CN110182950B - 卧式一体化氧化沟罐 - Google Patents

Abstract

本发明公开了卧式一体化氧化沟罐，包括卧式筒状罐体、罐体两端的密封封头、开设于罐体上的进、出水口，罐体内腔沿罐体长度方向设置有隔板组件将罐体分隔成左右两个腔体，隔板组件和/或端与罐体内壁沿长度方向固定，隔板组件首尾端与罐体两端封头分别间隔设置，形成环流口，使左右腔体首尾联通构成环流氧化沟道，环流氧化沟道内设置有至少一个推流和/或充氧装置，环流氧化沟道内填充有流动填料。

Description

卧式一体化氧化沟罐

技术领域

本发明涉及污水处理领域，尤其涉及农村生活污水、城市生活污水、工业污水的提标改造领域，也可应用于河道的应急处理、泵站的应急处理升级改造。

背景技术

首先，农村生活污水主要处理难度在于全天的流量不稳定，在早中晚不到约4小时，排放了20小时水量，污水排放量占用水量的比例达到50%-80%，对设备的抗冲击能力要求较高，并且需要调节池和泵站，土建设成本和设备成本高。

其次，农村雨污不分流，一般需设初沉池，占地面积大，并且农村污水处理过程中需要脱氮除磷，如采用MBR工艺，虽然可以很好的脱氮除磷，但一般膜通量相对较低，容易发生膜污染，膜污染后不容易清洗和更换，维护成本大，况且农村污水处理项目多，各村镇较分散，为减少占地面积，大多数污水处理装置都埋在地下，造成设备维修困难。

上述农村污水的技术难题一直未能得到有效的解决。

发明内容

本发明的目的是提供一种占地面积小，设备成本低，运输方便，可有效解决农村污水短时流量大的问题，并且采用氧化沟技术实现表面曝气，为后期维修提高便利，抗冲击性强，无需加设调节池泵站以及初沉池，结构简单，便于产业化应用。

为实现上述发明目的，本发明的技术方案是：卧式一体化氧化沟罐，包括卧式筒状罐体、罐体两端的密封封头、开设于罐体上的进、出水口，其特征在于罐体内腔沿罐体长度方向设置有隔板组件将罐体分隔成左右两个腔体，隔板组件上或下端与罐体内壁沿长度方向固定，隔板组件首尾端与罐体两端封头分别间隔设置，形成环流口，使左右腔体首尾联通构成环流氧化沟道，环流氧化沟道内设置有至少一个推流和/或充氧装置，环流氧化沟道内填充有流动填料。

作为优选，隔板组件为与水平面垂直的竖直平板。

作为优选，隔板组件为截面至少有一组对称的波峰和波谷的板体，板体的波峰和波谷处构成厌氧/缺氧反应区。最优选，隔板组件为截面为S形的板体或Z字形板体或波浪形板体。

作为优选，推流和/或充氧装置为转碟表面曝气机、倒伞型表面曝气机、转刷表面曝气机的一种或组合。

作为优选，流动填料为球形填料、中空海绵球形填料、方块填料一种或组合。

作为优选，流动填料分为上中下三层，第一层浮于液面，密度小于0.97（t/m3），第二层悬浮在污水中间，边翻滚边流动，密度0.97-1.1（t/m3），第三层沉底，密度大于1.1（t/m3），随着污泥滚动。

作为优选，罐体材质为中空缠绕PP。

作为优选，转碟表面曝气机包括架设于罐体旋转主轴、套接于旋转主轴上的转碟以及减速机和可正反转的驱动电机，旋转主轴两端伸出罐体侧壁，对应的罐体侧壁外侧设置有轴承座，旋转主轴驱动端穿出轴承座与减速机连接，减速机连接驱动电机。

再优选，转碟设置有若干片，每片的直径随罐体截面的圆弧最高点向最低点渐次缩小。

再优选，出水口设置有可调堰板。通过可调堰板调节罐体内的水量对应转碟表面曝气器上的转碟上的刻度，从而调节曝气量。

本发明的有益效果是：本发明罐体采用中空缠绕PP，有效的保证了使用寿命和强度，其中空结构还起到一定的保温作用，第一关键核心在于在罐体内实现了氧化沟环流，有效的解决了农村污水短时间内流量大，冲击强度大的问题，无需加设调节池和泵站，并且农村污水雨污不分流的问题也可以通过本发明的氧化沟罐体一次性解决，无需再加设初沉池，大大减少了土建和设备成本。

