CN105668779B - 一种循环式充氧生化器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种循环式充氧生化器，包括生化反应池，该生化反应池设有进水口、滗水器、排污泥口，底部铺设有曝气系统；生化反应池内还固设有导流系统和网格板；导流系统包括悬空布置的导流板和顶罩；导流板沿上下游方向布置，每一对导流板中的两个导流板相互面对且二者的距离由上到下由近至远；顶罩截面呈倒V字型，罩扣在导流板上方，且导流板的顶端位于顶罩的下边缘内；网格板沿垂直于上下游方向布置，且网格板位于导流板下游；污水通过进水口进入生化反应池，曝气系统曝气，得到的混合液静置沉淀后，上层水通过网格板再生物絮凝经滗水器排出生化反应池。本发明的循环式充氧生化器，生化反应更彻底，沉淀更充分，出水水质佳。

Description

一种循环式充氧生化器

技术领域

本发明属于污水处理领域，具体涉及一种循环式充氧生化器。

背景技术

农村生活污水目前常规的处理方法有生物接触氧化+人工湿地、生物转盘+人工湿地、滴滤池+人工湿地、沼气池+滴水曝气+人工湿地、膜生物反应器(MBR)、曝气生物滤池(BAF)+人工湿地等。这些处理工艺中基本都利用了微生物的生理特性和人为的工程技术措施，及采用了人工湿地深度处理。人工湿地占地面积大，易受病虫害影响，管理麻烦，填料再生劳动强度大，生态系统生化过程极不稳定，造成上述工艺运行可持续性能差。

序批式活性污泥法(SBR)是一种按间歇序批式来运行的活性污泥污水处理技术，采用时间分割的操作方式替代空间分割的操作方式，静置沉淀替代传统的动态沉淀。它的主要特征是在运行上的有序和间歇操作，SBR技术的核心是完全混合式的SBR生化反应池，该池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池，无污泥回流系统。SBR技术具有净化处理效果好，出水水质好，运行稳定灵活，水力停留时间短、效率高，耐有机负荷和毒物负荷冲击；且布置紧凑、占地面积小，处理设备少，构造简单，造价和运行费用低，便于操作和维护管理，尤其适用于间歇排放和流量变化较大的场合。但现有的SBR技术自身不带有深度处理模块，出水一般无法达到GB 18918—2002城镇污水处理厂污染物排放标准中城镇污水处理厂出水作为回用水基本要求的一级A标准，大多只能达到一级B标准，还需要另外设置后处理模块。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供了一种循环式充氧生化器，反应更彻底，沉淀更充分，出水能够达到GB 18918—2002城镇污水处理厂污染物排放标准要求的一级A标准。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种循环式充氧生化器，包括生化反应池，该生化反应池设有进水口、用于滗水的滗水器、排污泥口；该生化反应池底部铺设有曝气系统；该生化反应池内还固设有导流系统和网格板；该导流系统包括悬空布置的至少一对导流板和顶罩；该导流板沿上下游方向布置，导流板的底端位于曝气系统上方；每一对导流板中的两个导流板相互面对且二者的距离由上到下由近至远；该顶罩截面呈倒V字型，该顶罩罩扣在导流板上方，且导流板的顶端位于顶罩的下边缘内且二者互不接触；该网格板沿垂直于上下游方向布置，且网格板位于导流板下游；污水通过进水口进入生化反应池，曝气系统曝气，得到的混合液静置沉淀后，上层水通过网格板经滗水器排出生化反应池。

一实施例中：所述导流板与水平方向的夹角为55～80°，尤其55～60°为佳；所述倒V字型顶罩的顶角为55～60°，这样既能够保证形成环流，又能防止污泥在导流板和顶罩上沉积。

一实施例中：所述每一对导流板中的两个导流板相互镜像对称布置，且其对称轴线与顶罩中轴线重合。

一实施例中：所述网格板的网孔孔径为5～8mm，此孔径可以保证能够形成较好的漩涡。若孔径太大或太小，都无法形成最佳漩涡，不利于颗粒的絮凝和沉降。

一实施例中：所述曝气系统包括相互连通的曝气管和若干曝气组件，该若干曝气组件均匀排布在生化反应池底部。

一实施例中：该滗水器为下进式浮筒滗水器，包括上下布置的浮筒、连接杆、滗水槽、滗水管和套管；该浮筒为封闭的空心筒状结构；该滗水槽为空心筒状结构，通过连接杆固接在浮筒正下方，槽口设在滗水槽正下部；该滗水管竖直布置在滗水槽正下方且二者相互连通；该套管竖直固接在生化反应池，滗水管下段密封滑动装接在套管上段内且可相对套管上下滑动；套管下端与所述出水管连通。

