CN111847794A - 一种基于振动强化的污水处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于振动强化的污水处理装置，包括厌氧区、缺氧区、好氧区、过渡区、污泥浓缩区、沉淀净化区和清水区，厌氧区、缺氧区设置于设备底部，设备底部设有进水管和排泥管，进水管与厌氧区连通，排泥管与污泥浓缩区连通，厌氧区、缺氧区上方设有第一隔板，好氧区、过渡区、污泥浓缩区由左至右依次设置于第一隔板上方，厌氧区与缺氧区连通，缺氧区与好氧区前端连通，好氧区末端与过渡区前端连通，过渡区末端与污泥浓缩区连通，清水区、沉淀净化区由上至下依次设置于污泥浓缩区上方，污泥浓缩区、沉淀净化区、清水区依次相连通，该设备空间利用率高，微生物种类丰富、数量较多、新陈代谢较好，污染物去除效果好，具有较高的实用价值。

Description

一种基于振动强化的污水处理装置

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，尤其涉及一种基于振动强化的污水处理装置。

背景技术

现有的污水处理产品多以设备的形式呈现，采用的污水处理工艺基大多以AAO(Anaerobic-Anoxic-Oxic)工艺为主，此类产品主要存在的缺陷有：设备的空间利用率低，占地面积大；工艺实现需要铺设复杂的管线；系统中微生物生长速度慢、微生物种类较少、新陈代谢能力较弱、活性污泥传质效率低、微生物细胞内酶活性低，因此污水中污染物的去除率较低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于振动强化的污水处理装置，以克服或至少部分解决现有技术所存在的上述问题。

本发明所提供的技术方案如下：

一种基于振动强化的污水处理装置，包括设备本体，所述设备本体包括多个分区，所述分区包括厌氧区、缺氧区、好氧区、过渡区、污泥浓缩区、沉淀净化区以及清水区，所述厌氧区、缺氧区设置于设备本体底部，设备本体底部设有进水管和排泥管，所述进水管与厌氧区相连通，排泥管与污泥浓缩区相连通，所述厌氧区、缺氧区上方设有第一隔板，所述第一隔板由缺氧区一侧向厌氧区一侧倾斜，所述好氧区、过渡区、污泥浓缩区由左至右依次设置于所述第一隔板上方，所述厌氧区与缺氧区相连通，所述缺氧区与好氧区前端相连通，好氧区末端与过渡区前端相连通，所述过渡区末端与污泥浓缩区相连通，所述清水区、沉淀净化区由上至下依次设置于污泥浓缩区上方，所述污泥浓缩区、沉淀净化区、清水区依次相连通，所述设备本体顶部侧面设有出水管，所述出水管与清水区相连通。

进一步的，所述厌氧区与缺氧区之间设有第二隔板，所述过渡区与好氧区之间设有第三隔板，所述过渡区与污泥浓缩区、沉淀净化区、清水区之间设有第四隔板，各分区之间可以是自然连通或者在隔板上开孔连通或者通过贯通隔板的管路连通。

进一步的，所述过渡区与好氧区还通过设置于第三隔板下部的的第一回流机构相连通，所述过渡区与缺氧区通过设置于第一隔板上的第二回流机构相连通，所述污泥浓缩区与厌氧区通过设置于第一隔板上的第三回流机构相连通，所述清水区与过渡区通过设置于第四隔板上部的第四回流机构相连通。

进一步的，所述沉淀净化区包括净化区、生物接触沉淀区，所述生物接触沉淀区设置于污泥浓缩区的上方，所述净化区设置于生物接触沉淀区的上方、清水区的下方。

进一步的，所述生物接触沉淀区内填有第一填料以及第一振动发生机构，所述净化区内设置有净化机构以及第二振动发生机构。

进一步的，所述第一振动发生机构、第二振动发生机构均包括第一振动发生器以及环形的第一水下扬声器，所述振动发生器设置于第一水下扬声器圆心处。

进一步的，所述好氧区内设有曝气机构并填有第二填料，所述第二填料中穿插设置有第三振动发生机构。

进一步的，所述第三振动发生机构包括第二振动发生器、环形的第二水下扬声器、第三水下扬声器和第四水下扬声器，所述第二振动发生器设置于第二水下扬声器圆心处，所述第三水下扬声器和第四水下扬声器在相同频率响应下运行。

