CN113104965B - 一种农村生活污水处理用cast工艺一体化反应池 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种农村生活污水处理用CAST工艺一体化反应池，包括从左至右依次设置的生物选择区、预反应区、主反应区、回流滗水区和清水区。本发明所述的一种农村生活污水处理用CAST工艺一体化反应池对生物选择区进行了改造，利用进水和回流的带压水流对生物选择区进水水力搅拌，大大节省了外加推流器所产生的运营电费；在主反应区内池底设置布满管路平台的穿孔排泥管，保证主反应的沉淀污泥也能高效的被回流泵运送至前端生物选择区；在主反应区内的人孔处设置电动放空阀，目的是释放与水位压力同等的气体压力，从而保证在滗水阶段时，不会发生因为液位降低而导致不断冒出气泡，池中泛起浮泥，而导致滗水效果不好的问题。
Description
技术领域
本发明属于污水处理技术领域，尤其是涉及一种农村生活污水处理用CAST工艺一体化反应池。
背景技术
循环式活性污泥法(简称CAST工艺)是一种间歇反应器，在CAST工艺设备内曝气与不曝气是交替运行的，省去传统常规工艺的二沉池，生物反应和泥水分离在一个区完成，在生物选择区内，微生物能通过酶的快速转移机理迅速吸附污水中大部分可溶性有机物，经历一个高负荷的基质快速积累过程，对进水水质、水量、pH和有毒有害物质起到较好的缓冲作用，可有效防止污泥膨胀；在预反应区内，可以利用缺氧环境发生反硝化脱氮反应；在主反应区经历一个较低负荷的基质降解过程，完成对污水中有机物质的降解。
将CAST工艺集合于一体化设备中，并应用于目前农村生活污水的处理中，能够比较充分发挥活性污泥的降解功能，也能够减轻二沉淀池的负荷，有利于提高二沉池固液分离效果。该工艺的投资和运行成本低、处理性能高，尤其是优异的脱氮除磷效果，将其优化改造为适合农村生活污水的技术是一项有意义的工作。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种农村生活污水处理用CAST工艺一体化反应池，以克服现有农村污水处理系统运营成本高、处理效果不稳定的缺点。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种农村生活污水处理用CAST工艺一体化反应池，包括从左至右依次设置的生物选择区、预反应区、主反应区、回流滗水区和清水区，生物选择区一侧设有进水管路，回流滗水区上设有污泥回流管，进水管路的出水口与污泥回流管在生物选择区内连通，生物选择区、预反应区之间的隔板上部开设有一号过水孔，生物选择区通过一号过水孔连通至预反应区，预反应区上方设有碳源加药装置，预反应区、主反应区之间的隔板下部开设有二号过水孔，预反应区通过二号过水孔连通至主反应区、回流滗水区，主反应区、回流滗水区二者位于同一反应池内，且主反应区上方设有曝气组件，回流滗水区、清水区之间的隔板下部开设有三号过水孔，回流滗水区包括反应池内的无动力滗水装置，无动力滗水装置通过三号过水孔与清水区连通，清水区上方设有排水组件，排水组件与外部连通，所述进水管路、预反应区、回流滗水区、清水区、曝气组件和碳源加药装置均信号连接至控制器。
进一步的，所述进水管路的出水口设有电磁流量计，电磁流量计信号连接至控制器。
进一步的，所述生物选择区池底设置有穿孔布水管，且穿孔布水管分别进水管路、污泥回流管连通，所述穿孔布水管斜向下45°开设有圆孔。
进一步的，所述预反应区内还设有潜水推流器，潜水推流器信号连接至控制器。
进一步的，所述主反应区包括支架、穿孔排泥管、主排泥管和管路平台；管路平台位于反应池底部一侧，管路平台顶部固定连接若干支架，每个支架上方分别固定连接一个穿孔排泥管，且每个穿孔排泥管均与主排泥管相连通，主排泥管的出口端接入回流滗水区底部。
