CN113620428B - 用于一体化生活污水处理设备的缺氧池配水系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于一体化生活污水处理设备的缺氧池配水系统及配水方法。配水系统主要包括预配水区、配水区、布水器、收水区，配水方法包括预混合、重力配水、向上布水和污泥回流混合四个阶段。该配水系统及方法采用重力配水，可节省系统能耗，并保证配水均匀，防止污泥沉积，提升除碳、脱氮脱磷的效果。

Description

用于一体化生活污水处理设备的缺氧池配水系统及方法

技术领域

本发明属于环保水处理设备技术领域，具体涉及一种用于污水处理的进水配水设备。

背景技术

目前，环境保护理念深入人心，污水达标排放对人类文明的健康绿色发展具有深远而重大的意义。我国近几年大力发展城市、人群聚集区的污水处理系统，而在一些远离人群聚集区、远离大型污水处理系统的区域，因其污水排放量小、管道输送成本造价高，急需一体化生活污水处理设备。

生活污水的脱氮除磷技术主要是AAO工艺、氧化沟法和SBR法。现有的一体化生活污水处理设备生化段目前主要采用AAO工艺(厌氧-缺氧-好氧)，各设备主要区别在生化段是否有填料，泥水分离部分采用沉淀池或MBR膜分离等，但主体工艺仍然为AAO工艺。AAO法在去除有机碳污染物的同时，还能去除污水中的氮和磷，与普通活性污泥法二级处理后再进行深度处理相比，不仅占地面积小、建设和改造的投资少、能源消耗小、运行费用低，而且没有大量的化学污泥，具有良好的环境效益。

然而，由于处理工艺中存在污泥回流(又称外回流)、硝化液回流(又称内回流)、总进水等三种不同功能的管路，在缺氧池内三个管路需保证配水均匀，否则可能降低氮磷的过滤效果、同时处理设备挂泥率高、能耗大，对后续污水处理影响较大。

目前解决上述问题主要通过以下两种方案：

现有技术中公开了一种充氧和厌氧污泥消解生化装置(CN111453843A)，主管道框架上配设了支管路、浮沉管舱、搅拌器、密封空气舱、微孔曝气单元、填料单元等结构；该方案采用潜水搅拌机，将各管路出水搅拌均匀，但存在搅拌有死角、处理量小时搅拌机选型困难、能耗高且包括水下用电设备等缺点，日常运作成本高、维护复杂；

现有技术中还公开了一种高效同步硝化反硝化反应器(CN112250186A)，所述反应器包括缺氧区，所述缺氧区包括缺氧区本体、配水支管、空气搅拌系统和集水槽；此种方案采用空气搅拌，即在缺氧池底部通入空气管，采用穿孔搅拌方式，此种方案主要存在空气管易堵塞，易造成缺氧池溶解氧过高，影响反硝化进行，而且需要消耗风机气量，增加一定能耗。

现有的缺氧池配水系统均未能解决缺氧池的配水不均问题，或者虽然解决了均匀配水的问题，却降低了除磷效率、反硝化作用的效果，进而导致出水水质劣化的问题。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种用于一体化生活污水处理设备的缺氧池配水系统及方法，能够有效的促进硝化液回流与总进水、缺氧池出水与污泥的均匀混合，提升缺氧池的反硝化作用，防止缺氧池污泥沉积，提高厌氧池的除磷效率。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

