CN103803705B - 一种污水处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及到一种污水处理装置，包括反应池，反应池分隔为好氧区、厌氧缺氧区和厌氧区；其侧壁上设有进水孔，其底部设有刮泥机，反应池的下方设有泥斗，泥斗内设有推送装置；隔板上设有曝气装置，并且堆积有AO反应器；反应池的上部设有过水孔和过水堰；反应池的侧壁上设有污泥回流孔和与沉淀池的上清液抽出孔相连接的上清液回流孔；沉淀池与反应池共用一个侧壁，沉淀池下部的污泥回流孔连通沉淀池的底部；沉淀池内设有水平流沉淀分离装置；所述污泥沉淀池的侧壁上设有清水出孔，清水出孔位于所述水平流沉淀分离装置的上方；沉淀池的外侧壁上设有出水堰。本发明大大减少了平面占地面积，能够充分利用原水中的有机碳作为缺氧区反硝化过程必须的碳源，从而减少外加碳源的投加量，强化了污水处理系统的整体性能。

Description

一种污水处理装置

技术领域

本发明涉及到一种污水处理装置。

背景技术

随着我国工业技术的不断发展和人民生活水平的不断提高，水体污染问题也得到了越来越多的关注。目前，我国90％以上的城市污水处理厂不能够达到国家一级A排放标准，关键问题是氮的相关指标无法稳定达标。

目前生物脱氮除磷工艺广泛应用于污水处理领域中。其中应用最广泛的便是厌氧-缺氧-好氧AAO工艺，以及在其基础上演化的各种变形工艺，该系列工艺是在水流方向上将厌氧区、缺氧区、好氧区串联布置，即设置污泥回流和硝化液回流，其中，硝化液回流主要是把氨氮氧化形成的硝态氮回流到缺氧池，实现反硝化反应，达到去除总氮的目的，硝化液回流量一般为废水进水流量的2～4倍，因此回流泵设施及运行费用过多。另一个影响总氮去除的重要因素就是缺氧区碳源不足抑制了反硝化反应的充分进行，因此，为了保证脱氮效率，通常需要在缺氧区投加大量碳源，以保证反硝化反应的进行。但是在实施过程中由于所需处理的构筑物多、污泥回流、产量大，从而造成投资大、能耗多、运行管理复杂、运行成本高、占地面积大，基建费用高等。这些因素严重制约了脱氮工艺在新建或改造的污水处理厂的推广和应用。

如何在保证处理效果的基础上，降低吨水占地面积、建设费用，提高原水碳源的利用率，有效集成构筑物，实现节能降耗，降低处理厂运行费用，已成为现阶段污水处理领域的迫切需求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的现状提供一种占用空间小、节约能源且污泥减量的污水处理装置。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：该污水处理装置，包括反应池，其特征在于所述反应池内设有横向隔板将所述反应池的内腔分隔为位于上方的好氧区和位于下方上部的厌氧缺氧区以及位于下方下部的厌氧区；

所述反应池的侧壁上靠近反应池底部位置设有供污水进入反应池的进水孔，所述反应池的底部设有刮泥机，反应池的下方设有承接刮泥机所送污泥的泥斗，所述泥斗内设有用于将污泥送出泥斗的推送装置；

对应于好氧区段，所述隔板上设有曝气装置，并且堆积有水处理用AO反应器；所述反应池的侧壁的上部设有过水孔，所述反应池的内侧壁上对应于过水孔设有过水堰；

对应于厌氧缺氧区段，所述反应池的侧壁上设有污泥回流孔和位于所述污泥回流孔上方的上清液回流孔，该上清液回流孔通过回流管道连接沉淀池的上清液抽出孔，所述回流管道上设有水泵；

所述沉淀池对应于过水孔设置在所述反应池外，与所述反应池共用一个侧壁，所述过水孔即为沉淀池的入口，所述沉淀池的下部为斗状结构，并且所述污泥回流孔连通所述沉淀池的底部；所述沉淀池内上部位置设有水平流沉淀分离装置；

