CN101691267B - 气升回流一体化污水处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种气升回流一体化污水处理装置，包括并列设置的厌氧反应室、气升室和好氧反应室，厌氧反应室的底部设有污水进水口，其顶部设有出水口并与所述好氧反应室底部的进水口连通；所述好氧反应室的底部设有曝气装置，其顶部设有出水口，其上部设有三相分离区，所述三相分离区的气室顶部设有导气管，导气管插至气升室的底部，三相分离区的上部设有与气升室连通的出水孔；气升室顶部的出水口与厌氧反应室连通，且接近气升室的一侧设有导流板，以将气升室的回流水引入厌氧反应室的下部。本发明可以在相对较高的负荷条件下实现去除生活污水中的有机物和生物脱氮，使出水中除总磷外的主要水质指标达到较高的排放标准要求，且运行能耗较低。

Description

气升回流一体化污水处理装置

技术领域

本发明涉及一种水处理装置，具体涉及一种气升回流一体化污水处理装置，属于环境保护污水处理领域。

背景技术

人们在日常生活中不可避免的要排出诸如厕所用水、洗衣用水、洗澡用水等生活污水。随着生活水平的提高，人们在日常生活中使用的用水量也在大幅度增加，而这些生活污水若不经处理而直接排放，则会污染水质，造成湖泊、近海的赤藻及水生物、植物的减少，污染环境和生态平衡的破坏。据报道，生活污水占污染水的比重已达60％以上，因此，治理水质污染的主要任务在于处理生活污水。

目前，现有的生活污水处理技术主要有三大类：

(1)自然生物处理：首先利用化粪池进行预处理，化粪池上清液进入土地处理或湿地/稳定塘进一步处理，以达到排入地下或地表水体的水质要求。土地处理通常采用暗管排水与渗滤床系统，污水中的污染物和营养成分除了通过土中的微生物进行分解利用外，还可以沿土壤毛细管上升到地表植被或农作物的植物根区被根系吸收利用，得到净化；也有利用经预处理的污水进行作物灌溉，通过灌溉土地处理后，再用地下暗管将其汇集和排放。就地处理系统通常利用天然湿地、池塘中的水生植物及其根系微生物对污染物进行分解与吸收，或利用稳定塘中的食物链系统完成净化作用。也有专门建造人工湿地或稳定塘处理系统的实例。该技术构造简单、维护方便、净化效果良好，在国内外应用较为广泛；但其处理系统负荷极低，占地面积较大，受季节、气温、光照影响限制，设计建造不好或管理不善易产生二次污染。

(2)人工生态处理技术：即通过人工建立较为完善的生态系统来处理污水；例如有的研究者将很多种类的动植物，包括细菌、藻类到植物、蜗牛、鱼类等多种生物体集中在一起，使之形成一个连续反应的封闭循环系统，通过一系列反应减少污水中的营养物和病原体，使它们消化在一个连续的食物链中。人工生态处理技术存在的主要问题是系统构成较为复杂，维护有的技术要求较高；有的技术还不够成熟，有待进一步的研究和开发。

(3)生物处理技术：即先用厌氧生物进行预处理，然后接或单独应用各种好氧生物处理。好氧处理一般采用常规或改进的生物膜法，如高负荷生物滤池、接触氧化、曝气生物滤池等，通过增加生物量提高处理效率，同时起到防止污泥流失、降低出水SS的浓度的作用。这些技术具有成熟可靠，效果良好，管理较为简便的特点，但存在系统构成复杂、填料堵塞等问题，对于氮磷的去除也较弱。采用以SBR为基础的反应沉淀一体化生物处理技术，如普通SBR、MSBR、CAST等处理分散型污水，虽然可以达到较好的脱氮除磷效果，但对控制系统要求较高，设备投资和维护费用较大；此外，高负荷生物处理对运行维护技术要求高，以及剩余污泥处置等问题是其在农村地区难于推广的重要原因。

对于分散型、小规模的生活污水的处理，除了要解决上述问题外，还要求装置的能耗较低、管理维护方便，且要求污泥的减量化较高，而不必经常排泥。

发明内容

本发明的目的是提供一种气升回流一体化污水处理装置，以解决生活污水的处理问题。

为达到上述发明目的，本发明采用的技术方案是：一种气升回流一体化污水处理装置，包括并列设置的厌氧反应室、气升室和好氧反应室，厌氧反应室的底部设有污水进水口，其顶部设有出水口并与所述好氧反应室底部的进水口连通；所述好氧反应室的底部设有曝气装置，其顶部设有出水口，其上部设有三相分离区，所述三相分离区的气室顶部设有导气管，导气管插至气升室的底部，三相分离区的上部设有与气升室连通的出水孔；气升室顶部的出水口与厌氧反应室连通，且接近气升室的一侧设有导流板，以将气升室的回流水引入厌氧反应室的下部；所述厌氧反应室的出水口高于好氧反应室的出水口，气升室的出水口高于厌氧反应室的出水口；所述厌氧反应室的出水口与气升室的出水口相对设置。