第一方面，本发明公开了一种用于一体化生活污水处理设备的缺氧池配水系统；所述系统包括预配水区、配水区、布水区和收水区：

所述预配水区，包括至少一个预配水槽和总进水管、硝化液回流管，所述预配水槽设置在缺氧池上方，总进水管和硝化液回液管连接到预配水槽；

所述配水区，包括至少一个配水槽和配水支管，所述配水支管一端连通到配水槽内，另一端伸入缺氧池上方；

所述布水区，设置在缺氧池内部，包括配水软管和设置在缺氧池底部的布水器，配水软管一端连通配水支管伸入缺氧池上方的配水支管，配水软管的另一端连通布水器；

收水区，包括至少一个集水槽、缺氧池出水管和污泥回流管，缺氧池顶部和集水槽连通，污泥回流管连通到集水槽，集水槽通过缺氧池出水管连通缺氧池的后续处理设备。

而且，所述一体化生活污水处理设备为倒置式AAO工艺设备。

而且，所述后续处理设备为厌氧池；

而且，所述配水区设置在预配水区的两侧或周围；所述预配水区的混合液可以平均分配到配水区；

而且，所述配水支管为多个，所述配水支管垂直向下伸入缺氧池上方，所述配水支管均匀排布在配水槽底；

而且，所述布水器为多个，所述布水器包括布水头，所述布水头为穿孔管、喷头、滤头或旋转布水头；

而且，所述布水器均匀布设于缺氧池底平面；或所述布水器布设于缺氧池中污泥沉积区或水流的死角处；

而且，所述布水器的布水头出水方向设置为朝向上方，最好是垂直向上，使得污水进入缺氧池后形成上升流；

而且，所述缺氧池的顶部设置有出水堰，所述出水堰为三角堰；

所述出水堰与池底布水器对应，防止污水短流，并可保证污水在上升过程中均匀成层上升，接近理想状态的上升流态。

第二方面，本发明公开了一种用于倒置式AAO工艺的缺氧池配水系统，所述系统由预配水区、配水区、布水区、收水区组成；

所述预配水区，包括预配水槽和总进水管、硝化液回流管，所述预配水槽设置在缺氧池上方，总进水管和硝化液回液管连接到预配水槽；

所述配水区，包括配水槽和配水支管，所述配水支管一端连通到配水槽内，另一端伸入缺氧池上方；

所述布水区，设置在缺氧池内部，包括配水软管和设置在缺氧池底部的布水器，配水软管一端连通配水支管伸入缺氧池上方的配水支管，配水软管的另一端连通布水器；

收水区，包括集水槽、缺氧池出水管和污泥回流管，缺氧池顶部和集水槽连通，污泥回流管连通到集水槽，集水槽通过缺氧池出水管连通缺氧池的后续处理设备。

而且，所述配水支管为多个，所述配水支管垂直向下伸入缺氧池上方，所述配水支管均匀排布在配水槽底；

而且，所述布水器为多个，所述布水器均匀布设于缺氧池底；或所述布水器布设于缺氧池中污泥沉积区或水流的死角处；

而且，所述缺氧池的顶部设置有出水堰，所述出水堰为三角堰；

所述出水堰与池底布水器对应，防止污水短流，并可保证污水在上升过程中均匀成层上升，接近理想状态的上升流态。

第三方面，本发明公开了一种一体化生活污水处理设备，所述设备包括依次连接的缺氧池、厌氧池和好氧池，所述缺氧池包括缺氧池配水系统；

所述配水系统包括总进水管、硝化液回流管、污泥回流管和缺氧池出水管，所述系统由预配水区、配水区、布水区、收水区组成：

所述预配水区，包括预配水槽和总进水管、硝化液回流管，所述预配水槽设置在缺氧池上方，总进水管和硝化液回液管连接到预配水槽；

所述配水区，包括配水槽和配水支管，所述配水支管一端连通到配水槽内，另一端伸入缺氧池上方；

所述布水区，设置在缺氧池内部，包括配水软管和设置在缺氧池底部的布水器，配水软管一端连通配水支管伸入缺氧池上方的配水支管，配水软管的另一端连通布水器；

收水区，包括集水槽、缺氧池出水管和污泥回流管，缺氧池顶部和集水槽连通，污泥回流管连通到集水槽，集水槽通过缺氧池出水管连通缺氧池的后续处理设备。

而且，所述配水支管为多个，所述配水支管垂直向下伸入缺氧池上方，所述配水支管均匀排布在配水槽底；

而且，所述布水器为多个，所述布水器均匀布设于缺氧池底；或所述布水器布设于缺氧池中污泥沉积区或水流的死角处；

而且，所述缺氧池的顶部设置有出水堰，所述出水堰为三角堰；

所述出水堰与池底布水器对应，防止污水短流，并可保证污水在上升过程中均匀成层上升，接近理想状态的上升流态。

第四方面，本发明公开了一种用于一体化生活污水处理设备的缺氧池配水方法，所述污水处理设备包括依次设置的缺氧工艺段、厌氧工艺段和好氧工艺段；

所述缺氧池配水方法包括预混合、重力配水、向上布水和污泥回流混合四个阶段：

第一阶段，预混合好氧工艺段的硝化液通过硝化液回流管进入预配水槽，污水通过总进水管进入预配水槽，硝化液和污水在预配水区进行预混合；

第二阶段，与硝化液预混合后的污水，平均分配至两侧或周围的配水区，污水通过配水区的多根配水支管进行重力配水；

第三阶段，污水通过配水支管连接到布水器中，并通过向上设置的布水头向上布水，形成上升流；

第四阶段，在缺氧池进行反硝化作用后，处理过的污水在缺氧池顶部进入出水堰，出水堰口的均匀出水由集水槽收集后，与通过污泥回流管回流至集水槽的污泥混合后，通过缺氧池出水管流向厌氧工艺段。

