CN106277624B - 一种曝气池和沉淀池叠加的一体化污水处理装置及方法 - Google Patents

一种曝气池和沉淀池叠加的一体化污水处理装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种曝气池和沉淀池叠加的一体化污水处理装置及方法，该装置，包括：曝气池、沉淀池、气提装置、导流筒、脱气槽、絮凝反应槽、集水槽；沉淀池设置在曝气池中部，气提装置位于曝气池中，且气提装置的气提管连接脱气槽，脱气槽的另一端连接絮凝反应槽，絮凝反应槽的另一端连接导流筒，且导流筒设置于沉淀池中央。将气提污泥和水在接触池充分混合，再提升至曝气池中，使其变成泥水混合液；然后通过气提装置并依次通过脱气槽、絮凝反应槽、导流筒提升至沉淀池，沉淀池底部的污泥以静压方式排出，沉淀池底部的水通过集水槽排出。本发明将曝气池和沉淀池设置在一个装置中，充分利用了空间，大大减少了占地面积，节省了动力消耗。

Description

一种曝气池和沉淀池叠加的一体化污水处理装置及方法
技术领域
本发明涉及环保技术领域，具体是一种曝气池和沉淀池叠加的一体化污水处理装置及方法。
背景技术
污水生物处理工艺中，传统的活性污泥法已经被广泛应用。为了达到的很好的出水，通常采用较低的有机物负荷，这样曝气池的容积通常很大，为了保证曝气系统氧的传递效率和风机的选择经济性，通常曝气池的水深在2.5-4m。这样曝气池的占地面积相当大。沉淀池是进行微生物固体和水分离的主要水处理构筑物，通常采用平流式沉淀池和辐流式沉淀池，由于微生物絮体比重接近水，较轻，设计上通常采用很小的水力负荷0.6-1m3/m2.h.这样沉淀池的面积很大。根据统计，对于城市污水处理厂来说，沉淀的占地面积约为全场占地面积的40-50％，沉淀池和曝气池的占底面积约为全场占地面积的60-80％，可见曝气池和沉淀池是污水处理厂的主体构筑物，是影响污水厂占地的最主要构筑物。现有的技术具有如下明显的缺点：
(1)曝气池和沉淀池分体式设计，两池型有效水深低，占地面积大，没有充分利用空间。
(2)需要额外设置污泥回流泵，动力消耗高。
(3)由于曝气池内水深低，曝气头附近氧分压低，整体曝气系统氧气利用率低，浪费能源。
(4)传统曝气池没有设置污泥接触区，没有充分利用微生物的饥饿效应，处理效率高。
(5)传统沉淀池进行固液分离通常不加药，采用较小的水力负荷，占地面积大且出水效果悬浮物浓度高，效果差。
传统的活性污泥法为了保持曝气池中的微生物浓度，通常需要将沉淀后的生物污泥回流至曝气池前端，回流比(回流量和进水的比值)通常是50-100％，回流方法是设置泵站，使用低转速的离心泵将含水率约99％的污泥回流至前端，泵站消耗的能量十分可观，而且还需经常进行维护，增加了开支。
发明内容
本发明的目的在于提供一种占地面积小、动力消耗省的曝气池和沉淀池叠加的一体化污水处理装置及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种曝气池和沉淀池叠加的一体化污水处理装置，包括：曝气池、沉淀池、气提装置、导流筒、脱气槽、絮凝反应槽、集水槽；沉淀池设置在曝气池中部，气提装置位于曝气池中，且气提装置的气提管连接脱气槽，脱气槽的另一端连接絮凝反应槽，絮凝反应槽的另一端连接导流筒，且导流筒设置于沉淀池中央；集水槽设置在沉淀池的内侧。
作为本发明进一步的方案：还包括接触池。
作为本发明进一步的方案：脱气槽与絮凝反应槽之间设有堰板。
作为本发明进一步的方案：所述曝气池的形状包括但不限于圆形与矩形；曝气池的有效水深为6-8米。
作为本发明进一步的方案：沉淀池呈锥形，锥形角度为55-60°。
作为本发明进一步的方案：絮凝反应槽中设置有2-3层竖向挡条。
作为本发明进一步的方案：集水槽选用矩形集水堰或三角形集水堰。
