CN109956554A - 一种无泵自动回流的循环aao水处理方法 - Google Patents

Abstract

一种无泵自动回流的循环AAO水处理方法，采用双层布置结构，无泵自动虹吸回流技术、原水水位消落引导虹吸的过滤池自动虹吸反洗技术，只需要一个扬水泵就可以实现整体一体化污水处理器和运行。与传统的一体化污水处理工艺相比，它节能50％以上，可大大降低投资和运行成本；在配置过滤器的情况下，可以低成本地将排水水质从一级B升级到一级A，设备管路和控制简单，可靠性高，使生活污水处理器可以家用化和微小型化。

Description

一种无泵自动回流的循环AAO水处理方法

技术领域：

一种无泵自动回流的循环AAO水处理方法，属于水处理领域。

背景技术：

AAO处理工艺是目前使用非常普遍的一种污水处理工艺，它的处理效果已经得到了检测和证实。AAO包括厌氧、缺氧、好氧三个主要的工艺流程、相应的污泥和混合液回流，以及它们的多种变化工艺。需要同时除氮除磷时，则需要污泥回流也需要混合液回流。根据AAO工艺生产的一体化污水处理器一般含有曝气风机(1用1备)、扬水泵(1用1备)、污泥回流泵和混合液回流泵4种6件能耗设备，还需要较为复杂的程序控制(一般采用PLC)。对大型污水处理设备和工程，如果选择设备合适，每种设备可以基本没有多余的能耗，但控制复杂，可能性较低；对小型一体化设备，由于曝气风机、扬水泵、污泥回流泵都很难做得很小或者很难准确配套，每种设备往往都会出现较大的能量过剩，从而造成很大的能量浪费和运行成本偏高，也使得污水一体化设备很难小型化，家用生活污水处理器几乎不可能实现。

日本FUJI公司研制了一种小型AAO生活污水处理器，它采用曝气风机实现好氧池曝气和沉淀混合液的回流，省掉了回流泵。处理能力1吨/天的生活污水处理器只能64W的风机，节能十分显著。但它也有以下不足：(1)难以做到污泥回流，一般只能做到缺氧-好氧-沉淀工艺，缺少厌氧池，因此需要加入除磷药剂帮助除磷；(2)出水无法配置自动虹吸反洗的砂滤工艺，出水水质受到一定限制。

随着我们对环境保护和节能越来越重视，特别是对农村生活污水处理要求越来越高，市场不仅需要很多的家用和微小型生活污水处理器，如农家乐、小型餐馆、农村特别是山区分散居民、小型自然村落等，而且希望这些处理器投资低、运行成本低、运行可靠高，甚至很多地方也要求出水水质达到一级A。因此，迫切需要一种适合微小型生活污水处理的既简单又节能的水处理工艺和方法。

发明内容：

本发明专利提出了一种无泵自动回流的循环AAO水处理方法，包括AAO和沉淀工艺，其主要特征是：好氧池和沉淀池布置在厌氧池和缺氧池的上层；缺氧池中的水由扬水泵泵入好氧池中，污泥和混合液通过水位消落产生的间歇流分别回流到厌氧池和缺氧池中；扬水泵的流量大于水处理器排水流量的5倍以上，水在AAO-沉淀工艺之间形成循环。

还可以在沉淀池后增加砂滤工艺。将砂滤池和蓄水池布置在缺氧池的上层，由于过滤池与缺氧池之间存在一定的水压差，因此可以采用自动虹吸反洗方式；将砂滤池的自动虹吸反洗出水口伸到下层的缺气池内，这样可以实现过滤反洗水的零排放。过滤池可以采用传统的过滤阻力引导的自动虹吸反洗方式，也可以利用沉淀池的水位消落引导的自动虹吸反洗方式。采用后者时，有以下明显的优点：(1)由于沉淀池的每次水位消落均可以引导一次虹吸反洗，反洗频率很高，可以实现很高的回流量，因此可以省掉单独的混合液回流管；(2)由于沉淀池水位消落引导的自动虹吸是将过滤流量与反洗引导流量分开的，因此对微小过滤流量也可以实现自动虹吸反洗并保证滤池的反洗力，而由过滤阻力引导的自动虹吸反洗无法做到这一点。这样，对家用和微小型污水处理器也可以配置砂滤工艺。

这种工艺的显著特征是改变了传统的污水处理工艺单层布置的特点，采用了上、下两层布置，而将好氧池和沉淀池布置在厌氧池和缺氧池的上层，使用扬水泵将缺氧池中的污水泵入好氧池中，使好氧池和沉淀池水位处于不断消落变化的过程中；而污泥和混合液的回流管口设置在消落水位区间内，借助这种水位消落产生的间歇流而将污泥和混合液直接回流到对应的厌氧池和缺氧池内。

