CN114656105B

CN114656105B - 多功能废水处理装置

Info

Publication number: CN114656105B
Application number: CN202210257118.7A
Authority: CN
Inventors: 邓良伟; 陈子爱
Original assignee: Biogas Institute of Ministry of Agriculture
Current assignee: Biogas Institute of Ministry of Agriculture
Priority date: 2022-03-16
Filing date: 2022-03-16
Publication date: 2023-05-16
Anticipated expiration: 2042-03-16
Also published as: CN114656105A

Abstract

本发明公开了一种多功能废水处理装置，在主反应池内分隔形成有沉淀器和导流挡气板，沉淀器包括竖板、斜板和池墙，竖板和斜板固定连接，竖板、斜板分别垂直固定在主反应池前后两侧内壁上，斜板向池墙方向倾斜，斜板的倾斜端部和池墙形成有一缺口通道；导流挡气板位于沉淀器下方，与斜板平行，导流挡气板前后两端垂直固定在主反应池前后两侧内壁上，一侧固定在池墙上；主反应池上设有进水管，沉淀器正下方的主反应池底部设置有排泥管；沉淀器内上部设置有溢流槽，溢流槽的出水口连接有排水管，下部设置有多功能管。通过简单改变或运行模式的变化就可做成浓稀分流、厌氧、好氧、缺氧以及短程硝化‑厌氧氨氧化装置等多种废水处理系统。

Description

多功能废水处理装置

技术领域

本发明涉及一种废水处理装置，尤其涉及一种可以设置成浓稀分流、厌氧、好氧、缺氧等多功能的废水处理装置，属于环境工程废水处理领域。

背景技术

传统的废水处理装置往往只能实现单一功能。不管是活性污泥法、还是缺氧/好氧工艺，甚至接触氧化法等废水好氧处理工艺以及厌氧接触工艺中，一般都需要设置沉淀池，并且沉淀池与主反应池（曝气池或完全混合式厌氧反应器）分开建设。沉淀池与主反应池分开建设的废水处理装置，需要增加主反应池到沉淀池的管道和污泥、混合液回流设施，并且污泥、混合液回流也会增加动力。另外，沉淀池一般呈锥斗，会浪费锥斗下面的很大空间。因此，传统的主反应池、沉淀池分体式装置的工艺复杂，占地面大，投资运行费用高。

针对主反应池、沉淀池分体式装置存在的问题，也有曝气沉淀一体化装置实用新型专利的申请，例如，中国专利公开号CN209522634U公开了基于三相分离器原理的曝气沉淀一体化装置，公开日为2019年10月22日。该实用新型公开了第二导流板的下侧与第一导流板上侧侧面的垂直距离h为20～50厘米，第一导流板的倾斜角度a为40～60度，第二导流板的倾斜角度b为40～60度。没有说明第二导流板的下侧与第一导流板下侧水平距离，水平距离不够会导致曝气的气泡进入沉淀池（沉淀器），沉淀区就起不到沉淀作用。另外，沉淀器放在中间，沉淀器悬空在池中间，支撑比较困难，要牢固支持需要从池底做支架，耗费较多支撑的建材。经过申请人实验室研究发现，曝气池曝气时有气泡进入沉淀区扰动沉淀，并且沉淀区内积沉污泥，达不到良好的泥水分离效果。所以该实用新型需要设置过滤组件才能起到较好的泥水分离的效果，但是过滤组件容易堵塞，更换繁琐。

另外已有主反应池、沉淀池分体式装置以及基于三相分离器原理的曝气沉淀一体化装置的工艺固定，只能作为一种工艺使用，不够灵活。因此，有待于进一步改进。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的上述问题，提供一种多功能废水处理装置。本发明不仅能有效减少了占地面积，还能提高装置的灵活性，可以做成多种好氧、缺氧处理装置，增加了装置的灵活性。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种多功能废水处理装置，包括主反应池，其特征在于：主反应池内分隔形成有沉淀器和导流挡气板，沉淀器包括竖板、斜板和池墙，竖板和斜板固定连接，竖板、斜板分别垂直固定在主反应池前后两侧内壁上，斜板向池墙方向倾斜，斜板的倾斜端部和池墙形成有一缺口通道；导流挡气板位于沉淀器下方，与斜板平行，导流挡气板前后两端垂直固定在主反应池前后两侧内壁上，一侧固定在池墙上，导流挡气板的长度大于斜板延长到池墙的延长线长度；距离沉淀器最远端的主反应池上设有进水管，沉淀器正下方的主反应池底部设置有排泥管；沉淀器内上部设置有溢流槽，溢流槽的出水口连接有排水管，下部设置有多功能管。

