CN105884021A - 间歇厌氧污水处理系统及处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种间歇厌氧污水处理系统及处理方法，处理系统包括筒体；设于筒体顶部的三相分离器；内设于筒体底部的沼气搅拌装置；沼气储气罐，其一端通过进气管与三相分离器连接、另一端通过出气管与沼气搅拌装置连接；间歇性驱动筒体内混合液由下至上循环流动的内循环装置，其处理方法为：将污水通入筒体内进行厌氧颗粒污泥培养，同时对筒体内污水进行沼气曝气；间歇性驱动筒体的混合液进行内循环、静置；收集厌氧反应和曝气形成的沼气。本发明通过设置于筒体底部的沼气搅拌装置在厌氧颗粒污泥培养过程中进行沼气曝气，其增加了上升流的剪切力，使形成的颗粒更加紧密，有利于提高形成的颗粒的沉淀性，进而提高后续的污水处理效率。

Description

间歇厌氧污水处理系统及处理方法

技术领域

本发明涉及污水处理技术，尤其是涉及一种间歇厌氧污水处理系统及处理方法。

背景技术

常规的厌氧污泥反应器有UASB、EGSB、IC等，其废水处理原理基本为，待处理的污水被尽可能均匀的引入反应器，污水通过包含颗粒污泥或絮状污泥的污泥床，厌氧反应发生在废水和污泥颗粒接触的过程。在厌氧状态下产生的沼气(主要是甲烷和二氧化碳)引起了内部的循环，这对于颗粒污泥的形成和维持有利。在污泥层形成的一些气体附着在污泥颗粒上，附着和没有附着的气体向反应器顶部上升，上升到表面的污泥撞击三相反应器气体发射器的底部，引起附着气泡的污泥絮体脱气，气泡释放后污泥颗粒将沉淀到污泥床的表面，附着和没有附着的气体被收集到反应器顶部的三相分离器的集气室。置于集气室单元缝隙之下的挡板的作用为气体发射器和防止沼气气泡进入沉淀区，否则将引起沉淀区的絮动，会阻碍颗粒沉淀，包含一些剩余固体和污泥颗粒的液体经过分离器缝隙进入沉淀区。由于分离器的斜壁沉淀区的过流面积在接近水面时增加，因此上升流速在接近排放点降低，流速降低污泥絮体在沉淀区可以絮凝和沉淀，累积在三相分离器上的污泥絮体在一定程度上将超过其保持在斜壁上的摩擦力，其将滑回反应区，这部分污泥又将与进水有机物发生反应。

上述UASB、EGSB、IC等厌氧污泥反应器中的厌氧颗粒污泥一般是利用上升流培养出，其培养的厌氧颗粒污泥主要呈絮状，其不利于沉淀，从而导致固液分离时间长，不利于污水处理效率的提高。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术不足，提出一种间歇厌氧污水处理系统及处理方法，解决现有技术中污水处理中培养的污泥沉淀性差导致污水处理效率低下的技术问题。

为达到上述技术目的，本发明的技术方案一方面提供一种间歇厌氧污水处理系统，包括，

竖直布置的筒体；

设置于所述筒体顶部的三相分离器；

内设于所述筒体底部的沼气搅拌装置；

一沼气储气罐，所述沼气储气罐一端通过进气管与所述三相分离器的排气端连接、另一端通过出气管与所述沼气搅拌装置连接；及

一间歇性驱动所述筒体内混合液由下至上循环流动的内循环装置。

优选的，所述三相分离器包括集气罩、沉淀室、排水管、排气室和反射板，所述集气罩外缘与所述筒体顶部开口端配合连接，所述沉淀室上端同轴连接于所述集气罩下表面、下端通过多个固定柱与所述反射板连接，且所述沉淀室内壁与集气罩之间形成沉淀空间、所述沉淀室外壁与所述集气罩之间形成集气空间，所述排水管一端与所述沉淀空间连通、另一端延伸至所述筒体外，所述排气室下端与述集气空间连通、上端与所述进气管连通。

优选的，所述内循环装置包括靠近筒体顶端设置的内循环进水管、靠近所述筒体底端设置的内循环出水管、驱动水流由所述内循环进水管向所述内循环出水管运动的内循环管道泵、及一控制所述内循环管道泵作间歇性驱动的控制器。

优选的，所述集气罩呈伞状。

优选的，所述沉淀室呈筒状且内径由上至下逐渐减小。

优选的，所述反射板呈锥形且与所述沉淀室同轴设置，多个所述固定柱均一端与所述沉淀室连接、另一端连接于所述反射板的锥面上。

优选的，所述出气管沿气流方向依次串联有阻火器和风机。

优选的，所述筒体内设有一位于所述沼气搅拌装置上方的进水布水器，所述进水布水器的进水端水平延伸并穿过所述筒体内壁。

本发明另一方面还提供一种间歇厌氧污水处理方法，包括如下步骤，

(1)将污水通入筒体内进行厌氧颗粒污泥培养，同时对筒体内污水进行沼气曝气；

(2)驱动筒体的混合液进行内循环，静置；

(3)重复步骤(2)多次；

(4)收集厌氧反应和曝气形成的沼气。

优选的，所述内循环为抽取筒体靠近顶端的污水至筒体底部并使得筒体内形成上升流。

与现有技术相比，本发明通过设置于筒体底部的沼气搅拌装置在厌氧颗粒污泥培养过程中进行沼气曝气，其增加了上升流的剪切力，使形成的颗粒更加紧密，有利于提高形成的颗粒的沉淀性，进而提高后续的污水处理效率。

