CN108033632B - 一种用于污水生物处理设备的气力提升装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于污水生物处理设备的气力提升装置，包括：筒体，设于筒体内部的曝气混合液抽取管、浓缩混合液回流管和气力混合液提升管，第一隔板和第二隔板之间的曝气混合液抽取段，第二隔板和第三隔板之间的浓缩混合液抽取段，第三隔板和第四隔板之间的曝气混合液分布段，第四隔板以上的气液分离段。本发明还涉及包括所述气力提升装置的污水生物处理设备及其制备方法。本发明的污水生物处理设备利用所述气力提升装置简化了结构和加工过程、提高了工作效率和可靠性、改善了出水产量和水质，并且增加了设备现场安装的便利性。

Description

一种用于污水生物处理设备的气力提升装置

技术领域

本发明涉及水处理领域，特别涉及一种用于污水生物处理设备的气力提升装置。

背景技术

污水生物处理中通常利用水泵或气体来提升或驱动混合液流动。由于污水生物处理中大都需要曝气处理，因此利用曝气气体提升或驱动混合液流动，一方面可以充分利用曝气气体所含的能量，另一方面也可充分利用曝气气体中的氧，有利于实现节能降耗、简化结构、降低成本、改善设备可靠性等。

中国专利申请CN103979670A公开了一种塔式污水生物处理装置利用曝气气体实现污泥回流，可以不再使用污泥回流泵，所述气力混合液提升设备是气力混合液提升管，包括基本竖直的用于汲取所述浓缩混合液的提液管和与所述提液管流体连通的用于将所述气体导入所述提液管的导气管，其中将曝气室中的曝气气体和混合液分离后分别引入沉淀室，曝气气体仅通过气力混合液提升设备提升沉淀室下部的浓缩混合液，基本避免了曝气气体对沉淀室中混合液分离形成上清液和浓缩混合液的过程的扰动，同时利用曝气气体以大回流量不断抽出沉淀室下部的浓缩混合液也有利于降低沉淀室中的上清液与浓缩混合液之间的界面的位置，减少污泥在沉淀室中的停留时间，有利于防止或消除污泥上浮。

然而，仍然需要改进的塔式污水生物处理装置以实现更高的效率、更低的成本、更稳定的运行以及更方便和快捷的安装等目的。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种装置以解决前述现有技术中的问题。具体而言，本发明提供以下技术方案。

在第一个方面，本发明提供一种用于污水生物处理设备的气力提升装置，其特征在于，包括：基本竖直的筒体，基本竖直地设于筒体内部的曝气混合液抽取管、浓缩混合液回流管和气力混合液提升管，从下往上依次设于筒体内部的第一隔板、第二隔板、第三隔板和第四隔板，第一隔板和第二隔板之间限定的筒体的内部空间为曝气混合液抽取段，第二隔板和第三隔板之间限定的筒体的内部空间为浓缩混合液抽取段，第三隔板和第四隔板之间限定的筒体的内部空间为曝气混合液分布段，第四隔板以上的筒体的内部空间为气液分离段；

其中，曝气混合液抽取段上部的筒体侧壁开有允许曝气混合液进入的第一通孔，曝气混合液抽取管的下端伸入曝气混合液抽取段内的下部空间中以便抽取曝气混合液抽取段内的曝气混合液；

浓缩混合液抽取段中部的筒体侧壁开有允许浓缩混合液进入的第二通孔，气力混合液提升管的下端伸入浓缩混合液抽取段内的下部空间中以便抽取浓缩混合液抽取段内的浓缩混合液；

曝气混合液分布段下部的筒体侧壁开有允许曝气混合液排出的第三通孔，曝气混合液抽取管的上端伸入曝气混合液分布段内的上部空间中以便将曝气混合液送入曝气混合液分布段；

气液分离段上部与大气连通，气力混合液提升管的上端伸入气液分离段中以导入抽取的浓缩混合液，浓缩混合液回流管的上端伸入气液分离段内的下部空间中以便排出经气液分离的浓缩混合液。