进一步的，所述穿孔排泥管底部左右两侧斜45°方向分别开设有若干进泥孔，穿孔排泥管内径范围为100mm～200mm，进泥孔内径为20mm，且相邻进泥孔之间的间距为150mm～200mm。
进一步的，所述回流滗水区还包括均位于反应池内的污泥回流泵和排泥管路，污泥回流泵位于无动力滗水装置一侧，污泥回流泵的输出端与排泥管路连通，且排泥管路一侧与污泥回流管相连通，污泥回流泵信号连接至控制器。
进一步的，所述排水组件包括自吸泵和自吸排放管，自吸排放管的一端设置于清水区内，另一端连通至自吸泵的输入端，自吸泵的输出端与外部连通，自吸泵信号连接至控制器。
进一步的，所述曝气组件包括罗茨风机、风包、曝气总管、微孔曝气器、曝气放空管和电动放空阀，罗茨风机的输出端固定连通至风包进口端，风包出口端连通至曝气总管一端，曝气总管另一端依次固定连通至若干微孔曝气器一端，微孔曝气器另一端通过曝气放空管固定连接至电动放空阀，每个微孔曝气器均位于穿孔排泥管上端，罗茨风机、电动放空阀均信号连接至控制器。
进一步的，所述碳源加药装置包括加药桶、计量泵和加药管路，计量泵的输入端固定连通至加药桶，输出端固定连通至加药管路，加药管路与预反应区连通，计量泵信号连接至控制器。
相对于现有技术，本发明所述的一种农村生活污水处理用CAST工艺一体化反应池具有以下优势：
(1)本发明所述的一种农村生活污水处理用CAST工艺一体化反应池对生物选择区进行了改造，利用进水和回流的带压水流对生物选择区进水水力搅拌，大大节省了外加推流器所产生的运营电费；生物选择区的设置可遵循活性污泥种群组成动力学的有关规律，创造合适的微生物生长条件，从而选择出絮凝性微生物。活性污泥不断地在生物选择器中经历高絮体负荷阶段，更利于优势微生物增长，提高污泥活性，并通过酶反应快速去除污水中的溶解性的易降解的底物，从而抑制了丝状真菌的生长和繁殖，避免了污泥膨胀；独立的生物选择区保证初始高絮体负荷，微生物能通过酶的快速转移机理迅速吸附污水中大部分可溶性有机物，经历一个高负荷的基质快速积累过程，对进水水质、水量、pH和有毒有害物质起到较好的缓冲作用；在生物选择区内还可形成一个磷释放的环境，有利于聚磷菌的生长。
(2)本发明所述的一种农村生活污水处理用CAST工艺一体化反应池，设置凸起的管路平台的作用是一方面有利于人工安装固定管夹和管路；更重要的作用是为了为回流/滗水区提供一个低于主反应区的泵坑，在没有泵坑的情况下，当回流泵开启时，很短时间内，回流泵周围的污泥层很快被抽空，后续时间抽取的是泵上方的大量上清液，导致回流污泥浓度不够，生物选择区无法保证高絮体负荷，而大量的污泥堆积到主反应的池底，甚至会堵塞曝气器，抬高主反应区的管路平台可解决以上问题和弊端。
(3)本发明所述的一种农村生活污水处理用CAST工艺一体化反应池，在主反应区内池底设置布满管路平台的穿孔排泥管。当主反应区在沉淀和滗水阶段时，泥水分离，密度大的泥通过重力浓缩作用形成高浓度污泥，并进入穿孔排泥管和主排泥管最终汇集到回流泵的底部和周围，保证主反应的沉淀污泥也能高效的被回流泵运送至前端生物选择区，进而保证设备内部的各个分区的生化作用发挥到最佳。
(4)本发明所述的一种农村生活污水处理用CAST工艺一体化反应池，在主反应区内的人孔处设置电动放空阀，每周期曝气反应阶段结束后开启2min～5min，目的是释放与水位压力同等的气体压力。从而保证在滗水阶段时，不会发生因为液位降低而导致不断冒出气泡，池中泛起浮泥，而导致滗水效果不好的问题。
(5)本发明所述的一种农村生活污水处理用CAST工艺一体化反应池在无动力滗水装置内的挡泥板设置于软管接头上部，挡泥板和软管接头的位置设置保证滗入钢丝软管内的上清液悬浮物含量较低，挡泥板可挡住上层悬浮污泥，起到均匀滗水作用，为出水SS达标提供保证。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例所述的一种农村生活污水处理用CAST工艺一体化反应池整体结构示意图；
