CN109650663A - 一种气提回流与沉淀的装置及其应用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种气提回流与沉淀的装置，其设于生化池内，该气提回流与沉淀的装置包括升流外箱、回流内箱、挡气内套、锥形泥斗、回流管及出水围堰；升流外箱的底部开口置于生化池内，回流内箱嵌套于升流外箱内，挡气内套嵌套于回流内箱内，出水围堰设于挡气内套内；锥形泥斗的顶部大开口与回流内箱的底部匹配连接并贯通，该锥形泥斗的底部下开口与回流管的顶端相匹配贯通连接；生化池的池底设有外部曝气装置。本发明通过曝气装置提供升流动力，在升流外箱和回流内箱之间形成上升区域，使得回流内箱和挡气内套之间形成向下的回流区域，并结合锥形泥斗及回流管形成大比例的轴向循环流动；且挡气内套、锥形泥斗及出水围堰构成一个沉淀池的功效。
Description
技术领域
本发明属于污水处理的技术领域，尤其涉及一种气提回流与沉淀的装置及其应用方法。
背景技术
好氧工艺被广泛应用于各行业污水处理。传统的好氧工艺需设沉淀池和刮泥机，通过回流泵将沉淀污泥回流至好氧池，继续参与生物降解过程。沉淀池往往需设刮泥机防止死角积泥。常规回流泵的机械叶轮容易将好氧活性污泥打碎，不利于降解污染物和后续沉淀。且常规回流泵能耗高、无法做到大比例回流。沉淀池增加了占地面积，刮泥机和回流泵增加了能耗、维护工作量。
生物倍增工艺采用气提回流代替了回流泵，解决了活性污泥被打碎问题，也可实现大比例回流，但仍需设独立的气提回流功能区和专门用于气提回流的供气。生物倍增工艺仍需设沉淀池进行泥水分离。
当前好氧颗粒污泥法在实际污水处理中还未大规模应用，在非容易降解的污水、未进行严格控制反应条件的污水站中无法培养和维持好氧颗粒污泥。急需开发一种可粗放型管理、可连续运行、可广泛应用于各型工业污水的好氧颗粒污泥运行工艺和装置。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是提供一种结合气提回流和沉淀的装置，以及利用该气提回流与沉淀的装置进行气提回流、泥水分离沉淀及培养好氧颗粒污泥的方法。
(二)技术方案
为解决上述技术问题，本发明提供一种气提回流与沉淀的装置，其匹配设置于生化池内，气提回流与沉淀的装置包括升流外箱、回流内箱、挡气内套、锥形泥斗、回流管及出水围堰；升流外箱的底部开口置于生化池内，回流内箱匹配嵌套于升流外箱内，挡气内套匹配嵌套于回流内箱内，出水围堰水平设置于挡气内套内；锥形泥斗的顶部大开口与回流内箱的底部匹配连接并贯通，该锥形泥斗的底部下开口与回流管的顶端相匹配贯通连接；生化池的池底设置有外部曝气装置。
本实施例中，升流外箱内设置有内部曝气装置，该内部曝气装置匹配设置于锥形泥斗的下方。
本实施例中，回流管为一根直管，所述直管的顶端与锥形泥斗的底部开口相匹配贯通连接，该直管的底端开口处设置有与之同轴的锥形挡气腔。
本实施例中，锥形挡气腔为上下圆锥对称拼接的形状。
本实施例中，回流管为一根L形折弯管，L形折弯管的一开口端与锥形泥斗的底部开口相匹配贯通连接，该L形折弯管的另一开口端在生化池的池底向侧面延伸。
本实施例中，升流外箱、回流内箱及挡气内套三者均为方箱、圆柱的其中一种。
本实施例中，锥形泥斗为与回流内箱相匹配的圆锥形或方锥形。
本实施例中，生化池内至少设置一个气提回流与沉淀的装置。
本实施例中，升流外箱及回流内箱之间设置有浮渣收集和排除的装置。
一种气提回流与沉淀的装置的应用方法，利用气提回流与沉淀的装置，其应用方法如下：
a、生化池内注入污水，其污水的水位线高于回流内箱的顶端且低于升流外箱及挡气内套两者的顶端；
b、设置于生化池的池底的外部曝气装置开始工作，该外部曝气装置给污水曝气充氧并提供升流动力，使得污水污泥被气提至升流外箱和回流内箱之间形成上升区域，致使升流外箱和回流内箱之间的水位高于回流内箱和挡气内套之间的水位；
c、在b步骤中，升流外箱和回流内箱之间形成上升区域的顶端污水脱除气泡；同时，污水从升流外箱和回流内箱之间的高水位向回流内箱和挡气内套之间的低水位处流动；
