CN112499761A - 采用气浮进行泥水分离的立式污水处理设备及工艺 - Google Patents
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Abstract
采用气浮进行泥水分离的立式污水处理设备，箱体内有缺氧反应区、厌氧反应区和好氧反应区，微气泡发生器的主体安装在箱体上部一侧，箱体的开口上方安装有刮渣机构，刮渣机构下方有泥水分离区，泥水分离区一端有污泥收集槽，泥水分离区下部有出水管道，污泥收集槽下方区域分成上部的缺氧反应区和下部的厌氧反应区，分离区下方有好氧反应区，好氧反应区靠厌氧反应区一侧有泥水回流区，好氧反应区上方有气体排放管，气体排放管下方有金属丝网除沫器，好氧反应区底部有一组曝气器，好氧反应区另一侧为气浮区，气浮区内有溶气释放器。本发明采用气浮代替常规的重力沉淀进行泥水分离，出水氧含量高，整体立体化设计，占地面积小，有机物去除效果好。
Description
技术领域
本发明涉及水处理工艺及装置领域 ，特别是涉及到采用气浮进行泥水分离的立式污水处理设备及工艺。
背景技术
活性污泥产生距今已经有100多年的历史，至今仍是市政有机污水处理的主流处理工艺。现今排放要求越来越高，一般采用缺氧-厌氧-好氧的组合工艺以满足C、N、P的去除要求。污水处理完成后，一般采用二沉池进行泥水分离。为满足排放要求和工艺要求，污水整体处理工艺占用较大面积。 随着城市的发展，土地越来越珍贵，为满足这一新的挑战，需要新的占用土地面积较小的污水处理工艺，因此申请人设计一种采用气浮进行泥水分离的立式污水处理设备及工艺，生物净化效果高效节能。
发明内容
为了解决上述存在问题。本发明提供采用气浮进行泥水分离的立式污水处理设备及工艺，该设备采用气浮代替常规的重力沉淀，出水中氧含量高，通过气浮进行泥水分离，且整体采用立体化设计，占地面积小；污泥回流采用重力流，动力消耗低，本发明可以高效、高标准的去除污水中污染物。
本发明提供采用气浮进行泥水分离的立式污水处理设备，包括箱体、微气泡发生器、刮渣机构、缺氧反应区、厌氧反应区、好氧反应区和气浮区，所述箱体内有缺氧反应区、厌氧反应区和好氧反应区，所述微气泡发生器的主体安装在箱体上部一侧或上部，所述箱体的开口上方安装有刮渣机构，所述刮渣机构下方有泥水分离区，所述泥水分离区内有一排挡板D4，所述挡板D4下方有出水管道，所述泥水分离区一端有供刮渣机构的刮渣板进入的污泥收集槽，所述污泥收集槽下方区域通过隔板分成上部的缺氧反应区和下部的厌氧反应区，所述污泥收集槽一侧有上排泥口，所述缺氧反应区一侧有下进泥口，所述上排泥口和下排泥口通过三联通管道从箱体伸出后接三联通阀门组，所述缺氧反应区和厌氧反应区内有一组倾斜交错设置的倾斜挡板，所述分离区下方有好氧反应区，所述好氧反应区和厌氧反应区之间隔板下方缝隙有防回流挡板D3，所述好氧反应区靠厌氧反应区一侧有挡板D1形成回流区，所述好氧反应区上方有气体排放管，所述气体排放管从箱体伸出，所述气体排放管下方有金属丝网除沫器，所述好氧反应区底部有一组曝气器，所述好氧反应区另一侧为气浮区且好氧反应区与气浮区之间有挡板D2，所述气浮区内有溶气释放器，所述溶气释放器与挡板D2下侧同一高度，所述溶气释放器通过管道接微气泡发生器的主体。
作为本发明进一步改进，所述刮渣机构包括刮渣板、链条、刮渣机传动轴、链轮、电机和皮带，所述刮渣机传动轴两端通过支架固定在箱体上，所述链条成对安装在刮渣机传动轴端部的链轮上，所述刮渣板有一个且通过两端端部固定在链条上随着链条转动运动，所述皮带套在电机的转轴和链轮的转轴上,所述电机通过支架固定，本申请主要使用以上结构的刮渣机构进行刮渣处理。