第二关键核心在于，在本发明中填充了流动填料，就具有了MBBR流化床效果，本发明利用流动填料可实现活性污泥法、接触氧化法、活性污泥与接触氧化（填料表面膜）共存，其中活性污泥法在运行过程中可连续运行或SBR间歇式运行，通过吸泥泵排泥。

另外本发明在氧化沟环流通道内通过对隔板的设计，使其具备缺氧区，大大提高脱氮除磷的效果，其缺氧区的产生并不是简单的利用其波峰和波谷，其目的在于将悬浮填料聚集在此区域内，并通过合理设置填料的密度，使其凹陷区别的水体表面漂浮有填料，使其氧气无法进入，从而形成厌氧/缺氧区，另外根据流通力学原理，当筒体外壁为圆弧形而内部隔板为水平直板时，靠近圆弧外壁处的流速会和靠近水平直板侧的流速不一致，导致两侧水流的流速不稳定，影响内部填料的流动和挂膜效果，通过长期实验证明当内部隔板设置有波峰和波谷时可大大平衡内部两侧的流速，使两侧流速形成匀速，提高流动填料的流动性和挂膜效率，从而提高脱氨除磷的效果。

第三关键点在于，氧化沟沟道内靠近表面曝气机的水流速度大，活性污泥的絮状物被容易打碎，但远离表面曝气机的水域水流速度小，活性污泥的絮状物容易凝聚，不容易被打碎，消化反应好，形成良好的物理生化反应，提高脱氮除磷效果。

附图说明

图1为实施例1的主视图。

图2为图1的左视图。

图3为图1的俯视图。

图4为实施例2的主视图。

图5为图4的左视图。

图6为图4的俯视图。

图7为实施例3的主视图。

图8为图7的左视图。

图9为图7的俯视图。

图10为实施例4的主视图。

图11为图10的左视图。

图12为图10的俯视图。

图13为实施例5的主视图。

图14为图13的左视图。

图15为图13的俯视图。

图16为实施例6的主视图。

图17为图16的左视图。

图18为图16的俯视图。

图19为实施例7的主视图。

图20为图19的左视图。

图21为图19的俯视图。

图22为实施例8的主视图。

图23为图22的左视图。

图24为图22的俯视图。

图25为实施例9的主视图。

图26为图25的左视图。

图27为图25的俯视图。

图28为实施例10的主视图。

图29为图28的左视图。

图30为图28的俯视图。

图31为实施例11的主视图。

图32为图31的左视图。

图33为图31的俯视图。

图34为实施例12的主视图。

图35为图34的左视图。

图36为图34的俯视图。

图37为转碟表面曝气机的安装示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

实施例1：如图1、2、3所示，卧式一体化氧化沟罐，包括卧式筒状罐体1、罐体1两端的密封封头2、设置于罐体1上的进、出水管（3、4），出水管4连接可调堰板5，罐体1为中空缠绕PP材质，罐体1内腔沿罐体长度方向设置有水平面垂直的分隔板6，将罐体分隔成左右两个腔体（1.1、1.2），分隔板6上下端与罐体1上下的内壁连接，分隔板6的长度的首尾端与罐体1两端封头2分别间隔设置，形成环流口7，使左右腔体（1.1、1.2）首尾联通构成环流氧化沟道，环流氧化沟道的左右腔室（1.1、1.2）内均设置有一个转碟表面曝气机8，环流氧化沟道内填充有流动填料9。流动填料9分为上中下三层，第一层浮于液面，密度小于0.97（t/m3），有效形成厌氧反应，第二层悬浮在污水中间，边翻滚边流动，密度0.97-1.1（t/m3），第三层沉底，密度大于1.1（t/m3），随着污泥滚动。通过密度控制填料在污水中的高度，为了方便挂膜，填料可以增加回料比例和碳的成分，填料表面设置带毛刺状的点，更容易挂膜。从而更好的利用MBBR工艺，有效脱总氮。

