CN112723545B - 污泥自回流结构及污水处理装置与方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种污泥自回流结构及污水处理装置与方法，属于污水生物处理技术领域。该污泥自回流结构位于沉淀内筒内，沉淀内筒与生化反应外筒套设在一起且同心设置，污泥自回流结构包括固定设置在沉淀内筒内侧底部的圆锥筒，及固定连接沉淀内筒内侧璧且上下端均开口设置的圆台腔，圆台腔的顶端直径大于底端直径，圆台腔的底端连接圆锥筒外侧面并留有用于污泥自回流的缝隙H，缝隙H通向所述生化反应外筒。本发明设计的具备该污泥自回流结构的污水处理装置通过污泥自回流方式，在达到节能降耗的前提下，实现了污泥的充分降解。

Description

污泥自回流结构及污水处理装置与方法

技术领域

本发明涉及一种污水处理装置，属于污水生物处理技术领域，具体地涉及一种污泥自回流结构及污水处理装置与方法。

背景技术

污水生物处理指利用微生物的代谢作用将污水中的有机物、氮、磷、SS等污染物去除，使污水得到净化。实现污水生物脱氮除磷的必要条件是创造厌氧、缺氧和好氧的环境。

污水处理目前广泛采用活性污泥生物处理工艺来进行，活性污泥生物处理工艺经过长时间的发展变革，已经形成能够实现有机物的生物氧化降解和脱氮除磷等多功能多目标的处理工艺。其基本原理是：在好氧条件下，利用异养微生物的降解作用去除有机污染物，并利用好氧硝化菌的作用将氨氮转化为硝态氮；在缺氧条件下，使硝态氮通过兼性微生物的反硝化作用转化为氮气；利用聚磷微生物厌氧释磷、好氧过量吸收摄取磷的作用，达到除磷的目的。在处理工艺流程中，将具有上述混合种群微生物的活性污泥顺序流经有曝气供氧和无曝气的反应池(区域)，通过进水或回流的方式为微生物提供相应的基质和生长条件，并设置沉淀池等固液分离单元获得澄清的出水，同时将分离浓缩的活性污泥回流到生物反应器中，保证反应器中具有足够量的活性污泥。

目前，活性污泥生物处理工艺广泛采用连续流处理工艺，如A/A/O(AnaerobicAnoxic-Oxic，厌氧-缺氧-好氧)工艺，通常的工艺流程是进水汇合来自沉淀池的回流污泥首先进入无曝气的厌氧池，微生物利用进水中的碳源实现厌氧释磷；将好氧池的混合液回流至接续的无曝气反应池中，形成无溶解氧但具有硝态氮的缺氧区，反硝化所需碳源来自厌氧区剩余的有机物；然后泥水混合液通过曝气供氧的好氧池，在此实现剩余有机物的分解、氨氮的硝化和过量吸收磷的功能；好氧区的混合液最终进入沉淀池，得到净化澄清的出水，并实现活性污泥的分离浓缩和回流。在A/A/O工艺流程中，好氧池的曝气在供氧同时，还起到了搅拌作用，使活性污泥与污水充分接触混合，保证生物反应的有效进行。而在厌氧池和缺氧池，搅拌作用必须通过外加机械设备方能得到保障；此外，由好氧池至缺氧池的混合液回流和由沉淀池向生物反应池的污泥回流必须通过泵的提升方能实现。增加了电耗及污水处理成本。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明公开了一种污泥自回流结构及污水处理装置与方法，该处理方法通过污泥自回流方式，在达到节能降耗的前提下，实现了污泥的充分降解。

为实现上述目的，本发明公开了一种污泥自回流结构，所述污泥自回流结构位于沉淀内筒内，所述沉淀内筒与生化反应外筒套设在一起且同心设置，所述污泥自回流结构包括固定设置在所述沉淀内筒内侧底部的圆锥筒，及固定连接所述沉淀内筒内侧璧且上下端均开口设置的圆台腔，所述圆台腔的顶端直径大于底端直径，所述圆台腔的底端连接所述圆锥筒外侧面并留有用于污泥自回流的缝隙H，所述缝隙H通向所述生化反应外筒。