为了保证回流高龄污泥的回流(回流比一般为40～100％)，需要在结构上采取一些措施，如沉淀池采用有利于集污泥的底部，而且回流管伸到溢流式虹吸方式，其虹吸上升管的下部伸到沉淀池的积污区底部附近；为保证污泥回流量不至于太大，还需要在虹吸上升管顶部设置破坏管，根据破坏管口高程来调节回流污泥量。为避免太多的空气被污泥回流带入厌氧池内，来可以将破坏管采用U型管方式。

混合液的回流比要求比较高，一般为100～400％，但它可以直接取上部混合液，也可以向缺氧池中直接带入一定的空气量，因此，其回流管结构则相对比较简单，采用一般的联通管即可。而其回流比可以通过联通管上的阀口开度来调节。

一般扬水泵的扬程都大于一体化处理器的高程，即扬水泵存在一定的能量过剩。这时可以考虑用扬水泵配水射器直接吸入空气曝气的方式，也可以采用扬水泵出水瀑布曝气的方式。但这种曝气方式的一次性曝气量比较有限，就需要增加扬水泵的流量，使之大于污水处理器的出水流量、污泥回流量和混合液回流量之和，一般大于污水处理器的排水流量的5倍以上，则可以在AAO-沉淀池-回流之间形成循环，使污水得到多次循环曝气，增大曝气量。具体所需要的循环次数需要根据原水水质、出水要求及单次曝气量来确定。利用扬水泵的能量曝气方式有几个明显的优点：(1)充分利用扬水泵的能量，特别是家用和微型污水处理器，扬水泵都会出现能量过剩；(2)设备配置简单，只需要根据缺氧池的水位来控制扬水泵的开启和关停即可，控制也非常简单。非常适合家用和小型污水处理器；(3)省掉曝气装置，减少了成本。

对较大一些的污水处理器，也可以在好氧池底部安装曝气装置采用传统的曝气风机曝气，曝气风机则可以根据扬水泵的开启和关停来自动控制，因此控制也比较简单。

传统上，将污水排水水质从一级B提升到一级A需要采用超滤工艺并增配增加水泵，或先用泵将水提升再采用砂池工艺，这种两种方式均需要增加较大的一次性投资和运行成本。采用本发明专利后，配上砂滤工艺和自动虹吸反洗装置，只需要增加很小的投资就可以实现水质升级，所增加的运行成本几乎为0，且这种方案对家用和微小型污水处理器也可以实现。

总之，采用本发明专利方法生产的一体化污水处理器有以下明确的优点：

(1)节能：根据对多种型号的测算，比传统的AAO工艺的一体化污水处理器节能50～75％；

(2)降低投资成本和运行成本：因为节约了多个耗能设备，运行成本也会相应降低50％以上；

(3)提供了将排水水质从一级B升级到一级A的低投资、低成本的途径；

(4)设备管路和控制简单，可靠性高；

(5)使生活污水处理器可以家用化和微小型化。

附图说明：

附图说明了一种带自动虹吸反洗、无泵自动回流的实施例。实施例有4个附图，其中附图1是实施例的A-A截面正视图，附图2为俯视图，附图3为B-B截面正视图，附图4为C-C截面的俯视图。

具体实施方式：

如附图所示一体化污水处理器，倾斜中隔板17将整个桶体2分隔成上下两层，但在设备仓33处留有缺口；倾斜中隔板17在沉淀池9的靠近污水进水口1上方附近形成最低点，以便污泥积聚；厌氧池18和缺氧池19分别位于下层，由隔板20分隔开；蓄水池4位于上层的中央；竖隔板22和两块31将桶体2与蓄水池4之间的环形池划分成好氧池10、沉淀池9和设备仓33，其中好氧池10基本在缺氧池19的上方，沉淀池9在厌氧池18的上方；上部密封的过滤池5位于蓄水池4的中央，基本位于缺氧池19的上方，其下部与蓄水池4有通道联通；污泥虹吸回流管3采用带破坏管8的溢流式虹吸方式，下部通向厌氧池18的进水口1附近，以便更好地与进来的污水原水混合；过滤池5的虹吸下降管14和虹吸辅助管15的出口通到下层缺氧池19内，以便将排水和排气均集中在缺氧池19中。

污泥虹吸回流管3的虹吸上升管6下端伸到沉淀池9的底部附近，以便虹吸时抽取聚焦在沉淀池9底部最低处附近的高龄污泥；虹吸上升管6的顶端布置有破坏管8，以通过控制虹吸时间来调整污泥回流量。过滤池5采用由原水消落引导的自动虹吸反洗装置，其过滤进水管7和虹吸引导管11分别从沉淀池9和好氧池10中取水。为了附上扬水泵21停止后，上层好氧池10中的水回流，在水射器24的上部安装在单向止回阀25。

水射器24的进水口35通过软管联通到水处理器外，以便扬水泵21运行时不断抽取外面的高含氧空气，实现扬水曝气；扬水泵21由安装在缺氧池19中的双位水位开关23控制，使扬水泵21可以根据来水自动开启和关停，实现水处理器的全自动化运行。