图2为本发明实施例所述的一种农村生活污水处理用CAST工艺一体化反应池主反应区曝气管路及电动释压阀布设轴侧示意图；
图3为本发明实施例所述的一种农村生活污水处理用CAST工艺一体化反应池主反应区排泥管布设平面示意图；
图4为图3中A的放大图；
图5为本发明实施例所述的一种农村生活污水处理用CAST工艺一体化反应池无动力滗水装置示意图；
图6为图1中B的放大图；
图7为图1中C的放大图；
图8为图1中D的放大图。
附图标记说明：
1、进水管路；11、电磁流量计；2、生物选择区；21、穿孔布水管；22、一号过水孔；3、预反应区；31、潜水推流器；32、二号过水孔；4、主反应区；41、支架；42、穿孔排泥管；43、主排泥管；44、进泥孔；45、管路平台；5、回流滗水区；51、无动力滗水装置；511、导轨；512、固定架；513、一号定位方钢；514、滑环；515、浮力结构；516、挡泥板；517、软管接头；518、钢丝软管；519、控制排水阀；5110、排水硬管；5111、保护箱；5112、常开式鸭嘴液位开关；5113、常闭式鸭嘴液位开关；5114、二号定位方钢；52、污泥回流泵；53、污泥回流管；54、排泥管路；55、三号过水孔；6、清水区；61、自吸泵；62、自吸排放管；7、曝气组件；71、罗茨风机；72、风包；73、曝气总管；74、微孔曝气器；75、曝气放空管；76、电动放空阀；8、碳源加药装置；81、加药桶；82、计量泵；83、加药管路。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如图1至图8所示，一种农村生活污水处理用CAST工艺一体化反应池，包括从左至右依次设置的生物选择区2、预反应区3、主反应区4、回流滗水区5和清水区6，生物选择区2一侧设有进水管路1，回流滗水区5上设有污泥回流管53，进水管路1的出水口与污泥回流管53在生物选择区2内连通，生物选择区2、预反应区3之间的隔板上部开设有一号过水孔22，生物选择区2通过一号过水孔22连通至预反应区3，预反应区3上方设有碳源加药装置8，预反应区3、主反应区4之间的隔板下部开设有二号过水孔32，预反应区3通过二号过水孔32连通至主反应区4、回流滗水区5，主反应区4、回流滗水区5二者位于同一反应池内，且主反应区4上方设有曝气组件7，回流滗水区5、清水区6之间的隔板下部开设有三号过水孔55，回流滗水区5包括反应池内的无动力滗水装置51，无动力滗水装置51通过三号过水孔55与清水区6连通，清水区6上方设有排水组件，排水组件与外部连通，所述进水管路1、预反应区3、回流滗水区5、清水区6、曝气组件7和碳源加药装置8均信号连接至控制器，预反应区3用于农村污水脱氮反应，主反应区4用于农村污水好氧反应。本处理农村生活污水的CAST工艺一体化设备对生物选择区进行了改造，利用进水和回流的带压水流对生物选择区进水水力搅拌，大大节省了外加推流器所产生的运营电费；生物选择区的设置可遵循活性污泥种群组成动力学的有关规律，创造合适的微生物生长条件，从而选择出絮凝性微生物。活性污泥不断地在生物选择器中经历高絮体负荷阶段，更利于优势微生物增长，提高污泥活性，并通过酶反应快速去除污水中的溶解性的易降解的底物，从而抑制了丝状真菌的生长和繁殖，避免了污泥膨胀；在主反应区内池底设置布满管路平台的穿孔排泥管。当主反应区在沉淀和滗水阶段时，泥水分离，密度大的泥通过重力浓缩作用形成高浓度污泥，并进入穿孔排泥管和主排泥管最终汇集到回流泵的底部和周围，保证主反应的沉淀污泥也能高效的被回流泵运送至前端生物选择区；在主反应区内的人孔处设置电动放空阀，每周期曝气反应阶段结束后开启2min～5min，目的是释放与水位压力同等的气体压力。从而保证在滗水阶段时，不会发生因为液位降低而导致不断冒出气泡，池中泛起浮泥，而导致滗水效果不好的问题。