进一步地，所述缝隙H的宽度为200～300mm。该缝隙H的宽度是为保证该缺口不积泥并且气体不会进入沉淀区从而影响沉淀效果。

进一步地，所述圆锥筒沿侧面展开后形成的扇形对应的圆心角为β，所述圆台腔侧壁与所述沉淀内筒的纵向轴线方向夹角为α，0°＜α＜40°，0°＜β＜80°。

优选的，为满足污泥能够自动顺利回流，本发明还优选β＝2α。

进一步地，还包括位于所述圆锥筒上方且设置在所述沉淀内筒内部的自清洗板，所述自清洗板连接转轴，所述转轴两端活动连接所述沉淀内筒内侧壁，且所述沉淀内筒内侧壁上还设有限制所述自清洗板转动角度的限位件。

进一步地，所述沉淀内筒顶端还设有出水口。

为更好实现本发明技术目的，本发明还公开了一种污水处理装置，它包括上述述的污泥自回流结构。

本发明详细公开了其中一种具备上述污泥自回流结构的污水处理装置，其中，所述生化反应外筒为厌氧区、缺氧区和好氧区一体化设置方式，即在生化反应外筒内可在不同时间段内分别进行厌氧、缺氧及好氧反应。在该一体化设置的生化反应外筒内同时设有搅拌装置和曝气装置。

本发明还详细公开了上述污水处理装置的污水处理方法，所述污水处理方法包括不同时间段控制搅拌装置、曝气装置的开停比以实现厌氧反应、缺氧反应和好氧反应的分时间段进行。

此外，本发明还详细公开了另外一种具备上述污泥自回流结构的污水处理装置，其中，所述生化反应外筒包括独立分区布置的厌氧区、缺氧区和好氧区，只有所述厌氧区连通缝隙H，而缺氧区和好氧区均不通过缝隙H与沉淀内筒连通。且所述厌氧区、缺氧区内均设置搅拌装置，所述好氧区内设置曝气装置。

本发明还详细公开了上述污水处理装置的污水处理方法，它包括在独立分区布置的厌氧区、缺氧区和好氧区内同时进行各生化反应。

有益效果：

1、本发明设计的处理方法通过污泥自回流方式，无需或降低污泥回流和硝化液回流电耗，降低了污水处理成本。

2、本发明设计的处理方法可以实现在不同时间内的厌氧、缺氧、好氧反应，从而充分实现了污水去除有机污染物和生物脱氮除磷等除无机物功能。

附图说明

图1为实施例设计的污泥自回流结构示意图；

图2为实施例设计的污泥自回流结构示意图；

图3为图1或图2中自清洗板自清洗板；

图4为实施例设计的污水处理装置俯视图；

图5为图4的剖面展开示意图；

图6为实施例设计的污水处理装置俯视图；

图7为图6的剖面展开示意图；

其中，上述附图中各部件编号如下：

沉淀内筒1(其中，圆锥筒1.1、圆台腔1.2、出水口1.3)、生化反应外筒2(厌氧区2.1、缺氧区2.2、好氧区2.3)、自清洗板3、转轴4、限位件5、搅拌装置6、曝气装置7。

具体实施方式

本申请为解决由好氧池至缺氧池的混合液回流和由沉淀池向生物反应池的污泥回流必须通过泵的提升方能实现而加了电耗及污水处理成本的技术问题，提供了一种污泥自回流结构及污水处理装置与方法。

