CN112645445A - 污水处理用一体化厌氧缺氧好氧处理装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种污水处理用一体化厌氧缺氧好氧处理装置，反应池为上端开口的圆筒结构，其内设置有内隔墙及外隔墙，内隔墙布置在外隔墙内，内隔墙及外隔墙将反应池内腔分割成由内向外依次布置的好氧腔、缺氧腔及厌氧腔，厌氧腔的底部设置有布水管，好氧腔内底部设置有曝气装置，内隔墙上端紧固连接有导流罩，导流罩上方设置有集气罩，好氧腔内混合液体与空气一起向上流动过程中，一部分液体沿导流罩向下流入缺氧腔，实现好氧腔内硝化溶液的自回流，另一部随着空气向上流入气液分离装置进行分离，空气排出，污泥沿布泥管均匀流入厌氧腔的下部，实现活性污泥自回流，从而实现A2O污水处理工艺中污泥及硝化溶液的无动力自回流，节约能源降低成本。
Description
技术领域
本发明涉及污水处理中生物反应设备技术领域，具体涉及一种污水处理用一体化厌氧缺氧好氧处理装置。
背景技术
目前城市污水处理中的活性污泥法工艺，几乎全部基于生物的“厌氧、缺氧、好氧”生长代谢理论而实现的，即污水中的有机物、氮、磷等污染物，在生物池内不同环境下，通过微生物的生长代谢作用下得以去除，实现净化水体的目的。根据污水处理工艺的不同，厌氧、缺氧及好氧可根据需要进行组合应用，如厌氧-好氧组合、缺氧-好氧组合、厌氧-缺氧-好氧组合，其中厌氧-缺氧-好氧组合一般被称为A2O污水处理工艺，目前，现有的A2O污水处理工艺一般需要设置厌氧、缺氧、好氧三个不同特性的池体组成，其中不含溶解氧和硝态氮的池体为厌氧池，不含溶解氧但含有硝态氮的池体为缺氧池，而通过曝气使水中含氧量达到2.0mg/L以上的区域的池体为好氧池。
污水与回流污泥先进入厌氧池完全混合，经一定时间的厌氧分解，去除部分BOD，使部分含氮化合物转化成N2(反硝化作用)而释放，回流污泥中的聚磷微生物释放出磷，满足细菌对磷的需求。然后污水流入缺氧池，池中的反硝化细菌以污水中未分解的含碳有机物为碳源，将好氧池内通过内循环回流进来的硝酸根还原为N2而释放。接下来污水流入好氧池，水中的NH3-N(氨氮)进行硝化反应生成硝酸根，同时水中的有机物氧化分解供给吸磷微生物以能量，微生物从水中吸收磷，磷进入细胞组织，富集在微生物内，经沉淀分离后以富磷污泥的形式从系统中排出。
由此可知，厌氧反应需要好氧反应后的回流污泥，而缺氧反应需要好氧池内回流的硝化液，目前，现有技术中污泥回流及硝化液的回流大多都是采用泵来实现，而且，现有的污水处理厂中的好氧池、厌氧池及缺氧池大多都是分体独立池体结构，分体独立池体结构及采用泵回流存在占地面积大，能耗高等缺点。
发明内容
综上所述，为了克服现有技术问题的不足，本发明提供了一种污水处理用一体化厌氧缺氧好氧处理装置，它是在好氧腔的上端罩装锥形导流罩，导流罩的上方设置锥形集气罩，好氧腔内混合液体与空气一起向上流动过程中，一部分液体沿导流罩向下流入缺氧腔，实现好氧腔内硝化溶液的自回流，另一部随着空气向上流入气液分离装置进行分离，空气排出，污泥沿布泥管均匀流入厌氧腔的下部，实现活性污泥自回流，从而实现A2O污水处理工艺中污泥及硝化溶液的无动力自回流，节约能源降低成本。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种污水处理用一体化厌氧缺氧好氧处理装置，其中：包括反应池、内隔墙、外隔墙、污水进水管、布水管、污水泵、集气罩、气提管、导流罩、收水堰及气液分离装置，所述的反应池为上端开口的圆筒结构，其内设置有内隔墙及外隔墙，所述的内隔墙布置在外隔墙内，内隔墙及外隔墙将反应池内腔分割成由内向外依次布置的好氧腔、缺氧腔及厌氧腔，所述的外隔墙上部设置有缺氧进水管，所述的缺氧进水管连通厌氧腔的上部与缺氧腔的底部，所述的内隔墙上设置有好氧进水管，所述的好氧进水管连通缺氧腔的上部与好氧腔的底部，所述的厌氧腔的底部设置有布水管，所述的布水管通过污水进水管连