在第二个方面，本发明提供一种污水生物处理设备，其特征在于，包括根据上述技术方案的气力提升装置、厌氧反应室、曝气室和沉淀室，第一通孔位于曝气室中以便曝气混合液进入曝气混合液抽取段，第二通孔位于沉淀室的底部以便浓缩混合液进入浓缩混合液抽取段，第三通孔位于沉淀室的中部以便曝气混合液进入沉淀室，优选进入沉淀室中泥水界面附近，更优选进入沉淀室中泥水界面上方接近泥水界面的位置。所述第三通孔有多个，均匀地分布在筒体的侧壁上，浓缩混合液回流管的下端与厌氧反应室流体连通以便将气液分离后的浓缩混合液导入厌氧反应室。优选地，进水管将污水进水导入厌氧反应室中与浓缩混合液混合并进行厌氧反应。

在第三个方面，本发明提供一种制造上述污水生物处理设备的方法，包括以下步骤：

S100，提供以下组件，包括：厌氧反应室的侧壁筒体、曝气室的侧壁筒体、沉淀室的侧壁筒体、厌氧反应室底、曝气室底、沉淀池底、一个或多个曝气器、气力提升装置；

S200，将厌氧反应室的侧壁筒体于厌氧反应室底固定连接形成厌氧反应室；

S300，将曝气室侧壁筒体和曝气室底固定连接形成曝气室，将曝气室固定在厌氧反应室的上方使得曝气室底的底面构成厌氧反应室的顶面，并且将曝气器固定在曝气室底上；

S400，将沉淀室的侧壁筒体和沉淀池底固定连接形成沉淀室，将沉淀室固定在曝气室的上方使得沉淀室底的底面构成曝气室的顶面，将气力提升装置固定在沉淀室底的最低处，使得的曝气混合液抽取段穿过沉淀室底，第一通孔位于沉淀室底之下且暴露于曝气室中，第二通孔位于沉淀室底之上且暴露于沉淀室中接近沉淀室底上表面的位置。

在本文中所用的术语具有其在本领域内公知的含义，然而为清楚起见，仍然给出以下定义。

术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

“基本”或“基本上”并不排除“完全”的意思。如一个成分“基本上不含”Y，也可以是完全不含有Y。在限定具体数值的情况下，是指该具体数值具有以该具体数值为基础的上下浮动的范围，浮动范围可以是该具体数值的+/- 5％，+/-4％，+/-3％，+/-2％，+/-1％，+/-0.5％，+/-0.2％，+/-0.1％，+/- 0.05％，+/-0.01％等。如果需要，“基本”或“基本上”可以以上浮动范围代替或从本发明定义中删除。

“含有”既包括提到的因素，也允许包括附加的、不确定的因素。

“大约”、“约”、“左右”在限定具体数值的情况下，是指该具体数值具有以该具体数值为基础的上下浮动的范围，浮动范围可以是该具体数值的+/- 5％，+/-4％，+/-3％，+/-2％，+/-1％，+/-0.5％，+/-0.2％，+/-0.1％，+/- 0.05％，+/-0.01％等。

本发明中，为简明起见而使用的数值范围不仅包括其端点值，也包括其所有的子范围和此范围内所有的单独的数值。例如，数值范围1-6不仅包括子范围，例如1-3、1-4、1-5、2-4、2-6、3-6等，也包括此范围内单独的数值，例如1、2、3、4、5、6。

根据本发明的气力提升装置，一方面简化了各个机构的结构及其制造和加工工艺，提高了各个机构的工作效率和可靠性，安装维护省时省力，特别有利于在现场将气力提升装置组装到污水生物处理设备中；另一方面，避免了曝气混合液进入沉淀池时对沉淀环境的干扰，改善了沉淀室的沉淀效率，提高了出水的产量和水质。

根据本发明的污水生物处理设备，一方面利用所述气力提升装置简化了结构和加工过程、提高了工作效率和可靠性、改善了出水产量和水质；另一方面，将设备分成多个组件，分别制造，大大增加了设备现场安装的便利性，尤其是在道路和场地条件不适于大型车辆和工程机械进入的小流域河流和沟渠沿线的污水处理点，效果尤为突出，为小流域在线治理提供了现实的手段。