d、在c步骤中，回流内箱和挡气内套之间的水位升高并高出生化池的水位线，致使回流内箱和挡气内套之间形成向下流动的回流区域；
e、挡气内套、锥形泥斗及出水围堰三者组成一个沉淀池的作用，把d步骤中回流区域的污水沉淀分离开来；其中，带污泥的污水通过锥形泥斗底端的回流管返回到生化池的池底，而分离后的上清液通过挡气内套内的出水围堰不断排出；
f、之后，返回到生化池的池底的污水污泥又在外部曝气装置的作用下进入升流外箱和回流内箱之间形成上升区域中；从而形成污水从生化池的池底→上升区域→回流区域→锥形泥斗→回流管→生化池的池底，形成大比例循环，形成轴向循环流动。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明在生化曝气池的基础上增加气提回流与沉淀装置，在对泥水进行分离沉淀的同时，还可以进行大比例气提回流；其中，装置中的挡气内套、锥形泥斗和出水围堰三者构成一个具有沉淀池功效的结构，用于对泥水进行沉淀分离；另外，内部曝气装置、外部曝气装置在曝气充氧的同时，提供气提动力来源，在装置中实现从池底到池顶的大比例循环回流，用于代替循环泵；并且，泥水在装置中的轴向大比例循环流动，拥有足够的水利剪切力，运行过程中形成涡流，增加污泥的碰撞几率，为在连续流装置中形成颗粒污泥创造有力的运行条件。
附图说明
图1是本发明气提回流与沉淀的装置在生化池中的结构示意图。
图2是本发明气提回流与沉淀的装置的结构示意图。
图3是本发明一种优化气提回流与沉淀的装置在生化池中的结构示意图。
图4是本发明一种气提回流与沉淀的装置的结构示意俯视图。
图5是本发明一种气提回流与沉淀的装置两套并联的结构示意俯视图。
图6是本发明另一种气提回流与沉淀的装置的结构示意图。
图7是本发明另一种气提回流与沉淀的装置的结构示意俯视图。
图8是本发明另一种优化气提回流与沉淀的装置的结构示意图。
图9是本发明另一种优化气提回流与沉淀的装置的结构示意俯视图。
附图标记说明：1、升流外箱；2、回流内箱；3、挡气内套；4、锥形泥斗；5、回流管；6、锥形挡气腔；7、出水围堰；8、内部曝气装置；9、外部曝气装置；10、生化池；51、直管；52、L形折弯管。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。
图1是本发明气提回流与沉淀的装置在生化池中的结构示意图，体现了本气提回流与沉淀的装置的结构组成及在生化池10内的结构布置；图2是本发明气提回流与沉淀的装置的结构示意图，主要反映了气提回流与沉淀的装置是由升流外箱1、回流内箱2、挡气内套3、锥形泥斗4、回流管5及出水围堰7组成的，及其它们之间的结构关系，并着重体现了回流管5为直管51及其下设置的锥形挡气腔6；图3是本发明一种优化气提回流与沉淀的装置在生化池中的结构示意图，重点反映了回流管5为L形折弯管52；图4是本发明一种气提回流与沉淀的装置的结构示意俯视图，图5是本发明一种气提回流与沉淀的装置两套并联的结构示意俯视图，体现了升流外箱1、回流内箱2及挡气内套3三者均为同轴分布的方箱；图6是本发明另一种气提回流与沉淀的装置的结构示意图，图7是本发明另一种气提回流与沉淀的装置的结构示意俯视图，反映了升流外箱1为圆柱，回流内箱2及挡气内套3两者者均为方箱；图8是本发明另一种优化气提回流与沉淀的装置的结构示意图，图9是本发明另一种优化气提回流与沉淀的装置的结构示意俯视图，体现了升流外箱1、回流内箱2及挡气内套3三者均为圆柱。
本发明气提回流与沉淀的装置的结构如图1、图2及图3所示，该气提回流与沉淀的装置匹配设置于生化池10内，气提回流与沉淀的装置包括升流外箱1、回流内箱2、挡气内套3、锥形泥斗4、回流管5及出水围堰7；升流外箱1的底部开口置于生化池10内，回流内箱2匹配嵌套于升流外箱1内，挡气内套3匹配嵌套于回流内箱2内，出水围堰7水平设置于挡气内套3内；锥形泥斗4的顶部大开口与回流内箱2的底部匹配连接并贯通，该锥形泥斗4的底部下开口与回流管5的顶端相匹配贯通连接；生化池10的池底设置有外部曝气装置9。本发明通过曝气装置提供升流动力，在升流外箱和回流内箱之间形成上升区域，使得回流内箱和挡气内套之间形成向下的回流区域，并结合锥形泥斗及回流管形成大比例的轴向循环流动；且挡气内套、锥形泥斗及出水围堰构成一个具有沉淀池功效的结构；使得本产品在生化曝气池的基础上增加气提回流与沉淀装置，在对泥水进行分离沉淀的同时，还可以进行大比例气提回流，进而有效降低了污水处理的占地面积，并省去了刮泥机和回流泵以及它们的能耗及维护工作量。其中，生化池10在注满污水工作时，污水的水位线低于升流外箱1及挡气内套3两者的顶端，且污水的水位线高于回流内箱2的顶端。
