公布日：2023.12.22
申請日：2023.09.27
分類號(hào)：C02F3/34(2023.01)I;C12M1/02(2006.01)I;C12M1/00(2006.01)I;C12M1/04(2006.01)I;C02F3/30(2023.01)I;C02F101/16(2006.01)N
摘要
本申請公開了一種生物擴(kuò)培一體化設(shè)備及廢水處理工藝，涉及廢水處理的技術(shù)領(lǐng)域，包括擴(kuò)培罐、均質(zhì)池以及生物擴(kuò)培池，所述擴(kuò)培罐內(nèi)具有內(nèi)腔，所述均質(zhì)池內(nèi)具有第一容腔，所述生物擴(kuò)培池內(nèi)具有第二容腔，所述均質(zhì)池與所述生物擴(kuò)培池連接相通；所述擴(kuò)培罐與所述生物擴(kuò)培池連接相通；所述擴(kuò)培罐上設(shè)置有第一攪拌器、布?xì)庋b置以及加熱件；所述均質(zhì)池上設(shè)置有第二攪拌器；所述生物擴(kuò)培池上設(shè)置有曝氣裝置、第三攪拌器以及若干懸浮填料，所述曝氣裝置包括主氣管以及若干支氣管，所述支氣管與所述主氣管相通，且所述支氣管與所述第二容腔相通。本申請能夠源源不斷為廢水處理提供所需的生物菌群，提高生物去除氨氮的效果，從而提高廢水處理的效果。
權(quán)利要求書
1.一種生物擴(kuò)培一體化設(shè)備，其特征在于，包括擴(kuò)培罐（1）、均質(zhì)池（2）以及生物擴(kuò)培池（3），所述擴(kuò)培罐（1）內(nèi)具有供生物菌群初步繁殖的內(nèi)腔（11），所述均質(zhì)池（2）內(nèi)具有供多種物質(zhì)混合的第一容腔（21），所述生物擴(kuò)培池（3）內(nèi)具有供生物菌群大量繁殖的第二容腔（31），所述均質(zhì)池（2）與所述生物擴(kuò)培池（3）連接，且所述第一容腔（21）與所述第二容腔（31）相通；所述擴(kuò)培罐（1）與所述生物擴(kuò)培池（3）連接，且所述內(nèi)腔（11）與所述第二容腔（31）相通；所述擴(kuò)培罐（1）上設(shè)置有第一攪拌器（12）、布?xì)庋b置（13）以及加熱件（14），所述第一攪拌器（12）用于對所述內(nèi)腔（11）中的物質(zhì)進(jìn)行攪拌，所述布?xì)庋b置（13）以及所述加熱件（14）均設(shè)置于內(nèi)腔（11）中；所述均質(zhì)池（2）上設(shè)置有第二攪拌器（22），所述第二攪拌器（22）用于對所述第一容腔（21）中的物質(zhì)進(jìn)行攪拌；所述生物擴(kuò)培池（3）上設(shè)置有曝氣裝置（33）、第三攪拌器（32）以及若干懸浮填料（34），所述曝氣裝置（33）包括主氣管（331）以及若干支氣管（332），所述主氣管（331）位于所述第二容腔（31）的上方，所述支氣管（332）的一端與所述主氣管（331）可拆卸連接且相通，且所述支氣管（332）的另一端位于所述第二容腔（31）中與所述第二容腔（31）相通；所述第三攪拌器（32）用于對所述第二容腔（31）中的物質(zhì)進(jìn)行攪拌；所述懸浮填料（34）位于所述第二容腔（31）中且于所述第二容腔（31）中懸浮。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生物擴(kuò)培一體化設(shè)備，其特征在于，還包括計(jì)量泵（7），所述計(jì)量泵（7）的兩端分別與所述擴(kuò)培罐（1）以及所述生物擴(kuò)培池（3）連接，且所述計(jì)量泵（7）的兩端分別與所述內(nèi)腔（11）以及所述第二容腔（31）相通。