CN108928922A - 一种无动力内循环生化反应沉淀塔及其工作流程 - Google Patents

一种无动力内循环生化反应沉淀塔及其工作流程 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种无动力内循环生化反应沉淀塔及其工作流程,包括缺氧反应区、好氧反应区、沉淀区、内循环系统、进水泵、曝气风机,所述缺氧反应区底部设有穿孔布水管,好氧反应区从下至上设有曝气装置、悬挂式填料,沉淀区包含污泥斗、斜板区、清水区、出水堰,内循环系统包含气液分离池、提升管、回流管、集气罩,缺氧反应区、好氧反应区、沉淀区为从下至上布置,进水泵与穿孔布水管相连通,曝气风机与曝气装置相连通,集气罩斜边与污泥斗斜边交错形成过水缝,集气罩通过提升管与气液分离池相连通,气液分离池通过回流管与缺氧反应区底部相连通。本发明具有占地面积小、能耗低、有机物和总氮去除效果好、抗冲击能力强等优点。

Description

一种无动力内循环生化反应沉淀塔及其工作流程
技术领域
本发明涉及污水处理领域,具体是一种无动力内循环生化反应沉淀塔及其工作流程。
背景技术
缺氧-好氧脱氮工艺是一种常规的污水处理工艺,该工艺将缺氧池设置在好氧池前面,缺氧池中反硝化细菌利用污水中的有机物为碳源发生反硝化反应,好氧池混合液中含有大量的硝酸盐,通过内循环回流至缺氧池中。现有技术中,通常采用缺氧池、好氧池、沉淀池的横向组合模式,内循环采用回流泵等动力设备实现硝化液自好氧池至缺氧池的回流,因此占地面积较大,能耗较高,导致投资和运行成本较高,不符合节能环保的要求。
缺氧-好氧脱氮工艺的内循环也有采用气提回流的方式,即在曝气管道上接入旁路管道为气提装置提供气源,利用气水混合物的密度低于水的原理将混合液提升至高于好氧池液位的位置,然后自流进入缺氧池,以达到混合液回流的目的。但采用此种气提方式由于和好氧池曝气共用同一曝气风机,使得进气量难以控制,且会对好氧池曝气供氧造成影响;此外为保证较大的气提回流量,曝气风机的风量需要比单独曝气时要大很多,导致能耗显著增加。
发明内容
本发明的目的在于提供一种无动力内循环生化反应沉淀塔,以解决现有技术的缺失。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种无动力内循环生化反应沉淀塔,包括缺氧反应区、好氧反应区、沉淀区、内循环系统、进水泵、曝气风机,所述缺氧反应区底部设有穿孔布水管,好氧反应区从下至上设有曝气装置、悬挂式填料,沉淀区包含污泥斗、斜板区、清水区、出水堰,内循环系统包含气液分离池、提升管、回流管、集气罩,缺氧反应区、好氧反应区、沉淀区为从下至上布置,进水泵与穿孔布水管相连通,曝气风机与曝气装置相连通,集气罩斜边与污泥斗斜边交错形成过水缝,集气罩通过提升管与气液分离池相连通,气液分离池通过回流管与缺氧反应区底部相连通。
作为本发明的进一步方案,缺氧反应区和好氧反应区容积比为1:2~1:3。
作为本发明的进一步方案,斜板区、污泥斗斜边、集气罩斜边倾角均为60°。
作为本发明的进一步方案,集气罩顶部的淹没水深与提升管总长之比为0.70~0.9。
作为本发明的进一步方案,提升管上端高于气液分离池底部0.2~0.5m。
作为本发明的进一步方案,回流管上端与气液分离池底部齐平。
所述无动力内循环生化反应沉淀塔的工作流程,具体步骤如下:
(1)原污水经过预处理去除大颗粒悬浮物,然后由进水管通过进水泵输送至缺氧反应区底部的穿孔布水管,均匀布水并进行水力搅拌,使缺氧反应区的活性污泥处于良好的悬浮状态;活性污泥中的反硝化细菌利用进水中有机物作为碳源,将通过回流管输送至缺氧反应区的硝酸盐还原成氮气,以去除污水中总氮和部分有机物;
(2)缺氧反应区处理后的污水进入好氧反应区,好氧反应区布设悬挂式填料,填料表面附着有生物膜,填料空隙则充满活性污泥;曝气风机通过曝气装置曝气,为生物膜和活性污泥的生长和繁殖提供氧气;生物膜和活性污泥中均生长有大量嗜氧细菌和硝化细菌,通过好氧代谢作用,嗜氧细菌将污水中的有机物降解为二氧化碳和水,硝化细菌将污水中的氨氮转化为硝酸盐;
