CN104150589A - 一体化无梯度活性污泥污水处理装置 - Google Patents

一体化无梯度活性污泥污水处理装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种一体化无梯度活性污泥污水处理装置，包括反应器壳体，该反应器壳体具有一顶端开口的容纳空间，所述容纳空间内沿竖直方向设有一提升筒，所述提升筒具有一上下两端开口的通道，所述通道内设有一空气扩散器，该空气扩散器通过曝气管线与外部的空气泵连通，所述反应器壳体上还分别设有与所述容纳空间连通的进水口、污泥排放口和出水口，所述出水口位于所述进水口以及污泥排放口的上方。本发明的污水处理装置增强了传质效果，提高了处理效率；扩大了废水的处理范围，提高了活性污泥系统的抗冲击能力；增加了反应区微生物密度，提高了污水处理负荷；节约了占地面积，减少了投资，同时也使得运营管理方便，控制简单。

Description

一体化无梯度活性污泥污水处理装置
技术领域
本发明属于污水处理领域，特别是涉及一种一体化无梯度活性污泥污水处理装置。
背景技术
活性污泥法是一种重要的污水处理方法，对于生化性能较好的有机废水而言，活性污泥法因具有处理效果好、运行成本低、设备简单等优点而得到广泛应用。但传统的活性污泥装置一般分为曝气池和二次沉淀池两个独立单元，因此存在着占地面积大等特点，而日益紧张的用地使得该方法的使用受到了一定的限制；在曝气池和二次沉淀池之间需要设置污泥回流泵，增加了运行费用；曝气池内活性污泥浓度较低，因此无法达到很高的处理负荷，无法处理高浓度有机废水；污水浓度突然升高或者有毒物质进入曝气池，将对活性污泥系统造成严重的冲击，大大降低系统的处理效果，甚至造成活性污泥系统的瘫痪。
有鉴于此，有必要提供一种改进的一体化无梯度活性污泥污水处理装置，以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种传质效果好、提高活性污泥系统抗冲击能力、污水处理负荷高且控制简单的一体化无梯度活性污泥污水处理装置。
为实现上述发明目的，本发明提供了一种一体化无梯度活性污泥污水处理装置，包括反应器壳体，该反应器壳体具有一顶端开口的容纳空间，所述容纳空间内沿竖直方向设有一提升筒，所述提升筒具有一上下两端开口的通道，所述通道内设有一空气扩散器，该空气扩散器通过曝气管线与外部的空气泵连通，所述反应器壳体上还分别设有与所述容纳空间连通的进水口、污泥排放口和出水口，所述出水口位于所述进水口以及污泥排放口的上方。
作为本发明的进一步改进，所述反应壳体的内壁上设置有环形的挡板，所述提升筒的外侧套设有三相分离器，所述三相分离器与所述挡板之间形成一圈回流缝。
作为本发明的进一步改进，所述回流缝呈倒喇叭状。
作为本发明的进一步改进，所述三相分离器包括直筒、中部喇叭筒和下端喇叭筒，所述中部喇叭筒连接于所述直筒和下端喇叭筒之间，所述中部喇叭筒上端的直径小于下端的直径，所述下端喇叭筒上端的直径大于其底端的直径，所述下端喇叭筒的侧壁与所述挡板的上表面平行，所述回流缝形成于所述下端喇叭筒的侧壁与挡板的上表面之间。
作为本发明的进一步改进，所述直筒的顶端高于所述提升筒的顶端。
作为本发明的进一步改进，所述挡板的截面呈三角形。
作为本发明的进一步改进，所述出水口位于所述回流缝的上方。
作为本发明的进一步改进，所述容纳空间的底部设有倒锥形圆台。
作为本发明的进一步改进，所述曝气管线与所述空气扩散器可拆卸连接。
作为本发明的进一步改进，所述反应器壳体为圆柱形，其与所述提升管同轴设置。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
1）增强了传质效果，提高了处理效率。