附图说明

图1是本发明的用于污水生物处理的气力提升装置的一个实施方式的结构示意图；

图2是利用如图1所示气力提升装置的一种塔式污水生物处理设备的结构示意图；

图3是利用如图1所示气力提升装置的另一种塔式污水生物处理设备的结构示意图；

图4是根据本发明的塔式污水生物处理设备的由搪瓷钢板拼接的塔体侧壁的结构示意图；

图5是根据本发明的塔式污水生物处理设备的由搪瓷钢板拼接的沉淀池底的结构示意图；

其中的附图标记的含义如下：1-进水管；2-出水管；3-进气管；4-气力提升装置；5-厌氧反应室；6-曝气室；7-沉淀室；10-筒体；11-第一隔板；12- 第二隔板；13-第三隔板；14-第四隔板；21-曝气混合液抽取段；22-浓缩混合液抽取段；23-曝气混合液分布段；24-气液分离段；31-曝气混合液抽取管；32- 放空管；33-浓缩混合液回流管；34-气力提升管；35-提升气体入口；41-第一通孔；42-第二通孔；43-第三通孔；51-厌氧反应室底；52-第四通孔；53-缺氧反应室；61-曝气室底；611-支架；62-第五通孔(缝隙)；63-厌氧反应混合液排出口；64-立式旋流曝气器；641-曝气器支架；65-曝气器导流筒；66-集气室；71-沉淀室底；711-扇形搪瓷钢板块；712-接缝；713-法兰；72-集气包；73- 导气管；74-溢流槽；100-塔体；101-搪瓷钢板块；102-接缝。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的一些实施方式进行进一步的介绍，但并非意欲限制本发明的保护范围。

参见图1，根据本发明的一种用于污水生物处理设备的气力提升装置4，包括：基本竖直的筒体10，基本竖直地设于筒体10内部的曝气混合液抽取管31、浓缩混合液回流管33和气力混合液提升管34，从下往上依次设于筒体10内部的第一隔板11、第二隔板12、第三隔板13和第四隔板14，第一隔板11和第二隔板12之间限定的筒体10的内部空间为曝气混合液抽取段21，第二隔板12 和第三隔板13之间限定的筒体10的内部空间为浓缩混合液抽取段22，第三隔板13和第四隔板14之间限定的筒体10的内部空间为曝气混合液分布段23，第四隔板14以上的筒体10的内部空间为气液分离段24；

其中，曝气混合液抽取段21上部的筒体10侧壁开有允许曝气混合液进入的第一通孔41，曝气混合液抽取管31的下端伸入曝气混合液抽取段21内的下部空间中以便抽取曝气混合液抽取段21内的曝气混合液；第一通孔41可以是围绕筒体10侧壁设置的多个基本竖直的狭缝或圆孔或方孔或网格，狭缝的上端邻接或接近第二隔板12，狭缝的下端大致在曝气混合液抽取段21的中部，狭缝的总过流截面大于等于曝气混合液抽取管31的过流截面，以减少流动阻力；

浓缩混合液抽取段22中部的筒体10侧壁开有允许浓缩混合液进入的第二通孔42，气力混合液提升管34的下端伸入浓缩混合液抽取段22内的下部空间中以便抽取浓缩混合液抽取段22内的浓缩混合液；第二通孔42可以是围绕筒体10侧壁设置的多个基本竖直的狭缝或圆孔或方孔或网格，狭缝基本处于浓缩混合液抽取段22的下部，狭缝的总过流截面大于等于气力混合液提升管34的过流截面，以减少流动阻力；

曝气混合液分布段23下部的筒体10侧壁开有允许曝气混合液排出的第三通孔43，曝气混合液抽取管31的上端伸入曝气混合液分布段23内的上部空间中以便将曝气混合液送入曝气混合液分布段23；第三通孔43可以是围绕筒体 10侧壁设置的多个基本竖直的狭缝或圆孔或方孔或网格，狭缝可以设置在曝气混合液分布段23的任意位置；优选地，狭缝的下缘位于沉淀室中泥水界面以上并且接近泥水界面的位置，狭缝的总过流截面大于等于曝气混合液抽取管31的过流截面，以减少流动阻力；

气液分离段24上部与大气连通，气力混合液提升管34的上端伸入气液分离段24中以导入抽取的浓缩混合液，浓缩混合液回流管33的上端伸入气液分离段24内的下部空间中以便排出经气液分离的浓缩混合液。

在一些情况下，曝气混合液抽取管31为一根或更多根，优选一根，并且从下往上依次穿过第二隔板12和第三隔板13并且固定于其中的至少一个。

在一些情况下，气液提升管34的中部设有提升气体入口35以便导入提升气体，优选地，所述提升气体可以是压缩氮气、压缩空气等，尤其是从污水生物处理设备的曝气段的曝气混合液中分离的曝气气体。