一实施例中：所述浮筒与滗水槽平行间隔设置；所述滗水槽与滗水管相互配合形成类T字型结构。

一实施例中：所述出水管上还设有用于将滗水器的初始出水自动排至生化反应池进水口的支管。

本技术方案与背景技术相比，它具有如下优点：

1.循环充氧，生化反应彻底：在曝气的推动和导流系统的作用下，气体、混合液沿导流板进行环流运动，以使混合液与氧气处于完全状态，因此其能够充分传质和利用，大大提高了氧的利用率和池溶，促进和提高了微生物处理酶促反应的效率；同时，水力环流的形成具有活化污泥的作用，促使活性污泥充分分散变成颗粒污泥，这样每个颗粒污泥就是一个微型生化器，形成同步硝化反硝化和除磷功能，促使生化反应进行更为彻底；另外，导流板在生化器泥水分离过程中发挥浅池分离作用，其上附有大量的生物膜，在系统里形成泥膜共生的高浓度混合液MLSS生态系统。因此，本发明的循环式充氧生化器具有污泥负荷高、池容利用率高、池容小、生态系统平衡稳定性好、耐污染物冲击性能强、能提高生化器的持化性能等优势。所以，在同样的工况条件下，本发明能够取得更充分彻底的处理效果，甚至减少曝气量和曝气次数也能达到同样的处理效果，实现了节能减排。

2.二次泥水分离，分离充分：生化反应池池内设施了网格板，对沉淀絮体的形成和水力稳流起到了积极的协同作用，水流经过网格板的网孔时形成漩涡，污染物小颗粒在漩涡中相互絮凝和聚集形成大颗粒，并迅速向下沉降，形成继曝气结束沉淀分层后的二次泥水分离，这样的二次泥水分离能够充分除去悬浮物和胶体物质，强化了泥水分离效果，使出水水质更好，

3.下进式进水，避免浮渣：出水采用下进式浮筒滗水器，槽口设置在滗水槽的正下方，进水时能够避免水面上漂浮的浮渣、泡沫等进入滗水器，避免对出水水质的污染；同时，滗水器体积小，占用空间小，滗水效率高。

4.本发明的循环式充氧生化器(XCSBR)，是对现有SBR技术的改进，通过导流系统使反应更彻底，通过网格板使沉淀更充分，通过下进式浮筒滗水器使得出水不被污染，从而使得出水水质能直接达到GB 18918—2002城镇污水处理厂污染物排放标准中的一级A标准。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1为本发明的循环式充氧生化器(XCSBR)俯视的平面示意图。

图2为图1的A-A剖面示意图，重点示出导流系统。

图3为图1的B-B剖面示意图，重点示出网格板。

图4为图1的C-C剖面示意图，重点示出滗水器。

图5为图4的D-D剖面示意图。

附图标记：生化反应池10，进水管11，出水管12，支管121，潜水泵13，曝气系统14，曝气管141，曝气组件142，进气管143；导流系统20，导流板21，顶罩22；网格板30；滗水器40，浮筒41，连接杆42，滗水槽43，槽口431，滗水管44，套管45。

具体实施方式

下面通过实施例具体说明本发明的内容：

请查阅图1至图5，一种循环式充氧生化器(XCSBR)，包括用于进行污水处理的生化反应池10，该生化反应池设有进水口、用于排水的滗水器40以及排污泥口；进水口连通进水管11；滗水器连通出水管12，出水管12上另设有用于将滗水器40的初始出水排至生化反应池10进水口的支管121；出水管12和支管121上均设有数控阀门；排污泥口可以设置潜水泵13，用于排出生化反应池10底部的水和污泥；生化反应池10底部铺设有曝气系统14，包括曝气管141和安装在曝气管141上且与曝气管141连通的若干曝气组件142，该曝气管141通过进气管143与外界的风机等气体发生设备相连，若干曝气组件142均匀排布在生化反应池10底部，用于对生化反应池10内的污水进行曝气处理；