作为本发明进一步的方案：曝气池中设有微生物。
一种曝气池和沉淀池叠加的一体化污水处理装置的处理方法，包括以下步骤：
1)首先将通过气提回流的气提污泥和水在接触池进行充分混合，停留时间10-30min，制得活性污泥；
2)通过空气将活性污泥提升至曝气池中，通过曝气池中微生物的好氧降解，使其变成泥水混合液；曝气池中的泥水混合液通过气提装置并依次通过脱气槽、絮凝反应槽、导流筒提升至沉淀池，通过调节空气流量来控制沉淀池进水量，沉淀池底部的污泥以静压方式排出，沉淀池底部的水通过集水槽排出。
作为本发明进一步的方案：絮凝反应槽中投加高分子絮凝剂；高分子絮凝剂的投加浓度为0.2-3mg/L。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.整池没有泵的需求，完全依赖空气进行曝气和污泥回流。
2.充分利用土地空间，占地面积小，设备可工厂定制，现场组装拼接，施工周期短，拆装方便。
3.整池的来水量可以动态调节，通过调节进入沉淀区域的水量，可以在很大幅度内调节曝气区的容积，从而适用不同的水质需要的停留时间。在来水有机物降解速率高，且水量小的时候也适用，并不会引起污泥过度曝气导致的老化。总的来说，能调节水量和曝气区容积，适应不用水量水质的要求。
4.曝气区前设生物接触区，能充分发挥微生物的吸附去除效应，使得被微生物吸附的有机物能在好氧曝气区快速降解。相比传统的生物好氧反应池，降解有机物的速度更快，去除有机物更彻底，并且对于难生物降解的有机物也有很好的去除作用。
5.相比传统的曝气区，该发明的池型有效水深更深，能更好的利用鼓风曝气的溶解氧，氧的使用效率大大提高，从而减小鼓风量，节约能耗。
本发明将曝气池和沉淀池设置在一个装置中，充分利用了空间，大大减少了占地面积，而且污泥回流通过曝气系统提供的额外空气进行提升，大大节省了动力消耗。
附图说明
图1是本发明装置结构示意图；
图2是回流污泥和泥水混合液气提流量曲线；
图3是系统进水量和排泥量关系；
图4是系统泥龄和排泥量关系；
图5是COD负荷表；
图中：1-接触区、2-曝气槽、3-沉淀槽。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，一种曝气池和沉淀池叠加的一体化污水处理装置，包括：曝气池2、沉淀池3、气提装置、导流筒、脱气槽、絮凝反应槽、集水槽；沉淀池3设置在曝气池2中部，气提装置位于曝气池2中，且气提装置的气提管连接脱气槽，脱气槽的另一端连接絮凝反应槽，絮凝反应槽的另一端连接导流筒，且导流筒设置于沉淀池3中央；集水槽设置在沉淀池3的内侧。还包括接触池1。
其中：
所述曝气池2可以是圆形也可以是矩形，根据现场情况具体设计。整个曝气池2的有效水深比传统的曝气池更深，设计有效水深6-8米。
所述沉淀池3设置在曝气池2中部，整个沉淀池3呈锥形，锥形角度为55-60°。
通过空气将活性污泥重新提升至曝气池2中；曝气池2中的泥水混合液通过气提装置提升至沉淀池3，通过调节空气流量来控制沉淀池3进水量。
所述导流筒设置于沉淀池3中央，提升的泥水混合液进入导流筒，通过导流筒底部扩散至沉淀池3中部。
所述脱气槽、絮凝反应槽设置在沉淀池3之前，絮凝反应槽中设置有2-3层竖向挡条；提升的泥水混合液在进入沉淀池3之前通过脱气槽脱气，再通过堰板溢流进入絮凝反应槽；絮凝反应槽内设置的2-3层竖向挡条起到扰流混合的作用。
所述集水槽设置在沉淀池3圆周内侧，集水槽可选用矩形集水堰或三角形集水堰。集水槽在整个圆周方向上封闭，通过总管汇集后排出系统外出水。
一种曝气池和沉淀池叠加的一体化污水处理装置的处理方法，包括以下步骤：
1)首先将通过气提回流的气提污泥和水在接触池1进行充分混合，停留时间10-30min，制得活性污泥；