在一些情况下，气液提升管34为一根或更多根并且从下往上依次穿过第三隔板13和第四隔板14并且固定于其中的至少一个。

在一些情况下，浓缩混合液回流管33为一根或更多根，优选一根，并且从上往下依次穿过第四隔板14、第三隔板13、第二隔板12和第一隔板11并且固定于其中的至少一个。

所述用于污水生物处理设备的气力提升装置4，还包括放空管32，放空管 32的上端高于气液分离段24内的浓缩混合液的液面，例如伸出气液分离段24，放空管32的下端伸入曝气混合液分布段23内的上部空间以便将集聚在曝气混合液分布段23内的曝气气体从放空管32排出。优选地，放空管32位于气液分离段24内，并且放空管32的下端向下穿过并固定于第四隔板14。

在所述用于污水生物处理设备的气力提升装置4中，气液提升管34的上端还设有消能器36用于防止来自气液提升管34的被提升气体带出的浓缩混合液冲出气液分离段24并且消除其蕴含的能量。优选地，消能器36可以是位于气液分离段24内气液提升管34上端开口的上方的一层或多层筛板。

参考图2，本发明还提供一种污水生物处理设备，包括上述气力提升装置4、厌氧反应室5、曝气室6和沉淀室7，其中，第一通孔41位于曝气室6中以便曝气混合液进入曝气混合液抽取段21，第二通孔22位于沉淀室7的底部以便浓缩混合液进入浓缩混合液抽取段22，第三通孔42位于沉淀室7的中部以便曝气混合液进入沉淀室7，优选进入沉淀室7中泥水界面附近，更优选进入沉淀室7中泥水界面上方接近泥水界面的位置。所述第三通孔42有多个，均匀地分布在筒体10的侧壁上，浓缩混合液回流管33的下端与厌氧反应室5流体连通以便将气液分离后的浓缩混合液导入厌氧反应室5。优选地，进水管1将污水进水导入厌氧反应室5中与浓缩混合液混合并进行厌氧反应。

在所述污水生物处理设备中，浓缩混合液回流管33的下端与缺氧反应室 53的上游流体连通，缺氧反应室53的下游与厌氧反应室5流体连通。优选地，进水管1与缺氧反应室53的上游流体连通以便将污水进水导入缺氧反应室53 的上游与来自浓缩混合液回流管33的浓缩混合液混合并进行缺氧反应。

在所述污水生物处理设备中，曝气室6位于厌氧反应室5的上方并且曝气室底61同时作为厌氧反应室5的顶部，曝气室底61设有厌氧反应混合液排出口63用于将厌氧反应室5中的厌氧反应混合液导入曝气室6，曝气室6中设有一个或更多个曝气器64。在一些情况下，曝气器64的下端进液口连接有曝气器导流筒65，曝气器导流筒65的下端伸入曝气室6的下部以便在不增加曝气气压的情况下将曝气器64下方的混合液引入曝气器64进行曝气。例如，曝气器64为下接曝气器导流筒65的立式旋流曝气器。在一些情况下，曝气器导流筒65的下端坐落在曝气室底61上，曝气器导流筒65的下端侧壁上开有第五通孔62以便曝气室6中的混合液进入曝气器导流筒65，然后沿曝气器导流筒65 向上流动进入曝气器64进行曝气处理。

在本发明的所述污水生物处理设备中，沉淀室7位于曝气室6的上方，沉淀室7的倒锥形的沉淀室底71向下插入曝气室6中作为曝气室6的顶部，并且沉淀室底71的底部边缘与曝气室6的侧壁上缘相接。在一些情况下，由沉淀室底71的从边缘向中心向下倾斜的底面边缘部分和曝气室6的基本竖直的侧壁内面上缘部分限定的环形空间作为收集曝气室中曝气气体的集气室66。在一些情况下，沉淀室底71的靠近边缘的部分向上鼓起，在集气室66的顶部空间形成向上延伸集气包72。

在本发明的所述污水生物处理设备中，气力提升装置4的提升气体入口35 通过导气管73与集气室66流体连通以便集气室66中收集的曝气气体进入气力提升管34，将浓缩混合液抽取段22中的浓缩混合液提升到气液分离段24中。

在本发明的所述污水生物处理设备中，气力提升装置4设置于沉淀池7的中部，其中曝气混合液抽取段21从倒锥形沉淀池底71的中部穿过并伸入曝气室6中，并且在第一通孔41与第二通孔42之间的筒体10的侧壁外表面与沉淀池底71连接。

沉淀池7的上缘内侧设有溢流槽74用于收集沉淀池7中的上清液，溢出的上清液进入溢流槽74后通过与溢流槽74流体连通的出水管2排出。

厌氧反应室5、曝气室6和沉淀室7从下往上依次叠加形成塔式结构。在一些情况下，厌氧反应室5、曝气室6和沉淀室7横截面的形状和直径相同，并且各自的侧壁相互固定连接。在一些情况下，厌氧反应室5、曝气室6和沉淀室7的侧壁各自由一个或多个侧壁筒体构成，所述侧壁筒体相互固定连接构成所述塔式结构的侧壁。在一些情况下，厌氧反应室5的侧壁筒体、曝气室6 的侧壁筒体、沉淀室7的侧壁筒体、厌氧反应室底51、曝气室底61、沉淀池底 71、以及气力提升装置4由碳钢板、不锈钢板、合金板或搪瓷钢板制成。

在另一些实施方式中，如图3-5所示，根据本发明的污水生物处理设备是一种塔式污水生物处理设备，厌氧反应室5、曝气室6和沉淀室7的测壁共同构成圆柱形塔体100，并且塔体100由多块搪瓷钢板101拼接而成；沉淀室底71为由多块扇形搪瓷钢板711拼接而成的倒锥台形结构，沉淀池底71的中部通过法兰713连接有气力提升装置4。

所述曝气室底61为固定在塔体100内壁上的多孔筛板，筛板孔63作为厌氧反应混合液排出口用于将厌氧反应室5中的厌氧反应混合液导入曝气室6。

所述曝气室6中设有一个或更多个曝气器(包括立式旋流曝气器64和曝气器导流筒65)，所述曝气器悬挂在固定于塔体100内壁的曝气器支架641上，所述曝气器的底部与曝气室底61之间具有缝隙作为第五通孔62用于将曝气室 6下部的混合液导入曝气器中。

本发明还提供一种制造上述污水生物处理设备的方法，包括以下步骤：

S100，提供以下组件，包括：厌氧反应室5的侧壁筒体、曝气室6的侧壁筒体、沉淀室7的侧壁筒体、厌氧反应室底51、曝气室底61、沉淀池底71、一个或多个曝气器64,65、气力提升装置4；

S200，将厌氧反应室5的侧壁筒体于厌氧反应室底51固定连接形成厌氧反应室5；

S300，将曝气室6侧壁筒体和曝气室底61固定连接形成曝气室6，将曝气室6固定在厌氧反应室5的上方使得曝气室底61的底面构成厌氧反应室5的顶面，并且将曝气器64,65固定在曝气室底61上；

S400，将沉淀室7的侧壁筒体和沉淀池底71固定连接形成沉淀室7，将沉淀室7固定在曝气室6的上方使得沉淀室底71的底面构成曝气室6的顶面，将气力提升装置4固定在沉淀室底71的最低处，使得的曝气混合液抽取段21穿过沉淀室底71，第一通孔41位于沉淀室底71之下且暴露于曝气室6中，第二通孔42位于沉淀室底71之上且暴露于沉淀室7中接近沉淀室底71上表面的位置。

根据本发明的制造污水生物处理设备的方法，其中，步骤S300还包括：将缺氧反应室53的下端穿过曝气室底61并固定在厌氧反应室底51上使得缺氧反应室52通过第四通孔52与厌氧反应室5流体连通；步骤S400中还包括：将气力提升装置4的下端与缺氧反应室53的上端固定连接使得浓缩混合液回流管 33与缺氧反应室53流体连通。