通设置在反应池外部的污水泵，所述的好氧腔内底部设置有曝气装置，所述的曝气装置上方的好氧腔内设置有布气器，所述的布气器与好氧腔的内壁连接，所述的内隔墙上端紧固连接有导流罩，所述的内隔墙的高度低于外隔墙的高度，导流罩及导流罩之上的外隔墙围城沉淀腔，所述的导流罩为上下端开口的锥形罩，所述的导流罩的下端开口位于缺氧腔内，且与缺氧腔的内壁之间形成第一缝隙，所述的导流罩上方的好氧腔内设置有集气罩，所述的集气罩为上下端开口的锥形罩，集气罩罩装在导流罩的上端开口上，且集气罩下端开口内径大于导流罩的上端开口外径，所述的集气罩与导流罩之间形成第二缝隙，所述的集气罩上端开口通过气提管连通气液分离装置，所述的气液分离装置上设置有排气孔及出泥孔，所述的出泥孔通过布泥管连通厌氧腔的底部，所述的外隔墙上端内壁上设置有收水堰，所述的收水堰沿外隔墙环形布置。
本发明的技术方案还可以是这样实现的：所述的曝气装置包括进气管、曝气风机及曝气接头，所述的曝气风机设置在反应池外，所述的曝气风机的出气口通过进气管连接曝气接头，所述的曝气接头为圆柱管状结构，曝气接头竖直设置在好氧腔的底部，所述的进气管一端与曝气风机的出气口连通，进气管另一端与曝气接头的内腔连通，且进气管与曝气接头相切。
本发明的技术方案还可以是这样实现的：所述的布气器为上下端开口的漏斗形结构，其外壁通过连接杆与好氧腔的内壁连接，所述的布气器的下端开口与曝气接头的上端开口对应，所述的布气器的侧壁上密集设置有透气孔。
本发明的技术方案还可以是这样实现的：所述的布气器的下端开口内径小于曝气接头的内径。
本发明的技术方案还可以是这样实现的：所述的布水管沿厌氧腔底部环形布置，所述的布水管上均匀布置有多个开口向上的出水孔。
本发明的技术方案还可以是这样实现的：所述的导流罩的下端设置有竖直向下布置的隔水板，所述的隔水板的上端与导流罩的下端固定连接，所述的隔水板的下端位于内隔墙与好氧进水管连接的透孔的下方。
本发明的技术方案还可以是这样实现的：所述的布泥管包括设置在位于厌氧腔上方的沿厌氧腔布置的环形布泥总管，所述的布泥总管通过连接管连通气液分离装置的出泥孔，所述的布泥总管下端设置有多个竖直向下布置的布泥分管，多个布泥分管环形均匀布置，所述的布泥分管连通布泥总管与厌氧腔的底部。
本发明的有益效果为：
1、本发明是在好氧腔的上端罩装锥形导流罩，导流罩的上方设置锥形集气罩，好氧腔内混合液体与空气一起向上流动过程中，一部分液体沿导流罩向下流入缺氧腔，实现好氧腔内硝化溶液的自回流，另一部随着空气向上流入气液分离装置进行分离，空气排出，污泥沿布泥管均匀流入厌氧腔的下部，实现活性污泥自回流，从而实现A2O污水处理工艺中污泥及硝化溶液的无动力自回流，节约能源降低成本。
2、本发明是在圆筒状反应池内设置环形内隔墙及外隔墙，内隔墙及外隔墙将反应池内腔分割成厌氧腔、缺氧腔及好氧腔，内隔墙高度低于外隔墙的高度，且内隔墙上端设置锥形的导流罩，则在外隔墙及导流罩之间又形成沉淀腔，从而实现厌氧池、缺氧池、好氧池及沉淀池的一体结构，从而有效的节约空间。
3、本发明曝气装置的进气管与曝气接头相切布置，压力气体沿圆柱管状结构的曝气接头的下部切线方向进入曝气接头内，之后沿曝气接头的内壁螺旋向上流动，螺旋向上流动的压力气体在向上流动过程中与漏斗形结构的布气器碰撞扩散，气泡破裂分散，之后，再沿布气器上的透气孔及布气器的外壁向上流动，从而使压力气体均匀分布，布气器的设置增大压力气体在好氧腔内的分布面积，有利于溶液与气体更加均匀的混合，为好氧腔内的好氧生物提供充足氧气，从而加速好氧反应，提高污水处理效率。
4、本发明的好氧腔内的混合溶液与空气一起向上流动，当其流动至导流罩时，导流罩为锥形结构，其内腔面积自下而上逐渐减小，则混合溶液流速变快压力增大，当其从导流罩上端开口流出时，空气携带部分混合溶液继续向上流动进入气提管，另外一部分混合溶液沿导流罩与集气罩之间的第二缝隙沿导流罩向下流动，之后沿第一缝隙流入缺氧腔内，在隔水板的作用下流入缺氧腔的下部，与缺氧腔内溶液混合参与缺氧反应，实现好氧腔内的硝化溶液的自回流，无需额外设置泵，节约能源。