进一步的，所述厌氧区、缺氧区内均设置有搅拌机构。

进一步的，所述排水管处设有消毒设备。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明所提供的一种基于振动强化的污水处理装置，通过进水管接入污水，污水先后经过厌氧区、缺氧区、好氧区、过渡区、污泥浓缩区、沉淀净化区后，水体中的污染物能够得到有效去除并从排水管排出，所述设备在空间分布上将好氧区、过渡区和污泥浓缩区设置于厌氧区和缺氧区上，在单一设备中实现生化、沉淀、过滤、消毒等流程，设备空间利用率高，在拥有优秀污水处理效果的同时有效降低了设备占地面积，设备所需架设管线少，具有较高的实用价值。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的优选实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例一提供的一种基于振动强化的污水处理装置整体结构示意图。

图2是本发明实施例二提供的一种基于振动强化的污水处理装置整体结构示意图。

图中，1是设备本体，11是第一隔板，111是第二回流机构，112是第三回流机构，12是第二隔板，13是第三隔板，131是第一回流机构，14是第四隔板，141是第四回流机构，2是厌氧区，21是进水管，23是搅拌机构，3是缺氧区，31是连通管，32是排气管，4是好氧区，41是曝气机构，42是第二填料，43是第三振动发生机构，431是第二振动发生器，432是第二水下扬声器，433是第三水下扬声器，434是第四水下扬声器，5是过渡区，6是污泥浓缩区，61是排泥管，62是流量控制阀，7是沉淀净化区，71是净化区，711是净化机构，712是第二振动发生机构，72是生物接触沉淀区，721是第一填料，722是第一振动发生机构，8是清水区，81是排水管，82是出水堰，83是消毒设备，91是第一振动发生器，92是第一水下扬声器。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所列举实施例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

实施例一

参照图1，本实施例提供一种基于振动强化的污水处理装置，包括设备本体1，所述设备本体1内设有多个分区，所述分区包括厌氧区2、缺氧区3、好氧区4、过渡区5、污泥浓缩区6、沉淀净化区7以及清水区8。其中，所述厌氧区2、缺氧区3均设置于设备本体1的底部，设备本体1的底部侧面设有进水管21、排泥管61，所述进水管21与厌氧区2相连通，排泥管61与污泥浓缩区6相连通。所述厌氧区2、缺氧区3的上方设有第一隔板11，所述第一隔板由缺氧区3一侧向厌氧区2一侧倾斜。所述好氧区4、过渡区5、污泥浓缩区6由左至右依次设置于所述第一隔板11上方。所述厌氧区2与缺氧区3相连通；所述缺氧区3与好氧区4前端相连通；所述好氧区4末端与过渡区5前端相连通；所述过渡区5末端与污泥浓缩区6相连通。所述清水区8、沉淀净化区7由上至下依次设置于污泥浓缩区6上方，所述污泥浓缩区6、沉淀净化区7、清水区8依次相连通。所述设备本体1的顶部侧面设有出水管81，所述出水管81与清水区8相连通。污水从进水管21进入设备本体1内，并依次经过厌氧区2、缺氧区3、好氧区4、过渡区5、污泥浓缩区6以及沉淀净化区7，水体经过生化、沉淀、过滤后进入清水区8并从排水管81排出设备本体1。

一些实施方式中，所述清水区8与排水管81连通处设置有出水堰82，用于控制出水平衡以及防止滤料流失。所述排水管81处设置有消毒设备83用于对排出水体进行消毒。

其中，所述厌氧区2与缺氧区3之间设有第二隔板12。所述过渡区5与好氧区4之间设有第三隔板13。所述过渡区5与污泥浓缩区6、沉淀净化区7、清水区8之间设有第四隔板14。各个分区之间的连通方式可以是自然连通，也可以是在两个分区之间的隔板上开设孔洞连通，还可以是通过贯通隔板的管路相连通。

本实施例中，厌氧区2中的水体在满溢后通过第二隔板12上部的过流孔进入到缺氧区3。缺氧区3通过连通管31与好氧区4相连通。好氧区4中的污水混合液通过第三中间隔板13溢流进入过渡区5。过渡区5内的污水经过第四隔板14下部进入污泥浓缩区6。污泥浓缩区6、沉淀净化区7、清水区8之间自然连通。设备本体1外部设有排气管32，所述排气管32与缺氧区3顶部空间相连通，用于排出缺氧区3、厌氧区2产生的气体。