而且，所述出水堰为三角堰，通过对常规单侧出水堰的调整，与池底布水器对应，防止污水短流，保证污水在上升过程中均匀成层上升。

污水在缺氧池顶部进入出水堰，出水堰采用三角堰布置；出水堰对常规单侧常规出水堰就行调整，保证与池底布水器对应，防止污水短流，并可保证污水在上升过程中均匀成层上升，接近理想状态的上升流态。出水堰口设置三角堰，保证出水均匀性，经集水槽收集后，与回流污泥混合进入厌氧池。

与现有技术相比，本发明通过硝化液回流管及总进水管进入缺氧池时进行的混后配水系统，在缺氧池配置底部布水系统，使混合后的污水为上升流，缺氧池出水升至混合污泥回流后进入厌氧池等后续工艺。

本发明的配水系统采用重力配水，可节省系统能耗，并保证配水均匀。本发明提供的缺氧池利用自由水头均匀配水系统，解决了常规缺氧池潜水搅拌机耗能问题、曝气管增加缺氧池含氧量的问题，并且不增加系统额外的能耗。

综上所述，使用本发明的技术方案，特别适用于倒置AAO工艺缺氧池配水系统，本系统不采用潜水搅拌机或空气搅拌，仅利用硝化液回流或污泥回流自由水头差，能够解决硝化液回流与总进水配水不均匀导致的反硝化不彻底的问题，缺氧池配水不均匀导致的污泥沉积，防止缺氧池出水与污泥混合不均匀导致的除磷效率低；解决缺氧池如采用水力搅拌强度不够，采用机械搅拌能耗过大的问题；以及由于缺氧池内污泥存在死角，利用率低和缺氧池出水不均匀，出水存在的短流问题，具有广泛的实用前景。

附图说明

图1为本发明实施例1中的上层平面布置图。

图2为本发明实施例1中的下层平面布置图。

图3为本发明实施例1中的剖面图。

其中：1-硝化液回流管；2-总进水管；3-污泥回流管；4-缺氧池出水管；5-预配水区；6-配水区；7-配水支管；8-缺氧池出水堰；9-集水槽；10-布水器；11-配水软管。

具体实施方式

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图和具体的实施例对上述技术方案做详细的说明，但本发明不仅限于这些具体的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

以下结合附图对实施例作详细说明。此外，下面所示的实施例不对权利要求所记载的发明的内容起任何限定作用。另外，下面实施例所表示的构成的全部内容不限于作为权利要求所记载的发明的解决方案所必需的。

请参考附图1-3，本实施例提供的整套系统可以理解为总进水、硝化液回流管混合后，经缺氧池污泥反应后，出水与污泥回流混合，最终汇总接入后续处理构筑物(厌氧池)。

系统主要部件为预配水区5、配水区6、布水器10、收水区组成，其中硝化液回流管道、总进水管2、污泥回流管3、缺氧池出水管4为正常配置，可以用其他形式替代。本系统特别适用于倒置AAO工艺，总进水管2、硝化液回流管作为输入端，污泥回流管3与缺氧池出水槽作为输出端，两处出水混合后进入厌氧池。

本实施例中的一体化生活污水处理设备为倒置式AAO工艺设备。

具有优良脱氮工艺的倒置AAO工艺(缺氧-厌氧-好氧)因将缺氧池前置，满足反硝化对碳源的需求，可取消初沉池或缩短初沉时间，省去了混合液内回流，能够提高生化反应系统对氮、磷的去除效率，越来越受一体化生活污水处理系统青睐。

本实施例的配水系统主要由预配水区5、配水区6、布水区和收水区组成。

所述预配水槽和配水槽均设置在缺氧池上方，所述配水区6设置在预配水区5的两侧或周围；所述预配水区5的混合液可以平均分配到配水区6。

所述预配水区5，包括预配水槽和总进水管2、硝化液回流管1，来自好氧池末端的硝化液经硝化液回流管1与来自调节池的污水经污水总进水管2在预配水区5的区域进行预混合，保证混合均匀。

在本实施例中硝化液回流管1及总进水管2进入缺氧池时进行的混后配水系统，配水为底部配水系统。本系统中总进水管2和硝化液回液管连接到预配水槽的下部，而预配水区5的混合液流经配水区6和预配水区5之间的较低的挡板，溢流至配水区6，预配水区5的流体提升并落入配水区6，势能转化为动能，形成剧烈的湍流和扰流，提升硝化液和污水的混合效果。