5、本发明随着好氧腔内混合溶液的液位的升高，导流罩上部的溶液积累，此时，空气已经携带部分混合溶液沿气提管进入气液分离装置分离，则留在导流罩之上的混合溶液逐渐沉淀澄清，清水从收水堰流出，混合液中的污泥沿导流罩向下流动进入缺氧腔，与缺氧腔内的溶液混合后再次进入好氧腔内。
6、本发明集气罩、气提管及气液分离装置组成气提装置，利用气提原理将空气及好氧反应后的污泥提升至气液分离装置进行分离，空气直接排空或者可连接除臭装置除臭后排空，而污泥则进入布泥总管，之后再沿竖直向下布置的布泥分管进入厌氧腔下部，与污水混合进行厌氧分解。
7、本发明结构简单、使用方便、效果好，即实现了厌氧、缺氧、好氧及沉淀的一体化结构，有效的减少A2O污水处理工艺所需的空间，同时，又实现A2O污水处理工艺中污泥的自回流及硝化溶液的无动力自回流，从而有效的节约能源，降低A2O污水处理工艺所需成本。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明图1的A-A剖视结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。
如图1、图2所示，一种污水处理用一体化厌氧缺氧好氧处理装置，包括反应池1、内隔墙2、外隔墙3、污水进水管4、布水管5、污水泵6、集气罩7、气提管8、导流罩9、收水堰10及气液分离装置11，所述的反应池1为上端开口的圆筒结构，其内设置有内隔墙2及外隔墙3，所述的内隔墙2布置在外隔墙3内，内隔墙2及外隔墙3将反应池1内腔分割成由内向外依次布置的好氧腔12、缺氧腔13及厌氧腔14，所述的外隔墙3上部设置有缺氧进水管16，所述的缺氧进水管16连通厌氧腔14的上部与缺氧腔13的底部，所述的内隔墙2上设置有好氧进水管17，所述的好氧进水管17连通缺氧腔13的上部与好氧腔12的底部，所述的厌氧腔14的底部设置有布水管5，所述的布水管5通过污水进水管4连通设置在反应池1外部的污水泵6，所述的布水管5沿厌氧腔14底部环形布置，所述的布水管5上均匀布置有多个开口向上的出水孔。所述的好氧腔12内底部设置有曝气装置，所述的曝气装置上方的好氧腔12内设置有布气器23，所述的布气器23与好氧腔12的内壁连接。
所述的曝气装置包括进气管20、曝气风机21及曝气接头22，所述的曝气风机21设置在反应池1外，所述的曝气风机21的出气口通过进气管20连接曝气接头22，所述的曝气接头22为圆柱管状结构，曝气接头22竖直设置在好氧腔12的底部，所述的进气管20一端与曝气风机21的出气口连通，进气管20另一端与曝气接头22的内腔连通，且进气管20与曝气接头22相切。本实施例中设置两个曝气风机21，两个曝气风机21分别通过两个进气管20与曝气接头22连通，两个进气管20对称布置在曝气接头22两侧，所述的布气器23为上下端开口的漏斗形结构，其外壁通过连接杆与好氧腔12的内壁连接，所述的布气器23的下端开口与曝气接头22的上端开口对应，所述的布气器23的下端开口内径小于曝气接头22的内径。所述的布气器23的侧壁上密集设置有透气孔。
所述的内隔墙2上端紧固连接有导流罩9，所述的内隔墙2的高度低于外隔墙3的高度，导流罩9及导流罩9之上的外隔墙3围城沉淀腔15，所述的导流罩9为上下端开口的锥形罩，所述的导流罩9的下端开口位于缺氧腔13内，且与缺氧腔13的内壁之间形成第一缝隙18，所述的导流罩9的下端设置有竖直向下布置的隔水板24，所述的隔水板24的上端与导流罩9的下端固定连接，所述的隔水板24的下端位于内隔墙2与好氧进水管17连接的透孔的下方。