另外，所述过渡区5与好氧区4还通过设置于第三隔板13下部的第一回流机构131相连通。所述过渡区5与缺氧区3通过设置于第一隔板11上的第二回流机构111相连通。所述污泥浓缩区6与厌氧区2通过设置于第一隔板11上的第三回流机构112相连通。所述清水区8与过渡区5通过设置于第四隔板14上部的第四回流机构141相连通。

一些实施方式中，所述第一回流机构131、第二回流机构111、第三回流机构112、所述第四回流机构141可以采用污泥回流泵，也可以采用其他具有相同功能的结构或设备。

污水经过进水管21进入所述厌氧区2后，厌氧区2中兼性发酵细菌将废水张的可生物降解有机物转化为发酵产物，同时聚磷菌分解其体内贮存的聚合磷酸盐，释放磷，在厌氧区2停留足够时间后，污水进入到缺氧区3。在所述缺氧区3中，反硝化细菌利用过渡区回流而来的硝酸盐及污水中可生物降解有机物进行反硝化反应，去除COD的同时脱氮。一些实施方式中，所述厌氧区2和缺氧区3中均设置有搅拌机构23，以避免短流使泥水混合均匀，所述搅拌机构23可以采用潜水搅拌器。

随后具有较低浓度碳、氮浓度和较高浓度磷的污水通过连通管31进入好氧区4。

具体的，所述好氧区4中设有曝气机构41，并填有第二填料42，所述第二填料42为颗粒状多孔活性填料。曝气机构41用于提高水体中的溶解氧浓度。第二填料42用于提供微生物附着面，微生物如硝化细菌等附着于第二填料42表面形成生物膜，硝化细菌通过进行硝化反应去除水体中的氨氮转化成硝酸盐，而碳被好氧异养菌降解，聚磷菌在溶解氧充足的情况下过量吸收周围环境中的磷达到去磷效果。

一些实施方式中，所述第二填料42中穿插设置有第三振动发生器43。所述第三振动发生器43通过振动产生动力波，作用于微生物，从而减小聚集的活性污泥菌胶团粒径，激发并强化微生物活性，通过调节振动强度可促进第二填料42表面的生物膜更新，从而提高设备去除污染物的效率。

传统的AAO工艺为了达到反硝化脱氮的目的将好氧段产生的硝化液回流到缺氧段，由于硝化液携带有溶解氧，会对反硝化菌的反硝化作用产生抑制，造成总氮去除量低。本实施例中，在好氧区4后设置过渡区5，硝化液进入过渡区5后，过渡区5内的好氧微生物将硝化液中的溶解氧消耗掉，硝化液在过渡区5末端通过第二回流机构111回流至缺氧区，从而避免了硝化液中溶解氧对反硝化脱氮的影响，提高了总氮去除率。另一方面，通过平缓的水力条件使污泥在过渡区5内沉降，沉降的污泥一部分通过第一回流机构131回流到好氧区4前端，一部分通过第二回流机构111回流至缺氧区3，剩余部分进入污泥浓缩区6，并通过排泥管61排出系统。

污水污泥混合液从过渡区5进入污泥浓缩区6后，流速放缓，设备运行初期污泥受重力作用沉降聚集，会在污泥浓缩区6上层形成污泥悬浮泥床。设备稳定运行后，后续从过渡区5而来的污水污泥混合液首先与污泥悬浮泥床接触，使得混合液中的悬浮物被污泥悬浮泥床捕捉而高效去除，但仍有一部分体积小、质量轻的悬浮物会经过悬浮污泥床进入沉淀净化区7。在污泥浓缩区6下层会形成相对致密的污泥，所述相对致密的污泥一部分通过第三回流机构112回流至厌氧区2前端与污水原水混合，从而为厌氧区2补充微生物，使系统维持稳定的生物量和生物相，增强系统的抗冲击负荷的能力；另一部分污泥通过排泥管61排出，实现除磷。一些实施方式中，所述排泥管61中设有流量控制阀62，所述流量控制阀62可以采用电磁阀。