上文中，所述污水进水口进入的生活污水一般是经过机械(一级)预处理的，如利用格栅、沉砂池、初沉池等构筑物进行初级沉淀，以去除粗大颗粒和悬浮物。所述厌氧反应室的出水口高于好氧反应室的出水口，是为了保证厌氧反应室的回流水返回好氧反应室时具有足够的水头；而气升室的出水口高于厌氧反应室的出水口，是为了保证厌氧反应室的水不致从上部倒流至气升室，并进一步进入三相分离区而影响出水水质。此外，气升室顶部的出水口与好氧反应室的出水口之间的水位差应满足所需回流量的气升提水高度要求。所述厌氧反应室的出水口与气升室的出水口相对设置，因而可以方便从气升室出水口出来的回流水进入厌氧反应室的下部。

上述技术方案中，所述好氧反应室的上部交叉设有斜板，构成所述三相分离区。当好氧反应室中的混合液向上流动至三相分离区时，气体受到斜板的阻挡，将竖直上升，在斜板下形成气室，而含有悬浮固体的水流将绕行进入沉淀分离区，由于气体已经被分离，混合液进入沉淀分离区后，在无扰动的良好条件下，悬浮固体将在重力作用下沉淀，通过斜板向下滑落，返回到好氧反应室，而经过净化和澄清的水则经三相分离区顶部的出水口收集后排放。

上述技术方案中，所述厌氧反应室和好氧反应室的顶部设有溢流堰，构成所述出水口。

进一步的技术方案，所述厌氧反应室的下部设有泥斗，所述污水进水口设于泥斗的中部。该结构是为了在装置运行一定时间形成污泥层后，不致造成严重的堵塞、沟流和短流情况。

上述技术方案中，所述好氧反应室底部设有均匀布水器，并与好氧反应室的进水口连接。以形成良好搅拌，便于好氧反应的进行。

本发明的工作原理是：首先，经机械预处理后的生活污水从厌氧反应室底部的污水进水口进入，在此区域内污泥被截留，进水中的多数悬浮固体由于重力沉降作用将被截留在厌氧反应室的下部，被截留的污泥在厌氧条件下长时间停留，在厌氧微生物的水解-发酵-甲烷化作用下得以分解消化；水解过程产生的部分溶解性物质与生活污水进水中的溶解性污染物一道，经厌氧反应室顶部的出水口进入好氧反应室的底部，由于好氧反应室的底部设有曝气装置，提供氧气和混合动力，满足好氧活性污泥将污水中有机污染物氧化分解、将氨氮转化为硝态氮的生物反应所需；好氧反应后的混合液向上流动经过三相分离区，悬浮固体被分离返回，以保证好氧区有足够的活性污泥生物量，而经过净化和澄清的水则经三相分离区顶部的出水口收集后排放；曝气的尾气在三相分离区被分离、收集后，导入气升室的底部，而三相分离区的上部与气升室连通，因而三相分离区内经过一定程度固液分离的水在尾气的提升作用下回流进入厌氧反应室，其中的异养微生物利用进水及污泥水解提供的有机碳源，将回流水中的硝态氮进行反硝化，使氮得以从水中去除，从而降低了水中的含氮量；而这些回流水与进水一道通过出水口又回到好氧区进行好氧反应，最终通过三相分离区顶部的出水口收集后排放。

由于上述技术方案的采用，与现有技术相比，本发明具有如下优点：

1.本发明的装置可以在相对较高的负荷条件下实现去除生活污水中的有机物和生物脱氮，使出水中除总磷外的主要水质指标达到较高的排放标准要求，具有良好的实际应用效果；同时具有污泥消化的功能，可以长时间不必排泥，因而使用方便，更适于分散型生活污水的处理。

2.本发明充分利用了曝气的尾气，通过气升作用实现了好氧反应室中水的回流，省去了常规脱氮工艺中用于混合液回流的提升泵，既提供了脱氮所需的工艺条件，又节省了运行费用，降低了运行成本。

3.本发明装置的运行不需要调节和控制，只需保证水泵和风机的正常运行即可，且不需要经常排泥，只要数月或更长时间清淘一次底部沉积的惰性颗粒物质；因而维护保养简单便利，不存在填料堵塞、浮渣层清理、控制系统故障等潜在的运行问题，不存在二次污染的隐患。

4.本发明装置的构造简单紧凑、制作成本较低，并可根据需要调整高度/平面比例，节省占地面积或以地埋方式应用，适于推广应用。

附图说明

图1为本发明实施例一的结构示意图。

其中：1、厌氧反应室；2、好氧反应室；3、气室；4、三相分离区；5、导气管；6、出水孔；7、气升室；8、导流板；9、斜板；10、泥斗。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步描述：