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生物擴(kuò)培一體化設(shè)備，其特征在于，所述布?xì)庋b置（13）包括第一氣管（131）以及若干第二氣管（132），所述第一氣管（131）位于所述內(nèi)腔（11）的上方，所述第二氣管（132）的一端與所述第一氣管（131）連接相通，所述第二氣管（132）的另一端靠近所述內(nèi)腔（11）的底部，且所述第二氣管（132）遠(yuǎn)離所述第一氣管（131）的一端開設(shè)有若干與所述內(nèi)腔（11）相通的氣孔（1321）；所述第一攪拌器（12）相對于所述內(nèi)腔（11）居中設(shè)置，若干所述第二氣管（132）圍繞所述第一攪拌器（12）設(shè)置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種生物擴(kuò)培一體化設(shè)備，其特征在于，所述第一氣管（131）為環(huán)裝，且所述第一氣管（131）環(huán)繞所述第一攪拌器（12）；所述第一氣管（131）與所述擴(kuò)培罐（1）轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述第一氣管（131）的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線與所述第一攪拌器（12）的軸線重合，且所述第一氣管（131）隨所述第一攪拌器（12）攪拌而同步反向轉(zhuǎn)動(dòng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種生物擴(kuò)培一體化設(shè)備，其特征在于，所述第二氣管（132）遠(yuǎn)離所述第一氣管（131）的一端設(shè)置有翻攪件（15），所述翻攪件（15）包括若干具有彈性形變能力的刷毛（151），所述刷毛（151）與所述內(nèi)腔（11）底部的腔壁相抵且受擠壓彎曲變形。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種生物擴(kuò)培一體化設(shè)備，其特征在于，所述擴(kuò)培罐（1）于所述內(nèi)腔（11）底部的腔壁上具有若干凸起（111），若干所述凸起（111）沿所述翻攪件（15）的移動(dòng)軌跡分布，且所述翻攪件（15）移動(dòng)的過程中，所述凸起（111）與所述刷毛（151）接觸。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種生物擴(kuò)培一體化設(shè)備，其特征在于，所述第二氣管（132）垂直于所述第一氣管（131），所述第二氣管（132）與所述第一氣管（131）轉(zhuǎn)動(dòng)連接，且所述第二氣管（132）的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線與自身的軸線重合；所述翻攪件（15）與所述凸起（111）接觸后，所述凸起（111）對所述翻攪件（15）的作用力驅(qū)使所述第二氣管（132）轉(zhuǎn)動(dòng)。
8.一種廢水處理工藝，其特征在于，基于如權(quán)利要求1-7任意一項(xiàng)所述的一種生物擴(kuò)培一體化設(shè)備，具體步驟如下：S1、廢水預(yù)處理，減少廢水中的雜質(zhì)；S2、廢水進(jìn)入所述生物擴(kuò)培一體化設(shè)備中與生物菌群混合；S21、往所述擴(kuò)培罐（1）中投加微生物以及營養(yǎng)物質(zhì)，使微生物于所述內(nèi)腔（11）中初步繁殖；S22、廢水進(jìn)入所述均質(zhì)池（2）中，并往所述均質(zhì)池（2）中投加營養(yǎng)物質(zhì)；S23、廢水于所述均質(zhì)池（2）中與其他物質(zhì)混合后進(jìn)入所述生物擴(kuò)培池（3）中，且所述擴(kuò)培罐（1）中初步繁殖的微生物進(jìn)入所述生物擴(kuò)培池（3）中大量繁殖；S3、兩級(jí)A/O處理系統(tǒng)，降低廢水中COD及總氮濃度；S4、超濾系統(tǒng)過濾分離，實(shí)現(xiàn)固液分離，且部分污泥回流至所述均質(zhì)池（2）中；S5、對分離后的固體和液體分別進(jìn)行處理；S51、膜深度處理，使出水達(dá)標(biāo)；S52、污泥脫水排出。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種廢水處理工藝，其特征在于，S3中兩級(jí)A/O處理產(chǎn)生的部分硝化液將回流至所述均質(zhì)池（2）中。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種廢水處理工藝，其特征在于，S2中另將原水超越后的液體與廢水一同進(jìn)入所述生物擴(kuò)培一體化設(shè)備中，使均質(zhì)池（2）中的物質(zhì)更適于生物菌群繁殖。
發(fā)明內(nèi)容
本申請?zhí)峁┮环N生物擴(kuò)培一體化設(shè)備及廢水處理工藝，能夠源源不斷為廢水處理提供所需的生物菌群，提高生物去除氨氮的效果，從而提高廢水處理的效果。
一方面，本申請?zhí)峁┮环N生物擴(kuò)培一體化設(shè)備，采用如下的技術(shù)方案：一種生物擴(kuò)培一體化設(shè)備，包括擴(kuò)培罐、均質(zhì)池以及生物擴(kuò)培池，所述擴(kuò)培罐內(nèi)具有供生物菌群初步繁殖的內(nèi)腔，所述均質(zhì)池內(nèi)具有供多種物質(zhì)混合的第一容腔，所述生物擴(kuò)培池內(nèi)具有供生物菌群大量繁殖的第二容腔，所述均質(zhì)池與所述生物擴(kuò)培池連接，且所述第一容腔與所述第二容腔相通；所述擴(kuò)培罐與所述生物擴(kuò)培池連接，且所述內(nèi)腔與所述第二容腔相通；所述擴(kuò)培罐上設(shè)置有第一攪拌器、布?xì)庋b置以及加熱件，所述第一攪拌器用于對所述內(nèi)腔中的物質(zhì)進(jìn)行攪拌，所述布?xì)庋b置以及所述加熱件均設(shè)置于內(nèi)腔中；所述均質(zhì)池上設(shè)置有第二攪拌器，所述第二攪拌器用于對所述第一容腔中的物質(zhì)進(jìn)行攪拌；所述生物擴(kuò)培池上設(shè)置有曝氣裝置、第三攪拌器以及若干懸浮填料，所述曝氣裝置包括主氣管以及若干支氣管，所述主氣管位于所述第二容腔的上方，所述支氣管的一端與所述主氣管可拆卸連接且相通，且所述支氣管的另一端位于所述第二容腔中與所述第二容腔相通；所述第三攪拌器用于對所述第二容腔中的物質(zhì)進(jìn)行攪拌；所述懸浮填料位于所述第二容腔中且于所述第二容腔中懸浮。
通過采用上述技術(shù)方案，微生物和營養(yǎng)物質(zhì)投加至擴(kuò)培罐的內(nèi)腔中后，由第一攪拌器將其攪拌均勻，同時(shí)布?xì)庋b置以及加熱件為微生物的繁殖提供適宜條件，使得微生物能夠在內(nèi)腔中快速穩(wěn)定實(shí)現(xiàn)初步繁殖；均質(zhì)池中具有從后續(xù)步驟產(chǎn)生并回流的污泥等物質(zhì)，部分生物菌群也將隨污泥等物質(zhì)回到第一容腔中，并另外投加營養(yǎng)物質(zhì)，廢水預(yù)處理后進(jìn)入第一容腔，且第二攪拌器對多種物質(zhì)進(jìn)行攪拌混合等待進(jìn)入生物擴(kuò)培池中，使生物菌群回到均質(zhì)池后仍能夠保持較高的活性；初步繁殖后的微生物投加進(jìn)入生物擴(kuò)培池的第二容腔中，同時(shí)第一容腔中的物質(zhì)也將進(jìn)入第一容腔中，第三攪拌器使兩股來源不同的物質(zhì)攪拌均勻，同時(shí)曝氣裝置將為生物菌群繁殖提供充足的氧氣，且若干懸浮填料為生物菌群繁殖提供了適宜的場所，從而使得生物菌群能夠于第二容腔中快速穩(wěn)定實(shí)現(xiàn)大量繁殖；最終使得生物擴(kuò)培一體化設(shè)備能夠源源不斷地為后續(xù)生物去除氨氮提供高活性的生物菌群，提高生物去除氨氮的效果，從而提高最終廢水處理的效果；并且能夠充分利用廢水處理過程中產(chǎn)生的廢棄物，循環(huán)利用資源，降低成本。
可選的，還包括計(jì)量泵，所述計(jì)量泵的兩端分別與所述擴(kuò)培罐以及所述生物擴(kuò)培池連接，且所述計(jì)量泵的兩端分別與所述內(nèi)腔以及所述第二容腔相通。
通過采用上述技術(shù)方案，計(jì)量泵能夠根據(jù)第二容腔中生物菌群的相關(guān)情況，對從擴(kuò)培罐中進(jìn)入生物擴(kuò)培池中的生物菌群的數(shù)量進(jìn)行控制，從而使第二容腔中的生物菌群濃度保持在一定水平，有助于生物菌群于第二容腔中大量繁殖，能夠降低生物菌群濃度較低導(dǎo)致繁殖速度較慢以及生物菌群濃度較高導(dǎo)致活性降低的概率。
