CN101117253B - 一种活性污泥浓缩方法及其负压真空污泥浓缩装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种活性污泥浓缩方法及其负压真空污泥浓缩装置。所述浓缩装置包括一个脱气罐，该脱气罐两端部的下方分别至少设置一根进水管和一根出水管，所述进水管、脱气罐、出水管顺序连通；所述浓缩装置还包括一真空泵，该真空泵通过真空管与脱气罐连通；所述装置还包括一台空气压缩机，该空气压缩机的压缩空气管管口设在进水管的进水口处。本发明的方法是利用负压真空污泥浓缩装置将气水混合液中的活性污泥膨胀、破坏，将气水混合液中的氮气析出后排放，在将活性污泥重新组合成密实的污泥块，排入沉淀池中。本发明能大大提高活性污泥的沉降性能，消除活性污泥膨胀及沉降污泥上浮的现象。
Description
技术领域
本发明涉及生物活性污泥污水处理方法及装置，特别涉及一种活性污泥浓缩方法及其负压真空污泥浓缩装置。
背景技术
在活性污泥水处理系统中，经充分混合的污水经曝气池曝气后排入二次沉淀池沉降，在这一过程中，污水经曝气后会产生大量的氮气，在曝气池中氮气达到饱和状态，饱和氮气吸附在活性污泥上，这种状态既影响氧气与污泥的接触又影响了活性污泥在二次沉淀池的沉降。
发明内容
为解决现有活性污泥水处理系统活性污泥在二次沉淀池不能有效沉降的问题，本发明目的提供一种活性污泥浓缩方法及其负压真空污泥浓缩装置，所述活性污泥浓缩方法可降低污水中氮气的含量，并浓缩了活性污泥，再排入二次沉淀池沉降，能大大提高活性污泥的沉降性能，消除活性污泥膨胀及沉降污泥上浮的现象。所述负压真空污泥浓缩装置应用在活性污泥浓缩方法中，设置在现有活性污泥水处理系统中的曝气池和二次沉淀池之间，可将曝气池中排出的活性污泥经负压真空浓缩处理。
本发明的目的是这样实现的：
一种负压真空污泥浓缩装置，所述浓缩装置包括一个脱气罐，该脱气罐两端部的下方分别至少设置一根进水管和一根出水管，所述进水管、脱气罐、出水管顺序连通；所述浓缩装置还包括一真空泵，该真空泵通过真空管与脱气罐连通；所述浓缩装置还包括一台空气压缩机，该空气压缩机的压缩空气管管口设在进水管的进水口处。
所述脱气罐两端部的下方分别连通两根进水管和两根出水管。
所述脱气罐直径为0.10～3.0m，所述进水管和出水管直径为0.015～2.0m，所述压缩空气管直径为0.015～0.20m所述进水管的底端至脱气罐轴心线的高度值为曝气池液面大气压水柱值减去0.5。
一种活性污泥浓缩方法，所述方法包括以下步骤：
a、将权利要求1所述的负压真空污泥浓缩装置的进水管浸入到曝气池内，将所述出水管浸入到沉淀池内；
b、在进水口附近接入压缩空气进行气水混合，大幅度降低混合污水的比重，形成气水混合液；
c、利用气力提升的原理，所述负压真空污泥浓缩装置将气水混合液通过进水管提升到脱气罐内，将气水混合液中的活性污泥膨胀、破坏，在真空泵的作用下脱气罐内维持0.05atm的负压；
d、将经过活性污泥膨胀、破坏、并有氮气析出后的气水混合液通过所述出水管在压力迅速上升的情况下，将活性污泥重新组合成密实的污泥块，排入沉淀池中。
在所述混合污水的比重为常数γw＝1.0的条件下，所述气水混合液的提升高度值为曝气池液面环境大气压水柱值减去0.5，通过压缩空气量来调节气水混合液的比重为γm＝0.10。
本发明产生的有益效果是：
1.能大大提高活性污泥的沉降性能，消除污泥膨胀及沉降污泥上浮现象，大大减少二次沉淀池中的浮渣，无需再清理浮渣，省去二次沉淀池上浮渣清理及处理费用
2.能减少二次沉淀池的面积，能提高回流污泥的浓度，减少混合池的面积，从而减少初次投资中的二次沉淀池及混合池的投资。由于混合池的减少从而降低搅拌机的功率，因此降低搅拌器的年运行费用。