生化反应池内还固设有导流系统20和网格板30；其中，

导流系统20包括悬空布置在生化反应池内的一对导流板21和顶罩22，例如通过钢筋或者预埋支架将导流板21和顶罩22固定在生化反应池10的池壁上，并使导流板21和顶罩22悬空在生化反应池10内即可；为便于描述，本实施例中以进水口处作为上游，滗水器40处作为下游，导流板21沿上下游方向布置，即导流板21所在平面顺着水流的上下游方向布置，避免阻挡水流，较好的是导流板21所在平面平行于水流的上下游方向，且导流板21所在平面与水平方向的夹角a为55～80°，最好是55～60°；导流板21的底端位于曝气组件142上方；两个导流板21相互面对着并镜像对称布置，且二者的距离由上到下由近至远，这样，两个导流板21从侧面看上去排列成类似梯形两侧边的结构；该顶罩22也顺着水流的上下游方向布置，避免阻挡水流，其截面呈倒V字型，倒V字型顶罩22的中轴线与竖直方向重合，顶罩22的顶角b为55～60°，两个导流板21的镜像对称轴线与顶罩22的中轴线重合；顶罩22罩扣在导流板21上方，且导流板21的顶端位于顶罩22的下边缘内且二者互不接触(如图2所示)；

导流板21和顶罩22可以采用常规的材料制成，例如金属，或其他适用于SBR技术的材料均可。

网格板30沿垂直于上下游方向布置(如图3所示)，且网格板30位于导流系统20板下游；网格板30例如为304等金属材料制成，其网孔孔径为5～8mm为佳。

本发明现场使用方式如下：

XCSBR运行周期包括：进水→混合→循环曝气→沉淀→滗水。整个运行程序可以通过现有技术，例如PLC程序进行人工调节，根据进水水质和出水水质要求，对各阶段的运行时间进行调整。具体如下：

进水与混合阶段：待处理的污水由进水管11通过进水口进入生化反应池10内，并与生化反应池10内的污泥混合产生混合液，在丰富的挥发脂肪酸VFA供给之下，污泥中的反硝化菌和聚磷菌进行反硝化和释磷，ADP→ADT，同时聚磷菌吸收VFA变为PHB(聚β-羟基丁酸)储存在微生物体内；进水达到一定水位后，自动停止进水；

循环曝气阶段：污水进水达到一定水位后，自动停止进水；曝气自动引曝，循环曝气过程主要功能为硝化，去除凯氏氮及碳化过程，同时聚磷菌将PHB作为基质进行繁殖(ADT→ADP)。本实施例之中，曝气组件142位于生化反应池10底部，随着曝气的进行，气体由底部向上，搅动混合液向上流动，碰到导流板21后沿导流板面继续上升，直至碰到顶罩22，在顶罩22的遮挡下，气体和混合液运动方向改变，转而从顶罩22与导流板21之间的间隙流出并沿导流板21面向下流动，又回到生化反应池10底部，再次在曝气的带动下向上，这样，气体、混合液沿导流板21进行环流运动，以使混合液与氧气能够充分传质和利用，大大提高了氧的利用率和池溶，促进了微生物处理酶促反应的进行；同时，水力环流的形成具有活化污泥的作用，促使活性污泥充分分散变成颗粒污泥，这样每个颗粒污泥就是一个微型生化器，促使反应进行更为彻底；

沉淀阶段：曝气结束后，混合液静置沉淀，形成上水下泥的分层；此时大颗粒污泥已充分沉淀；上层水中还有少量较小的颗粒和悬浮物等；

滗水阶段：沉淀结束后，数控阀门自动开启，滗水器40开始滗水；先开启支管121，将初始出水回排至生化反应池10进水口，再开启出水管12正式排水；滗水过程中，上层水流经过网格板30进行污泥颗粒再絮凝和水力稳流，去除悬浮物和富磷污泥，同时也进行微生物的稳定和生理调理；具体来说，水流经过网格板30的网孔时能够形成漩涡，胶体小颗粒在漩涡中加强了相互碰撞，并在碰撞过程中相互絮凝和聚集形成大颗粒；根据stokes原理，颗粒的沉降速度与颗粒粒径的平方成正比，因此小颗粒在逐渐变大的过程中也迅速的向下沉降，这样的二次沉淀能够充分除去小颗粒和悬浮物，强化了泥水分离效果，使出水水质更干净，可直接达到GB 18918—2002城镇污水处理厂污染物排放标准中的一级A标准；滗水深度达到一定位置后，数控阀门自动关闭，停止滗水，一个运行周期结束。