所述多功能管在主反应池外与排水管、排泥管、布气管分别相连，相连管段上设置有阀门；打开与排泥管之间的阀门，关闭与排水管、空气管之间的阀门，多功能管作为排泥管；打开与排水管之间的阀门，关闭与排泥管、空气管之间的阀门，多功能管作为排水管；打开与空气管之间的阀门，关闭与排水管、排泥管之间的阀门，多功能管作为冲散浮渣、沉淀污泥的装置。

所述沉淀器设置为一个或多个。

所述竖板与斜板、池墙与导流挡气板之间的夹角均为140~150°。

所述溢流槽的堰板顶距离主反应池顶的距离为300~500mm。

所述多功能管为穿孔管，孔径15-30mm，孔间距100~200mm，管底与斜板的距离100~200mm。

所述斜板下部边沿与池墙的水平距离为100~200mm，斜板下部边沿与导流挡气板上部边沿的水平距离为100~200mm，斜板下部边沿与导流挡气板上部边沿垂直距离为350~500mm。

所述多功能废水处理装置作为浓稀分离装置时，排泥管用于排出浓污水，排出的浓污水进入中温厌氧消化装置进行厌氧处理；排水管和多功能管用于排出稀污水，排出的稀污水进入常温厌氧消化装置进行厌氧处理，或进入好氧处理系统进行好氧处理。

所述多功能废水处理装置作为沼气发酵或厌氧消化反应器时，主反应池顶部设置密封顶盖，密封顶盖上设置沼气导出管，沉淀器顶部敞开；主反应池内底部设置有与鼓风机连接的穿孔曝气管，穿孔孔径5-10mm，孔间距100~200mm，孔口45°朝下，曝气强度5~7L/(m³池容·min)。

所述多功能废水处理装置作为好氧池时，主反应池底部设置曝气器，曝气器连接有布气管。

所述多功能废水处理装置作为缺氧池时，在主反应池内设置有潜水搅拌机。

采用本发明的优点在于：

1.与CN209522634U相比，本发明在主反应池内上部设置有特定结构的沉淀器，与特定的导流挡气板结构配合，且沉淀器斜板与导流挡气板采用特定的垂直、水平距离，在平面上，沉淀器斜板与导流挡气板相互重叠，避免了主反应池曝气气泡进入沉淀器，泥水混合液在沉淀器不受曝气干扰而沉淀，达到良好的沉淀效果。沉淀器斜板与导流挡气板采用特定的垂直、水平距离，结合竖板与斜板、池墙与导流挡气板之间特定的夹角，在重力和斜板下方气流上升形成负压的作用下，沉淀器底部沉淀的污泥自动回到主反应池。另外沉淀器底部积沉的污泥还可以通过多功能管排泥或冲散污泥，确保沉淀器不会积沉污泥。

2.本发明设置多功能管，不但可实现装置灵活性，而且可以消除沉淀器的浮渣和沉淀物。

3. 本发明仅仅通过简单改变或运行模式的变化可以做成废水浓稀分离、厌氧、好氧、缺氧处理等多种装置，增加了装置的灵活性。

3. 本发明的沉淀器设置在主反应池的靠边墙处，不仅节省了建造沉淀器的材料，而且容易支撑、维护，可降低造价，沉淀器与导流挡气板配合还解决了沉淀器泥水分离的干扰问题。

4. 本发明在主反应池内上部设置有沉淀器，即将沉淀器与主反应池设置为一体化结构，不需要增加主反应池到沉淀池的管道和污泥、混合液回流设施，也不需要额外增加动力，还有效减少了占地面积。