2)通过空气将活性污泥提升至曝气池2中，通过曝气池2中微生物的好氧降解，使其变成泥水混合液；微生物通过本身的吸附作用大幅度将水中有机物吸附在微生物絮体中，到曝气池2进行充分的好氧降解。曝气池2中的泥水混合液通过气提装置并依次通过脱气槽、絮凝反应槽、导流筒提升至沉淀池3，通过调节空气流量来控制沉淀池3进水量，沉淀池3底部的污泥以静压方式排出，无需设置泵输送。沉淀池3底部的水通过集水槽排出。絮凝反应槽中投加高分子絮凝剂帮助污泥在沉淀池3中加速沉淀。絮凝剂的投加浓度为0.2-3mg/L，可根据现场调试决定。
为了更进一步说明本发明的效果，进行了以下试验，具体如实施例1-2与对照例所述。具体的处理效果如图2-5所示。
实施例1
南京某钢铁厂焦化废水处理工程项目深度处理工程，原计划曝气沉淀单元占地面积为1500平方米，采用本工艺进行曝气沉淀，实际占地面积为720平方米，节省占地超过50％，该工艺进水COD＝3000-4000mg/L，出水COD小于800mg/L，沉淀的污泥浓度5000-6000mg/L，达到预定的工艺指标标准。
实施例2
鞍山某钢铁有限公司焦化废水处理项目工程改造工程项目，原有曝气沉淀池3占地1460平方米，采用本工艺占地面积缩减45％，剩余面积建设了水量调节池，用于对多余水量进行调节，实测该工艺进水3500-5000mg/L，低值出现在冬季水温较低时，高值出现在夏季，出水COD指标较为稳定，均小于700mg/L，污泥浓度约5000-6000mg/L，达到出水水质标准。
对照例
制作实验室规模的曝气沉淀池3，设计水量为120L/h，污水来自于实验室配置，模拟啤酒废水的有机物组成，COD为7000-9000mg/L，经稳定处理后，可以达到出水COD为1200-1300mg/L，去除率达到84-92％，已经连续运行4个月时间，出水COD达到设计要求。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (6)

1.一种曝气池和沉淀池叠加的一体化污水处理装置，包括：曝气池、沉淀池、气提装置、导流筒、脱气槽、絮凝反应槽、集水槽；其特征在于，还包括接触池，沉淀池设置在曝气池中部，气提装置位于曝气池中，且气提装置的气提管连接脱气槽，脱气槽的另一端连接絮凝反应槽，絮凝反应槽的另一端连接导流筒，且导流筒设置于沉淀池中央；集水槽设置在沉淀池的内侧，絮凝反应槽中设置有2-3层竖向挡条；
所述的曝气池和沉淀池叠加的一体化污水处理装置的处理方法，包括以下步骤：
1)首先将通过气提回流的气提污泥和水在接触池进行充分混合，停留时间10-30min，制得活性污泥；
2)通过空气将活性污泥提升至曝气池中，通过曝气池中微生物的好氧降解，使其变成泥水混合液；曝气池中的泥水混合液通过气提装置并依次通过脱气槽、絮凝反应槽、导流筒提升至沉淀池，通过调节空气流量来控制沉淀池进水量，沉淀池底部的污泥以静压方式排出，沉淀池底部的水通过集水槽排出，絮凝反应槽中投加高分子絮凝剂；高分子絮凝剂的投加浓度为0.2-3mg/L。
2.根据权利要求1所述的曝气池和沉淀池叠加的一体化污水处理装置，其特征在于，脱气槽与絮凝反应槽之间设有堰板。
3.根据权利要求1所述的曝气池和沉淀池叠加的一体化污水处理装置，其特征在于，所述曝气池的形状包括但不限于圆形与矩形；曝气池的有效水深为6-8米。
4.根据权利要求1所述的曝气池和沉淀池叠加的一体化污水处理装置，其特征在于，沉淀池呈锥形，锥形角度为55-60°。
5.根据权利要求1所述的曝气池和沉淀池叠加的一体化污水处理装置，其特征在于，集水槽选用矩形集水堰或三角形集水堰。
6.根据权利要求1所述的曝气池和沉淀池叠加的一体化污水处理装置，其特征在于，曝气池中设有微生物。
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