所述进水管路1的出水口设有电磁流量计11，电磁流量计11信号连接至控制器，这样控制器就可以通过电磁流量计11对进水管路1的进水量进行控制。
所述生物选择区2池底设置有穿孔布水管21，且穿孔布水管21分别与进水管路1、污泥回流管53连通，所述穿孔布水管21斜向下45°开设有圆孔，圆孔利用进水和回流的带压水流对生物选择区进水水力搅拌。
所述预反应区3内还设有潜水推流器31，潜水推流器31信号连接至控制器，潜水推流器31为潜水搅拌机，从而预反应区3的反硝化反应进行。
所述主反应区4包括支架41、穿孔排泥管42、主排泥管43和管路平台45；管路平台45位于反应池底部一侧，管路平台45顶部固定连接若干支架41，每个支架41上方分别固定连接一个穿孔排泥管42，且每个穿孔排泥管42均与主排泥管43相连通，主排泥管43的出口端接入回流滗水区5底部。
所述穿孔排泥管42底部左右两侧斜45°方向分别开设有若干进泥孔44，穿孔排泥管42内径范围为100mm～200mm，进泥孔44内径为20mm，且相邻进泥孔44之间的间距为150mm～200mm。所述主反应区4底部设置管路平台45，和穿孔排泥管42、主排泥管43分别通过支架41固定于管路平台45上方，穿孔排泥管42覆盖主反应区全部面积，穿孔排泥管42直径为100mm～200mm,穿孔排泥管42下部斜45°方向向上开有直径φ20mm的进泥孔44，交错排列，间距为150mm～200mm。主排泥管43连接所有穿孔排泥管42后接入回流滗水区5底部。
所述回流滗水区5还包括均位于反应池内的污泥回流泵52和排泥管路54，污泥回流泵52位于无动力滗水装置51一侧，污泥回流泵52的输出端与排泥管路54连通，且排泥管路54一侧与污泥回流管53相连通，污泥回流泵52信号连接至控制器。回流滗水区5内设置有无动力滗水装置51；所述无动力滗水装置51通过预留螺栓与所述箱体底部连接，所述无动力滗水装置51可整体吊装安装到回流滗水区5内，所述污泥回流泵52出水端其中一路通过所述污泥回流管路53连向生物选择区2底部，另一路通过排泥管路54将主反应区4和回流滗水区5内的剩余污泥排放；所述无动力滗水装置51将处理完成后的清水排入所述清水区及排水组件6；所述自吸泵61通过自吸排放管62将清水达标排放。
所述无动力滗水装置51包括导轨511、固定架512、滑环514、浮力结构515、一号定位方钢513、挡泥板516、软管结构、控制排水阀519、排水硬管5110、保护箱5111，固定架512为长方体框架结构，固定架512一侧设有保护箱5111，保护箱5111内部设有控制排水阀519，控制排水阀519输出端通过排水硬管5110固定连通至三号过水孔55，控制排水阀519进水端固定连通至软管结构出水端，软管结构进水端穿过一号定位方钢513连接至浮力结构515底部的连接架，连接架上方设有挡泥板516，且挡泥板516位于软管结构进水端正上方，浮力结构515两侧分别通过滑环514滑动套接至导轨511，导轨511固定至固定架512顶部，一号定位方钢513、软管结构均位于固定架512内部，控制排水阀519、常开式鸭嘴液位开关5112和常闭式鸭嘴液位开关5113均信号连接控制器。固定架512支撑固定导轨511、浮力结构515、一号定位方钢513等；浮力结构515通过滑环514可沿导轨511向上或向下移动接纳不同液位的上清液；一号定位方钢513、二号定位方钢5114限制浮力结构515最高、最低高度位置，控制浮力结构515在最高液位至最低液位范围利用浮力接纳上清液，所述无动力滗水装置51为整套设备，可独立、完整吊装和安装于一体化设备中，操作和维修简单；所述无动力滗水装置51利用浮力结构515在液体中的浮力和重力双重作用即可随着液位变化滗水，无能耗且节能环保，适合农村地区小处理量的污水处理设备中应用。
