CN114506922A - 无动力定水位自动排水器及其排水方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了无动力定水位自动排水器及其排水方法，主要涉及污泥沉淀排水领域。包括滗水短管、滗水干管和U形存水管；所述滗水短管顶部与滗水干管连通，所述滗水干管一端与U形存水管一端连通，所述U形存水管另一端为出水端。所述滗水短管可根据需要设置多个。所述U形存水管的出水端低于滗水短管最低端。本发明的有益效果在于：它应用于UniFedSBR池，即污水处理池，既解决了混合液溢流问题，也可在曝气结束后立即进入进水沉淀阶段，能有效地节省工作时间，缩短工作周期。本装置无电动设备、气动设备，无运转部件，结构简单、运行可靠，不会出现故障；可按设定的水位全自动运行，无需额外操作。装置用UPVC管及管件粘接而成，制作简便、成本低。

Description

无动力定水位自动排水器及其排水方法
技术领域
本发明涉及污泥沉淀排水领域，具体是无动力定水位自动排水器及其排水方法。
背景技术
UniFedSBR工艺是1998年由澳大利亚开发，并成功应用于实际生活污水处理厂的一种新型同步脱氮除磷工艺。UniFedSBR工艺本质上仍属于序批式活性污泥法(SBR)，但在进水方式和运行方式上有别于传统SBR工艺，一个典型的UniFedSBR运行周期包括进水/排水、曝气和沉淀三个阶段，如说明书附图图7所示。
UniFedSBR的工作过程是：在单一的SBR池中，在前一周期曝气阶段结束、污泥沉淀一定时间后，开始下一周期的进水和排水过程。污水从SBR池底部缓慢进入，通过设置在底部的布水器，直接、均匀地布水并穿过沉淀污泥层，泥和水不产生大的机械混合。该工艺的关键是实现进水与出水的良好分离，所以要采用较小的进水上升流速，防止因池底污泥受到扰动而影响上层出水水质。采用进水顶出水的排水方式，污泥层中来自前一周期的澄清水逐渐被后一周期进入的污水所取代，上层的澄清水靠滗水器或溢流装置排出池外。接着再先后进入好氧曝气阶段、沉淀阶段，依次循环。
UniFedSBR工艺在进水/排水阶段，SBR池底部污泥层中先后形成缺氧和厌氧环境，完成反硝化脱氮和厌氧释磷，在后续曝气阶段进行有机物降解、硝化作用和好氧吸磷过程，从而实现同步脱氮除磷。
由于UniFedSBR不设循环流，无需加化学药剂，不用隔板分区，在单一池中就可实现同步脱氮除磷，取得高质量的出水，因此被认为是一种很有研究和应用前景的一种新工艺。
UniFedSBR工艺通常采用进水顶出水的排水方式，排水结束后，SBR池处于最高水位，此时如果曝气的话，混合液将溢流。而且，如果曝气结束后直接进水，混合液也将溢流。为防止排水和曝气期间混合液溢流，常采取如下措施：
(1)曝气结束后，先沉淀一段时间再进水/排水；
(2)采用空气堰排水，即在出水溢流堰上方固定一密封罩，曝气时通入空气，迫使罩内水位下降，避免混合液溢流；排水时，排出空气，罩内水位上升，污水溢流。
以上措施有如下不足：
(1)曝气结束后需先沉淀才能进水/排水，仍有一定的“非工作时间”，延长了工作周期。
(2)空气堰结构复杂，可靠性差。
发明内容
本发明的目的在于提供无动力定水位自动排水器及其排水方法，它应用于UniFedSBR池，即污水处理池，既解决了混合液溢流问题，也可在曝气结束后立即进入进水沉淀阶段，能有效地节省工作时间，缩短工作周期。本装置无电动设备、气动设备，无运转部件，结构简单、运行可靠，不会出现故障；可按设定的水位全自动运行，无需额外操作。装置用UPVC管及管件粘接而成，制作简便、成本低。
本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：
无动力定水位自动排水器：包括滗水短管、滗水干管和U形存水管；所述滗水短管顶部与滗水干管连通，所述滗水干管一端与U形存水管一端连通，所述U形存水管另一端为出水端。所述滗水短管设有多个，多个滗水短管顶部均与滗水干管连通。所述U形存水管的出水端低于滗水短管最低端。
使用无动力定水位自动排水器进行排水的排水方法，包括以下步骤：
S1,在污水处理池内设置权利要求1-3所述的排水器装置，保持滗水短管的底部吸口向下，滗水短管的底部吸口高度处于污水处理池最低水位线高度位置；
S2,保证U形存水管内出水端高度以下的管段水封；
S3,污水处理池内污水进行曝气，滗水短管的底部吸口与大气相通；
S4,曝气阶段结束，立即从池底布水器进水，污水处理池进入沉淀阶段，即进水沉淀同步进行；
随着进水的进行，污水处理池水位逐渐上升，滗水短管底部吸口处于水位以下后，在排水器装置内存留的空气形成气封；同时，污水处理池内悬浮污泥逐渐沉淀；
继续随着进水的进行，滗水干管最终被上清液淹没，但由于气封作用，上清液不能经排水器装置流出池外；
继续随着进水的进行，污水处理池水位继续上升，排水器装置内的气压逐渐升高，U形存水管两侧竖向管体的水位差逐渐加大；
S5,继续随着进水的进行，污水处理池水位达到最高水位线高度位置时，U形存水两侧竖向管体的水压差达到最大，滗水短管内与池外的水压差开始大于排水器装置内的气压，气封作用被破坏，污水处理池的上层上清液开始经滗水短管、滗水干管和U形存水弯排出池外，进入排水阶段；在排水初期，污水处理池仍处于进水阶段，进水量达到设计水量后，进水阶段才结束；
S6,随着排水的进行，当污水处理池水位低于滗水干管后，由于虹吸作用，排水仍将持续；
S7,随着排水的进行，污水处理池内水位逐渐下降，达到最低水位后，滗水短管的底部吸口暴露在大气中，空气进入排水器装置，虹吸作用被破坏，排水阶段结束，U形存水管内根据连通器原理，出水端高度以下的管段会有存水水封；
S8,污水处理池内污水再次进行曝气，运行下一周期。
在排水阶段结束步骤前先结束进水阶段。
对比现有技术，本发明的有益效果在于：
本装置应用于UniFedSBR池，即污水处理池，仍采用进水顶出水的排水方。但因为在曝气和进水/沉淀阶段，池内水位低于最高水位，不会出现泥水混合液外流问题；进入排水阶段后，由于布水器的作用，是采用较小的进水上升流速，避免了因池底污泥受到扰动而影响上层水质，上层混合液不断开始进行经过沉淀，污泥层已在滗水短管的底部吸口以下，沉淀污泥也不会外流，即解决了混合液溢流问题。
在曝气结束后立即进入进水沉淀同时运行阶段，无需先沉淀再进水，彻底消除了“非工作时间”，最大限度地缩短了工作周期，提高了污水处理池的池容利用率。
本装置无电动设备、气动设备，无运转部件，操作简单、结构简单、运行可靠，不会出现故障；可按设定的水位全自动运行，无需额外操作。只需控制好充水比、进水流量和曝气时间即可。
装置用UPVC管及管件粘接而成，制作简便、成本低。
附图说明
附图1是本发明在污水处理池中使用状态图。
附图2是本发明在污水处理池中使用时，曝气阶段状态图。
附图3是本发明在污水处理池中使用时，进水沉淀同时进行阶段状态图。
附图4是本发明在污水处理池中使用时，临界进行排水时刻状态图。
附图5是本发明在污水处理池中使用时，排水阶段状态图。
附图6是本发明在污水处理池中使用时，虹吸作用被破坏、排水阶段结束，且曝气阶段之前阶段状态图。
附图7是UniFedSBR工艺流程示意图。
附图中所示标号：
1、滗水短管；2、滗水干管；3、U形存水管；4、出水端；5、布水器。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所限定的范围。
本发明所述是无动力定水位自动排水器及其排水方法。
无动力定水位自动排水器：如说明书附图图1所示，主体结构包括滗水短管1、滗水干管2和U形存水管3；所述滗水短管1顶部与滗水干管2连通，所述滗水干管2一端与U形存水管3一端连通，所述U形存水管3另一端为出水端。为了提高排水速度，所述滗水短管1设有多个，多个滗水短管1顶部均与滗水干管2连通，通过多个滗水短管1同时进行排水。所述U形存水管3的出水端低于滗水短管1最低端。
使用无动力定水位自动排水器进行排水的排水方法，包括以下步骤：
S1,在污水处理池内设置排水器装置，保持滗水短管1的底部吸口向下，滗水短管1的底部吸口高度处于污水处理池最低水位线高度位置；如说明书附图图2所示。
S2,保证U形存水管3内出水端高度以下的管段水封(上一排水循环结束时，U形存水管3内根据连通器原理，出水端高度以下的管段会有存水水封)；如说明书附图图2所示。
S3,污水处理池内水位在最低水位线高度时，污水处理池内污水进行曝气，滗水短管1的底部吸口与大气相通；如说明书附图图2所示。
S4,曝气阶段结束，立即从池底布水器5进水，污水处理池进入沉淀阶段，即进水沉淀同步进行；
随着进水的进行，污水处理池水位逐渐上升，滗水短管1底部吸口处于水位以下后，在排水器装置内存留的空气形成气封；同时，污水处理池内悬浮污泥逐渐沉淀；
继续随着进水的进行，滗水干管2最终被上清液淹没，但由于气封作用，上清液不能经排水器装置流出池外；
继续随着进水的进行，污水处理池水位继续上升，排水器装置内的气压逐渐升高，U形存水管3两侧竖向管体的水位差逐渐加大；如说明书附图图3所示。