如图1、图2及图3所示，本实施例中，升流外箱1内设置有内部曝气装置8，该内部曝气装置8匹配设置于锥形泥斗4的下方，进而增加气提动力。
如图1及图2所示，本实施例中，回流管5为一根直管51，所述直管51的顶端与锥形泥斗4的底部开口相匹配贯通连接，该直管51的底端开口处设置有与之同轴的锥形挡气腔6，用于阻挡外部曝气装置9产生的气泡，使锥形泥斗4内的泥水分离不受扰动，防止气泡通过回流管5进入影响气提回流的循环及泥水沉淀。
如图2所示，本实施例中，锥形挡气腔6为上下圆锥对称拼接的形状，该锥形挡气腔6的最大横截面直径大于直管51的外径；其中，锥形挡气腔6的上圆锥可以引导回流管5处回流的泥水向生化池10池底周围扩散；而锥形挡气腔6的下圆锥也可以引导由外部曝气装置9产生的气泡向直管5的下开口周边，从而有效避免气泡进入直管51内。
如图3所示，本实施例中，回流管5为一根L形折弯管52，L形折弯管52的一开口端与锥形泥斗4的底部开口相匹配贯通连接，该L形折弯管52的另一开口端在生化池10的池底向侧面延伸。本发明的回流管5采用上述结构，同样是为了防止外部曝气装置9产生的气泡进入回流管5内。
本实施例中，升流外箱1、回流内箱2及挡气内套3三者均为方箱、圆柱的其中一种。如图2、图4及图5所示，升流外箱1、回流内箱2及挡气内套3三者均为同轴分布的方箱；如图6及图7所示，升流外箱1为圆柱，回流内箱2及挡气内套3两者者均为方箱；如图8及图9所示，升流外箱1、回流内箱2及挡气内套3三者均为圆柱。
如图2、图4、图5、图6、图7、图8及图9所示，本实施例中，锥形泥斗4为与回流内箱2相匹配的圆锥形或方锥形。其中，回流内箱2与锥形泥斗4之间为一体连接结构，回流管5与锥形泥斗4之间也为一体连接结构。
本实施例中，生化池10内至少设置一个气提回流与沉淀的装置；如图5所示，一个生化池10内可以设置两个以上的气提回流与沉淀的装置，用于提高气提回流与泥水沉淀分离的功效。
本实施例中，升流外箱1及回流内箱2之间设置有浮渣收集和排除的装置，用于清理浮渣。
一种气提回流与沉淀的装置的应用方法，利用气提回流与沉淀的装置，其应用方法如下：
a、生化池10内注入污水，其污水的水位线高于回流内箱2的顶端且低于升流外箱1及挡气内套3两者的顶端；
b、设置于生化池10的池底的外部曝气装置9开始工作，该外部曝气装置9给污水曝气充氧并提供升流动力，使得污水污泥被气提至升流外箱1和回流内箱2之间形成上升区域，致使升流外箱1和回流内箱2之间的水位高于回流内箱2和挡气内套3之间的水位；
c、在b步骤中，升流外箱1和回流内箱2之间形成上升区域的顶端污水脱除气泡；同时，污水从升流外箱1和回流内箱2之间的高水位向回流内箱2和挡气内套3之间的低水位处流动；
d、在c步骤中，回流内箱2和挡气内套3之间的水位升高并高出生化池10的水位线，致使回流内箱2和挡气内套3之间形成向下流动的回流区域；
e、挡气内套3、锥形泥斗4及出水围堰7三者组成一个沉淀池的作用，把d步骤中回流区域的污水沉淀分离开来；其中，带污泥的污水通过锥形泥斗4底端的回流管5返回到生化池10的池底，而分离后的上清液通过挡气内套3内的出水围堰7不断排出；
f、之后，返回到生化池10的池底的污水污泥又在外部曝气装置9的作用下进入升流外箱1和回流内箱2之间形成上升区域中；从而形成污水从生化池10的池底→上升区域→回流区域→锥形泥斗4→回流管5→生化池10的池底，形成大比例循环，形成轴向循环流动。
本发明装置气提回流，足够的水利剪切力，促进形成颗粒污泥；从生化池10的池底至上升区域顶端的完整回流，形成大比例循环和轴向流动，运行过程中形成涡流，增加污泥的碰撞几率，促进形成颗粒污泥。