转碟表面曝气机8包括架设于罐体1的旋转主轴8.1、套接于旋转主轴8.1上的转碟8.2以及减速机8.3和可正反转的变频驱动电机8.4，旋转主轴8.1两端伸出罐体1侧壁，对应的罐体1侧壁外侧设置有轴承座8.5，旋转主轴8.1驱动端穿出轴承座8.5与减速机8.3连接，减速机8.3连接驱动电机8.4。转碟8.2设置有若干组，若干组转碟间隔套接于旋转轴8.1上，每组转碟8.2的外径随着罐体1截面的高度由内向外渐次缩小，形成阶梯状排布。每组转碟尺寸直径可为1200mm、1000mm、800mm、600mm。安装转碟表面曝气机8的优势在于其可以进行双向旋转，一般来说正向充氧能力为100%，反向充氧能力为70%，推动也随之减少，当进水量较少不需要这么强的充氧能力或污泥沉积时，可以反向旋转，节省能耗，改变污泥层，不让污泥沉降，而倒伞型表面曝气机、转刷表面曝气机由于自身结构的限制无法进行反转，反转会导致无法推流和曝气并造成设备烧毁。

实施例2：如图4、5、6所示，参照实施例1，其余特征不变，将罐体内的转碟表面曝气机8去除，改为罐体内两端环流口7处各设置有一倒伞表面曝气机10，倒伞表面曝气机10为现有技术，包括主轴、电机、减速机以及主轴上的倒伞，主轴从罐体顶端伸入罐体内，电机和减速机案子在罐体顶端外侧，避免与污水接触。

实施例3：如图7、8、9所示，参照实施例1：其余特征不变，将罐体内的转碟表面曝气机8去除，改为环流氧化沟道的左右腔室（1.1、1.2）内均设置有一个转刷表面曝气机11，转刷表面曝气机11也为现有技术，一般转刷表面曝气机由电机、减速器、主轴、曝气转刷叶片、支座与联轴器、润滑密封系统等组成，主轴在传动装置的带动下以一定的速度回转，主轴上均匀布置着由碳钢、不锈钢材料或非金属材料制成的刷片，曝气转刷叶片在随主轴水平旋转的过程中，刷片与水接触，将空气中的氧不断导入水中，并将水抛入空中，充分与空气接触，空气迅速溶入水中，完成充氧过过程。同时曝气转刷对水的推动作用确保池底有0.15～0.3m/s的流速，使活性污泥处于悬浮迁移状态，与进水混合良好。转刷曝气机具有动力效率高、充氧量大、寿命长、功率损耗低、低噪音、运行稳定可靠的特点。

实施例4：如图10、11、12所示，卧式一体化氧化沟罐，包括卧式筒状罐体1、罐体1两端的密封封头2、设置于罐体1上的进、出水管（3、4），出水管4连接可调堰板5，罐体1为中空缠绕PP材质，罐体1内腔沿罐体长度方向设置有水平面垂直的分隔板6，分隔板6截面为S形，将罐体分隔成左右两个腔体（1.1、1.2），分隔板6上下端与罐体1上下的内壁密封连接，分隔板6的长度的首尾端与罐体1两端封头2分别间隔设置，形成环流口7，使左右腔体（1.1、1.2）首尾联通构成环流氧化沟道，环流氧化沟道的左右腔室（1.1、1.2）内均设置有一个转碟表面曝气机8，环流氧化沟道内填充有流动填料9，流动填料9分为上中下三层，第一层浮于液面，密度小于0.97（t/m3），有效形成厌氧反应，第二层悬浮在污水中间，边翻滚边流动，密度0.97-1.1（t/m3），第三层沉底，密度大于1.1（t/m3），随着污泥滚动。通过密度控制填料在污水中的高度，为了方便挂膜，填料可以增加回料比例和碳的成分，填料表面设置带毛刺状的点，更容易挂膜。从而更好的利用MBBR工艺，有效脱总氮。S形弧形板体的设置不仅可结合不同密度的流动填料形成厌氧/缺氧区，还可有效的增加罐体的结构强度，弧形蛋壳状的设计可有效提高抗冲击能力，并且不易产生流动死角，防止污泥的堵塞，可再次提高氧化沟工艺的效率。

另外本发明具备另一个关键发明点，本发明首先在罐体内设置氧化沟使其形成环流，增加内部填料的沿氧化沟长度方向的流动性，又利用流动填料密度的控制，使其在沟体上下方向形成环流，再结合转碟表面曝气器的不断冲击，三者的结合使填料上的菌种在短时间内驯化成抗冲击、不易剥落、膜附着力强的超强菌种，其抗冲击能力是普通悬浮填料的1~4倍。特别在农村污水里面，由于进水量的不稳定性，短时流量特别大，导致活性污泥容易流失，需要驯化抗冲击的流动填料。