本实施例之中，所述滗水器40为下进式浮筒滗水器，如图4和图5所示，包括上下布置的浮筒41、连接杆42、下进式的滗水槽43、滗水管44和套管45，且浮筒41、连接杆42、滗水槽43、滗水管44和套管45大致位于同一个竖直的平面上；浮筒41与滗水槽43为通过连接杆42相连的平行间隔设置的两个空心筒状结构，优选椭圆筒状结构，但浮筒41为全封闭式，用于为滗水器40提供浮力，使其能够悬浮在水中并能随水位变化而变化；而滗水槽43的正下部设有开口即用于进水的槽口431；浮筒41和滗水槽43水平悬浮在水中，浮筒41在上，滗水槽43在下；滗水管44竖直布置，固接在滗水槽43中部的正下方，滗水管44与滗水槽43二者相互配合形成类T字型结构且相互连通；套管45通过钢筋或者预埋支架等竖直固接在生化反应池10池壁，滗水管44下段通过若干密封圈密封滑动装接在套管45上段内且可相对套管上下滑动；套管45下端与倾斜布置的出水管12连通。

排水时，先开启支管121的数控阀门，将滗水器40内积存的水和滗水器40初段出水自动回排至生化反应池10进水口；随后关闭支管121，开启出水管12的数控阀门，随着滗水的进行，生化反应池10内的上层水从槽口431进入滗水槽43内，汇流入滗水管44，历经滗水管44、套管45和出水管12排出；随着水位逐渐下降，浮筒41随水位下移，同时带动滗水管44在套管45内向下滑动，以使滗水器40随水位下降而下降；当排水停止，重新进水后，随着水位逐渐上升，浮筒41随水位上移，同时带动滗水管44在套管45内向上滑动，以使滗水器40随水位上升而上升。

滗水器40滗水槽43的槽口431设置在滗水槽43的正下方，这样进水时，水面上漂浮的浮渣、泡沫等不会进入滗水器40，避免对出水的污染，也可以省去在槽口431处设置挡泥板的设计；其次，滗水器40采用滗水管44在套管45内密封上下滑动的形式，结构简单，体积小，占用空间小，各部件配合紧凑，运转平稳，滗水速度均匀，水面平稳无波动；浮筒41和滑动套接设计也能保证滗水器40随水位变化而变化，并保持槽口431处水深保持稳定，达到滗水的最佳效果，能够准确的排出生化反应池10内的上层水而不搅动底层的污泥。

以上所述，仅为本发明较佳实施例而已，故不能依此限定本发明实施的范围，即依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖的范围内。

Claims (7)

1.一种序批式循环式充氧生化器，包括生化反应池，该生化反应池设有进水口、用于滗水的滗水器、排污泥口；该生化反应池底部铺设有曝气系统；其特征在于：该生化反应池内还固设有导流系统和网格板；该导流系统包括悬空布置的至少一对导流板和顶罩；该导流板沿上下游方向布置，导流板的底端位于曝气系统上方；每一对导流板中的两个导流板相互面对且二者的距离由上到下由近至远；该顶罩截面呈倒V字型，该顶罩罩扣在导流板上方，且导流板的顶端位于顶罩的下边缘内且二者互不接触；所述导流板与水平方向的夹角为55～80°；所述倒V字型顶罩的顶角为55～60°；该网格板沿垂直于上下游方向布置，且网格板位于导流板下游；所述序批式循环式充氧生化器运行周期包括：进水与混合→循环曝气→沉淀→滗水；污水通过进水口进入生化反应池，曝气系统曝气，得到的混合液静置沉淀后，上层水通过网格板经滗水器排出生化反应池。

2.根据权利要求1所述的序批式循环式充氧生化器，其特征在于：所述每一对导流板中的两个导流板相互镜像对称布置，且其对称轴线与顶罩中轴线重合。

3.根据权利要求1所述的序批式循环式充氧生化器，其特征在于：所述网格板的网孔孔径为5～8mm。

4.根据权利要求1所述的序批式循环式充氧生化器，其特征在于：所述曝气系统包括相互连通的曝气管和若干曝气组件，该若干曝气组件均匀排布在生化反应池底部。

5.根据权利要求1所述的序批式循环式充氧生化器，其特征在于：该滗水器为下进式浮筒滗水器，包括上下布置的浮筒、连接杆、滗水槽、滗水管和套管；该浮筒为封闭的空心筒状结构；该滗水槽为空心筒状结构，通过连接杆固接在浮筒正下方，槽口设在滗水槽正下部；该滗水管竖直布置在滗水槽正下方且二者相互连通；该套管竖直固接在生化反应池，滗水管下段密封滑动装接在套管上段内且可相对套管上下滑动；套管下端与所述出水管连通。

6.根据权利要求5所述的序批式循环式充氧生化器，其特征在于：所述浮筒与滗水槽平行间隔设置；所述滗水槽与滗水管相互配合形成类T字型结构。

7.根据权利要求5所述的序批式循环式充氧生化器，其特征在于：所述出水管上还设有用于将滗水器的初始出水排至生化反应池进水口的支管。