S5,继续随着进水的进行，污水处理池水位达到最高水位线高度位置时，U形存水两侧竖向管体的水压差达到最大，滗水短管1内与池外的水压差开始大于排水器装置内的气压，气封作用被破坏，污水处理池的上层上清液开始经滗水短管1、滗水干管2和U形存水弯排出池外，进入排水阶段；如说明书附图图4所示。在排水初期，污水处理池仍处于进水阶段，进水量达到设计水量后，进水阶段才结束。
S6,随着排水的进行，当污水处理池水位低于滗水干管2后，由于虹吸作用，排水仍将持续；如说明书附图图5所示。
S7,随着排水的进行，污水处理池内水位逐渐下降，达到最低水位后，滗水短管1的底部吸口暴露在大气中，空气进入排水器装置，虹吸作用被破坏，排水阶段结束，U形存水管3内根据连通器原理，出水端高度以下的管段会有存水水封；如说明书附图图6所示。
S8,污水处理池内污水再次进行曝气，运行下一周期。如说明书附图图2所示。
为了保证排水阶段在最后时刻排出的水仍然为上清液，在排水阶段结束步骤前先结束进水阶段。
综上所述：
本装置应用于UniFedSBR池，即污水处理池，仍采用进水顶出水的排水方。但因为在曝气和进水/沉淀阶段，池内水位低于最高水位，不会出现泥水混合液外流问题；进入排水阶段后，由于布水器5的作用，是采用较小的进水上升流速，避免了因池底污泥受到扰动而影响上层水质，上层混合液不断开始进行经过沉淀，污泥层已在滗水短管1的底部吸口以下，沉淀污泥也不会外流，即解决了混合液溢流问题。
在曝气结束后立即进入进水沉淀同时运行阶段，无需先沉淀再进水，彻底消除了“非工作时间”，最大限度地缩短了工作周期，提高了污水处理池的池容利用率。
本装置无电动设备、气动设备，无运转部件，操作简单、结构简单、运行可靠，不会出现故障；可按设定的水位全自动运行，无需额外操作。只需控制好充水比、进水流量和曝气时间即可。装置用UPVC管及管件粘接而成，制作简便、成本低。

Claims (5)

1.无动力定水位自动排水器，其特征在于：包括滗水短管(1)、滗水干管(2)和U形存水管(3)；
所述滗水短管(1)顶部与滗水干管(2)连通，所述滗水干管(2)一端与U形存水管(3)一端连通，所述U形存水管(3)另一端为出水端。
2.根据权利要求1所述无动力定水位自动排水器，其特征在于：所述滗水短管(1)设有多个，多个滗水短管(1)顶部均与滗水干管(2)连通。
3.根据权利要求2所述无动力定水位自动排水器，其特征在于：所述U形存水管(3)的出水端低于滗水短管(1)最低端。
4.使用权利要求1-3任意一项所述无动力定水位自动排水器进行排水的排水方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1,在污水处理池内设置权利要求1-3所述的排水器装置，保持滗水短管(1)的底部吸口向下，滗水短管(1)的底部吸口高度处于污水处理池最低水位线高度位置；
S2,保证U形存水管(3)内出水端高度以下的管段水封；
S3,污水处理池内污水进行曝气，滗水短管(1)的底部吸口与大气相通；
S4,曝气阶段结束，立即从池底布水器(5)进水，污水处理池进入沉淀阶段，即进水沉淀同步进行；
随着进水的进行，污水处理池水位逐渐上升，滗水短管(1)底部吸口处于水位以下后，在排水器装置内存留的空气形成气封；同时，污水处理池内悬浮污泥逐渐沉淀；
继续随着进水的进行，滗水干管(2)最终被上清液淹没，但由于气封作用，上清液不能经排水器装置流出池外；
继续随着进水的进行，污水处理池水位继续上升，排水器装置内的气压逐渐升高，U形存水管(3)两侧竖向管体的水位差逐渐加大；
S5,继续随着进水的进行，污水处理池水位达到最高水位线高度位置时，U形存水两侧竖向管体的水压差达到最大，滗水短管(1)内与池外的水压差开始大于排水器装置内的气压，气封作用被破坏，污水处理池的上层上清液开始经滗水短管(1)、滗水干管(2)和U形存水弯排出池外，进入排水阶段；在排水初期，污水处理池仍处于进水阶段，进水量达到设计水量后，进水阶段才结束；
S6,随着排水的进行，当污水处理池水位低于滗水干管(2)后，由于虹吸作用，排水仍将持续；
S7,随着排水的进行，污水处理池内水位逐渐下降，达到最低水位后，滗水短管(1)的底部吸口暴露在大气中，空气进入排水器装置，虹吸作用被破坏，排水阶段结束，U形存水管(3)内根据连通器原理，出水端高度以下的管段会有存水水封；
S8,污水处理池内污水再次进行曝气，运行下一周期。
5.根据权利要求4所述使用无动力定水位自动排水器进行排水的排水方法，其特征在于：在排水阶段结束步骤前先结束进水阶段。
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