附图说明

图1是本发明的间歇厌氧污水处理系统的俯视结构示意图；

图2是本发明的图1的A-A向视图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明的实施例提供了的间歇厌氧污水处理系统包括，

竖直布置的筒体1；

设置于所述筒体1顶部的三相分离器2；

内设于所述筒体1底部的沼气搅拌装置3；

一沼气储气罐4，所述沼气储气罐4一端通过进气管5与所述三相分离器2的排气端连接、另一端通过出气管6与所述沼气搅拌装置3连接；及

一间歇性驱动所述筒体1内混合液由下至上循环流动的内循环装置7。

其具体操作方法如下：将污水输送入筒体1内进行厌氧颗粒污泥培养，培养过程中通过沼气搅拌装置3进行沼气曝气，由于沼气的剪切力大于水的剪切力，使得培养的污泥颗粒更加紧密，提高了污泥颗粒的沉淀性；污泥颗粒培养后，可通过间歇性的内循环使污泥颗粒膨胀，提高厌氧反应效率，厌氧反应形成的沼气及曝气的沼气均通过筒体1顶部的三相分离器2分离，并通过沼气储气罐4收集，收集的沼气可进行后续的沼气曝气或另做他用。本实施例的沼气储气罐4为可立式可升降储气罐，即其可随着储藏气体的多少容积发生变化。

为了增强沼气搅拌装置3的曝气效果，本实施例在出气管6上设置有驱动沼气进入沼气搅拌装置3的风机8。同时，可在风机8与沼气储气罐4之间设置一阻火器9，以增加沼气输送的安全性。

本实施例三相分离器2可选用现有的常规三相分离装置，也可采用本实施例提供的三相分离器2，本实施例所述三相分离器2包括集气罩21、沉淀室22、排水管23、排气室24和反射板25，所述集气罩21外缘与所述筒体1顶部开口端配合连接，所述沉淀室22上端同轴连接于所述集气罩21下表面、下端通过多个固定柱26与所述反射板25连接，且所述沉淀室22内壁与集气罩21之间形成沉淀空间、所述沉淀室22外壁与所述集气罩21之间形成集气空间，所述排水管23一端与所述沉淀空间连通、另一端延伸至所述筒体1外，所述排气室24下端与述集气空间连通、上端与所述进气管5连通。其分离方法为，三相混合流由下至上运动，三相混合液中气泡或直接进入集气空间与固液分离、或碰触反射板25折流而上与固液分离，部分固液进入沉淀室22内，污泥颗粒在沉淀室22沉淀、浓缩，沉淀室22上端形成上清液，上清液由排水管23排出，沉淀后的污泥沿沉淀室22内壁从相邻两个固定柱26之间回流至筒体1内，并因其比重大于三相混合流，可继续相筒体1底部沉淀。

为了增加集气效率，本实施例的集气罩21设置呈伞状，其有利于增加气液分离面的面积，即增加了集气面积，提高了集气效率。由于集气罩21增大了集气面积，易导致支撑强度不够，而为了保证其具有足够的强度，本实施例所述集气罩21上表面设置有多个支撑杆27，多个所述支撑杆27沿所述集气罩21顶端呈放射线均匀布置。对应的，排气室24设置于集气罩21上，且与集气空间连通，以便于收集集气罩21内的沼气，进而输送至沼气储气罐4内。

本实施例所述沉淀室22呈筒状且内径由上至下逐渐减小，从而使得所述沉淀室22内壁形成一锥形沉降面，为了增加固液分离效果，本实施例所述沉降面与水平面之间的夹角设置为3～6°，优选为45°。

其中，本实施例所述反射板25呈锥形且与所述沉淀室22同轴设置，多个所述固定柱26均一端与所述沉淀室22连接、另一端连接于所述反射板25的锥面上，相邻两个固定柱26之间形成有与沉淀空间连通的固液混合物入口，相对应的，固液混合物在沉淀室22经过沉淀、浓缩后，其比重大于较大，故能够沿沉淀室22的锥形沉淀面向下流动，并从固液混合物入口流出，然后沉淀至筒体1底部。反射板25设置呈锥形则有利于避免反射板25上积累污泥，便于污泥顺利有固液混合物入口流出。本实施例的固定柱26沿所述沉淀室22周向均匀布置，且多个固定柱26均一端连接于沉淀室22的内壁上，由于定柱易对固液混合物的进出产生一定的阻碍作用，故本实施例的固定柱26优选设置为三个。