所述无动力滗水装置51还包括常开式鸭嘴液位开关5112和常闭式鸭嘴液位开关5113，常开式鸭嘴液位开关5112固定至浮力结构515顶部，常闭式鸭嘴液位开关5113固定至浮力结构515底部，在实际使用时，在浮力结构515的右上角上沿位置设置常开式鸭嘴液位开关5112，在浮力结构515的左下角下沿位置设置常闭式鸭嘴液位开关5113,常开式鸭嘴液位开关5112和常闭式鸭嘴液位开关5113与控制排水阀519联动控制整体设备的进水阶段和滗水阶段的开始和停止。
所述导轨511顶部还设有二号定位方钢5114，二号定位方钢5114、一号定位方钢513均为长方形框架结构，二号定位方钢5114用于限制浮力结构515最高高度，二号定位方钢5114用于常开式鸭嘴液位开关5112关闭。
所述软管结构包括钢丝软管518和2个软管接头517，钢丝软管518底端通过一个软管接头517固定连通至控制排水阀519，另一端通过一个软管接头517穿过一号定位方钢513连接至浮力结构515底部的连接架，钢丝软管518的材质便于钢丝软管518随着水流上升和下降。
所述挡泥板516为长方体结构，挡泥板516设置于软管接头517上部，挡泥板516和软管接头517的位置设置保证滗入钢丝软管518内的上清液悬浮物含量较低，挡泥板516挡住上层悬浮污泥，起到均匀滗水作用。
所述浮力结构515为筒状结构，浮力结构515的材质为不锈钢，在实际使用时，工作人员可以采用SS304不锈钢，在安装时，浮力结构515通过软管接头517、钢丝软管518与控制排水阀519、排水硬管5110连接，将接纳的上清液排入清水区6内；控制排水阀519由PLC控制系统控制其在滗水结束时关闭或者滗水开始时开启。
所述排水组件包括自吸泵61和自吸排放管62，自吸排放管62的一端设置于清水区6内，另一端连通至自吸泵61的输入端，自吸泵61的输出端与外部连通，自吸泵61信号连接至控制器，在实际使用时，自吸泵61通过自吸排放管62将清水达标排放。
所述曝气组件7包括罗茨风机71、风包72、曝气总管73、微孔曝气器74、曝气放空管75和电动放空阀76，罗茨风机71的输出端固定连通至风包72进口端，风包72出口端连通至曝气总管73一端，曝气总管73另一端依次固定连通至若干微孔曝气器74一端，微孔曝气器74另一端通过曝气放空管75固定连接至电动放空阀76，每个微孔曝气器74均位于穿孔排泥管42上端，罗茨风机71、电动放空阀76均信号连接至控制器。所述曝气组件7由罗茨风机71通过风包72和曝气总管73对微孔曝气器74提供压缩空气，曝气放空管75底端连接微孔曝气器74，上端高于液面高度连接电动放空阀76，电动放空阀76于每周期曝气反应阶段结束后开启2min～5min,由PLC电控系统计时完成后自动关闭。
所述碳源加药装置8包括加药桶81、计量泵82和加药管路83，计量泵82的输入端固定连通至加药桶81，输出端固定连通至加药管路83，加药管路83与预反应区3连通，计量泵82信号连接至控制器。所述碳源加药装置8，包括加药桶81,所述加药桶81出液端固定安装有计量泵82；所述计量泵82出液端固定连接有加药管路83；所述加药管路83的出液端位于预反应区3上部液面，通过潜水推流器31将外加碳源与进水迅速混合。
所述控制器为PLC，控制器的型号为smart200，电磁流量计11的型号为LD型一体式电磁流量计，潜水推流器31的型号为QJB0.37/6-220/3-960/S，污泥回流泵52的型号为WQ3-7-0.25s，常开式鸭嘴液位开关5112和常闭式鸭嘴液位开关5113的型号为PMS202，自吸泵61的型号为2ZDK20(T)，罗茨风机71的型号为BK5003，电动放空阀76的型号为DN50，计量泵82的型号为GW005。
一种农村生活污水处理用CAST工艺一体化反应池的工作原理：