(3)好氧反应区处理后的污水中含有大量微小气泡,被好氧反应区上部的集气罩全部收集,通过集气罩的隔离脱气作用,一部分污水经过水缝进入沉淀区,另一部分污水与微小气泡形成气液混合物,由于密度比水低,气液混合物在水压的作用下通过集气罩顶部的提升管进入气水分离池;
(4)气液分离池中微小气泡在浮力的作用下从液体中散逸出来,从而使气液分离;液体中含有大量硝酸盐,在压差作用下通过回流管进入缺氧反应区底部,进行反硝化脱氮;
(5)污水在沉淀区通过斜板区的澄清作用进行固液分离,污水中悬浮固体沉降于污泥斗中,污泥斗中污泥经排泥管定期排放;澄清后污水进入清水区,由出水堰经出水管排放。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:本发明能够利用好氧反应区曝气尾气实现无动力内循环,具有占地面积小、能耗低、有机物和总氮去除效果好、抗冲击能力强等优点。
附图说明
图1为无动力内循环生化反应沉淀塔结构示意图
其中:1-缺氧反应区,2-好氧反应区,3-悬挂式填料,4-穿孔布水管,5-曝气装置,6-进水泵,7-曝气风机,8-沉淀区,9-污泥斗,10-斜板区,11-清水区,12-出水堰,13-气液分离池,14-集气罩,15-提升管,16-回流管,17-过水缝,18-进水管,19-排泥管,20-出水管。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
请参阅图1,一种无动力内循环生化反应沉淀塔,包括缺氧反应区1、好氧反应区2、沉淀区8、内循环系统、进水泵6、曝气风机7,所述缺氧反应区1底部设有穿孔布水管4,好氧反应区2从下至上设有曝气装置5、悬挂式填料3,沉淀区8包含污泥斗9、斜板区10、清水区11、出水堰12,内循环系统包含气液分离池13、提升管15、回流管16、集气罩14,缺氧反应区1、好氧反应区2、沉淀区8为从下至上布置,进水泵6与穿孔布水管4相连通,曝气风机7与曝气装置5相连通,集气罩14斜边与污泥斗9斜边交错形成过水缝17,集气罩14通过提升管15与气液分离池13相连通,气液分离池13通过回流管16与缺氧反应区1底部相连通。
缺氧反应区1和好氧反应区2容积比为0.3~0.5。
斜板区8、污泥斗9斜边、集气罩14斜边倾角均为60°。
集气罩14顶部的淹没深度与提升管15总长之比为0.70~0.90。
提升管上15端高于气液分离池13底部0.2~0.5m。
回流管16上端与气液分离池13底部齐平。
污水处理工艺流程具体步骤如下:
(1)原污水经过预处理去除大颗粒悬浮物,然后由进水管18通过进水泵6输送至缺氧反应区1底部的穿孔布水管4,均匀布水并进行水力搅拌,使缺氧反应区1的活性污泥处于良好的悬浮状态;活性污泥中的反硝化细菌利用进水中有机物作为碳源,将通过回流管16输送至缺氧反应区1的硝酸盐还原成氮气,以去除污水中总氮和部分有机物;
(2)缺氧反应区1处理后的污水进入好氧反应区2,好氧反应区1布设悬挂式填料3,填料表面附着有生物膜,填料空隙则充满活性污泥;曝气风机7通过曝气装置5曝气,为生物膜和活性污泥的生长和繁殖提供氧气;生物膜和活性污泥中均生长有大量嗜氧细菌和硝化细菌,通过好氧代谢作用,嗜氧细菌将污水中的有机物降解为二氧化碳和水,硝化细菌将污水中的氨氮转化为硝酸盐;
(3)好氧反应区2处理后的污水中含有大量微小气泡,被好氧反应区2上部的集气罩14全部收集,通过集气罩14的隔离脱气作用,一部分污水经过水缝17进入沉淀区8,另一部分污水与微小气泡形成气液混合物,由于密度比水低,气液混合物在水压的作用下通过集气罩14顶部的提升管15进入气水分离池13;
(4)气液分离池13中微小气泡在浮力的作用下从液体中散逸出来,从而使气液分离;液体中含有大量硝酸盐,在压差作用下通过回流管16进入缺氧反应区1底部,进行反硝化脱氮;
(5)污水在沉淀区8通过斜板区10的澄清作用进行固液分离,污水中悬浮固体沉降于污泥斗9中,污泥斗9中污泥经排泥管19定期排放;澄清后污水进入清水区11,由出水堰12经出水管20排放。