污水从进水口1进入厌氧池18内，与从污泥虹吸回流管3混合后，再进入缺氧池19内；与过滤池5的虹吸下降管14和虹吸辅助管15的出水混合后，再由扬水泵21经过水射器24、单向止回阀25后进入上层的好氧池10中；好氧池10中的水再经沉淀池9沉淀后，从过滤进水管7和过滤池的虹吸上升管13进入密封过滤池5，再经过滤料16过滤后蓄存在蓄水池34内，最后经过出水管27排出(或者经过必要的消毒杀菌)；由于扬水泵21的流量较大，当它启动一段时间后，好氧池10和沉淀池9中的水位均位上升，当水位上升破坏斗30高程时，破坏斗30内进水并逐步对虹吸引导管11进行水密封；当沉淀池9中的水位上升到虹吸引导管11的最高点后，虹吸引导管11中的水会经过抽气装置12和虹吸辅助管15向下层的缺氧池19中排水，并通过抽气装置12形成抽气；当抽气形成足够的负压时，会引导密封过滤池5生产自动虹吸，此时，存储在蓄水池34中的过滤后的水会反向流动，经过滤料16、虹吸上升管13、虹吸下降管14快速排入下层的缺氧池19中，形成对过滤池5的虹吸反洗，同时形成大量的混合液回流；混合流回流的量可以通过调整虹吸破坏斗30的高程来调整。虹吸形成过程中带入的少量空气，使缺氧池19保持一定的含氧浓度。当沉淀池9中水位上升污泥虹吸回流管3的顶端时，污泥虹吸回流管3会产生自动虹吸，虹吸上升管6会将沉淀池9底部的高龄污泥回流到下层的厌氧池18中，形实无泵污泥自动回流；污泥回流量可以通过调整污泥虹吸回流管的破坏管口高程来调整。也可以污泥虹吸回流管3顶端高程设置密封过滤池5的虹吸引导管11的最高处以上，使污泥虹吸回流管3先于密封过滤池5的虹吸启动，以大幅增加污泥回流量。

由于扬水泵21的流量大于出水管27的流量数倍，而又小于污泥回流流量、密封过滤池5的虹吸反洗流量与出水管27的出水流量之和，因此，污水会在AAO-沉淀池9-密封过滤池5之间形成多次循环，形成循环AAO-沉淀工艺。而同时，好氧池10和沉淀池9的水位会形成消落变化，使污泥虹吸回流管3和密封过滤池5产生重复产生间歇虹吸，形成无泵自动回流。另一方面，出水管32排出是经过密封过滤池5过滤后的水，出水水质高。只要将出水管32的流量设计成日平均来水流量的数倍，就可以使扬水泵21在一天中处于良好间歇工作状态，使其可以长期有效运行。

众实施例可见，整个一体化污水处理器只有一个功耗，即扬水泵21。与传统的一体化污水处理器相比，不仅大大节省能耗，而且使控制简单可靠；另一方面，采用根据好氧池10和沉淀池9中的水位消落引导的过滤池自动虹吸反洗装置，使过滤流量与虹吸引导流量分离，使微小型过滤流量也可以生产自动虹吸反洗，并且将过滤池的虹吸反洗与混合液回流结合起来；利用沉淀池9的水位消落变化产生的溢流虹口实现污泥回流，实现了无泵自动回流。

Claims (6)

1.一种无泵自动回流的循环AAO水处理方法，包括AAO和沉淀工艺，其主要特征是：好氧池和沉淀池布置在厌氧池和缺氧池的上层；缺氧池中的水由扬水泵泵入好氧池中，沉淀池中的污泥和好氧池中混合液通过水位消落产生的间歇式流分别回流到厌氧池和缺氧池中；扬水泵的流量大于水处理器排水流量的5倍以上，水在AAO-沉淀工艺之间形成循环。

2.如权利要求1所述的一种无泵自动回流的循环AAO水处理方法，沉淀池后面带有砂滤工艺，砂滤池和蓄水池布置在缺氧池的上层，砂滤池利用沉淀池的水位消落变化引导自动虹吸反洗。

3.如权利要求1所述的一种无泵自动回流的循环AAO水处理方法，沉淀池后面带有过滤工艺，砂滤池和蓄水池布置在缺氧池的上层，砂滤池利用过滤阻力引导自动虹吸反洗。

4.如权利要求1和2或3所述的一种无泵自动回流的循环AAO水处理方法，其特征是：好氧池的下部设置有曝气装置，曝气风机通过曝气装置对好氧池的水进行曝气。

5.如权利要求1和2或3所述的一种无泵自动回流的循环AAO水处理方法，其特征是：扬水泵出水带有水射器，出水经水射器曝气后进入好氧池中。

6.如权利要求1和2或3所述的一种无泵自动回流的循环AAO水处理方法，其特征是：扬水泵出水经过瀑布曝气后进入好氧池中。