在实际使用时，控制器程序调试完成后，工作人员手动启动控制器(之后该套CAST工艺一体化反应池即可全自动运行)，控制器控制电磁流量计11开始计量流量(电磁流量计11可以为常开式)，同时控制计量泵82、常开式鸭嘴液位开关5112和常闭式鸭嘴液位开关5113开始工作，污水从进水管路1进去流到生物选择区2内，再从依次通过一号过水孔22、二号过水孔32进入到预反应区3、主反应区4以及回流滗水区5内，与此同时，计量泵82通过加药管路83将药液加入预反应区3内，促进预反应区3内的水流反应，回流滗水区5内的无动力滗水装置51随着液位的上升而上升，当无动力滗水装置51的浮力结构515碰到二号定位方钢5114时，常开式鸭嘴液位开关5112即会关闭，即到最高设定液位时，常开式鸭嘴液位开关5112将信号发送控制器，控制器控制计量泵82停止工作，并控制罗茨风机71、潜水推流器31、污泥回流泵52开始工作，罗茨风机71通过风包72和曝气总管73对微孔曝气器74提供压缩空气，微孔曝气器74对水流进行曝气操作，与此同时，预反应区3内的潜水推流器31开始缓慢搅拌，回流滗水区5内的污泥回流泵52开始向前端回流，当到达设定时间3小时后，即曝气段时间结束后，进入沉淀段，控制器控制罗茨风机71、污泥回流泵52停止工作(预反应区3内的潜水推流器31继续缓慢搅拌)，并控制电动放空阀76打开，并在电动放空阀76打开2min～5min后控制器控制电动放空阀76关闭(电动放空阀76于每周期曝气反应阶段结束后开启2min～5min,由PLC电控系统计时完成后自动关闭)，当到达设定时间1小时后，即沉淀段时间结束后，进入滗水段，控制器控制控制排水阀519打开，并控制潜水推流器31停止工作，以及自吸泵61开始工作，回流滗水区5的无动力滗水装置51开始时滗水，继而向清水区6排入处理完成后的上清液，同时清水区6内的自吸泵61将水流排到外部即可，直至到一号定位方钢513限制的最低液位后，即无动力滗水装置51的浮力结构515碰到一号定位方钢513时，常闭式鸭嘴液位开关5113打开，常闭式鸭嘴液位开关5113将信号发送控制器，控制器控制控制排水阀519关闭，并控制自吸泵61停止工作，无动力滗水装置51停止滗水，到此一个周期内的进水—曝气—沉淀—滗水完成，进入第2个循环周期，即在停止滗水的同时，第2个周期的进水段开始，一体化设备开始进水。
无动力滗水装置51的工作原理：在实际使用时，工作人员将无动力滗水装置固定至反应池内，控制器控制控制排水阀519打开，浮力结构515在水的浮力下，带着钢丝软管518在导轨511上上下滑动，从而对液面滗水，滗水后的水流通过钢丝软管518进入到排水硬管5110排放到外部即可，滗水时段结束后，控制器控制排水阀519关闭。
此外，一种农村生活污水处理用CAST工艺一体化反应池将曝气池与沉淀池合二为一，即生化反应和泥水分离在同一反应池中进行，活性污泥将按照曝气和非曝气的阶段不断重复运行，污水分批次进入该一体化设备，然后按照进水、反应、沉淀、排出上清液完成一个操作周期，每个周期均按所需的设计时间进行切换操作。
进水段：进水首先在生物选择区中与源自上一周期沉淀段的污泥混合，大量的来水在该段内形成较大的基质浓差梯度，通过渗透酶使来水中的BOD在高浓度污泥条件下很快地被利用，形成良好的缺氧/厌氧环境。通过调节进水段的反应模式，如进水时间、进水量、缺氧/厌氧反应时间等来有效的进行生物脱氮、除磷。
曝气段：污水在足够的曝气条件下进行充分的好氧除碳和生物硝化反应。
沉淀段：不进水、不曝气、不回流，使污水混合液静止沉淀。
滗水段：不进水、不曝气、不回流，通过所述的无动力滗水装置将上清液排出，当液面降至最低控制液位时，滗水停止，下一个周期重复开始。