根据本发明的制造污水生物处理设备的方法，还包括：S500，用导气管73 将集气包72与提升气体入口35连接使得气力提升管34与集气室66之间流体连通。

根据本发明的制造污水生物处理设备的方法，还包括：S600，将进水管1 与厌氧反应室6流体连通。优选地，将进水管1与缺氧反应室53的上端流体连通。

根据本发明的制造污水生物处理设备的方法，还包括：S700，在沉淀室7 的侧壁筒体才上缘内侧安装溢流槽74。

根据本发明的制造污水生物处理设备的方法，所述污水生物处理设备由各个组件经焊接、铆接、榫接、粘接、法兰连接和/或螺栓连接制成。

在使用中，本发明的污水生物处理设备，将污水进水(或污水进料)从进水管1导入缺氧反应室53的上部与来自浓缩混合液回流管33的浓缩混合液混合，在缺氧反应室53中进行缺氧反应(反硝化反应)以充分利用并消除浓缩混合液中的硝酸盐，缺氧反应室53中的混合液向下流动从第四通孔52进入厌氧反应室5的下部后进行厌氧反应，接着厌氧反应室5中的混合液向上流动从厌氧反应混合液排出口63进入曝气器导流筒65的下部，与从第五通孔62进入的曝气混合液混合并沿曝气器导流筒65向上流动进入曝气器64中进行曝气处理，曝气室6中利用曝气器导流筒65在不增加有进气管3进入的曝气气体的压力的情况下实现了对曝气室6中下部混合液的曝气处理，曝气处理后的曝气气体积聚在集气室66中，曝气处理后的混合液从第一通孔41进入曝气混合液抽取段 21并在其中进一步气液分离，分离出的曝气气体从第一通孔41的上缘返回曝气室6，分离出的曝气混合液在曝气混合液抽取段21的下部进入曝气混合液抽取管31，然后进入曝气混合液分布段23的上部；接着，曝气混合液在曝气混合液分布段23中进一步气液分离，分离出的曝气气体通过放空管32排出，分离出的曝气混合液从第三通孔43以均匀且平缓的方式进入沉淀室7后，在沉淀室7中分离成上清液和浓缩混合液。由于经过了进一步的气液分离，进入沉淀室7的曝气混合液基本不含曝气气体，不会因曝气气体的存在而扰动沉淀室7 中的沉淀处理，从而大大改善了沉淀处理的效果，提高了出水的产量和水质。

上清液向上流动从溢流槽74溢出后由出水管2排出，浓缩混合液向下流动从第二通孔42进入浓缩混合液抽取段22，气力提升管34的提升气体入口35 与集气包72流体连通以便接收集气室66中的曝气气体，曝气气体进入气力提升管34后向上浮动从而将浓缩混合液抽取段22下部的浓缩混合液送入气液分离段24进行气液分离，分离的其他从气液分离段24的上端排出，分离的浓缩混合液经浓缩混合液回流管33向下流动进入缺氧反应室53的上部，由于进行气力提升的曝气气体是曝气室6中已经经过曝气处理的曝气气体，因此含氧量不高，不会显著增加浓缩混合液的溶解氧，有利于缺氧反应室53中的反硝化反应。

根据本发明的气力提升装置，一方面将从曝气室中抽取曝气混合液并导入和分布于沉淀池中合适位置的机构与利用曝气气体将沉淀池中浓缩混合液抽取并回流至厌氧反应室的机构整合为单个组件，简化了各个机构的结构及其制造和加工工艺，提高了各个机构的工作效率和可靠性，安装维护省时省力，特别有利于在现场将气力提升装置组装到污水生物处理设备中；另一方面，在气力提升装置中设置带有放空管的曝气混合液分布段，使得曝气混合液在曝气混合液分布段中进一步释放残余曝气气体后才进入沉淀池，并且释放出的残余曝气气体在曝气混合液分布段的顶部聚集后从专用的放空管排出，避免了曝气混合液进入沉淀池时对沉淀环境的干扰，改善了沉淀室的沉淀效率，提高了出水的产量和水质。

根据本发明的污水生物处理设备，一方面利用所述气力提升装置简化了结构和加工过程、提高了工作效率和可靠性、改善了出水产量和水质；另一方面，将设备分成多个组件，分别制造，大大增加了设备现场安装的便利性，尤其是在道路和场地条件不适于大型车辆和工程机械进入的小流域河流和沟渠沿线的污水处理点，效果尤为突出，为小流域在线治理提供了现实的手段。

以上通过举例说明的方式描述了本发明。但是，应当理解，本发明绝不仅仅限于这些具体实施方式。普通技术人员可以对本发明进行各种修改或变动，而这些修改和变动都属于本发明的保护范围。