之后进入配水区6进行配水，所述配水区6包括两个配水槽和配水支管7，所述配水支管7一端连通到配水槽内，另一端伸入缺氧池上方。

所述配水支管7为两组共16个，每个配水槽配置8个，所述配水支管7垂直向下伸入缺氧池上方，所述配水支管7均匀排布在配水槽底；

所述布水器10为16个，所述布水器10包括布水头，所述布水头为穿孔管、喷头、滤头或旋转布水头。

所述布水区，设置在缺氧池内部，包括配水软管11和设置在缺氧池底部的布水器10，配水软管11一端连通配水支管7伸入缺氧池上方的配水支管7，配水软管11的另一端连通布水器10。

所述布水器10均匀布设于缺氧池底平面；或所述布水器10布设于缺氧池中污泥沉积区或水流的死角处；所述布水器10的布水头出水方向设置为垂直向上，使得污水进入缺氧池后形成上升流；可避免发生缺氧池内污泥存在死角、利用率低的问题。

通过配水支管7以及与配水支管7相连的配水软管11和布水器10，污水混合后进入池底，并形成上升流；混合后的污水采用上升流，缺氧池出水混合污泥回流后进入厌氧池系统。采用重力配水，可节省系统能耗，并保证配水均匀。

所述配水支管7一端连通到配水槽内，另一端伸入缺氧池上方。

所述收水区包括集水槽9、缺氧池出水管和污泥回流管3，缺氧池顶部的顶部设置有出水堰，所述出水堰为三角堰；所述出水堰和集水槽9连通，污泥回流管3连通到集水槽9，集水槽9通过缺氧池出水管连通缺氧池的后续处理设备厌氧池；经过处理后的污水，上升至上部，经缺氧池顶部的出水堰8收集后，与来自沉淀池的回流污泥经污泥回流管3混合，进入集水槽9，通过缺氧池出水管4(厌氧池进水管)最终进入厌氧池。所述出水堰与池底布水器10对应，防止污水短流，并可保证污水在上升过程中均匀成层上升，接近理想状态的上升流态。缺氧池利用自由水头均匀配水系统，解决了常规缺氧池潜水搅拌机耗能问题和穿孔管增加缺氧池含氧量的问题，并且不增加系统额外的能耗。

该系统主要流程为硝化液回流管1及进水管进入预配水区5混合均匀后，平均分配至两侧配水区6，配水区6内安装有垂直向下的多根配水支管7，支管通过软管与下部布水器10相连，底部布水器10均匀布设于池底。布水器10经过优化设计，可利用配水区6与缺氧池自由水头差，在底部形成一定的冲刷作用，保证污水及污泥不至于沉积在底部，减少污泥沉积造成的局部死角污泥区厌氧，防止大块松散污泥整体上浮；由于缺氧池内污泥均能与污水混合，使池体内部有效利用率增加，设计时可相应增加缺氧池容积负荷。污水与污泥混合后，采取上升流，污泥在水中处于流化状态，使反硝化细菌与硝态氮充分接触，提高反硝化效率。使用本发明的技术方案，能够解决硝化液回流与总进水配水不均匀导致的反硝化不彻底的问题，防止缺氧池配水不均匀导致的污泥沉积。

污水在缺氧池顶部进入出水堰，出水堰采用三角堰布置；出水堰对常规单侧常规出水堰就行调整，保证与池底布水器10对应，防止污水短流，并可保证污水在上升过程中均匀成层上升，接近理想状态的上升流态。出水堰口设置三角堰，保证出水均匀性，经集水槽9收集后，与回流污泥混合进入厌氧池；由于污泥回流并非常规的直接回流进入厌氧池，而是进入缺氧池出水堰8，可保证缺氧池出水与污泥在污泥混合区的均匀分散。混合后的总出水进入厌氧池，防止缺氧池出水与污泥混合不均匀导致的除磷效率低，保证除磷效率的提高，减轻后续工艺段除磷的压力；同时，集水槽9的设置也使得缺氧池出水稳定，避免由于出水不均匀存在的短流问题，使得后续的厌氧工艺段的条件更易于控制。

尽管已描述了本发明的实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (6)

1.用于一体化生活污水处理设备的缺氧池配水系统，其特征在于：所述系统包括预配水区、配水区、布水区和收水区：

所述预配水区，包括至少一个预配水槽和总进水管、硝化液回流管，总进水管和硝化液回液管连接到预配水槽；

所述配水区，包括至少一个配水槽和配水支管，所述配水支管一端连通到配水槽内，另一端伸入缺氧池上方；所述配水支管为多个，所述配水支管垂直向下伸入缺氧池上方，所述配水支管均匀排布在配水槽底；