所述污泥沉淀池的侧壁上设有清水出孔，清水出孔位于所述水平流沉淀分离装置的上方；对应于该清水出孔在污泥沉淀池的外侧壁上设有出水堰；所述上清液抽出孔位于所述水平流沉淀分离装置的下方且靠近水平流沉淀分离装置设置。

所述反应池的底部设置有用于向反应池内吹送空气的风管。设置风管，一方面，可在池体检修时，通过风管进气，排放有害气体，实现安全检修，另一方面，通过风管定期进气，防止底部污泥板结。

较好的，可以在所述厌氧区内设置有污泥浓度传感器，所述反应池的好氧区、厌氧缺氧区和厌氧区内均设有用于监测各区溶解氧浓度的溶氧仪。通过污泥浓度传感器来测定污泥浓度，作为判定污泥回流量的控制依据；通过溶氧仪来监测好氧区、厌氧缺氧区区和厌氧区内溶解的氧浓度，作为判定上清液回流量的控制依据。

作为上述方案的改进，所述水平流沉淀分离装置包括多块波纹板，所述波纹板横截面为呈周期性变化的波形结构，各所述波纹板均相对于水平面垂直设置，相邻的波纹板对称设置且相互之间间隔有间距，相邻波纹板之间的最小间距即为排泥通道，水平设置的多根加强杆穿设在各所述波纹板上从而将这些波纹板连接在一起。

相邻的所述波纹板之间还纵向设有多块隔板，这些隔板间隔设置，并且隔板的宽度大于相邻波纹板之间的最小距离且小于相邻波纹板之间的最大距离，各所述波纹板上设有与各所述隔板相适配的卡槽或卡孔，所述隔板的两侧边插设在对应的卡槽或卡孔内，从而将各所述隔板连接在相邻的波纹板之间。

不同的所述波纹板之间的隔板交错设置。

所述波形结构为梯形波，该梯形波的两个腰与对应谷底之间的夹角为45°～60°，相邻波纹板之间的最小间距与波谷腰长的比例为1:2～1:8。

或者，所述波形结构为三角形波。

采用梯形波、三角形波和正弦波结构的波纹板，能够形成上窄下宽的排泥通道，解决了现有技术中悬浮物量过高时，过量沉淀物所导致的排泥通道淤塞的问题。而本实施例排泥滑道上细下粗的设计可以有效解决这一问题，降低沉淀装置对原水悬浮物浓度的要求，保证沉淀装置的沉淀速度。

所述水平流沉淀分离装置还包括矩形框架，所述框架由十二条边棱连接而成；所述的波纹板安装在所述框架内。

水平流沉淀分离装置可以设置多个，将这些水平流沉淀分离装置依次对接和/或叠合在一起。

与现有技术相比，本发明所提供的污水处理装置，将厌氧段、厌氧缺氧段和好氧段上下叠置，并将反应池、沉淀池和污泥储池集成一体，一方面大大减少平面占地面积，另一方面可充分利用原水中的有机碳作为缺氧区反硝化过程必须的碳源，从而减少外加碳源的投加量，强化了污水处理系统的整体性能；斗状污泥沉淀区与反应池厌氧区的连通设计及与厌氧区隔墙设计，可以实现污泥自回流，节省传统工艺中使用污泥泵回流所需的能耗，同时污泥可以实现100％的回流，保证污泥浓度和污泥停留时间，使组成污泥的尽量多的微生物能够完成生命周期，从而减少污泥产量，减轻后续污泥处理的难度；刮泥机及螺杆输送机的使用，解决了传统重力排泥管排泥技术中存在的污泥堵塞，排泥量无法控制的技术难题。

优选方案中，好氧区内水处理用微型AO反应器和沉淀区内水平流垂直排泥式沉淀分离装置等技术的运用，相较传统技术，可以减小占地面积的基础上，进一步提高处理效果和处理效率。