具体的，所述沉淀净化区7包括净化区71和生物接触沉淀区72，所述生物接触沉淀区72设置于污泥浓缩区6的上方；所述净化区71设置于生物接触沉淀区72的上方、清水区8的下方。污泥浓缩区6与生物接触沉淀区72相连通，生物接触沉淀区72与净化区71相连通，净化区71与清水区8相连通。

所述生物接触沉淀区72内设置有第一填料721。所述第一填料721为大粒径、表面粗糙的生物填料。污水中的悬浮物经过第一填料721之间的空隙时，在水力作用下被第一填料721截留、吸附于第一填料721表面，在第一填料721表面聚集成大颗粒污泥团。被第一填料721截留、吸附的污染物一部分在第一填料721表面生物膜的作用下被去除，另一部分随着所述大颗粒污泥团自然沉降到污泥浓缩区6。

所述净化区71设置有净化机构711，所述净化机构711用于对水体进行进一步生物净化，截留水体中残留的悬浮颗粒以及溶解性污染物以进一步提升水质，经过净化的清水汇集于清水区8，通过出水堰82进入排水管81，经过消毒设备83消毒后排出。所述净化机构711可采用球形生物滤料，生物滤料的粒径为1～10mm；也可以采用一体化MBR膜。

一些实施方式中，在生物接触沉淀区72设置有第一振动发生机构722。所述第一振动发生机构722可以穿插设置于第一填料721中。所述净化区71设置有第二振动发生机构712。所述第一振动发生机构722、第二振动发生机构712间歇运行，通过产生振动能够有效防止生物接触沉淀区72、净化区71堵塞，第一振动发生机构722、第二振动发生机构712与第四回流机构141联合运行可以避免采用气反冲洗或水反冲洗，实现节能降耗。

上述实施例中，所述第一振动发生机构722、第二振动发生机构712、第三振动发生机构43均可以采用低强度的超声波发生器，也可以采用其他可以达到相同效果的设备。

本实施例所提供的一种基于振动强化的污水处理装置，设备空间利用率高，通过各个工艺单元的合理分区克服了硝化液回流影响反硝化反应速率的难题，在空间分布上通过将好氧区4、过渡区5和污泥浓缩区6设置于厌氧区2和缺氧区3之上，使回流污泥可以利用一部分自身自重回流从而降低污泥回流机构的设备输出功率，达到节能效果。通过在好氧区4设置第三振动发生器43强化好氧区4的微生物活性，增强了设备去除污染物的能力，解决了好氧区4填料生物膜更新速率低的问题。通过在生物接触沉淀区72和净化区71设置第一振动发生器722和第二振动发生器712，防止发生阻塞，并且避免了反冲洗，有利于保障设备出水水质的稳定。所述设备总体对污水污染物的去除效率高，且占地面积相对于同类设备更小，无需架设复杂的管线，具有较高的实用价值。

实施例二

在前述实施例的基础上，本实施例与前述实施例的区别在于：

参照图2，所述第一振动发生机构722、第二振动发生机构712均包括第一振动发生器91以及环形的第一水下扬声器92，所述第一振动发生器91设置于第一水下扬声器92圆心处，第一振动发生器91、第一水下扬声器92分别与外部电源电连接。

另外，所述第三振动发生机构43包括第二振动发生器431、环形的第二水下扬声器432、第三水下扬声器433和第四水下扬声器434，所述第二振动发生器431设置于第二水下扬声器432圆心处。所述第二振动发生器431、环形的第二水下扬声器432、第三水下扬声器433和第四水下扬声器434分别与外部电源电连接。

上述实施例中，所述第一振动发生器91、第二振动发生器431可以采用超声波振动发射器，也可以采用其他可以实现相同作用的设备。所述第一水下扬声器92、第二水下扬声器432可以采用一体化的环形水下扬声器，也可以采用多个水下扬声器排列成环形的形式。