作为本发明进一步改进，所述立式污水处理设备固定在地面上或者埋在地面下方，本申请地面上或者埋在地面下方均可以使用。
作为本发明进一步改进，所述倾斜挡板与水平线夹角为3-5°，这样设计挡板，可以使得污泥与污水充分混合，同时污泥不会在挡板上堆积。
作为本发明进一步改进，所述除沫器为金属丝网除沫器，所述除沫器安装位置高于液面10-20cm，一般使用金属丝网除沫器，且安装位置高于液面10-20cm。
作为本发明进一步改进，防回流挡板D3向左侧延伸超过挡板D1，水平高度不超过好氧区曝气器。
本申请采用气浮进行泥水分离的立式污水处理设备的污水处理工艺，具体步骤如下：
1)污水以及回流的污泥通过三联通管道进入装置的缺氧反应区进行缺氧反应，倾斜挡板使得污泥与污水在缺氧反应区交错流动充分混合；
2)在重力作用下，泥水混合物向下流动，进入厌氧反应区进行厌氧反应，泥水混合物从反应器底部通过防回流挡板D3进入好氧反应区，；
3）泥水混合物进入好氧反应区后先经过底部曝气器进行曝气充氧，由曝气器提供活性污泥生长所需氧气，同时泥水气三相充分混合，并整体向上流动，超过挡板D1上部后，泥水混合物流动截面变大，泥水气从回流区向下流动，气体继续向上流动，再经过金属丝网除沫器，将气体中夹带的泥水拦截，气体经过收集后从气体排放管排出，回流的泥水混合物从挡板D1下方返回好氧反应区；
4）气浮区底部设置的溶气释放器，汽水混合物从溶气释放器进入气浮区，其中含有大量微纳米气泡，气液混合物向上快速流动，带动泥水混合物从挡板D2下方流入气浮区，泥水与微纳米气泡一起向上流动进入泥水分离区；
5）污泥被微纳米气泡夹带，在泥水分离区上层形成微气泡污泥区，接着进入污泥收集槽，污泥收集槽下方三联通管道，通过三联通阀门组调节回流与排放污泥比例，在泥水分离区的下层，竖直方向设置有挡板D4，污水向下流动时经过挡板D4整流，最后从出水管道排出，部分出水通过出水管道进入微气泡发生装置制备溶气水。
本发明提供采用气浮进行泥水分离的立式污水处理设备，具体设计如下：
本申请污水从缺氧区进入装置，与回流污泥汇合进行缺氧反应。缺氧反应区内设置挡板，污水从缺氧反应区进入装置，与回流污泥汇合，在缺氧反应区进行；缺氧反应区内设置挡板，挡板与水平线夹角为3-5°。挡板使得污泥与污水充分混合，同时污泥不会在挡板上堆积。重力作用下，泥水混合物向下流动，进入厌氧反应器，厌氧反应区内也设置挡板，挡板与水平线夹角为3-5°。最后泥水混合物进入好氧反应区与好氧区的泥水混合物混合。泥水混合物从反应器底部进行好氧反应区，好氧区分为三部分，中间为曝气区，在底部设置有曝气器，通过膜曝气器供氧，右侧设置有挡板，挡板右侧为回流区，挡板上下有流动通道。左侧有挡板且左侧为气浮区，该挡板下侧有流动通道。在反应区的上部，泥水气向上流动超过挡板D1上部后混合物流动截面变大，泥水从右侧回流区向下回流，气体继续向上流动。反应器液面上部设置网，将气体中夹带的泥水拦截，气体经过收集后排出。在好氧反应区的左侧为气浮区，采用微纳米气泡，气泡将泥水混合物向上带出好氧反应区，进入泥水分离区，上层形成污泥区，下层为清水区。下层设置竖直挡板，对出水进行稳流，出水向下流动，经过挡板整流，最后从气浮沉淀区下侧出水。在气浮分离区右侧设置有污泥排放口，刮渣机将污泥从装置中排出。排放口设置有三联通管道，通过阀门调节回流与排放污泥比例。
附图说明
图1本发明装置结构示意图一；
图2本发明装置结构示意图二；
图3本发明装置内部结构图；