CAST工艺在污水处理工作体现出一定的优势，能够有效调节溶解氧与污泥浓度，同时，也能够凭借调整运行周期、排水比等去适应各种进水负荷值，可有效的防止污泥膨胀，处理效果好，出水水质稳定，无需设置独立的初沉池和二沉池，降低内回流比，工程造价低，是一种值得深入推广和应用的工艺法。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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 (8)
1.一种农村生活污水处理用CAST工艺一体化反应池，其特征在于：包括从左至右依次设置的生物选择区(2)、预反应区(3)、主反应区(4)、回流滗水区(5)和清水区(6)，生物选择区(2)一侧设有进水管路(1)，回流滗水区(5)上设有污泥回流管(53)，进水管路(1)的出水口与污泥回流管(53)在生物选择区(2)内连通，生物选择区(2)、预反应区(3)之间的隔板上部开设有一号过水孔(22)，生物选择区(2)通过一号过水孔(22)连通至预反应区(3)，预反应区(3)上方设有碳源加药装置(8)，预反应区(3)、主反应区(4)之间的隔板下部开设有二号过水孔(32)，预反应区(3)通过二号过水孔(32)连通至主反应区(4)、回流滗水区(5)，主反应区(4)、回流滗水区(5)二者位于同一反应池内，且主反应区(4)上方设有曝气组件(7)，回流滗水区(5)、清水区(6)之间的隔板下部开设有三号过水孔(55)，回流滗水区(5)包括反应池内的无动力滗水装置(51)，无动力滗水装置(51)通过三号过水孔(55)与清水区(6)连通，清水区(6)上方设有排水组件，排水组件与外部连通，所述进水管路(1)、预反应区(3)、回流滗水区(5)、清水区(6)、曝气组件(7)和碳源加药装置(8)均信号连接至控制器；
所述主反应区(4)包括支架(41)、穿孔排泥管(42)、主排泥管(43)和管路平台(45)；管路平台(45)位于反应池底部一侧，管路平台(45)顶部固定连接若干支架(41)，每个支架(41)上方分别固定连接一个穿孔排泥管(42)，且每个穿孔排泥管(42)均与主排泥管(43)相连通，主排泥管(43)的出口端接入回流滗水区(5)底部；
所述无动力滗水装置(51)包括导轨(511)、固定架(512)、滑环(514)、浮力结构(515)、一号定位方钢(513)、挡泥板(516)、软管结构、控制排水阀(519)、排水硬管(5110)、保护箱(5111)，固定架(512)为长方体框架结构，固定架(512)一侧设有保护箱(5111)，保护箱(5111)内部设有控制排水阀(519)，控制排水阀(519)输出端通过排水硬管(5110)固定连通至三号过水孔(55)，控制排水阀(519)进水端固定连通至软管结构出水端，软管结构进水端穿过一号定位方钢(513)连接至浮力结构(515)底部的连接架，连接架上方设有挡泥板(516)，且挡泥板(516)位于软管结构进水端正上方，浮力结构(515)两侧分别通过滑环(514)滑动套接至导轨(511)，导轨(511)固定至固定架(512)顶部，一号定位方钢(513)、软管结构均位于固定架(512)内部，控制排水阀(519)、常开式鸭嘴液位开关(5112)和常闭式鸭嘴液位开关(5113)均信号连接控制器；
一号定位方钢(513)、二号定位方钢(5114)限制浮力结构(515)最高、最低高度位置，控制浮力结构(515)在最高液位至最低液位范围利用浮力接纳上清液；
所述无动力滗水装置(51)还包括常开式鸭嘴液位开关(5112)和常闭式鸭嘴液位开关(5113)，在浮力结构(515)的右上角上沿位置设置常开式鸭嘴液位开关(5112)，在浮力结构(515)的左下角下沿位置设置常闭式鸭嘴液位开关(5113),常开式鸭嘴液位开关(5112)和常闭式鸭嘴液位开关(5113)与控制排水阀(519)联动控制进水阶段和滗水阶段的开始和停止；