所述的导流罩9上方的好氧腔12内设置有集气罩7，所述的集气罩7为上下端开口的锥形罩，集气罩7罩装在导流罩9的上端开口上，且集气罩7下端开口内径大于导流罩9的上端开口外径，所述的集气罩7与导流罩9之间形成第二缝隙19，所述的集气罩7上端开口通过气提管8连通气液分离装置11，所述的气液分离装置11上设置有排气孔及出泥孔，所述的出泥孔通过布泥管连通厌氧腔14的底部，所述的布泥管包括设置在位于厌氧腔14上方的沿厌氧腔14布置的环形布泥总管25，所述的布泥总管25通过连接管连通气液分离装置11的出泥孔，所述的布泥总管25下端设置有多个竖直向下布置的布泥分管26，多个布泥分管26环形均匀布置，所述的布泥分管26连通布泥总管25与厌氧腔14的底部。所述的外隔墙3上端内壁上设置有收水堰10，所述的收水堰10沿外隔墙3环形布置。
使用时，污水泵6将经过预处理后的污水泵6入布水管5内，然后污水从布水管5的出水孔均匀流入厌氧腔14内，污水与厌氧腔14内回流污泥混合后进行厌氧分解。污水中的溶解性的有机物被细胞吸收从而去除污水中的部分BOD，另外部分的NH3—N因细胞合的成而去除，使水中的NH3—N浓度下降，回流污泥中的聚磷微生物(聚磷菌等)释放出磷，满足细菌对磷的需求，使污水中的磷的浓度升高。
厌氧腔14内溶液液面升高，当液面高度达到外隔墙3上的与缺氧进水管16连接的透孔位置时，厌氧腔14内的溶液沿缺氧进水管16进入缺氧腔13内底部，缺氧腔13内的反硝化细菌以污水中未分解的含碳有机物为碳源，将沿导流罩9流入缺氧腔13内的回流的硝化溶液中大量的硝酸根还原为N2释放，从而使污水中的氮浓度答复下降，在此过程中污水中磷变化不大。
缺氧反应后的溶液沿好氧进液管进入好氧腔12，曝气风机21将空气增压后经进气管20切向进入曝气接头22内，在曝气接头22内螺旋向上流动，螺旋向上流动的压力气体在向上流动过程中与漏斗形结构的布气器23碰撞扩散，气泡破裂分散实现曝气，之后，再沿布气器23上的透气孔及布气器23的外壁向上流动，为好氧腔12内的好氧微生物提供充足的氧气，污水中的NH3-N(氨氮)进行硝化反应生成硝酸根，同时水中的有机物氧化分解供给吸磷微生物以能量，微生物从水中吸收磷，磷进入微生物细胞组织，富集在微生物内。
好氧腔12内的混合溶液与空气一起沿好氧腔12向上流动，当其流动至导流罩9时，导流罩9为锥形结构，其内腔面积自下而上逐渐减小，则混合溶液流速变快压力增大，当其从导流罩9上端开口流出时，空气携带部分混合溶液继续向上流动进入气提管8，沿气提管8进入气液分离装置11，在气液分离装置11内进行分离，空气从气液分离装置11的出气口排向大气或者进入除臭装置后排空，分离出的污泥进入布泥总管25，之后再沿布泥分管26进入厌氧腔14的下部，实现污泥回流，另外一部分混合溶液沿导流罩9与集气罩7之间的第二缝隙19沿导流罩9向下流动，之后沿第一缝隙18流入缺氧腔13内，在隔水板24的作用下流入缺氧腔13的下部，与缺氧腔13内溶液混合参与缺氧反应，实现好氧腔12内的硝化溶液的自回流。
从导流罩9上端开口流出的混合溶液液面升高，溶液在沉淀腔15内沉淀澄清，清水从收水堰10流出，混合溶液中的污泥沿导流罩9向下流动进入缺氧腔13，与缺氧腔13内的溶液混合后再次进入好氧腔12内。
要说明的是，以上所述实施例是对本发明技术方案的说明而非限制，所属技术领域普通技术人员的等同替换或者根据现有技术而做的其它修改，只要没超出本发明技术方案的思路和范围，均应包含在本发明所要求的权利范围之内。
Claims (7)
1.一种污水处理用一体化厌氧缺氧好氧处理装置，其特征在于：包括反应池（1）、内隔墙（2）、外隔墙（3）、污水进水管（4）、布水管（5）、污水泵（6）、集气罩（7）、气提管（8）、导流罩（9）、收水堰（10）及气液分离装置（11），所述的反应池（1）为上端开口的圆筒结构，其内设置有内隔墙（2）及外隔墙（3），所述的内隔墙（2）布置在外隔墙（3）内，内隔墙（2）及外隔墙（3）将反应池（1）内腔分割成由内向外依次布置的好氧腔（12）、缺氧腔（13）及厌氧腔（14），所述的外隔墙（3）上部设置有缺氧进水管（16），所述的缺氧进水管（16）连通厌氧腔（14）的上部与缺氧腔（13）的底部，所述的内隔墙（2）上设置有好氧进水管（17），所述的好氧进水管（17）连通缺氧腔（13