图4本发明装置局部示意图；
图示说明：
1、地面：2、箱体：3、微气泡发生器：301、管道：302、溶气释放器：4、刮渣板：5、链条：6、刮渣机传动轴：7、链轮：8、电机：9、三联通阀门组：10、三联通管道：11、皮带：12、气体排放管：13、出水管道： 14、缺氧反应区：15、倾斜挡板：16、厌氧反应区：17、防回流挡板D3：18、挡板D1：19、金属丝网除沫器：20、曝气器：21、挡板D2：22、挡板D4：23、好氧反应区：24、污泥收集槽；2501、上排泥口；2502、下进泥口；26、气浮区。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：
本发明提供采用气浮进行泥水分离的立式污水处理设备及工艺，该设备采用气浮代替常规的重力沉淀，出水中氧含量高，通过气浮进行泥水分离，且整体采用立体化设计，占地面积小；污泥回流采用重力流，动力消耗低，本发明可以高效、高标准的去除污水中污染物。
作为发明的一种实施例，本发明提供采用气浮进行泥水分离的立式污水处理设备，包括箱体2、微气泡发生器3、刮渣机构、缺氧反应区14、厌氧反应区16、好氧反应区23和气浮区26，所述箱体2内有缺氧反应区14、厌氧反应区16和好氧反应区23，所述微气泡发生器3的主体安装在箱体2上部一侧，所述箱体2的开口上方安装有刮渣机构，所述刮渣机构下方有泥水分离区，所述泥水分离区内有一排挡板D4，所述挡板D4下方有出水管道13，所述泥水分离区一端有供刮渣机构的刮渣板4进入的污泥收集槽24，所述污泥收集槽24下方区域通过隔板分成上部的缺氧反应区14和下部的厌氧反应区16，所述污泥收集槽24一侧有上排泥口2501，所述缺氧反应区14一侧有下进泥口2502，所述上排泥口2501和下进泥口2502通过三联通管道10从箱体2伸出后接三联通阀门组9，所述缺氧反应区14和厌氧反应区16内有一组倾斜交错设置的倾斜挡板15，所述分离区下方有好氧反应区23，所述好氧反应区23和厌氧反应区16之间隔板下方缝隙有防回流挡板D317，所述好氧反应区23靠厌氧反应区16一侧有挡板D118形成回流区，所述好氧反应区23上方有气体排放管12，所述气体排放管12从箱体2伸出，所述气体排放管12下方有金属丝网除沫器19，所述好氧反应区23底部有一组曝气器20，所述好氧反应区23另一侧为气浮区26且好氧反应区23与气浮区26之间有挡板D221，所述气浮区26内有溶气释放器302，所述溶气释放器302与挡板D221下侧同一高度，所述溶气释放器302通过管道301接微气泡发生器3的主体。
作为发明的一种具体实施例，本发明提供如图1-3采用气浮进行泥水分离的立式污水处理设备，所述立式污水处理设备固定在地面1上或者埋在地面1下方，本申请地面上或者埋在地面下方均可以使用，包括箱体2、微气泡发生器3、刮渣机构、缺氧反应区14、厌氧反应区16、好氧反应区23和气浮区26，所述箱体2内有缺氧反应区14、厌氧反应区16和好氧反应区23，所述微气泡发生器3的主体安装在箱体2上部一侧，所述箱体2的开口上方安装有刮渣机构，所述刮渣机构包括刮渣板4、链条5、刮渣机传动轴6、链轮7、电机8和皮带11，所述刮渣机传动轴6两端通过支架固定在箱体2上，所述链条5成对安装在刮渣机传动轴6端部的链轮7上，所述刮渣板4有一个且通过两端端部固定在链条5上随着链条5转动运动，所述皮带11套在电机8的转轴和链轮7的转轴上,所述电机8通过支架固定，本申请主要使用以上结构的刮渣机构进行刮渣处理，所述刮渣机构下方有泥水分离区，所述泥水分离区