实施例一

参见附图1所示，由两个隔室组成的一体化装置，右边为厌氧反应室1，左边为好氧反应室2，经格栅预处理后的污水由厌氧反应室1的底部进入处理装置，该室容积的确定主要考虑固体截留量和污泥消化的需要，表面积一般应大于初沉池的沉淀分离条件要求(过水流量应将回流水一并计入)；厌氧反应室的顶部设置溢流堰，在悬浮固体物质得到分离截留后，进水经此溢流堰通过回流管道由下部进入好氧反应室2；好氧反应室的下部设置鼓风曝气装置，污水和活性污泥在好氧反应室充分混合接触，完成有机物的氧化分解和氨氮的硝化过程；

三相分离区设在好氧反应室的上部，混合液向上流动至三相分离区时，气体受到斜板9的阻挡而竖直上升，在斜板下形成气室3；含有悬浮固体的水流将绕行进入上部的沉淀分离区，由于气体已经被分离，混合液进入后，在无扰动的良好条件下，悬浮固体将在重力作用下沉淀，通过斜板向下滑落，返回到好氧反应室，经过净化和澄清的水则经三相分离区顶部的出水堰收集后排放；

在气室3的顶部布设导气管5，将曝气尾气引入气升室7中，在三相分离区4的上部设有与气升室7连通的出水孔6，使三相分离区4与气升室7的水相互连通；气升室7实际上是一个具有较小的表面积的气水通道，整个好氧反应室的尾气在此集中，将形成较大的气水比，产生气升作用，将三相分离区的水提升返回厌氧反应室，此谓回流水，其中含有在好氧反应室的氨氮氧化生成的硝酸盐氮，设置导流板8，使回流水向下流动，通过厌氧反应室下部的污泥层后再向上流动；回流水在与污泥接触混合后，形成的缺氧区，水中的硝态氮在污泥层中的微生物的作用下，利用进水及污泥水解提供的有机碳源，反硝化生成氮气，使氮得以从水中去除；发生反硝化作用的区域即为缺氧区；回流水将与进水一道通过厌氧反应室顶部的溢流堰回到好氧反应室；

在设计中应处理好厌氧反应室溢流堰、好氧反应室溢流堰和气升室顶堰口的相对高度关系：厌氧反应室溢流堰应高于好氧反应室的溢流堰，以保证回流水返回好氧反应室时具有足够的水头；气升室顶堰口应高于厌氧反应室水面，为了保证厌氧反应室的水不致从上部倒流至气升室，并进一步进入三相分离区而影响出水水质；而气升室顶堰口与好氧反应室水面的高差应满足所需回流量的气升提水高度要求。

厌氧反应室的进水应考虑布水措施，以便在装置运行一定时间形成污泥层后，不致造成严重的堵塞、沟流和短流情况；例如在厌氧反应室的下部设置泥斗10，进水从泥斗中部引入的做法。好氧反应室的进水也可考虑均匀布水措施。这样，在长时间无曝气的情况下，装置实际上是以化粪池+UASB方式运行，也能达到相当的有机物去除效果。

Claims (4)

1.一种气升回流一体化污水处理装置，其特征在于：包括并列设置的厌氧反应室(1)、气升室(7)和好氧反应室(2)，厌氧反应室(1)的底部设有污水进水口，其顶部设有出水口并与所述好氧反应室底部的进水口连通；所述好氧反应室的底部设有曝气装置，其顶部设有出水口，其上部设有三相分离区(4)，所述三相分离区的气室(3)顶部设有导气管(5)，导气管插至气升室的底部，三相分离区(4)的上部设有与气升室(7)连通的出水孔(6)；气升室(7)顶部的出水口与厌氧反应室连通，且接近气升室的一侧设有导流板(8)，以将气升室的回流水引入厌氧反应室的下部；所述厌氧反应室的出水口高于好氧反应室的出水口，气升室的出水口高于厌氧反应室的出水口；所述厌氧反应室的出水口与气升室的出水口相对设置；所述好氧反应室的上部交叉设有斜板(9)，构成所述三相分离区。

2.根据权利要求1所述的气升回流一体化污水处理装置，其特征在于：所述厌氧反应室和好氧反应室的顶部设有溢流堰，构成所述出水口。

3.根据权利要求1所述的气升回流一体化污水处理装置，其特征在于：所述厌氧反应室的下部设有泥斗(10)，所述污水进水口设于泥斗的中部。

4.根据权利要求1所述的气升回流一体化污水处理装置，其特征在于：所述好氧反应室底部设有均匀布水器，并与好氧反应室的进水口连接。

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