可選的，所述布?xì)庋b置包括第一氣管以及若干第二氣管，所述第一氣管位于所述內(nèi)腔的上方，所述第二氣管的一端與所述第一氣管連接相通，所述第二氣管的另一端靠近所述內(nèi)腔的底部，且所述第二氣管遠(yuǎn)離所述第一氣管的一端開設(shè)有若干與所述內(nèi)腔相通的氣孔；所述第一攪拌器相對于所述內(nèi)腔居中設(shè)置，若干所述第二氣管圍繞所述第一攪拌器設(shè)置。
通過采用上述技術(shù)方案，能夠提高第一攪拌器對內(nèi)腔中多種物質(zhì)的攪拌效果，從而提高內(nèi)腔中多種物質(zhì)的混合效果，減少內(nèi)腔中的攪拌死角；若干第二氣管圍繞第一攪拌器于內(nèi)腔中布?xì)�，能夠使布�(xì)庋b置于內(nèi)腔中的布?xì)庑Ч泳鶆颉?/span>
可選的，所述第一氣管為環(huán)裝，且所述第一氣管環(huán)繞所述第一攪拌器；所述第一氣管與所述擴(kuò)培罐轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述第一氣管的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線與所述第一攪拌器的軸線重合，且所述第一氣管隨所述第一攪拌器攪拌而同步反向轉(zhuǎn)動(dòng)。
通過采用上述技術(shù)方案，第一攪拌器對內(nèi)腔中的物質(zhì)進(jìn)行攪拌的過程中，第一氣管隨之轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)若干第二氣管活動(dòng)，若干第二氣管活動(dòng)也能夠?qū)?nèi)腔中的物質(zhì)進(jìn)行攪拌，從而進(jìn)一步提高多種物質(zhì)于內(nèi)腔中的混合效果，幫助生物菌群與其繁殖所需的物質(zhì)接觸，有助于生物菌群初步繁殖；同時(shí)，若干第二氣管活動(dòng)能夠使布?xì)庋b置于內(nèi)腔中的布?xì)庑Ч泳鶆�，從而能夠進(jìn)一步幫助生物菌群于內(nèi)腔中初步繁殖。
可選的，所述第二氣管遠(yuǎn)離所述第一氣管的一端設(shè)置有翻攪件，所述翻攪件包括若干具有彈性形變能力的刷毛，所述刷毛與所述內(nèi)腔底部的腔壁相抵且受擠壓彎曲變形。
通過采用上述技術(shù)方案，第二氣管活動(dòng)的過程中，翻攪件能夠?qū)Τ练e于內(nèi)腔底部的物質(zhì)進(jìn)行翻攪，從而進(jìn)一步提高多種物質(zhì)于內(nèi)腔中混合的效果，減少生物菌群等物質(zhì)沉底，同時(shí)提高生物菌群對其初步繁殖所需物質(zhì)的利用率。
可選的，所述擴(kuò)培罐于所述內(nèi)腔底部的腔壁上具有若干凸起，若干所述凸起沿所述翻攪件的移動(dòng)軌跡分布，且所述翻攪件移動(dòng)的過程中，所述凸起與所述刷毛接觸。
通過采用上述技術(shù)方案，第二氣管活動(dòng)的過程中將帶動(dòng)翻攪件依次與若干凸起接觸，刷毛與凸起接觸時(shí)，凸起將使刷毛進(jìn)一步彎曲變形；刷毛與凸起分離時(shí)，刷毛恢復(fù)形變一定程度，此過程中刷毛能夠進(jìn)一步對于內(nèi)腔中沉底的物質(zhì)進(jìn)行翻攪，從而提高翻攪件的翻攪效果。
可選的，所述第二氣管垂直于所述第一氣管，所述第二氣管與所述第一氣管轉(zhuǎn)動(dòng)連接，且所述第二氣管的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線與自身的軸線重合；所述翻攪件與所述凸起接觸后，所述凸起對所述翻攪件的作用力驅(qū)使所述第二氣管轉(zhuǎn)動(dòng)。