以空气作为提升原动力，在给污水充氧的同时，利用较小的能耗，产生较大的水流推动力，使污水沿提升筒向上提升，进而在提升筒内外形成泥水混合高速循环流，循环流量达进水量的几十倍甚至数百倍，有助于活性污泥与污水之间的充分接触，增强了污水与生物体之间介质的交换，提高了反应器的处理效能。
2）扩大了废水的处理范围，提高了活性污泥系统的抗冲击能力。
由于水中污染物在循环过程中被逐步降解，污染物浓度在循环末端较低，同时，大流量循环使反应区内溶液浓度保持均一无梯度，因此，池内泥水循环流对进水具有高倍稀释作用，当高浓度废水进入反应器时，即可通过高倍稀释作用将进水的污染物浓度迅速降低，使整个池内的污染物浓度梯度大幅度降低，这样便有效地避免了微生物遭受有机物或有毒物质的冲击，从而为微生物生长提供稳定的环境。
3）增加了反应区微生物密度，提高了污水处理负荷。
通过设置三相分离器实现高效的泥水分离，保证出水澄清，同时，保证活性污泥在泥水分离后通过澄清区底部回流缝自动回落到反应区，参与泥水混合液的连续内循环，从而维持混合反应区高浓度的生物量，同时保证了处理负荷。
4）节约了占地面积，减少了投资，同时也使得运营管理方便，控制简单。
本发明的有益效果是：本发明将反应、沉淀等多个功能单元设置于同一反应器内，简化了工艺流程，减少了占地面积，同时省去了污泥回流设备与管线，节约了投资。曝气管线采用可拆卸提升方式，使空气扩散器的维护与检修变得非常简单，确保了曝气系统的免维护运营及简便的不停车更换操作。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1所示为本发明具体实施例中污水处理装置的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。
参图1所示，一体化无梯度活性污泥污水处理装置包括反应器壳体1，该反应器壳体1呈圆柱型，其具有一顶端开口的圆柱型的容纳空间。
反应器壳体1上设有分别与容纳空间连通的进水口2、污泥排放口3和出水口8，其中，污泥排放口3位于最下方，出水口8位于最上方。
反应器壳体1的底部设有倒锥形圆台。容纳空间内设有与反应器壳体1同轴设置的提升筒4，提升筒4为圆柱形，提升筒4具有一上下两端开口的通道。
提升筒4的通道靠下部位设置有空气扩散器5，空气扩散器5通过曝气管线10与空气泵9连通，空气泵9位于容纳空间的外部。优选的，曝气管线10与空气扩散器5之间可拆卸连接。
反应壳体1的内壁上设置有环形的挡板6，挡板6的截面呈三角形设置。
提升筒4的外侧套设有三相分离器7，三相分离器7包括直筒、中部喇叭筒和下端喇叭筒，中部喇叭筒连接于直筒和下端喇叭筒之间，中部喇叭筒为向下开口的喇叭状，其上端的直径小于下端的直径，所述下端喇叭筒为向上开口的喇叭状，其上端的直径大于其底端的直径。下端喇叭筒的侧壁与挡板6的上表面平行，下端喇叭筒的侧壁与挡板6的上表面之间形成有倒置喇叭状的回流缝。出水口8位于回流缝的上方。
直筒的顶端高于提升筒4的顶端，在提升筒4内形成上升流区，在提升筒4、三相分离器7和反应器壳体1之间形成下降流区。上升流区和下降流区组成反应区。三相分离器7上端直筒、中部喇叭筒与反应器壳体1上端形成澄清区。
该装置工作过程如下：向反应器内连续通入待处理废水，开启空气泵9通过曝气管线10和空气扩散器5向提升筒4内曝气充氧，由于提升筒4内外气液密度的差异，提升筒4内流体的密度小于提升筒4外流体密度，使得提升筒4内的废水、气体和活性污泥同时向上运动，形成上升流区，当到达提升筒4顶部时，大量气体从废水中脱离，实现气、液、固三相的分离，剩余的活性污泥和废水以混合物向下回流，形成下降流区。同时一部分泥水混合液通过回流缝进入澄清区，在澄清区内，活性污泥和废水由于密度差相分离，分离后的上清液从出水口8排出，活性污泥则由回流缝回流进入反应区。运行一段时间以后，将活性污泥系统内的剩余污泥从污泥排放口3排出，以维持反应区3内微生物量的稳定。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