所述曝气组件(7)包括罗茨风机(71)、风包(72)、曝气总管(73)、微孔曝气器(74)、曝气放空管(75)和电动放空阀(76)，罗茨风机(71)的输出端固定连通至风包(72)进口端，风包(72)出口端连通至曝气总管(73)一端，曝气总管(73)另一端依次固定连通至若干微孔曝气器(74)一端，微孔曝气器(74)另一端通过曝气放空管(75)固定连接至电动放空阀(76)，每个微孔曝气器(74)均位于穿孔排泥管(42)上端，罗茨风机(71)、电动放空阀(76)均信号连接至控制器。
2.根据权利要求1所述的一种农村生活污水处理用CAST工艺一体化反应池，其特征在于：所述进水管路(1)的出水口设有电磁流量计(11)，电磁流量计(11)信号连接至控制器。
3.根据权利要求1所述的一种农村生活污水处理用CAST工艺一体化反应池，其特征在于：所述生物选择区(2)池底设置有穿孔布水管(21)，且穿孔布水管(21)分别与进水管路(1)、污泥回流管(53)连通，所述穿孔布水管(21)斜向下45°开设有圆孔。
4.根据权利要求1所述的一种农村生活污水处理用CAST工艺一体化反应池，其特征在于：所述预反应区(3)内还设有潜水推流器(31)，潜水推流器(31)信号连接至控制器。
5.根据权利要求1所述的一种农村生活污水处理用CAST工艺一体化反应池，其特征在于：所述穿孔排泥管(42)底部左右两侧斜45°方向分别开设有若干进泥孔(44)，穿孔排泥管(42)内径范围为100mm～200mm，进泥孔(44)内径为20mm，且相邻进泥孔(44)之间的间距为150mm～200mm。
6.根据权利要求1所述的一种农村生活污水处理用CAST工艺一体化反应池，其特征在于：所述回流滗水区(5)还包括均位于反应池内的污泥回流泵(52)和排泥管路(54)，污泥回流泵(52)位于无动力滗水装置(51)一侧，污泥回流泵(52)的输出端与排泥管路(54)连通，且排泥管路(54)一侧与污泥回流管(53)相连通，污泥回流泵(52)信号连接至控制器。
7.根据权利要求1所述的一种农村生活污水处理用CAST工艺一体化反应池，其特征在于：所述排水组件包括自吸泵(61)和自吸排放管(62)，自吸排放管(62)的一端设置于清水区(6)内，另一端连通至自吸泵(61)的输入端，自吸泵(61)的输出端与外部连通，自吸泵(61)信号连接至控制器。
8.根据权利要求1所述的一种农村生活污水处理用CAST工艺一体化反应池，其特征在于：所述碳源加药装置(8)包括加药桶(81)、计量泵(82)和加药管路(83)，计量泵(82)的输入端固定连通至加药桶(81)，输出端固定连通至加药管路(83)，加药管路(83)与预反应区(3)连通，计量泵(82)信号连接至控制器。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 301712 No. 10, Man Wang Road, Jing Bin Industrial Park, Wuqing District, Tianjin. Applicant after: Dayu Rural Environmental Infrastructure Operation Service Co.,Ltd. Address before: 301712 No. 10, Man Wang Road, Jing Bin Industrial Park, Wuqing District, Tianjin. Applicant before: DAYU ENVIRONMENTAL PROTECTION (TIANJIN) Co.,Ltd. |
|
| CB02 | Change of applicant information | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |