质或无机物质进行处理；且硝化池17内部安装有第二格栅6，防止载体颗粒和污泥流出；

步骤五：从硝化池17流出的硝化后的水由抽水泵9引入到生物膜反应池7，没有通过生物膜8的未渗透水从回水管路2回流并循环到反硝化池16或硝化池17或第一沉淀池15；

步骤六：通过生物膜反应池7流出来的清水作为处理完成的水进行使用。

工作原理：本发明一种节能环保的水循环废水处理装置，包括水流管路1、回水管路2、第一载体颗粒3、缓冲板31、第二载体颗粒4、第三载体颗粒5、第二格栅6、生物膜反应池7、生物膜8、抽水泵9、空气扩散器10、鼓风机11、旋转电机12、旋转叶片13、第一格栅14、第一沉淀池15、反硝化池16、硝化池17以及厌氧过滤器18；将含有有机物质或无机物质的废水引到第一沉淀池15，第一沉淀池15内部安装有第一格栅14，第一格栅14对废水中含有的悬浮物质进行初步沉淀与过滤；将第一沉淀池15内部经过第一格栅14过滤的废水通过水流管路1抽送至污水处理池，把固定反硝化细菌的第一载体颗粒3加入到反硝化池16中，在厌氧条件下进行处理废水；反硝化池16中设置有缓冲板31，缓冲板31的前底部弯曲防止载体颗粒和污泥流出；反硝化池16底部设置有搅拌装置，搅拌装置将固定反硝化细菌的第一载体颗粒3流化；反硝化后的废水流入硝化池17，硝化池17外侧安装有鼓风机11，鼓风机11通过通风管道向硝化池17内部的空气扩散器10输送空气，固定硝化细菌的第二载体颗粒4与固定微生物的第三载体颗粒5流化，在好氧条件下，对有机物质或无机物质进行处理；且硝化池17内部安装有第二格栅6，防止载体颗粒和污泥流出；从硝化池17流出的硝化后的水由抽水泵9引入到生物膜反应池7，没有通过生物膜8的未渗透水从回水管路回流并循环到反硝化池16或硝化池17或第一沉淀池15；通过生物膜反应池7流出来的清水作为处理完成的水进行使用。

本发明采用三级废水处理的方式，一级处理是通过第一沉淀池15进行污水沉淀，通过在第一沉淀池15内部安装第一格栅14，有效的去除废水中的较大漂浮物或者固体污染物；二级处理是通过在硝化池17和反硝化池16中加入第一载体颗粒3、第二载体颗粒4以及第三载体颗粒5，第一载体颗粒3、第二载体颗粒4以及第三载体颗粒5中填充有微生物、硝化细菌或反硝化细菌，可以大幅度地去除废水中的有机污染物；三级处理是让废水通过生物膜反应池7，进一步去除二级处理未能去除的污染物，其中包括微生物未能降解的有机物、磷、氮和可溶性无机物。

污水处理池包括反硝化池16与硝化池17，反硝化池16内部安装有搅拌装置，搅拌装置包括防水套、旋转电机12与旋转叶片13，旋转电机12安装在防水套的内部，旋转电机12的输出轴穿过防水套，且输出轴表面安装有旋转叶片13，搅拌装置用于搅拌反硝化池16内部的废水，反硝化池16内部放置有第一载体颗粒3，反硝化池16中设置有缓冲板31，反硝化池16连接有硝化池17，硝化池17外侧安装有鼓风机11，硝化池17内部安装有空气扩散器10，鼓风机11与空气扩散器10通过通风管道相连，硝化池17内部放置有第二载体颗粒4和第三载体颗粒5，硝化池17内部安装有第二格栅6，硝化池17内部安装有水流管路1，水流管路1用于将硝化池17内部的废水抽至生物膜反应池7。

将含有有机物质或无机物质的废水引到第一沉淀池15，第一沉淀池15内部安装有第一格栅14，第一格栅14对废水中含有的悬浮物质进行初步沉淀与过滤；将第一沉淀池15内部经过第一格栅14过滤的废水通过水流管路1抽送至污水处理池，把固定反硝化细菌的第一载体颗粒3加入到反硝化池16中，在厌氧条件下进行处理废水；反硝化池16中设置有缓冲板31，缓冲板31的前底部弯曲防止载体颗粒和污泥流出；反硝化池16底部设置有搅拌装置，搅拌装置将固定反硝化细菌的第一载体颗粒3流化。

反硝化后的废水流入硝化池17，硝化池17外侧安装有鼓风机11，鼓风机11通过通风管道向硝化池17内部的空气扩散器10输送空气，固定硝化细菌的第二载体颗粒4与固定微生物的第三载体颗粒5流化，在好氧条件下，对有机物质或无机物质进行处理；且硝化池17内部安装有第二格栅6，防止载体颗粒和污泥流出；从硝化池17流出的硝化后的水由抽水泵9引入到生物膜反应池7，没有通过生物膜8的未渗透水从水流管路1回流并循环到反硝化池16或硝化池17或第一沉淀池15。

本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。