本发明的独特之处:好氧反应区采用悬挂式填料3,形成了一种生物膜-活性污泥共存的微生物环境,既具备很强的抗水质波动能力,又有利于活性污泥的悬浮升流;好氧反应区2曝气后的剩余尾气全部被集气罩14收集,气量几乎等同于曝气风量,使污水通过气提的回流量也很高,能够满足反硝化脱氮所需的回流比;沉淀区8设置在好氧反应区2上部,增加了曝气装置5淹没深度,使得氧气传质效率大大提高。
实施例1和实施例2为本发明的处理效果;对比例1采用回流泵进行内循环,对比例2采用气提方式(曝气风机直接供气)进行内循环,对比例1和对比例2中的缺氧反应区、好氧反应区和沉淀区均为横向布置。上述实施例和对比例的处理水量均相同,处理效果如下表所述:
由上表数据可知,污水经过实施例1和实施例2的无动力内循环生化反应沉淀塔处理后,出水水质和吨水电耗要明显优于对比例1和对比例2。
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。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
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 (7)

1.一种无动力内循环生化反应沉淀塔,其特征在于,包括缺氧反应区、好氧反应区、沉淀区、内循环系统、进水泵、曝气风机,所述缺氧反应区底部设有穿孔布水管,好氧反应区从下至上设有曝气装置、悬挂式填料,沉淀区包含污泥斗、斜板区、清水区、出水堰,内循环系统包含气液分离池、提升管、回流管、集气罩,缺氧反应区、好氧反应区、沉淀区为从下至上布置,进水泵与穿孔布水管相连通,曝气风机与曝气装置相连通,集气罩斜边与污泥斗斜边交错形成过水缝,集气罩通过提升管与气液分离池相连通,气液分离池通过回流管与缺氧反应区底部相连通。
2.如权利要求1所述的无动力内循环生化反应沉淀塔,其特征在于,所述缺氧反应区和所述好氧反应区容积比为1:2~1:3。
3.如权利要求1所述的无动力内循环生化反应沉淀塔,其特征在于,所述斜板区、污泥斗斜边、集气罩斜边倾角均为60°。
4.如权利要求1所述的无动力内循环生化反应沉淀塔,其特征在于,所述集气罩顶部的淹没水深与所述提升管总长之比为0.70~0.9。
5.如权利要求1所述的无动力内循环生化反应沉淀塔,其特征在于,所述提升管上端高于所述气液分离池底部0.2~0.5m。
6.如权利要求1所述的无动力内循环生化反应沉淀塔,其特征在于,所述回流管上端与所述气液分离池底部齐平。
7.一种如权利要求1-6任一项所述无动力内循环生化反应沉淀塔的工作流程,其特征在于,具体步骤如下:
(1)原污水经过预处理去除大颗粒悬浮物,然后通过进水泵输送至缺氧反应区底部的穿孔布水管,均匀布水并进行水力搅拌,使缺氧反应区的活性污泥处于良好的悬浮状态;活性污泥中的反硝化细菌利用进水中有机物作为碳源,将通过回流管输送至缺氧反应区的硝酸盐还原成氮气,以去除污水中总氮和部分有机物;
(2)缺氧反应区处理后的污水进入好氧反应区,好氧反应区布设悬挂式填料,填料表面附着有生物膜,填料空隙则充满活性污泥;曝气风机通过曝气装置曝气,为生物膜和活性污泥的生长和繁殖提供氧气;生物膜和活性污泥中均生长有大量嗜氧细菌和硝化细菌,通过好氧代谢作用,嗜氧细菌将污水中的有机物降解为二氧化碳和水,硝化细菌将污水中的氨氮转化为硝酸盐;
(3)好氧反应区处理后的污水中含有大量微小气泡,被好氧反应区上部的集气罩全部收集,通过集气罩的隔离脱气作用,一部分污水经过水缝进入沉淀区,另一部分污水与微小气泡形成气液混合物,由于密度比水低,气液混合物在水压的作用下通过集气罩顶部的提升管进入气水分离池;
(4)气液分离池中微小气泡在浮力的作用下从液体中散逸出来,从而使气液分离;液体中含有大量硝酸盐,在压差作用下通过回流管进入缺氧反应区底部,进行反硝化脱氮;
(5)污水在沉淀区通过斜板区的澄清作用进行固液分离,污水中悬浮固体沉降于污泥斗中,污泥斗中污泥定期排放;澄清后污水进入清水区,通过出水堰排放。
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