所述布水区，设置在缺氧池内部，包括配水软管和设置在缺氧池底部的布水器，配水软管一端连通配水支管伸入缺氧池上方的配水支管，配水软管的另一端连通布水器；

收水区，包括至少一个集水槽、缺氧池出水管和污泥回流管，缺氧池顶部和集水槽连通，污泥回流管连通到集水槽，集水槽通过缺氧池出水管连通缺氧池的后续处理设备，所述后续处理设备为厌氧池；

所述缺氧池的顶部设置有出水堰，所述出水堰与所述集水槽连通；

所述预配水槽和配水槽均设置在缺氧池上方，所述配水区设置在预配水区的两侧或周围；所述预配水区的混合液可以平均分配到所述配水区；

来自好氧池末端的硝化液经所述硝化液回流管与来自调节池的污水经所述总进水管在所述预配水区的区域进行预混合，保证混合均匀；

所述总进水管和所述硝化液回液管连接到所述预配水槽的下部，而所述预配水区的混合液流经所述配水区和所述预配水区之间的较低的挡板，溢流至所述配水区，所述预配水区的流体提升并落入所述配水区；

所述布水器布设于缺氧池中污泥沉积区或水流的死角处；所述布水器的布水头出水方向设置为垂直向上，使得污水进入缺氧池后形成上升流；

经过处理后的污水，上升至上部，经缺氧池顶部的所述出水堰收集后，与来自沉淀池的回流污泥经所述污泥回流管混合，进入所述集水槽，通过所述缺氧池出水管最终进入厌氧池；所述出水堰与池底布水器对应，防止污水短流，并可保证污水在上升过程中均匀成层上升，接近理想状态的上升流态。

2.如权利要求1所述的缺氧池配水系统，其特征在于，所述布水器为多个，所述布水器包括布水头，所述布水头为穿孔管、喷头、滤头或旋转布水头。

3.如权利要求1所述的缺氧池配水系统，其特征在于，所述出水堰为三角堰。

4.一种一体化生活污水处理设备，所述设备包括依次连接的缺氧池、厌氧池和好氧池，其特征在于，所述设备采用如权利要求1~3任一项所述的缺氧池配水系统；所述缺氧池包括缺氧池配水系统：

所述缺氧池配水系统由预配水区、配水区、布水区、收水区组成：

所述缺氧池配水系统包括总进水管、硝化液回流管、污泥回流管和缺氧池出水管；

所述预配水区，包括预配水槽和总进水管、硝化液回流管，所述预配水槽设置在缺氧池上方，总进水管和硝化液回液管连接到预配水槽；

所述配水区，包括配水槽和配水支管，所述配水支管一端连通到配水槽内，另一端伸入缺氧池上方；

所述布水区，设置在缺氧池内部，包括配水软管和设置在缺氧池底部的布水器，配水软管一端连通配水支管伸入缺氧池上方的配水支管，配水软管的另一端连通布水器；

收水区，包括集水槽、缺氧池出水管和污泥回流管，缺氧池顶部和集水槽连通，污泥回流管连通到集水槽，集水槽通过缺氧池出水管连通缺氧池的后续处理设备。

5.一种用于一体化生活污水处理设备的缺氧池配水方法，应用如权利要求1-3所述的缺氧池配水系统，其特征在于：

所述一体化生活污水处理设备包括依次设置的缺氧工艺段、厌氧工艺段和好氧工艺段；

所述缺氧池配水方法包括预混合、重力配水、向上布水和污泥回流混合四个阶段：

第一阶段，预混合好氧工艺段的硝化液通过硝化液回流管进入预配水槽，污水通过总进水管进入预配水槽，硝化液和污水在预配水区进行预混合；

第二阶段，与硝化液预混合后的污水，平均分配至两侧或周围的配水区，污水通过配水区的多根配水支管进行重力配水；

第三阶段，污水通过配水支管连接到布水器中，并通过向上设置的布水头向上布水，形成上升流；

第四阶段，在缺氧池进行反硝化作用后，处理过的污水在缺氧池顶部进入出水堰，出水堰口的均匀出水由集水槽收集后，与通过污泥回流管回流至集水槽的污泥混合后，通过缺氧池出水管流向厌氧工艺段。

6.如权利要求5所述的缺氧池配水方法，其特征在于：所述出水堰为三角堰，通过对常规单侧出水堰的调整，与池底布水器对应，防止污水短流，保证污水在上升过程中均匀成层上升。