以上仅为本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种气提回流与沉淀的装置，其特征在于：所述气提回流与沉淀的装置匹配设置于生化池(10)内，该气提回流与沉淀的装置包括升流外箱(1)、回流内箱(2)、挡气内套(3)、锥形泥斗(4)、回流管(5)及出水围堰(7)；所述升流外箱(1)的底部开口置于生化池(10)内，所述回流内箱(2)匹配嵌套于升流外箱(1)内，所述挡气内套(3)匹配嵌套于回流内箱(2)内，所述出水围堰(7)水平设置于挡气内套(3)内；所述锥形泥斗(4)的顶部大开口与回流内箱(2)的底部匹配连接并贯通，该锥形泥斗(4)的底部下开口与回流管(5)的顶端相匹配贯通连接；所述生化池(10)的池底设置有外部曝气装置(9)。
2.根据权利要求1所述的气提回流与沉淀的装置，其特征在于：所述升流外箱(1)内设置有内部曝气装置(8)，所述内部曝气装置(8)匹配设置于锥形泥斗(4)的下方。
3.根据权利要求1所述的气提回流与沉淀的装置，其特征在于：所述回流管(5)为一根直管(51)，所述直管(51)的顶端与锥形泥斗(4)的底部开口相匹配贯通连接，该直管(51)的底端开口处设置有与之同轴的锥形挡气腔(6)。
4.根据权利要求3所述的气提回流与沉淀的装置，其特征在于：所述锥形挡气腔(6)为上下圆锥对称拼接的形状。
5.根据权利要求1所述的气提回流与沉淀的装置，其特征在于：所述回流管(5)为一根L形折弯管(52)，所述L形折弯管(52)的一开口端与锥形泥斗(4)的底部开口相匹配贯通连接，该L形折弯管(52)的另一开口端在生化池(10)的池底向侧面延伸。
6.根据权利要求1所述的气提回流与沉淀的装置，其特征在于：所述升流外箱(1)、回流内箱(2)及挡气内套(3)三者均为方箱、圆柱的其中一种。
7.根据权利要求6所述的气提回流与沉淀的装置，其特征在于：所述锥形泥斗(4)为与回流内箱(2)相匹配的圆锥形或方锥形。
8.根据权利要求1所述的气提回流与沉淀的装置，其特征在于：所述生化池(10)内至少设置一个气提回流与沉淀的装置。
9.根据权利要求1所述的气提回流与沉淀的装置，其特征在于：所述升流外箱(1)及回流内箱(2)之间设置有浮渣收集和排除的装置。
10.一种气提回流与沉淀的装置的应用方法，其特征在于：利用权利要求1所述的气提回流与沉淀的装置，其应用方法如下：
a、生化池(10)内注入污水，其污水的水位线高于回流内箱(2)的顶端且低于升流外箱(1)及挡气内套(3)两者的顶端；
b、设置于生化池(10)的池底的外部曝气装置(9)开始工作，该外部曝气装置(9)给污水曝气充氧并提供升流动力，使得污水污泥被气提至升流外箱(1)和回流内箱(2)之间形成上升区域，致使升流外箱(1)和回流内箱(2)之间的水位高于回流内箱(2)和挡气内套(3)之间的水位；
c、在b步骤中，升流外箱(1)和回流内箱(2)之间形成上升区域的顶端污水脱除气泡；同时，污水从升流外箱(1)和回流内箱(2)之间的高水位向回流内箱(2)和挡气内套(3)之间的低水位处流动；
d、在c步骤中，回流内箱(2)和挡气内套(3)之间的水位升高并高出生化池(10)的水位线，致使回流内箱(2)和挡气内套(3)之间形成向下流动的回流区域；
e、挡气内套(3)、锥形泥斗(4)及出水围堰(7)三者组成一个沉淀池的作用，把d步骤中回流区域的污水沉淀分离开来；其中，带污泥的污水通过锥形泥斗(4)底端的回流管(5)返回到生化池(10)的池底，而分离后的上清液通过挡气内套(3)内的出水围堰(7)不断排出；
f、之后，返回到生化池(10)的池底的污水污泥又在外部曝气装置(9)的作用下进入升流外箱(1)和回流内箱(2)之间形成上升区域中；从而形成污水从生化池(10)的池底→上升区域→回流区域→锥形泥斗(4)→回流管(5)→生化池(10)的池底，形成大比例循环，形成轴向循环流动。
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