3.降低了能降低污泥的含水率。
4.具有较强的抵抗冲击负荷的能力。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
附图说明
图1是本发明负压真空污泥浓缩装置主视图；
图2是本发明负压真空污泥浓缩装置右视图；
图3是本发明活性污泥浓缩方法示意图；
图4氮气在水中的溶解度变化表；
图5氧气在水中的溶解度变化表。
具体实施方式
参见图1、图2、图3，本发明负压真空污泥浓缩装置包括一个脱气罐1，该脱气罐两端部的下方分别至少设置一根进水管3和一根出水管4，进水管3、脱气罐1、出水管4顺序连通；所述浓缩装置还包括一真空泵17，该真空泵通过真空管2与脱气罐1连通；所述装置还包括一台空气压缩机11，该空气压缩机的压缩空气管6管口设在进水管3的进水口处。
本实施例中，真空泵17通过真空管2与脱气罐1连通，真空管2沿出水管4伸入到脱气罐内的上部，真空管2的管口要高于脱气罐内的过水面。
本实施例中，脱气罐两端部的下方分别连通两根进水管3和两根出水管4。所述脱气罐直径可以在0.10～3.0m之间选定，所述进水管和出水管直径可以在0.015～2.0m之间选定，所述进水管的底端至脱气罐轴心线的高度值为曝气池液面大气压水柱值减去0.5。
本发明可根据污水处理量来具体确定负压真空污泥浓缩装置的进水管和出水管的流量以及进水管、出水管、脱气罐的直径。进水管的进水口至脱气罐轴心线的高度依据环境大气压水柱值减去0.5来确定(当环境大气压为1atm时，即1atm的环境大气压水柱值10减去0.5)。
本发明负压真空污泥浓缩装置在使用时安装在常见的活性污泥污水处理系统中的曝气池和沉淀池的的上方，两根进水管插入到曝气池中，两根出水管插入到二次沉淀池中。
参见图1、图2、图3、图4、图5，本发明活性污泥浓缩方法，包括以下步骤：
a、将负压真空污泥浓缩装置的进水管3侵入到曝气池内，将所述出水管4侵入到二次沉淀池内；
b、在进水口附近接入压缩空气管6进行气水混合，大幅度降低混合污水的比重，形成气水混合液；
c、利用气力提升的原理，所述负压真空污泥浓缩装置将气水混合液通过进水管3提升到脱气罐1内，将气水混合液中的活性污泥膨胀、破坏。在真空泵17的作用下脱气罐内维持0.05atm的负压，根据亨利气态定律(参见附图4及附图5)氮气在0.05atm压力时析出的量达到最大值，而氧气在水中的溶解度只有少量的减少，析出的氮气通过真空泵排出；
d、将经过活性污泥膨胀、破坏、并有氮气析出后的气水混合液通过所述出水管4在压力迅速上升的情况下，将活性污泥重新组合成密实的污泥块，排入二次沉淀池中。
将经过活性污泥膨胀、破坏、并有氮气析出后的气水混合液通过所述出水管在压力迅速上升的情况下，将活性污泥重新组合成密实的污泥块，排入二次沉淀池中。
在所述混合污水的比重为常数γw＝1.0的条件下，所述气水混合液的提升高度值为曝气池液面环境大气压水柱值减去0.5，通过压缩空气量来调节气水混合液的比重为γm＝0.10。
本发明活性污泥浓缩方法采用了上述负压真空污泥浓缩装置，将负压真空污泥浓缩装置的进水管3侵入到曝气池一定深度，将所述出水管4侵入到二次沉淀池内，在进水口附近接入压缩空气管6进行气水混合，大幅度降低混合污水的比重，形成气水混合液。利用水力学原理，即γwh＝γm(h+h1)，式中γw为含活性泥污的混合污水的比重，γm为气水混合液的比重，h1为进液管浸入水中的深度，h为液体提升高度，在环境大气压为1atm(不同地区的大气压值不同)、混合污水的比重为常数γw＝1.0的条件下，通过压缩空气量来调节气水混合液的比重降到γm＝0.10，在环境大气压的作用下使气水混合液沿进水管上升，气水混合液的提升高度为9.5m(曝气池液面环境大气压水柱值减去0.5，即1atm的环境大气压水柱值10减去0.5，负压真空污泥浓缩装置的进水管3的进水口至脱气罐轴心线的高度应按此值设计)，气水混合液液面处于脱气罐的中部。