转碟表面曝气机8包括架设于罐体1的旋转主轴8.1、套接于旋转主轴8.1上的转碟8.2以及减速机8.3和可正反转的变频驱动电机8.4，旋转主轴8.1两端伸出罐体1侧壁，对应的罐体1侧壁外侧设置有轴承座8.5，旋转主轴8.1驱动端穿出轴承座8.5与减速机8.3连接，减速机8.3连接驱动电机8.4。转碟8.2设置有若干组，若干组转碟间隔套接于旋转轴8.1上，每组转碟8.2的外径随着罐体1截面的高度由内向外渐次缩小，形成阶梯状排布。每组转碟尺寸直径可为1200mm、1000mm、800mm、600mm。安装转碟表面曝气机8的优势在于其可以进行双向旋转，一般来说正向充氧能力为100%，反向充氧能力为70%，推动也随之减少，当进水量较少不需要这么强的充氧能力或污泥沉积时，可以反向旋转，节省能耗，改变污泥层，不让污泥沉降，而倒伞型表面曝气机、转刷表面曝气机由于自身结构的限制无法进行反转，反转会导致无法推流和曝气并造成设备烧毁。

实施例5：如图13、14、15所示，参照实施例4，其余特征不变，将罐体内的转碟表面曝气机8去除，改为罐体内两端环流口7处各设置有一倒伞表面曝气机10，倒伞表面曝气机10为现有技术，包括主轴、电机、减速机以及主轴上的倒伞，主轴从罐体顶端伸入罐体内，电机和减速机案子在罐体顶端外侧，避免与污水接触。

实施例6：如图16、17、18所示，参照实施例1：其余特征不变，将罐体内的转碟表面曝气机8去除，改为环流氧化沟道的左右腔室（1.1、1.2）内均设置有一个转刷表面曝气机11，转刷表面曝气机11也为现有技术，一般转刷表面曝气机由电机、减速器、主轴、曝气转刷叶片、支座与联轴器、润滑密封系统等组成，主轴在传动装置的带动下以一定的速度回转，主轴上均匀布置着由碳钢、不锈钢材料或非金属材料制成的刷片，曝气转刷叶片在随主轴水平旋转的过程中，刷片与水接触，将空气中的氧不断导入水中，并将水抛入空中，充分与空气接触，空气迅速溶入水中，完成充氧过过程。同时曝气转刷对水的推动作用确保池底有0.15～0.3m/s的流速，使活性污泥处于悬浮迁移状态，与进水混合良好。转刷曝气机具有动力效率高、充氧量大、寿命长、功率损耗低、低噪音、运行稳定可靠的特点。

实施例7：如图19、20、21所示，参照实施例4，其余特征不变，将分隔板改为截面为Z字形板。

实施例8：如图22、23、24所示，参照实施例7，其余特征不变，将罐体内的转碟表面曝气机8去除，改为罐体内两端环流口7处各设置有一倒伞表面曝气机10，倒伞表面曝气机10为现有技术，包括主轴、电机、减速机以及主轴上的倒伞，主轴从罐体顶端伸入罐体内，电机和减速机案子在罐体顶端外侧，避免与污水接触。

实施例9：如图25、26、27所示，参照实施例7：其余特征不变，将罐体内的转碟表面曝气机8去除，改为环流氧化沟道的左右腔室（1.1、1.2）内均设置有一个转刷表面曝气机11，转刷表面曝气机11也为现有技术，一般转刷表面曝气机由电机、减速器、主轴、曝气转刷叶片、支座与联轴器、润滑密封系统等组成，主轴在传动装置的带动下以一定的速度回转，主轴上均匀布置着由碳钢、不锈钢材料或非金属材料制成的刷片，曝气转刷叶片在随主轴水平旋转的过程中，刷片与水接触，将空气中的氧不断导入水中，并将水抛入空中，充分与空气接触，空气迅速溶入水中，完成充氧过过程。同时曝气转刷对水的推动作用确保池底有0.15～0.3m/s的流速，使活性污泥处于悬浮迁移状态，与进水混合良好。转刷曝气机具有动力效率高、充氧量大、寿命长、功率损耗低、低噪音、运行稳定可靠的特点。

实施例10：如图28、29、30所示，参照实施例4，其余特征不变，将分隔板改为截面为波浪形板。

实施例11：如图31、32、33所示，参照实施例10，其余特征不变，将罐体内的转碟表面曝气机8去除，改为罐体内两端环流口7处各设置有一倒伞表面曝气机10，倒伞表面曝气机10为现有技术，包括主轴、电机、减速机以及主轴上的倒伞，主轴从罐体顶端伸入罐体内，电机和减速机案子在罐体顶端外侧，避免与污水接触。