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。

实施例1

如图1、图2所示，本实施例公开了一种污泥自回流结构，所述污泥自回流结构位于沉淀内筒1内，所述沉淀内筒1与生化反应外筒2套设在一起且同心设置，结合图1可知，所述污泥自回流结构包括固定设置在所述沉淀内筒1内侧底部的圆锥筒1.1，及固定连接所述沉淀内筒1内侧璧且上下端均开口设置的圆台腔1.2，所述圆台腔1.2的顶端直径大于底端直径，且所述圆台腔1.2的顶端连接所述沉淀内筒1内侧璧，所述圆台腔1.2的底端连接所述圆锥筒1.1外侧面。此外，结合图1可知，为方便沉淀内筒1内部沉淀的污泥外排，本发明还优选所述圆台腔1.2的底端与所述圆锥筒1.1外侧面的连接处留有用于污泥自回流的缝隙H，所述缝隙H通向所述生化反应外筒2。所述缝隙H可为方形通孔、腰型通孔、圆形通孔、环形通孔或者任意一种规则或不规则缺口，为保证该缺口不积泥并且气体不进入沉淀区而影响沉淀效果，要求该缺口的宽度一般为200～300mm。

与此同时，结合图1、图2可知，为方便沉淀内筒1内部沉淀的污泥快速便捷的沿圆台腔1.2内壁流至圆锥筒1.1外侧壁，并沿圆锥筒1.1外侧壁经缝隙H流至生化反应外筒2内，本发明还选择所述圆锥筒1.1沿侧面展开后形成的扇形对应的圆心角为β，所述圆台腔1.2侧壁与所述沉淀内筒1的纵向轴线方向夹角为α，为满足污泥能够自动顺利回流，0°＜α＜40°，0°＜β＜80°。同时还进一步的优选β＝2α。

此外，结合图3可知，为方便沉淀内筒1上方的污泥顺利回落，本发明还选择在所述圆锥筒1.1上方且所述沉淀内筒1内部设置自清洗板3，本发明优选所述自清洗板3为横向布置的平板，所述平板连接转轴4，所述转轴4两端活动连接所述沉淀内筒1内侧壁，所述活动连接包括铰接或轴承连接等方式，所述转轴4的动力输入方式可以选择外部电机、马达等，也可选择手动输入。同时，为限制所述自清洗板3在某一平面的一定角度以内转动，本发明还优选在所述沉淀内筒1内侧壁上设置限制所述自清洗板3转动角度的限位件5。对于所述自清洗板3的转动频率，需要结合污水处理速度进行灵活控制。

结合图5还可知，在所述沉淀内筒1顶端还设有出水口1.3，处理后清水自该出水口1.3溢出。

实施例2

结合图4、图5可知，本实施例公开了其中一种具备上述污泥自回流结构的污水处理装置，该处理装置采取厌氧、缺氧、好氧反应在同一区域的不同时间段内进行。

具体的，结合图4可知，所述生化反应外筒2为厌氧区、缺氧区和好氧区一体化设置方式，在该一体化设置的生化反应外筒内同时设有搅拌装置6和曝气装置7。该污水处理装置在同一区域的不同时间内进行各生化反应，更有利于活性污泥与污水的充分接触与混合，同时还节省了污水在各反应区内流动的外界动力消耗。

实施例3

本实施例公开了实施例2所述污水处理装置的处理方法，它包括污水自进水口流入生化反应外筒后，打开曝气装置和搅拌装置一段时间，然后同时关闭曝气装置、搅拌装置，使生化反应外筒处于厌氧状态一定时间，待厌氧反应到差不多程度，继续开启搅拌装置使活性污泥和污水充分接触和混合，生化反应外筒处于缺氧状态并进行缺氧反应，待缺氧反应到差不多程度，开启曝气装置并关闭搅拌装置，使生化反应外筒处于好氧状态，并通过控制曝气装置和搅拌装置的开停比，以实现厌氧—缺氧—好氧在不同时间维度内的循环进行，从而充分去除污水中的有机污染物及生化脱氮除磷等无机物。经好氧反应后的污水自缝隙H流入沉淀内筒内进行充分的泥水分离，其中，污泥依次经过自清洗板、圆台腔及圆锥筒回落，并沿缝隙H回流至生化反应外筒中，上清液自沉淀内筒顶端设置的出水口外溢，从而实现了生化污水的处理。