附图说明

图1为本发明基本形剖面结构示意图；

图2为本发明基本形平面结构示意图；

图3为作为浓稀分离、沼气发酵装置的剖面图；

图4为作为好氧处理系统的剖面图；

图5为作为缺氧、厌氧氨氧化系统的剖面图。

图中标记为：1、主反应池；2、沉淀器；3、导流挡气板；4、进水管；5、排泥管；6、溢流槽；7、排水管；8、多功能管；9、竖板；10、斜板；11、池墙；12、穿孔曝气管；13、密封顶盖；14、沼气导出管；15、曝气器；16、布气管；17、搅拌机。

具体实施方式

实施例1

一种多功能废水处理装置，包括主反应池1，主反应池1内分隔形成有沉淀器2和导流挡气板3，沉淀器2包括竖板9、斜板10和与竖板9和斜板10相邻处的池墙11，竖板9和斜板10固定连接，竖板9、斜板10分别垂直固定在主反应池1前后两侧内壁上，斜板10向池墙11方向倾斜，斜板10的倾斜端部和池墙11形成有一缺口通道；导流挡气板3位于沉淀器2下方，与斜板10平行，导流挡气板3前后两端垂直固定在主反应池1前后两侧内壁上，一侧固定在池墙11上，导流挡气板3的长度大于斜板10延长到池墙11的延长线长度；距离沉淀器2最远端的主反应池1上设有进水管4，沉淀器2正下方的主反应池1底部设置有排泥管5；沉淀器2内上部设置有溢流槽6，溢流槽6的出水口连接有排水管7，下部设置有多功能管8。

所述多功能管8在主反应池1外与排水管7、排泥管5、布气管16分别相连，相连管段上设置有阀门；打开与排泥管之间的阀门，关闭与排水管、空气管之间的阀门，多功能管作为排泥管；打开与排水管之间的阀门，关闭与排泥管、空气管之间的阀门，多功能管作为排水管；打开与空气管之间的阀门，关闭与排水管、排泥管之间的阀门，多功能管作为冲散浮渣、沉淀污泥的装置。

所述沉淀器2设置为一个或多个。

所述竖板9与斜板10、池墙11与导流挡气板3之间的夹角均为140~150°。

所述溢流槽6的堰板顶距离主反应池1顶的距离为300~500mm。

所述多功能管8为穿孔管，孔径15-30mm，孔间距100~200mm，管底与斜板10的距离100~200mm。

所述斜板10下部边沿与池墙11的水平距离为100~200mm，斜板10下部边沿与导流挡气板3上部边沿的水平距离为100~200mm，斜板10下部边沿与导流挡气板3上部边沿垂直距离为350~500mm。

所述多功能废水处理装置作为浓稀分离装置时，通过重力沉淀，废水分离为有机物浓度较低的上部稀污水（占总污水量的60~90%）和有机物浓度较高的下部浓污水（占总污水量的10~40%）。

所述多功能废水处理装置作为浓稀分离装置时，沉淀器2的容积根据进水负荷确定，表面负荷在1.0~3.0m³/m²·h，沉淀器污水水力停留时间1.0~2.0h，沉淀器有效水深1.5~2.5m，主反应池有效水深3.0~6.0m，主反应池1有效容积为沉淀器有效容积的80~120%。下部浓污水由排泥管5排出，排出的浓污水进入中温厌氧消化装置进行厌氧处理，加热能源主要对中温厌氧消化装置进行加热，确保浓污水的厌氧消化温度；稀污水由排水管、多功能管排出，排出的稀污水进入常温厌氧消化装置进行厌氧处理，或进水好氧处理系统进行好氧处理；主反应池1内底部设置有与鼓风机连接的穿孔曝气管12，穿孔孔径5~10mm，孔间距100~200mm，孔口45°朝下，曝气强度1.5~2.5m³/h·m²；在多功能管排完上部稀污水后，开启鼓风机对浓污水进行搅拌混合，避免形成沉渣、浮渣，使浓污水、沉渣和浮渣都能排出主反应池而进入中温厌氧消化装置进行厌氧处理。

所述多功能废水处理装置作为浓稀分离装置时，多功能废水处理装置连续运行时稀污水由排水管7排出，运行结束1小时后，稀污水进一步由多功能管8排出，排出的稀污水进入常温厌氧消化装置进行厌氧处理，或进入好氧处理系统进行好氧处理。