实施例12：如图31、32、33所示，参照实施例10：其余特征不变，将罐体内的转碟表面曝气机8去除，改为环流氧化沟道的左右腔室（1.1、1.2）内均设置有一个转刷表面曝气机11，转刷表面曝气机11也为现有技术，一般转刷表面曝气机由电机、减速器、主轴、曝气转刷叶片、支座与联轴器、润滑密封系统等组成，主轴在传动装置的带动下以一定的速度回转，主轴上均匀布置着由碳钢、不锈钢材料或非金属材料制成的刷片，曝气转刷叶片在随主轴水平旋转的过程中，刷片与水接触，将空气中的氧不断导入水中，并将水抛入空中，充分与空气接触，空气迅速溶入水中，完成充氧过过程。同时曝气转刷对水的推动作用确保池底有0.15～0.3m/s的流速，使活性污泥处于悬浮迁移状态，与进水混合良好。转刷曝气机具有动力效率高、充氧量大、寿命长、功率损耗低、低噪音、运行稳定可靠的特点。

上述实施例1~10中，其材质不限定中空缠绕PP，也可以为玻璃钢、不锈钢、普通PP材质，但强度和抗冲击效果相对较弱。

根据农村污水的特殊的流量特点，设计了本发明的罐体，使罐体在本身固有的占地面积小，制作成本低的基础上，利用罐体内设置氧化沟环流通道，同时具备了可适应农村污水短时流量大，雨污不分流的问题，并且在这基础上加入了流动填料，使罐体内可实现三大工艺：一、活性污泥法；二、接触氧化法；三、活性污泥与接触氧化共存；其三大工艺的产生主要是由于农村污水的进水水质不同造成的，即使在进水高COD、低BOD、无营养的情况下，依然可以实现氨化反应或硝化反应，具有很好的脱总氮效果，特别是在提标改造过程中，主要的难点在于出水的总氮不能达标，通过氧化沟沟型的方式，实现高COD、低BOD脱氮除磷。

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。

Claims (5)

1.卧式一体化氧化沟罐，包括卧式筒状罐体、罐体两端的密封封头、开设于罐体上的进、出水口，其特征在于罐体内腔沿罐体长度方向设置有隔板组件将罐体分隔成左右两个腔体，隔板组件上和/或下端与罐体内壁沿长度方向固定，隔板组件首尾端与罐体两端封头分别间隔设置，形成环流口，使左右腔体首尾联通构成环流氧化沟道，环流氧化沟道内设置有至少一个推流和/或充氧装置，环流氧化沟道内填充有流动填料，隔板组件为截面至少有一组对称的波峰和波谷的板体，板体的波峰和波谷处构成厌氧/缺氧反应区，流动填料分为上中下三层，第一层浮于液面，密度小于0.97t/m³，第二层悬浮在污水中间，边翻滚边流动，密度0.97-1.1t/m³，第三层沉底，密度大于1.1t/m³，随着污泥滚动，转碟表面曝气机包括架设于罐体旋转主轴、套接于旋转主轴上的转碟以及减速机和可正反转的驱动电机，旋转主轴两端伸出罐体侧壁，对应的罐体侧壁外侧设置有轴承座，旋转主轴驱动端穿出轴承座与减速机连接，减速机连接驱动电机，转碟设置有若干组，若干组转碟间隔套接于旋转轴上，每组转碟的外径随着罐体截面的高度由内向外渐次缩小，形成阶梯状排布，出水口设置有可调堰板，通过可调堰板调节罐体内的水量对应转碟表面曝气器上的转碟上的刻度，从而调节曝气量。

2.根据权利要求1所述的卧式一体化氧化沟罐，其特征在于隔板组件为截面为S形的板体或Z字形板体或波浪形板体。

3.根据权利要求1所述的卧式一体化氧化沟罐，其特征在于推流和/或充氧装置为转碟表面曝气机、倒伞型表面曝气机、转刷表面曝气机的一种或组合。

4.根据权利要求1所述的卧式一体化氧化沟罐，其特征在于流动填料为球形填料、中空海绵球形填料、方块填料一种或组合。

5.根据权利要求1所述的卧式一体化氧化沟罐，其特征在于罐体材质为中空缠绕PP。

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