实施例4

结合图6、图7可知，本实施例公开了另外一种具备上述污泥自回流结构的污水处理装置，该装置的厌氧、缺氧、好氧反应在同一时间段的不同反应区内同时进行。

具体的，所述生化反应外筒2包括独立分区布置的厌氧区2.1、缺氧区2.2和好氧区2.3，只有所述厌氧区2.1连通缝隙H，且所述厌氧区2.1、缺氧区2.2内均设置搅拌装置6，所述好氧区2.3内设置曝气装置7。

其中，污水自厌氧区2.1流入缺氧区2.2，自缺氧区2.2流入好氧区2.3，自好氧区2.3流入沉淀内筒1。

如果沉淀内筒1内沉积的污泥太多，并不容易自缝隙H流出时，本申请还可以选择在沉淀内筒1内增加设置与外部动力泵保持相连的输泥管道。

实施例5

本实施例公开了上述实施例4描述的污水处理装置的污水处理方法，它包括污水自进水口流入厌氧区，在搅拌装置的充分搅拌下污水中总磷在该区内充分释放，处理后污水继续流入缺氧区内进行充分的反硝化脱氮反应，去除污水中的总氮，然后流入好氧区内去除BOD₅和NH₄ ⁺-N，其中，该好氧区内设置曝气装置，起充氧作用，后污水进入沉淀内筒内进行泥水固液分离，去除污水中悬浮物SS，泥水分离后的上清液通过沉淀内筒顶端设置的出水口外溢，污泥依次经过自清洗板、圆台腔及圆锥筒回落，并沿缝隙H回流至厌氧区。

同时以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (5)

1.一种污水处理方法，其特征在于，所述污水处理方法在污水处理装置中进行，所述污水处理装置包括污泥自回流结构，所述污泥自回流结构位于沉淀内筒内，所述沉淀内筒与生化反应外筒套设在一起且同心设置，其特征在于，所述污泥自回流结构包括固定设置在所述沉淀内筒内侧底部的圆锥筒，及固定连接所述沉淀内筒内侧璧且上下端均开口设置的圆台腔，所述圆台腔的顶端直径大于底端直径，所述圆台腔的底端连接所述圆锥筒外侧面并留有用于污泥自回流的缝隙H，所述缝隙H通向所述生化反应外筒；

所述缝隙H的宽度为200～300mm；

所述圆锥筒沿侧面展开后形成的扇形对应的圆心角为β，所述圆台腔侧壁与所述沉淀内筒的纵向轴线方向夹角为α，0°＜α＜40°，0°＜β＜80°；

所述方法包括不同时间段控制搅拌装置、曝气装置的开停比以实现厌氧反应、缺氧反应和好氧反应的分时间段进行。

2.根据权利要求1所述污水处理方法，其特征在于，所述生化反应外筒包括独立分区布置的厌氧区、缺氧区和好氧区，所述厌氧区连通缝隙H，且所述厌氧区、缺氧区内均设置搅拌装置，所述好氧区内设置曝气装置。

3.根据权利要求1所述污水处理方法，其特征在于，在独立分区布置的厌氧区、缺氧区和好氧区内同时进行各生化反应。

4.根据权利要求1所述污水处理方法，其特征在于，所述污泥自回流结构还包括位于所述圆锥筒上方且设置在所述沉淀内筒内部的自清洗板，所述自清洗板连接转轴，所述转轴两端活动连接所述沉淀内筒内侧壁，且所述沉淀内筒内侧壁上还设有限制所述自清洗板转动角度的限位件。

5.根据权利要求1所述污水处理方法，其特征在于，所述沉淀内筒顶端还设有出水口。