该实施方式的优点在于，所述多功能废水处理装置作为浓稀分离装置时具有既能连续运行，也能序批式运行的优势，运行更加灵活，浓稀分离效果更好；并且设置了空气混合搅拌装置，能将沉渣和浮渣都能排出。

实施例2

本实施例与实施例1的不同在于：

所述多功能废水处理装置，在处理池体除沉淀器外的顶部加密封顶盖13并设沼气导出管14，多功能废水处理装置可以作为沼气发酵（厌氧消化）反应器（如图3上部所示），在厌氧条件下，微生物将有机物转成沼气（甲烷和二氧化碳），沼气从沼气导出管14排出，厌氧处理后的废水经过沉淀器沉淀后上清液从溢流堰溢出并通过排水管7排出，厌氧污泥通过排泥管5排出。

所述多功能废水处理装置作为沼气发酵（厌氧消化）反应器时，主反应池1顶部设置密封顶盖，进水管出口淹没于主反应池液面以下0.6m~1.5，距离主反应池池底0.3~0.5m。

所述多功能废水处理装置作为沼气发酵（厌氧消化）反应器时，沉淀器2的容积根据进水负荷确定，表面负荷在0.6~1.5 m³/m²·h，沉淀器2污水水力停留时间1.5~3.0h，沉淀器2有效水深1.5~2.5m，主反应池1有效水深3.5~10.0m；主反应池1有效容积根据废水类型、温度和容积有机负荷确定。

所述多功能废水处理装置作为沼气发酵（厌氧消化）反应器时，主反应池1内底部设置有与鼓风机连接的穿孔曝气管12，穿孔孔径5-10mm，孔间距100~200mm，孔口45°朝下，曝气强度5~7L/(m³池容·min)，每2~6小时曝气搅拌1次，每次搅拌时间1~3min，曝气气体采用空气。

该实施方式的优点在于，所述多功能废水处理装置作为沼气发酵（厌氧消化）反应器时，具有结构简单，造价低的优点；混合搅拌采用间歇空气搅拌，能提高大分子有机物水解效率进而提高产沼气效率，还具有脱硫作用。

实施例3

主反应池与沉淀器形结构与实施例2的结构相同。

所述多功能废水处理装置，在处理池体底部设置曝气器15并连接布气管16，控制主反应池溶解氧（DO）在1.0~3.0mg/L之间，多功能废水处理装置可以作为好氧活性污泥处理系统或缺氧/好氧处理系统的好氧池（O池）；控制主反应池溶解氧（DO）在0.3~1.0mg/L之间，多功能废水处理装置可以作为短程硝化-厌氧氨氧化的短程硝化反应器或者同步短程硝化-厌氧氨氧化系统（如图4所示）。

所述多功能废水处理装置作为废水处理好氧处理系统、或短程硝化-厌氧氨氧化的短程硝化反应器或者同步短程硝化-厌氧氨氧化系统时，沉淀器的容积根据进水负荷确定，表面负荷在0.6~1.5 m³/m²·h，沉淀器污水水力停留时间1.5~3.0h，沉淀器有效水深1.5~2.5m，主反应池有效水深4.5~5.5m；主反应池有效容积根据废水类型、温度和容积有机负荷和容积氮负荷确定。

所述多功能废水处理装置作为废水处理好氧处理系统时，采用间歇进水、曝气、沉淀、排水的方式运行，多功能管8作为排水管，废水处理装置可以作为序批式活性污泥系统。

实施例4

主反应池与沉淀器基本形结构与实施例2的基本结构相同。

所述多功能废水处理装置，在主反应池1安装潜水搅拌机17，取消或停止曝气器15、布气管16的运行，多功能废水处理装置可以作为缺氧/好氧处理系统的缺氧池（A池）、短程硝化-厌氧氨氧化的厌氧氨氧化反应器（如图5所示）。

图5与图4系统串联，增加图5到图4系统的出水回流，两个多功能废水处理装置可形成缺氧（A）-好氧（O）处理系统。

图4与图5系统串联，并调控图4的曝气系统风量将溶解氧控制在0.3~1.0mg/L，两个多功能废水处理装置可形成两步短程硝化-厌氧氨氧化的厌氧氨氧化系统。

该实施方式的优点在于，缺氧池（A池）带有沉淀器，能滞留污泥，不用污泥回流，避免了污泥回流带来好氧污泥的干扰，可以培养专性的反硝化污泥或厌氧氨氧化污泥。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的技术人员应当理解，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行同等替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神与范围。