内有一排挡板D4，所述挡板D4下方有出水管道13，所述泥水分离区一端有供刮渣机构的刮渣板4进入的污泥收集槽24，所述污泥收集槽24下方区域通过隔板分成上部的缺氧反应区14和下部的厌氧反应区16，所述污泥收集槽24一侧有上排泥口2501，所述缺氧反应区14一侧有下进泥口2502，所述上排泥口2501和下进泥口2502通过三联通管道10从箱体2伸出后接三联通阀门组9，所述缺氧反应区14和厌氧反应区16内有一组倾斜交错设置的倾斜挡板15，所述倾斜挡板15与水平线夹角为3-5°，这样设计挡板，可以使得污泥与污水充分混合，同时污泥不会在挡板上堆积，所述分离区下方有好氧反应区23，所述好氧反应区23和厌氧反应区16之间隔板下方缝隙有防回流挡板D3，防回流挡板D3向左侧延伸超过挡板D1，水平高度不超过好氧区曝气器20。所述好氧反应区23靠厌氧反应区16一侧有挡板D118形成回流区，所述好氧反应区23上方有气体排放管12，所述气体排放管12从箱体2伸出，所述气体排放管12下方有金属丝网除沫器19，所述除沫器19为金属丝网除沫器，所述除沫器19安装位置高于液面10-20cm，一般使用金属丝网除沫器，且安装位置高于液面10-20cm，所述好氧反应区23底部有一组曝气器20，所述好氧反应区23另一侧为气浮区26且好氧反应区23与气浮区26之间有挡板D2，所述气浮区26内有溶气释放器302，所述溶气释放器302与挡板D2下侧同一高度，所述溶气释放器302通过管道301接微气泡发生器3的主体。
本申请采用气浮进行泥水分离的立式污水处理设备的污水处理工艺，具体步骤如下：
1)污水以及回流的污泥通过三联通管道10进入装置的缺氧反应区14进行缺氧反应，倾斜挡板15使得污泥与污水在缺氧反应区交错流动充分混合；
2)在重力作用下，泥水混合物向下流动，进入厌氧反应区16进行厌氧反应，泥水混合物从反应器底部通过防回流挡板D3进入好氧反应区23；
3）泥水混合物进入好氧反应区23后先经过底部曝气器20进行曝气充氧，由曝气器20提供活性污泥生长所需氧气，同时泥水气三相充分混合，并整体向上流动，超过挡板D1上部后，泥水气混合物流动截面变大，泥水从回流区向下流动，气体继续向上流动，再经过金属丝网除沫器19，将气体中夹带的泥水拦截，气体经过收集后从气体排放管12排出，回流的泥水混合物从挡板D1下方返回好氧反应区23；
4）气浮区26底部设置的溶气释放器302，汽水混合物从溶气释放器302进入气浮区26，其中含有大量微纳米气泡，气液混合物向上快速流动，带动泥水混合物从挡板D2下方流入气浮区26，泥水与微纳米气泡一起向上流动进入泥水分离区；
5）污泥被微纳米气泡夹带，在泥水分离区上层形成微气泡污泥区，通过刮渣板4进入污泥收集槽24，污泥收集槽24下方三联通管道10，通过三联通阀门组9调节回流与排放污泥比例，在泥水分离区的下层，竖直方向设置有挡板D4，污水向下流动时经过挡板D4整流，最后从出水管道13排出，部分出水通过出水管道13进入微气泡发生装置3制备溶气水。
处理效果1：对某生活污水进行处理，进水指标为COD350mg/L，BOD300mg/L，氨氮45mg/L，总氮58mg/L，总磷4mg/L。曝气时间6h，好氧区污泥浓度维持在4g/L。出水指标为COD26mg/L，BOD13mg/L，氨氮2.3mg/L，总氮4mg/L，总磷0.4mg/L，泥水气浮分离后的生物净化效果高效节能。
处理效果2：对某污泥热干化尾气冷凝水进行处理，进水指标为COD710mg/L，BOD550mg/L，氨氮100mg/L，总氮120mg/L，总磷7mg/L。曝气时间8h，好氧区污泥浓度维持在6g/L。出水指标为COD50mg/L，BOD20mg/L，氨氮5mg/L，总氮8mg/L，总磷0.9mg/L。
处理效果3：采用地埋式气浮泥水分离作用的立式污水处理设备，占地面积小，污染物得到充分分解，应用于育苗养殖场水质治理，经处理后的COD去除率89%左右，BOD去除率92%左右，总氮去除率94%。
本申请工作原理如下:
本申请污水从缺氧反应区进入装置，与从三联通管道出来的回流污泥汇合，在缺氧反应区进行；缺氧反应区内设置挡板，挡板与水平线夹角为3-5°。挡板使得污泥与污水充分混合，同时污泥不会在挡板上堆积。重力作用下，泥水混合物向下流动，进入厌氧反应区，厌氧反应区内也设置厌氧反应区挡板，挡板与水平线夹角为3-5°。
泥水混合物从反应器底部进入好氧反应区，设置有防回流挡板D3。好氧区分为三部分，中间为曝气区，在底部设置有曝气器。右侧设置有挡板D1，挡板D1右侧为回流区，挡板D1上下有流动通道。左侧有挡板D2，挡板D2左侧为气浮区，挡板D2下侧有流动通道。在曝气区曝气充氧，提供活性污泥生长所需氧气，同时泥水气三相充分混合，并整体向上流动。在曝气区的上部，泥水混合物流动截面变大，泥水从右侧回流区向下流动，气体继续向上流动。液面上部设置金属丝网除沫器，将气体中夹带的泥水拦截，气体经过收集后从气体排放管排出。气浮区底部设置有溶气释放器，释放器与挡板D2下侧同一高度。气水混合物从释放器进入气浮区，其中含有大量微纳米气泡，气水混合物向上快速流动，带动泥水混合物从挡板D2下方流入气浮区，泥水与微纳米气泡一起向上流动进入泥水分离区。
污泥被微纳米气泡夹带，在分离区上层形成微气泡污泥区，通过刮渣板进入污泥收集槽。收集槽下方三联通管道，通过三联通阀门组调节回流与排放污泥比例。在分离区的下层，竖直方向设置有挡板D4，污水向下流动时经过挡板整流，最后从出水管道排出。部分出水通过出水管道进入微气泡发生装置制备溶气水。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作任何其他形式的限制，而依据本发明的技术实质所作的任何修改或等同变化，仍属于本发明所要求保护的范围。
Claims (7)
1.采用气浮进行泥水分离的立式污水处理设备，包括箱体（2）、微气泡发生器（3）、刮渣机构、缺氧反应区（14）、厌氧反应区（16）、好氧反应区（23）和气浮区（26），其特征在于：所述箱体（2）内有缺氧反应区（14）、厌氧反应区（16）和好氧反应区（23），所述微气泡发生器（3）的主体安装在箱体（2）上部一侧，所述箱体（2）的开口上方安装有刮渣机构，所述刮渣机构下方有泥水分离区，所述泥水分离区内有一排挡板D4（22），所述挡板D4（22）下方有出水管道（13），所述泥水分离区一端有供刮渣机构的刮渣板（4）进入的污泥收集槽（24），所述污泥收集槽（24）下方区域通过隔板分成上部的缺氧反应区（14）和下部的厌氧反应区（16），所述污泥收集槽（24）一侧有上排泥口（2501），所述缺氧反应区（14）一侧有下进泥口（2502），所述上排泥口（2501）和下进泥口（2502）通过三联通管道（10）从箱体（2）伸出后接三联通阀门组（9），所述缺氧反应区（14）和厌氧反应区（16）内有一组倾斜交错设置的倾斜挡板（15），所述分离区下方有好氧反应区（23），所述好氧反应区（23）和厌氧反应区（16）之间隔板下方缝隙有防回流挡板D3（17），所述好氧反应区（23）靠厌氧反应区（16）一侧有挡板D1（18）形成回流区，所述