优选方案中水平流沉淀分离装置的结构，除了保留了现有技术中水流和沉淀物的排泥方向相互垂直，互不干扰，从而避免水平流与沉淀物之间的扰动作用，防止下沉的污泥再悬浮的优点，本发明对现有技术中排泥方式进行了优化，相对于现有技术排泥通道仍然采用与水平夹角30°到60°的倾斜通道，当泥量不断增大，可能堵塞排泥通道，存在因沉淀物重量过大超出斜板承重能力而造成的斜板变形甚至坍塌的缺点，本发明中采用方向垂直的排泥滑道，当水流水平流经水流通道后，悬浮物与水流通道的边框撞击快速沉淀，沿边框下滑进入排泥通道，沉淀物沿垂直的排泥滑道可以直接沉淀至沉淀池底部，斜板无需承重，从而解决了现有技术中沉淀物量过大超出斜板承重能力后出现的斜板变形或坍塌的问题，不仅保证了快速有效的沉淀效果，相对于现有技术更加稳固可靠。

相邻波纹板之间隔板的设计在波纹板之间形成了一个相对的静水区，能够降低水流对于已分离的固、液的冲击，并能有效避免水流短流现象，为固体物沉淀提供了一个不受干扰的更好的环境和足够的沉淀时间，沉淀效果更好；同时隔板的设计还可以增强装置的连接强度和抗冲击能力，保证相邻波纹板在水流冲击下的定位。

本装置构造简单，占地面积极小，且简化了污泥回流等设施，并充分利用原水中的有机碳源，省去了传统工艺中的主要耗能环节及药剂投加量，大大降低了基建和运行成本，真正达到了环保，节能，节地，高效的污水处理效果。

附图说明

图1为本发明实施例装配结构的平面示意图；

图2为本发明实施例中波纹板的剖面示意图；

图3为本发明实施例中波纹板的立体示意图；

图4为本发明实施例的截面结构示意图；

图5为本发明实施例1中单元组的立体示意图；

图6为图4仰视方向的立体示意图；

图7为本发明实施例2局部结构的剖视示意图；

图8为图4的侧视图；

图9为本发明实施例3中波纹板与隔板装配结构立体示意图；

图10为本发明实施例3中波纹板的立体结构示意图；

图11为图9的正视图；

图12为图10的侧视图；

图13为本发明实施例中隔板的立体结构示意图；

图14为本发明实施例中AO反应器的立体示意图；

图15为本发明实施例中AO反应器的平面示意图；

图16为本发明实施例中AO反应器的剖视示意图；

图17为本发明实施例中AO反应器的壳体瓣的立体示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

如图1至图17所示，该污水处理装置包括：

反应池1，对污水进行生化处理的场所，其内设有横向隔板11将所述反应池的内腔分隔为位于上方的好氧区12和位于下方上部的厌氧缺氧区13以及位于下方下部的厌氧区14。

对应于厌氧区段的结构设计：

反应池的侧壁上靠近反应池底部位置设有供污水进入反应池的进水孔15，所述反应池的底部设有刮泥机4，在反应池下方的泥斗5，泥斗5内设有用于向泥斗外推送污泥的推送装置6，本实施例中的推送装置采用螺杆输送机6，螺杆输送机通过排泥口(图中未示出)将污泥从泥斗内送出。

对应于厌氧缺氧区段的设计：

所述反应池的侧壁上设有污泥回流孔19和位于所述污泥回流孔上方的上清液回流孔16，该上清液回流孔16通过回流管道73连接沉淀池的上清液抽出孔72。该上清液的回流通过上清液抽出孔72和上清液回流孔16之间的液位差来自动回流。本实施例中，对应于上清液回流孔配置有自动启闭阀门(图中未示出)控制流量，一方面用于控制上清液回流量，另一方面可控制循环水流强度以对厌氧缺氧区内的污水起到搅拌作用。为了达到更好的效果，本实施例在所述回流管道上设有水泵74。所述污泥回流孔19位于沉淀池底部，该污泥回流孔19即为沉淀池的污泥排出孔。本实施例中，污泥回流孔上也设置有自动启闭阀门(图中未示出)以控制厌氧区内的污泥浓度。