Claims (19)

1.一种用于污水生物处理设备的气力提升装置，其特征在于，包括：筒体(10)，设于筒体(10)内部的曝气混合液抽取管(31)、浓缩混合液回流管(33)和气力混合液提升管(34)，从下往上依次设于筒体(10)内部的第一隔板(11)、第二隔板(12)、第三隔板(13)和第四隔板(14)，第一隔板(11)和第二隔板(12)之间限定的筒体(10)的内部空间为曝气混合液抽取段(21)，第二隔板(12)和第三隔板(13)之间限定的筒体(10)的内部空间为浓缩混合液抽取段(22)，第三隔板(13)和第四隔板(14)之间限定的筒体(10)的内部空间为曝气混合液分布段(23)，第四隔板(14)以上的筒体(10)的内部空间为气液分离段(24)；

其中，曝气混合液抽取段(21)上部的筒体(10)侧壁开有允许曝气混合液进入的第一通孔(41)，曝气混合液抽取管(31)的下端伸入曝气混合液抽取段(21)内的下部空间中以便抽取曝气混合液抽取段(21)内的曝气混合液；

浓缩混合液抽取段(22)中部的筒体(10)侧壁开有允许浓缩混合液进入的第二通孔(42)，气力混合液提升管(34)的下端伸入浓缩混合液抽取段(22)内的下部空间中以便抽取浓缩混合液抽取段(22)内的浓缩混合液；

曝气混合液分布段(23)下部的筒体(10)侧壁开有允许曝气混合液排出的第三通孔(43)，曝气混合液抽取管(31)的上端伸入曝气混合液分布段(23)内的上部空间中以便将曝气混合液送入曝气混合液分布段(23)；

气液分离段(24)上部与大气连通，气力混合液提升管(34)的上端伸入气液分离段(24)中以导入抽取的浓缩混合液，浓缩混合液回流管(33)的上端伸入气液分离段(24)内的下部空间中以便排出经气液分离的浓缩混合液。

2.根据权利要求1所述的用于污水生物处理设备的气力提升装置，其特征在于，曝气混合液抽取管(31)为一根或更多根并且从下往上依次穿过第二隔板(12)和第三隔板(13)并且固定于其中的至少一个。

3.根据权利要求1或2所述的用于污水生物处理设备的气力提升装置，其特征在于，气力混合液提升管(34)的中部设有提升气体入口(35)以便导入提升气体。

4.根据前述权利要求3所述的用于污水生物处理设备的气力提升装置，其特征在于，气力混合液提升管(34)为一根或更多根并且从下往上依次穿过第三隔板(13)和第四隔板(14)并且固定于其中的至少一个。

5.根据前述权利要求1或2所述的用于污水生物处理设备的气力提升装置，其特征在于，浓缩混合液回流管(33)为一根或更多根并且从上往下依次穿过第四隔板(14)、第三隔板(13)、第二隔板(12)和第一隔板(11)并且固定于其中的至少一个。

6.根据前述权利要求1或2所述的用于污水生物处理设备的气力提升装置，其特征在于，还包括放空管(32)，放空管(32)的上端高于气液分离段(24)内的浓缩混合液的液面，放空管(32)的下端伸入曝气混合液分布段(23)内的上部空间以便将集聚在曝气混合液分布段(23)内的曝气气体从放空管(32)排出。

7.一种污水生物处理设备，其特征在于，包括根据权利要求1-6中任一项所述的气力提升装置(4)、厌氧反应室(5)、曝气室(6)和沉淀室(7)，其中，第一通孔(41)位于曝气室(6)中以便曝气混合液进入曝气混合液抽取段(21)，第二通孔(42)位于沉淀室(7)的底部以便浓缩混合液进入浓缩混合液抽取段(22)，第三通孔(43)位于沉淀室(7)的中部以便曝气混合液进入沉淀室(7)。

8.根据权利要求7所述的污水生物处理设备，其特征在于，还包括缺氧反应室(53)，浓缩混合液回流管(33)的下端与缺氧反应室(53)的上游流体连通，缺氧反应室(53)的下游与厌氧反应室(5)流体连通。