本实施例中，对于好氧区4，在好氧区4内填料生物膜需要更新时，启动第二振动发生器431、环形的第二水下扬声器432、第三水下扬声器433和第四水下扬声器434。其中，第二振动发生器431、环形的第二水下扬声器432间歇运行；第三水下扬声器433和第四水下扬声器434在相同的频率响应下运行，产生波的叠加效应，在好氧区4内产生立体分布的动力加强点和减弱点，从而为微生物产生多元的生存环境，同时可以令不同区域的填料上附着不同的优势菌种，以增加好氧区内的生物相种类，强化所述装置中微生物去除污水中多种污染物的能力。对于处于流化状态的活性污泥混合液，使活性污泥从下至上通过好氧区时能够间歇地受到声波的强化作用，避免微生物被过度强化而失活，同时增加活性污泥去除污染物的能力，使进入过渡区5和污泥浓缩区6的污泥有更好的生物活性和沉淀浓缩性能。

对于生物接触沉淀区72和净化区71，第一振动发生器91和第一水下扬声器92间歇运行，在开启第一振动发生器91和第一水下扬声器92的同时，开启第四回流机构141和排泥管61的控制阀门，从而达到自动消除堵塞的目的。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于振动强化的污水处理装置，其特征在于，包括设备本体，所述设备本体包括多个分区，所述分区包括厌氧区、缺氧区、好氧区、过渡区、污泥浓缩区、沉淀净化区以及清水区，所述厌氧区、缺氧区设置于设备本体底部，设备本体底部设有进水管和排泥管，所述进水管与厌氧区相连通，排泥管与污泥浓缩区相连通，所述厌氧区、缺氧区上方设有第一隔板，所述第一隔板由缺氧区一侧向厌氧区一侧倾斜，所述好氧区、过渡区、污泥浓缩区由左至右依次设置于所述第一隔板上方，所述厌氧区与缺氧区相连通，所述缺氧区与好氧区前端相连通，好氧区末端与过渡区前端相连通，所述过渡区末端与污泥浓缩区相连通，所述清水区、沉淀净化区由上至下依次设置于污泥浓缩区上方，所述污泥浓缩区、沉淀净化区、清水区依次相连通，所述设备本体顶部侧面设有出水管，所述出水管与清水区相连通。

2.根据权利要求1所述的一种基于振动强化的污水处理装置，其特征在于，所述厌氧区与缺氧区之间设有第二隔板，所述过渡区与好氧区之间设有第三隔板，所述过渡区与污泥浓缩区、沉淀净化区、清水区之间设有第四隔板，各分区之间可以是自然连通或者在隔板上开孔连通或者通过贯通隔板的管路连通。

3.根据权利要求2所述的一种基于振动强化的污水处理装置，其特征在于，所述过渡区与好氧区还通过设置于第三隔板下部的的第一回流机构相连通，所述过渡区与缺氧区通过设置于第一隔板上的第二回流机构相连通，所述污泥浓缩区与厌氧区通过设置于第一隔板上的第三回流机构相连通，所述清水区与过渡区通过设置于第四隔板上部的第四回流机构相连通。

4.根据权利要求1所述的一种基于振动强化的污水处理装置，其特征在于，所述沉淀净化区包括净化区、生物接触沉淀区，所述生物接触沉淀区设置于污泥浓缩区的上方，所述净化区设置于生物接触沉淀区的上方、清水区的下方。

5.根据权利要求4所述的一种基于振动强化的污水处理装置，其特征在于，所述生物接触沉淀区内填有第一填料以及第一振动发生机构，所述净化区内设置有净化机构以及第二振动发生机构。

6.根据权利要求5所述的一种基于振动强化的污水处理装置，其特征在于，所述第一振动发生机构、第二振动发生机构均包括第一振动发生器以及环形的第一水下扬声器，所述第一振动发生器设置于第一水下扬声器圆心处。

7.根据权利要求1所述的一种基于振动强化的污水处理装置，其特征在于，所述好氧区内设有曝气机构并填有第二填料，所述第二填料中设置有第三振动发生机构。

8.根据权利要求7所述的一种基于振动强化的污水处理装置，其特征在于，所述第三振动发生机构包括第二振动发生器、环形的第二水下扬声器、第三水下扬声器和第四水下扬声器，所述第二振动发生器设置于第二水下扬声器圆心处，所述第三水下扬声器和第四水下扬声器在相同频率响应下运行。

9.根据权利要求1所述的一种基于振动强化的污水处理装置，其特征在于，所述厌氧区、缺氧区内均设置有搅拌机构。

10.根据权利要求1所述的一种基于振动强化的污水处理装置，其特征在于，所述排水管处设有消毒设备。

Images