对应于好氧区段的结构设计：

所述隔板的上方设有曝气装置2，曝气装置可以根据需要选用现有技术中的任意一种；隔板上堆积有水处理用AO反应器3；反应池侧壁的上部设有过水孔17，反应池的内侧壁上对应于过水孔17设有过水堰18。

本实施例在反应池的底部设置有用于向反应池内吹送空气的风管，用以定期进气，防止底部污泥板结；同时还可在池体检修时，通过风管进气，排放有害气体，实现安全检修。

还在厌氧区内设置有污泥浓度传感器(图中未示出)，在反应池的好氧区、厌氧缺氧区和厌氧区内均设有用于监测各区溶解氧浓度的溶氧仪(图中未示出)，作为判定上清液回流量的控制依据。

沉淀池7，对经反应池生化处理后的污水中的固体物质进行沉淀分离的场所。本实施例中，沉淀池7设置在反应池外，与反应池共用一个侧壁；沉淀池的入口即反应池的过水孔17，沉淀池的上部对应于过水孔17设有水平流沉淀分离装置8。

沉淀池的侧壁上设有清水出孔71，清水出孔71位于水平流沉淀分离装置8的上方，对应于该清水出孔71在污泥沉淀池的外侧壁上设有出水堰9。沉淀池的侧壁上还设有上清液抽出孔72，上清液抽出孔位于所述水平流沉淀分离装置的下方且靠近水平流沉淀分离装置设置。

沉淀池的下部为斗状结构。污泥回流孔19位于沉淀池的底部，该污泥回流孔即为沉淀池的污泥排出孔；污泥在自身重量作用下从污泥回流孔自动排入反应池内。

堆积在隔板11上的AO反应器3可以根据需要选用现有技术中的任意一种AO反应器。本实施例为了获得更好的处理效果，本实施例采用能同时进行厌氧和好氧处理且具有自动净化功能的水处理用AO反应器。该AO反应器3包括：

壳体31，为空心结构，由多个壳体瓣32装配而成。本实施例中的壳体为球形结构，表面为凹凸不平的粗糙表面，由四个相同的壳体瓣32组装而成。每个壳体瓣的端缘上分别设有外凸于壳体外表面的凸缘33，各凸缘上分别设有相对应的凸柱37和卡槽38，通过凸柱和卡槽的配合将各壳体瓣连接在一起形成壳体。

壳体31上设有多个通孔36，各通孔的面积之和为所述壳体表面积的70％～80％，本实施例为75％。本实施例中的通孔分为大、中、小三种规格，三种规格的通孔的比例为1：2：4，并且，三种规格的通孔按大小依次排列形成一组，各通孔以组为单位分布在壳体1上。

壳体的外表面上间隔设有多个凸起34。本实施例中，各凸起为圆锥形凸起，其高度为壳体直径的5％～10％，本实施例为8％；凸起与壳体相连接的底面积为壳体表面积的4×10^-4～9×10^-4，本实施例为7×10^-4，各凸起的底面积之和为球状壳体表面积的6％～20％，本实施例为12％。

壳体内填充有厌氧载体35。厌氧载体为由填充物和附着在填充物上的厌氧菌组成。填充物为条丝状填充物，可以根据需要选用绒毛、弹性纤维、丝条、软性纤维和放射性枝条中的一种或多种；也可以选用现有技术中的填充物，例如泡沫、活性炭等。

上述AO反应器十个为一组，放置到多个网袋(图中未示出)中，将这些网袋投放到水池中，堆积在隔板11上。

该AO反应器BOD、COD的去除率能够提升10％～30％，有机污泥的去除率可以提高30％～80％。

设置在沉淀池7内的水平流沉淀分离装置8可以根据需要选用现有技术中的任意一种。为了达到较好的沉淀效果，避免水流与固体物的干扰，本实施例中的水平流沉淀分离装置8包括：