好氧反应区（23）上方有气体排放管（12），所述气体排放管（12）从箱体（2）伸出，所述气体排放管（12）下方有金属丝网除沫器（19），所述好氧反应区（23）底部有一组曝气器（20），所述好氧反应区（23）另一侧为气浮区（26）且好氧反应区（23）与气浮区（26）之间有挡板D2（21），所述气浮区（26）内有溶气释放器（302），所述溶气释放器（302）与挡板D2（21）下侧同一高度，所述溶气释放器（302）通过管道（301）接微气泡发生器（3）的主体。
2.根据权利要求1所述的采用气浮进行泥水分离的立式污水处理设备，其特征在于：所述刮渣机构包括刮渣板（4）、链条（5）、刮渣机传动轴（6）、链轮（7）、电机（8）和皮带（11），所述刮渣机传动轴（6）两端通过支架固定在箱体（2）上，所述链条（5）成对安装在刮渣机传动轴（6）端部的链轮（7）上，所述刮渣板（4）有一个且通过两端端部固定在链条（5）上随着链条（5）转动运动，所述皮带（11）套在电机（8）的转轴和链轮（7）的转轴上,所述电机（8）通过支架固定。
3.根据权利要求1所述的采用气浮进行泥水分离的立式污水处理设备，其特征在于：所述立式污水处理设备固定在地面（1）上或者埋在地面（1）下方。
4.根据权利要求1所述的采用气浮进行泥水分离的立式污水处理设备，其特征在于：所述倾斜挡板（15）与水平线夹角为3-5°。
5.根据权利要求1所述的采用气浮进行泥水分离的立式污水处理设备，其特征在于：所述除沫器（19）为金属丝网除沫器，所述除沫器（19）安装位置高于液面10-20cm。
6.根据权利要求1所述的采用气浮进行泥水分离的立式污水处理设备，其特征在于：防回流挡板D3（17）向左侧延伸超过挡板D1（18），水平高度不超过好氧区曝气器（20）。
7.采用气浮进行泥水分离的立式污水处理设备的污水处理工艺，其特征在于，具体步骤如下：
1)污水以及回流的污泥通过三联通管道（10）进入装置的缺氧反应区（14）进行缺氧反应，倾斜挡板（15）使得污泥与污水在缺氧反应区交错流动充分混合；
2)在重力作用下，泥水混合物向下流动，进入厌氧反应区（16）进行厌氧反应，泥水混合物从反应器底部通过防回流挡板D3（17）进入好氧反应区（23）；
3）泥水混合物进入好氧反应区（23）后先经过底部曝气器（20）进行曝气充氧，由曝气器（20）提供活性污泥生长所需氧气，同时泥水气三相充分混合，并整体向上流动，超过挡板D1（18）上部后，泥水气混合物流动截面变大，泥水从回流区向下流动，气体继续向上流动，再经过金属丝网除沫器（19），将气体中夹带的泥水拦截，气体经过收集后从气体排放管（12）排出，回流的泥水混合物从挡板D1（18）下方返回好氧反应区（23）；
4）气浮区（26）底部设置的溶气释放器（302），汽水混合物从溶气释放器（302）进入气浮区（26），其中含有大量微纳米气泡，气液混合物向上快速流动，带动泥水混合物从挡板D2（21）下方流入气浮区（26），泥水与微纳米气泡一起向上流动进入泥水分离区；
5）污泥被微纳米气泡夹带，在泥水分离区上层形成微气泡污泥区，通过刮渣板（4）进入污泥收集槽（24），接着进入三联通管道（10），通过三联通阀门组（9）调节回流与排放污泥比例，在泥水分离区的下层，竖直方向设置有挡板D4（22），污水向下流动时经过挡板D4（22）整流，最后从出水管道（13）排出，部分出水通过出水管道（13）进入微气泡发生装置（3）制备溶气水。
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