）的上部与好氧腔（12）的底部，所述的厌氧腔（14）的底部设置有布水管（5），所述的布水管（5）通过污水进水管（4）连通设置在反应池（1）外部的污水泵（6），所述的好氧腔（12）内底部设置有曝气装置，所述的曝气装置上方的好氧腔（12）内设置有布气器（23），所述的布气器（23）与好氧腔（12）的内壁连接，所述的内隔墙（2）上端紧固连接有导流罩（9），所述的内隔墙（2）的高度低于外隔墙（3）的高度，导流罩（9）及导流罩（9）之上的外隔墙（3）围城沉淀腔（15），所述的导流罩（9）为上下端开口的锥形罩，所述的导流罩（9）的下端开口位于缺氧腔（13）内，且与缺氧腔（13）的内壁之间形成第一缝隙（18），所述的导流罩（9）上方的好氧腔（12）内设置有集气罩（7），所述的集气罩（7）为上下端开口的锥形罩，集气罩（7）罩装在导流罩（9）的上端开口上，且集气罩（7）下端开口内径大于导流罩（9）的上端开口外径，所述的集气罩（7）与导流罩（9）之间形成第二缝隙（19），所述的集气罩（7）上端开口通过气提管（8）连通气液分离装置（11），所述的气液分离装置（11）上设置有排气孔及出泥孔，所述的出泥孔通过布泥管连通厌氧腔（14）的底部，所述的外隔墙（3）上端内壁上设置有收水堰（10），所述的收水堰（10）沿外隔墙（3）环形布置。
2.根据权利要求1所述的污水处理用一体化厌氧缺氧好氧处理装置，其特征在于：所述的曝气装置包括进气管（20）、曝气风机（21）及曝气接头（22），所述的曝气风机（21）设置在反应池（1）外，所述的曝气风机（21）的出气口通过进气管（20）连接曝气接头（22），所述的曝气接头（22）为圆柱管状结构，曝气接头（22）竖直设置在好氧腔（12）的底部，所述的进气管（20）一端与曝气风机（21）的出气口连通，进气管（20）另一端与曝气接头（22）的内腔连通，且进气管（20）与曝气接头（22）相切。
3.根据权利要求2所述的污水处理用一体化厌氧缺氧好氧处理装置，其特征在于：所述的布气器（23）为上下端开口的漏斗形结构，其外壁通过连接杆与好氧腔（12）的内壁连接，所述的布气器（23）的下端开口与曝气接头（22）的上端开口对应，所述的布气器（23）的侧壁上密集设置有透气孔。
4.根据权利要求3所述的污水处理用一体化厌氧缺氧好氧处理装置，其特征在于：所述的布气器（23）的下端开口内径小于曝气接头（22）的内径。
5.根据权利要求1所述的污水处理用一体化厌氧缺氧好氧处理装置，其特征在于：所述的布水管（5）沿厌氧腔（14）底部环形布置，所述的布水管（5）上均匀布置有多个开口向上的出水孔。
6.根据权利要求1所述的污水处理用一体化厌氧缺氧好氧处理装置，其特征在于：所述的导流罩（9）的下端设置有竖直向下布置的隔水板（24），所述的隔水板（24）的上端与导流罩（9）的下端固定连接，所述的隔水板（24）的下端位于内隔墙（2）与好氧进水管（17）连接的透孔的下方。
7.根据权利要求1所述的污水处理用一体化厌氧缺氧好氧处理装置，其特征在于：所述的布泥管包括设置在位于厌氧腔（14）上方的沿厌氧腔（14）布置的环形布泥总管（25），所述的布泥总管（25）通过连接管连通气液分离装置（11）的出泥孔，所述的布泥总管（25）下端设置有多个竖直向下布置的布泥分管（26），多个布泥分管（26）环形均匀布置，所述的布泥分管（26）连通布泥总管（25）与厌氧腔（14）的底部。
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| WO1998034880A1 (en) * | 1996-02-08 | 1998-08-13 | Advent Corporation | Integrated wastewater treatment system with induced sludge velocity |
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