波纹板81、81’，有多块，这些波纹板均相对于水平面垂直设置，波纹板的横截面为梯形波结构81，如图3至图7所示；波纹板的横截面也可以是三角形波81’，如图9至图12所示。横截面为梯形波结构时优选两腰与对应谷底之间的夹角α为45°，其谷底的宽度为1厘米，谷底的宽度还可以根据需要选择其它的尺寸，当谷底宽度为0.5～2厘米之间时，该尺寸范围既能获得理想的沉泥效果，也能兼顾处理效率和大颗粒物质沉淀的要求；梯形波两腰的长度为3厘米；腰的长度还可以根据选用其它的尺寸，本发明限定的范围为2～3.5厘米，该尺寸范围能够均衡沉泥和处理效率。

本实施例中，各波纹管的表面均具有憎水层，以有效减少波纹板表面对沉淀物的阻力，加快沉降在波纹板表面上的固体物下滑入排泥滑道的速度，从而保障固、液的快速分离，保证沉淀效果。

加强杆89依次垂直穿过这些波纹板81将波纹板连接在一起。

相邻波纹板之间的相对的两个谷底之间的间距即为本实施例中的排泥通道82，排泥通道的宽度为0.5厘米，排泥通道的宽度还可以根据水质的实际情况选择其它的尺寸，通常在2厘米以内。相邻波纹板之间的相对的两个梯形波所围护形成的空间即水流通道83，水流通道的方向(如图2中箭头方向所示)与排泥通道的方向相垂直，本实施例中水流通道的最大宽度为2厘米。

本实施例中的各波纹管81分为多组，每组波纹管安装在框架84内形成一个单元组。各框架由十二根棱杆连接而成。本实施例中的框架84由角钢构成，通过角钢将波纹板固定在标准框架内。根据框架材质的不同，还可以是在棱杆的内表面上设有与各波纹板相对应的连接槽，波纹板的端缘插设在对应的连接槽内，从而将各波纹板安装到对应的框架内。各框架顶面和底面的边角位置分别设有凸柱87和凹槽87’，相邻的框架可以通过凸柱和凹槽的配合相连接。

本实施例中，在波纹板外凸的凸面上还设有插孔86(图3至图8中未示出)。

相邻波纹板之间的间隙中间隔设有多块隔板88，这些隔板纵向贯穿在相邻波纹板之间；本实施例中隔板的两端部的结构与相邻两波纹板之间的空间相适配，也为锯齿状结构，以方便隔板和波纹板装配时两者的定位；隔板的其余部分为直线板型结构，即矩形结构，并且这部分隔板的宽度大于相邻隔板之间的最小距离，同时小于相邻隔板之间最大距离，也就是说，隔板的部分边缘插入到波纹板相对于隔板内凹的尖角部分的插孔中外露于该隔板的另一侧，而隔板的其余部分与波纹板外凸的尖角形成三角形或梯形穿孔，构成本实施例中的侧过水区80，水流从侧过水区通过；而相邻隔板在相邻波纹板之间的空隙中形成一个相对的静水区，用于降低水流对于已形成的固、液分离进行冲击，并能有效避免了水流短流的现象，为沉淀提供一个不受干扰的更好的环境和足够的沉淀时间，沉淀效果更好；同时隔板的设计还可以增强装置的连接强度和抗冲击能力，保证相邻波纹板在水流冲击下的定位。

该水平流垂直排泥沉淀分离装置适用于多种水质，基本上避免了固、液之间的扰动，沉淀效果好，杜绝了因沉淀物淤塞所导致的装置坍塌的可能性，而且装置结构简易，可标准化生产，安装简单，减少现场施工难度。

Claims (10)

1.一种污水处理装置，包括反应池(1)，其特征在于所述反应池(1)内设有横向隔板(11)将所述反应池的内腔分隔为位于上方的好氧区(12)和位于下方上部的厌氧缺氧区(13)以及位于下方下部的厌氧区(14)；