通過采用上述技術(shù)方案，第二氣管活動(dòng)帶動(dòng)翻攪件依次與若干凸起接觸的過程中，第二氣管將在凸起的作用力下驅(qū)使自身相對于第一氣管轉(zhuǎn)動(dòng)，往內(nèi)腔中補(bǔ)充的氣體將通過若干氣孔進(jìn)入，使得布?xì)庑Ч泳鶆�，從而進(jìn)一步幫助生物菌群與補(bǔ)充的氣體接觸，進(jìn)而使得內(nèi)腔中的環(huán)境更加適合生物菌群初步繁殖。
另一方面，本申請還提供一種廢水處理工藝，采用如下的技術(shù)方案：一種廢水處理工藝，基于上述的一種生物擴(kuò)培一體化設(shè)備，具體步驟如下：S1、廢水預(yù)處理，減少廢水中的雜質(zhì)；S2、廢水進(jìn)入所述生物擴(kuò)培一體化設(shè)備中與生物菌群混合；S21、往所述擴(kuò)培罐中投加微生物以及營養(yǎng)物質(zhì)，使微生物于所述內(nèi)腔中初步繁殖；S22、廢水進(jìn)入所述均質(zhì)池中，并往所述均質(zhì)池中投加營養(yǎng)物質(zhì)；S23、廢水于所述均質(zhì)池中與其他物質(zhì)混合后進(jìn)入所述生物擴(kuò)培池中，且所述擴(kuò)培罐中初步繁殖的微生物進(jìn)入所述生物擴(kuò)培池中大量繁殖；S3、兩級(jí)A/O處理系統(tǒng)，降低廢水中COD及總氮濃度；S4、超濾系統(tǒng)過濾分離，實(shí)現(xiàn)固液分離，且部分污泥回流至所述均質(zhì)池中；S5、對分離后的固體和液體分別進(jìn)行處理；S51、膜深度處理，使出水達(dá)標(biāo)；S52、污泥脫水排出。
通過采用上述技術(shù)方案，在原有的生物去除氨氮的工藝中，增加了生物擴(kuò)培的步驟，使用于去除氨氮的生物菌群能夠源源不斷補(bǔ)充至兩級(jí)A/O處理的過程中，同時(shí)能夠?qū)钚暂^高的生物菌群重復(fù)利用，提高生物去除氨氮的效果，使兩級(jí)A/O處理能夠保持較高的廢水處理效果，對于高濃度的氨氮廢水也具有足夠的處理能力，從而提高廢水處理的效果。
可選的，S3中兩級(jí)A/O處理產(chǎn)生的部分硝化液將回流至所述均質(zhì)池中。
通過采用上述技術(shù)方案，部分硝化液回流至第一容腔中，能夠使預(yù)處理后的廢水在進(jìn)入第二容腔之前與其混合，既能夠使隨污泥回到第一容腔的生物菌群保持活性，使預(yù)處理后的污水于第一容腔中即可實(shí)現(xiàn)初步減少氨氮，同時(shí)也方便后續(xù)廢水在生物菌群的作用下減少氨氮。
可選的，S2中另將原水超越后的液體與廢水一同進(jìn)入所述生物擴(kuò)培一體化設(shè)備中，使均質(zhì)池中的物質(zhì)更適于生物菌群繁殖。
通過采用上述技術(shù)方案，能夠?qū)|(zhì)池中的物質(zhì)進(jìn)行調(diào)節(jié)，使第一容腔中的物質(zhì)條件更適宜生物菌群繁殖，從而便于第一容腔中的物質(zhì)進(jìn)入到第二容腔中后，生物菌群能夠于第二容腔中實(shí)現(xiàn)大量繁殖。
綜上所述，本申請包括以下至少一種有益效果：1.生物擴(kuò)培罐可以將有益的微生物菌種擴(kuò)大培養(yǎng)，接種至生物擴(kuò)培池中，進(jìn)行一步的擴(kuò)大培養(yǎng)；2.由于生物擴(kuò)培池中懸浮填料表面的生物膜有一定厚度，存在營養(yǎng)物質(zhì)及溶解氧濃度的梯度分布，懸浮填料可以保存良好的微生物菌種，包括接種的芽孢桿菌群、酵母菌群、乳酸菌群以及生化系統(tǒng)馴化培養(yǎng)的硝化菌/反硝化菌或氨氧化菌/亞硝酸菌氧化菌；3.在生物擴(kuò)培罐不投加微生物的情況下，生物擴(kuò)培池中的懸浮填料上生物膜也可以為后端兩級(jí)A/O系統(tǒng)提供良好的微生物菌種；4.均質(zhì)池中設(shè)置有第二攪拌器，保證投加的營養(yǎng)物質(zhì)、預(yù)處理出水、回流污泥及硝化液能完全混合；5.能夠使生物菌群及其繁殖所需物質(zhì)于擴(kuò)培罐中分布更加均勻，有助于生物菌群充分與自身繁殖所需的物質(zhì)接觸，進(jìn)一步幫助其初步繁殖，并提高初步繁殖得到的生物菌群的活性。
（發(fā)明人：劉毅勐;高延明;陳新芳;鄭力飛;劉信源;鄒敏）