9.根据权利要求7或8所述的污水生物处理设备，其特征在于，曝气室(6)位于厌氧反应室(5)的上方并且曝气室底(61)同时作为厌氧反应室(5)的顶部，曝气室底(61)设有厌氧反应混合液排出口(63)用于将厌氧反应室(5)中的厌氧反应混合液导入曝气室(6)，曝气室(6)中设有一个或更多个曝气器(64)。

10.根据权利要求7或8所述的污水生物处理设备，其特征在于，沉淀室(7)位于曝气室(6)的上方，沉淀室(7)的倒锥形的沉淀室底(71)向下插入曝气室(6)中作为曝气室(6)的顶部，并且沉淀室底(71)的底部边缘与曝气室(6)的侧壁上缘相接。

11.根据权利要求10所述的污水生物处理设备，其特征在于，由沉淀室底(71)的从边缘向中心向下倾斜的底面边缘部分和曝气室(6)的基本竖直的侧壁内面上缘部分限定的环形空间作为收集曝气室中曝气气体的集气室(66)。

12.根据权利要求11所述的污水生物处理设备，其特征在于，气力提升装置(4)的提升气体入口(35)通过导气管(73)与集气室(66)流体连通以便集气室(66)中收集的曝气气体进入气力混合液提升管(34)，将浓缩混合液抽取段(22)中的浓缩混合液提升到气液分离段(24)中。

13.根据权利要求7或8所述的污水生物处理设备，其特征在于，气力提升装置(4)设置于沉淀室(7)的中部，其中曝气混合液抽取段(21)从倒锥形沉淀室底(71)的中部穿过并伸入曝气室(6)中，并且在第一通孔(41)与第二通孔(42)之间的筒体(10)的侧壁外表面与沉淀室底(71)连接。

14.一种制造根据权利要求7-13中任一项的所述污水生物处理设备的方法，包括以下步骤：

S100，提供以下组件，包括：厌氧反应室(5)的侧壁筒体、曝气室(6)的侧壁筒体、沉淀室(7)的侧壁筒体、厌氧反应室底(51)、曝气室底(61)、沉淀室底(71)、一个或多个曝气器(64,65)、气力提升装置(4)；

S200，将厌氧反应室(5)的侧壁筒体于厌氧反应室底(51)固定连接形成厌氧反应室(5)；

S300，将曝气室(6)侧壁筒体和曝气室底(61)固定连接形成曝气室(6)，将曝气室(6)固定在厌氧反应室(5)的上方使得曝气室底(61)的底面构成厌氧反应室(5)的顶面，并且将曝气器(64,65)固定在曝气室底(61)上；

S400，将沉淀室(7)的侧壁筒体和沉淀室底(71)固定连接形成沉淀室(7)，将沉淀室(7)固定在曝气室(6)的上方使得沉淀室底(71)的底面构成曝气室(6)的顶面，将气力提升装置(4)固定在沉淀室底(71)的最低处，使得的曝气混合液抽取段(21)穿过沉淀室底(71)，第一通孔(41)位于沉淀室底(71)之下且暴露于曝气室(6)中，第二通孔(42)位于沉淀室底(71)之上且暴露于沉淀室(7)中接近沉淀室底(71)上表面的位置。

15.根据权利要求14所述的制造污水生物处理设备的方法，其中，步骤S300还包括：将缺氧反应室(53)的下端穿过曝气室底(61)并固定在厌氧反应室底(51)上使得缺氧反应室(53)通过第四通孔(52)与厌氧反应室(5)流体连通；步骤S400中还包括：将气力提升装置(4)的下端与缺氧反应室(53)的上端固定连接使得浓缩混合液回流管(33)与缺氧反应室(53)流体连通。

16.根据权利要求14或15所述的制造污水生物处理设备的方法，还包括：S500，用导气管(73)将集气包(72)与提升气体入口(35)连接使得气力混合液提升管(34)与集气室(66)之间流体连通。

17.根据权利要求14或15所述的制造污水生物处理设备的方法，还包括：S600，将进水管(1)与厌氧反应室(5)流体连通。

18.根据权利要求14或15所述的制造污水生物处理设备的方法，还包括：S700，在沉淀室(7)的侧壁筒体上缘内侧安装溢流槽(74)。

19.根据权利要求14或15所述的制造污水生物处理设备的方法，所述污水生物处理设备由各个组件经焊接、铆接、榫接、粘接、法兰连接和/或螺栓连接制成。