所述反应池的侧壁上靠近反应池底部位置设有供污水进入反应池的进水孔(15)，所述反应池的底部设有刮泥机(4)，反应池的下方设有承接刮泥机所送污泥的泥斗(5)，所述泥斗(5)内设有用于将污泥送出泥斗的推送装置(6)；

对应于好氧区(12)段，所述隔板上设有曝气装置(2)，并且堆积有水处理用AO反应器(3)；所述反应池的侧壁的上部设有过水孔(17)，所述反应池的内侧壁上对应于过水孔(17)设有过水堰(18)；

对应于厌氧缺氧区段，所述反应池的侧壁上设有污泥回流孔(19)和位于所述污泥回流孔上方的上清液回流孔(16)，该上清液回流孔(16)通过回流管道连接沉淀池的上清液抽出孔，所述回流管道上设有水泵；

所述沉淀池(7)对应于过水孔(17)设置在所述反应池外，与所述反应池共用一个侧壁，所述过水孔(17)即为沉淀池的入口，所述沉淀池的下部为斗状结构，并且所述污泥回流孔(19)连通所述沉淀池的底部；所述沉淀池内上部位置设有水平流沉淀分离装置(8)；

所述污泥沉淀池的侧壁上设有清水出孔(71)，清水出孔(71)位于所述水平流沉淀分离装置(8)的上方；对应于该清水出孔(71)在污泥沉淀池的外侧壁上设有出水堰(9)；所述上清液抽出孔位于所述水平流沉淀分离装置的下方且靠近水平流沉淀分离装置(8)设置。

2.根据权利要求1所述的污水处理装置，其特征在于所述反应池的底部设置有用于向反应池内吹送空气的风管。

3.根据权利要求1所述的污水处理装置，其特征在于所述厌氧区(14)内设置有污泥浓度传感器，所述反应池的好氧区(12)、厌氧缺氧区和厌氧区(14)内均设有用于监测各区溶解氧浓度的溶氧仪。

4.根据权利要求1至3任一权利要求所述的污水处理装置，其特征在于所述水平流沉淀分离装置(8)包括多块波纹板，所述波纹板横截面为呈周期性变化的波形结构，各所述波纹板均相对于水平面垂直设置，相邻的波纹板对称设置且相互之间间隔有间距，相邻波纹板之间的最小间距即为排泥通道(82)，水平设置的多根加强杆(89)穿设在各所述波纹板上从而将这些波纹板连接在一起。

5.根据权利要求4所述的污水处理装置，其特征在于相邻的所述波纹板之间还纵向设有多块隔板(88)，这些隔板(88)间隔设置，并且隔板(88)的宽度大于相邻波纹板之间的最小距离且小于相邻波纹板之间的最大距离，各所述波纹板上设有与各所述隔板(88)相适配的卡槽(86)或卡孔(86)，所述隔板(88)的两侧边插设在对应的卡槽或卡孔(86)内，从而将各所述隔板(88)连接在相邻的波纹板之间。

6.根据权利要求5所述的污水处理装置，其特征在于不同的所述波纹板之间的隔板(88)交错设置。

7.根据权利要求6所述的污水处理装置，其特征在于所述波形结构为梯形波，该梯形波的两个腰与对应谷底之间的夹角为45°～60°，相邻波纹板之间的最小间距与波谷腰长的比例为1:2～1:8。

8.根据权利要求6所述的污水处理装置，其特征在于所述波形结构为三角形波。

9.根据权利要求7或8所述的污水处理装置，其特征在于所述水平流沉淀分离装置还包括矩形框架，所述框架由十二条边棱连接而成；所述的波纹板安装在所述框架内。

10.根据权利要求8所述的污水处理装置，其特征在于所述水平流沉淀分离装置有多个，这些水平流沉淀分离装置依次对接和/或叠合在一起。