本实施例所述内循环装置7包括靠近筒体1顶端设置的内循环进水管71、靠近所述筒体1底端设置的内循环出水管72、驱动水流由所述内循环进水管71向所述内循环出水管72运动的内循环管道泵73、及一控制所述内循环管道泵73作间歇性驱动的控制器74，其具体工作流程为：内循环管道泵73驱动筒体1上端的污水由内循环进水管71运动至内循环出水管72，内循环出水管72内的污水在内循环管道泵73作用下具有一定流速进入筒体1底部，进而对筒体1底部静置沉淀的污泥产生搅拌作用，使污泥膨胀，提高厌氧反应效率，也可通过控制内循环管道泵73的控制内循环出水管72的出水流速，即控制筒体1底部的进水流速，实现对污泥膨胀度的控制。筒体1底部进水搅拌一定时间后，内循环管道泵73停止驱动，厌氧反应充分发生，并在静置条件下通过三相分离器2进行三相分离；静置一定时间后，再次启动内循环管道泵73，污泥再次膨胀，再次促进厌氧反应。在上述间歇性的进水、搅拌下，筒体1内间歇性的加快厌氧反应，有利于保证整体设备运行的稳定性，也有利于三相分离器2的出水、出气稳定性。

在实际应用过程中，需要经常性的对设备进行检修，为了提高检修的便捷性，本实施例在所述集气罩21顶端同轴设置有一上检修孔28，在所述筒体1侧壁靠近底端设置有一下检修孔11，可通过上检修孔28检修三相分离器2，通过下检修孔11检修筒体1内各部件。

而为了增加进水的稳定性和均衡性，所述筒体1内设有一位于所述沼气搅拌装置3上方的进水布水器10，所述进水布水器10的进水端水平延伸并穿过所述筒体1内壁，且进水端可与污水输入装置连接。

与现有技术相比，本发明通过设置于筒体底部的沼气搅拌装置在厌氧颗粒污泥培养过程中进行沼气曝气，其增加了上升流的剪切力，使形成的颗粒更加紧密，有利于提高形成的颗粒的沉淀性，进而提高后续的污水处理效率。

以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种间歇厌氧污水处理系统，其特征在于，包括，

竖直布置的筒体；

设置于所述筒体顶部的三相分离器；

内设于所述筒体底部的沼气搅拌装置；

一沼气储气罐，所述沼气储气罐一端通过进气管与所述三相分离器的排气端连接、另一端通过出气管与所述沼气搅拌装置连接；及

一间歇性驱动所述筒体内混合液由下至上循环流动的内循环装置。

2.根据权利要求1所述的间歇厌氧污水处理系统，其特征在于，所述三相分离器包括集气罩、沉淀室、排水管、排气室和反射板，所述集气罩外缘与所述筒体顶部开口端配合连接，所述沉淀室上端同轴连接于所述集气罩下表面、下端通过多个固定柱与所述反射板连接，且所述沉淀室内壁与集气罩之间形成沉淀空间、所述沉淀室外壁与所述集气罩之间形成集气空间，所述排水管一端与所述沉淀空间连通、另一端延伸至所述筒体外，所述排气室下端与述集气空间连通、上端与所述进气管连通。

3.根据权利要求2述的间歇厌氧污水处理系统，其特征在于，所述内循环装置包括靠近筒体顶端设置的内循环进水管、靠近所述筒体底端设置的内循环出水管、驱动水流由所述内循环进水管向所述内循环出水管运动的内循环管道泵、及一控制所述内循环管道泵作间歇性驱动的控制器。

4.根据权利要求2或3述的间歇厌氧污水处理系统，其特征在于，所述集气罩呈伞状。

5.根据权利要求4述的间歇厌氧污水处理系统，其特征在于，所述沉淀室呈筒状且内径由上至下逐渐减小。

6.根据权利要求5述的间歇厌氧污水处理系统，其特征在于，所述反射板呈锥形且与所述沉淀室同轴设置，多个所述固定柱均一端与所述沉淀室连接、另一端连接于所述反射板的锥面上。

7.根据权利要求1～3任一述的间歇厌氧污水处理系统，其特征在于，所述出气管沿气流方向依次串联有阻火器和风机。

8.根据权利要求7述的间歇厌氧污水处理系统，其特征在于，所述筒体内设有一位于所述沼气搅拌装置上方的进水布水器，所述进水布水器的进水端水平延伸并穿过所述筒体内壁。

9.一种间歇厌氧污水处理方法，其特征在于，包括如下步骤，

(1)将污水通入筒体内进行厌氧颗粒污泥培养，同时对筒体内污水进行沼气曝气；

(2)驱动筒体的混合液进行内循环，静置；

(3)重复步骤(2)多次；

(4)收集厌氧反应和曝气形成的沼气。

10.根据权利要求9所述的间歇厌氧污水处理方法，其特征在于，所述内循环为抽取筒体靠近顶端的污水至筒体底部并使得筒体内形成上升流。