在气水混合液到达脱气罐时，在真空泵作用下气水混合液的表面压力维持在0.05atm，接近于真空状态，根据亨利气态定律气体在水溶液中的溶解与析出平衡原理，吸附在气水混合液中的活性污泥上的氮气析出，而氧气在水中的溶解度只有少量的下降。氮气在0.05atm压力时析出的量达到最大值，并和混合液中的其它气体被负压抽吸出来，通过出真空管2及真空泵17排出，而气水混合液中的氧气析出量较少，仍保留在混合液中。在混合液中的活性污泥16从进水管底部到达脱气罐时由于压力的迅速降低，活性污泥膨胀、破坏，经脱气罐流进出水管4，经出水管4再流入沉淀池中，在污水混合液从脱气罐流入沉淀池的过程中，膨胀、破坏了的活性污泥在压力迅速上升的情况下，同时由于氮气的析出，活性污泥重新组合成密实的污泥块，沉降在沉淀池中，大大提高活性污泥的沉降性能，污泥块沉淀到沉淀池时，消除了污泥膨胀及沉降污泥上浮现象，大大减少二次沉淀池中的浮渣，无需再清理浮渣，省去二次沉淀池上浮渣清理及处理费用，由于提高了活性污泥的沉降性能，可减少二次沉淀池的面积，能提高回流污泥的浓度，减少混合池的面积，从而减少初次投资中的二次沉淀池及混合池的投资，由于混合池的减少从而降低搅拌机的功率，因此降低搅拌器的年运行费用。
本发明不仅在经济上能降低污水处理厂的建设及运行成本，而且在技术上能解决采用常规活性污泥污水处理方法的污水厂中污泥膨胀及沉降污泥上浮、二次沉淀池中的产生浮渣泛滥，抵抗冲击负荷(在污水处理量变化时能保证出水效果)的能力低等难题。
Claims (5)
1.一种负压真空污泥浓缩装置，其特征是：所述浓缩装置包括一个脱气罐，该脱气罐两端部的下方分别至少设置一根进水管和一根出水管，所述进水管、脱气罐、出水管顺序连通；所述浓缩装置还包括一真空泵，该真空泵通过真空管与脱气罐连通；所述装置还包括一台空气压缩机，该空气压缩机的压缩空气管管口设在进水管的进水口处。
2.根据权利要求1所述的负压真空污泥浓缩装置，其特征是：所述脱气罐两端部的下方分别连通两根进水管和两根出水管。
3.根据权利要求1所述的负压真空污泥浓缩装置，其特征是：所述脱气罐直径为0.10～3.0m，所述进水管和出水管直径为0.015～2.0m，所述进水管的底端至脱气罐轴心线的高度值为曝气池液面环境大气压水柱值减去0.5。
4.一种活性污泥浓缩方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
a、将权利要求1所述的负压真空污泥浓缩装置的进水管浸入到曝气池内，将所述出水管浸入到二次沉淀池内；
b、在进水口附近接入压缩空气进行气水混合，大幅度降低混合污水的比重，形成气水混合液；
c、利用气力提升的原理，所述负压真空污泥浓缩装置将所述气水混合液通过所述进水管提升到所述脱气罐内，将所述气水混合液中的活性污泥膨胀、破坏，在所述真空泵的作用下所述脱气罐内维持0.05atm的负压；
d、将经过活性污泥膨胀、破坏、并有氮气析出后的气水混合液通过所述出水管在压力迅速上升的情况下，将活性污泥重新组合成密实的污泥块，排入二次沉淀池中。
5.根据权利要求4所述的活性污泥浓缩方法，其特征在于：在所述混合污水的比重为常数γw＝1.0的条件下，所述气水混合液的提升高度值为曝气池液面环境大气压水柱值减去0.5，通过压缩空气量来调节气水混合液的比重为γm＝0.10。
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