综上所述，与现有技术相比，本发明的优点在于：
1）增强了传质效果，提高了处理效率。
以空气作为提升原动力，在给污水充氧的同时，利用较小的能耗，产生较大的水流推动力，使污水沿提升筒向上提升，进而在提升筒内外形成泥水混合高速循环流，循环流量达进水量的几十倍甚至数百倍，有助于活性污泥与污水之间的充分接触，增强了污水与生物体之间介质的交换，提高了反应器的处理效能。
2）扩大了废水的处理范围，提高了活性污泥系统的抗冲击能力。
由于水中污染物在循环过程中被逐步降解，污染物浓度在循环末端较低，同时，大流量循环使反应区内溶液浓度保持均一无梯度，因此，池内泥水循环流对进水具有高倍稀释作用，当高浓度废水进入反应器时，即可通过高倍稀释作用将进水的污染物浓度迅速降低，使整个池内的污染物浓度梯度大幅度降低，这样便有效地避免了微生物遭受有机物或有毒物质的冲击，从而为微生物生长提供稳定的环境。
3）增加了反应区微生物密度，提高了污水处理负荷。
通过设置三相分离器7实现高效的泥水分离，保证出水澄清，同时，保证活性污泥在泥水分离后通过澄清区底部回流缝自动回落到反应区，参与泥水混合液的连续内循环，从而维持混合反应区高浓度的生物量，同时保证了处理负荷。
4）节约了占地面积，减少了投资，同时也使得运营管理方便，控制简单。
将反应、沉淀等多个功能单元设置于同一反应器内，简化了工艺流程，减少了占地面积，同时省去了污泥回流设备与管线，节约了投资。曝气管线10采用可拆卸提升方式，使空气扩散器5的维护与检修变得非常简单，确保了曝气系统的免维护运营及简便的不停车更换操作。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种一体化无梯度活性污泥污水处理装置，其特征在于，包括反应器壳体，该反应器壳体具有一顶端开口的容纳空间，所述容纳空间内沿竖直方向设有一提升筒，所述提升筒具有一上下两端开口的通道，所述通道内设有一空气扩散器，该空气扩散器通过曝气管线与外部的空气泵连通，所述反应器壳体上还分别设有与所述容纳空间连通的进水口、污泥排放口和出水口，所述出水口位于所述进水口以及污泥排放口的上方。
2.根据权利要求1所述的一体化无梯度活性污泥污水处理装置，其特征在于：所述反应壳体的内壁上设置有环形的挡板，所述提升筒的外侧套设有三相分离器，所述三相分离器与所述挡板之间形成一圈回流缝。
3.根据权利要求2所述的一体化无梯度活性污泥污水处理装置，其特征在于：所述回流缝呈倒喇叭状。
4.根据权利要求2所述的一体化无梯度活性污泥污水处理装置，其特征在于：所述三相分离器包括直筒、中部喇叭筒和下端喇叭筒，所述中部喇叭筒连接于所述直筒和下端喇叭筒之间，所述中部喇叭筒上端的直径小于下端的直径，所述下端喇叭筒上端的直径大于其底端的直径，所述下端喇叭筒的侧壁与所述挡板的上表面平行，所述回流缝形成于所述下端喇叭筒的侧壁与挡板的上表面之间。
5.根据权利要求4所述的一体化无梯度活性污泥污水处理装置，其特征在于：所述直筒的顶端高于所述提升筒的顶端。
6.根据权利要求2所述的一体化无梯度活性污泥污水处理装置，其特征在于：所述挡板的截面呈三角形。
7.根据权利要求2所述的一体化无梯度活性污泥污水处理装置，其特征在于：所述出水口位于所述回流缝的上方。
8.根据权利要求1所述的一体化无梯度活性污泥污水处理装置，其特征在于：所述容纳空间的底部设有倒锥形圆台。
9.根据权利要求8所述的一体化无梯度活性污泥污水处理装置，其特征在于：所述曝气管线与所述空气扩散器可拆卸连接。
10.根据权利要求1所述的一体化无梯度活性污泥污水处理装置，其特征在于：所述反应器壳体为圆柱形，其与所述提升管同轴设置。
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