Claims

1.一种多功能废水处理装置，包括主反应池（1），其特征在于：主反应池（1）内分隔形成有沉淀器（2）和导流挡气板（3），沉淀器（2）包括竖板（9）、斜板（10）和池墙（11），竖板（9）和斜板（10）固定连接，竖板（9）、斜板（10）分别垂直固定在主反应池（1）前后两侧内壁上，斜板（10）向池墙（11）方向倾斜，斜板（10）的倾斜端部和池墙（11）形成有一缺口通道；导流挡气板（3）位于沉淀器（2）下方，与斜板（10）平行，导流挡气板（3）前后两端垂直固定在主反应池（1）前后两侧内壁上，一侧固定在池墙（11）上，导流挡气板（3）的长度大于斜板（10）延长到池墙（11）的延长线长度；距离沉淀器（2）最远端的主反应池（1）上设有进水管（4），沉淀器（2）正下方的主反应池（1）底部设置有排泥管（5）；沉淀器（2）内上部设置有溢流槽（6），溢流槽（6）的出水口连接有排水管（7），下部设置有多功能管（8）；所述多功能管（8）在主反应池（1）外与排水管（7）、排泥管（5）、布气管（16）分别相连，相连管段上设置有阀门；打开与排泥管（5）之间的阀门，关闭与排水管（7）、布气管之间的阀门，多功能管（8）作为排泥管；打开与排水管（7）之间的阀门，关闭与排泥管（5）、布气管之间的阀门，多功能管（8）作为排水管；打开与布气管之间的阀门，关闭与排水管（7）、排泥管（5）之间的阀门，多功能管（8）作为冲散浮渣、沉淀污泥的装置。

2.根据权利要求1所述的多功能废水处理装置，其特征在于：所述竖板（9）与斜板（10）、池墙（11）与导流挡气板（3）之间的夹角均为140~150°。

3.根据权利要求2所述的多功能废水处理装置，其特征在于：所述溢流槽（6）的堰板顶距离主反应池（1）顶的距离为300~500mm。

4.根据权利要求3所述的多功能废水处理装置，其特征在于：所述多功能管（8）为穿孔管，孔径15-30mm，孔间距100~200mm，管底与斜板（10）的距离100~200mm。

5.根据权利要求4所述的多功能废水处理装置，其特征在于：所述斜板（10）下部边沿与池墙（11）的水平距离为100~200mm，斜板（10）下部边沿与导流挡气板（3）上部边沿的水平距离为100~200mm，斜板（10）下部边沿与导流挡气板（3）上部边沿垂直距离为350~500mm。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的多功能废水处理装置，其特征在于：所述多功能废水处理装置作为浓稀分离装置时，排泥管（5）用于排出浓污水，排出的浓污水进入中温厌氧消化装置进行厌氧处理；排水管（7）和多功能管（8）用于排出稀污水，排出的稀污水进入常温厌氧消化装置进行厌氧处理，或进入好氧处理系统进行好氧处理。

7.根据权利要求1-5中任一项所述的多功能废水处理装置，其特征在于：所述多功能废水处理装置作为沼气发酵或厌氧消化反应器时，主反应池（1）顶部设置密封顶盖（13），密封顶盖（13）上设置沼气导出管（14），沉淀器（2）顶部敞开；主反应池（1）内底部设置有与鼓风机连接的穿孔曝气管（12），穿孔孔径5-10mm，孔间距100~200mm，孔口45°朝下，曝气强度5~7L/(m³池容·min)。

8.根据权利要求1-5中任一项所述的多功能废水处理装置，其特征在于：所述多功能废水处理装置作为好氧池时，主反应池（1）底部设置曝气器（15），曝气器（15）连接有布气管（16）。

9.根据权利要求1-5中任一项所述的多功能废水处理装置，其特征在于：所述多功能废水处理装置作为缺氧池时，在主反应池（1）内设置有潜水搅拌机（17）。