CN114853118A - 一种污水处理装置、系统及方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及污水处理技术领域，具体而言，涉及一种污水处理装置、系统及方法。该污水处理装置包括主体及出料管；主体的侧面设置有进料口，主体的底部设置有出料口，出料管与主体的顶部连通；其中，主体用于使得进料口输入的物料在主体内形成旋流，以将物料分离为轻质物料及重质物料，且轻质物料经出料管导出，重质物料经出料口导出。该污水处理装置能够使得内部的物料形成旋流，进而能够对内部的物料进行分离，而且通过将该污水处理装置设置于污水处理系统的不同位置，便可以对污水处理系统中的污水及污泥进行强化处理，从而能够强化污泥沉降性，改善微生物形态，并提高污水处理系统的出水水质，还能够实现污水处理系统的不停水改造。

Description

一种污水处理装置、系统及方法

技术领域

本申请涉及污水处理技术领域，具体而言，涉及一种污水处理装置、系统及方法。

背景技术

据统计，约27％的污水处理厂水力负荷达设计能力的80％以上；约7％的污水处理厂水力负荷达设计能力的100％以上；水量高峰时存在溢流风险。

随着污水收集率与污染物浓度水平的进一步提高，污水厂的水力负荷与污染物浓度负荷也会相应增大。污水处理厂面临着水量和水质的超负荷运行的局面，污泥沉降性变差、污泥膨胀、生化池浮泥、二沉池跑泥、二沉池负荷过高导致的溢流及出水水质不达标等问题困扰着污水处理厂的运行。

针对这些问题，现有的改造工艺如膜过滤(MBR)及生化池投加填料(MBBR)等，虽然可以缓解上述问题，但是投资运行成本高，改造复杂，阻碍了运营问题的解决。

发明内容

本申请提供一种污水处理装置、系统及方法，以改善上述问题。

本发明具体是这样的：

一种污水处理装置，包括主体及出料管；

主体的侧面设置有进料口，主体的底部设置有出料口，出料管与主体的顶部连通；

其中，主体用于使得进料口输入的物料在主体内形成旋流，以将物料分离为轻质物料及重质物料，且轻质物料经出料管导出，重质物料经出料口导出。

在本发明的一种实施例中，进料口的轴线方式与主体的外周面相切。

在本发明的一种实施例中，主体的外周面布置有多个固定部；多个固定部绕主体的轴线布置。

在本发明的一种实施例中，出料管的部分位于主体内，出料管的其余部分位于主体外；出料管位于主体内的一端位于进料口所处的水平面的下方。

在本发明的一种实施例中，主体包括第一分部及第二分部，第一分部与第二分部连接，并共同形成容置物料的内腔；

第一分部柱型，第二分部为锥形；

出料口与第二分部连通，进料口及出料管均与第一分部连通。

一种污水处理系统，包括第一处理池、第二处理池、第三处理池、沉淀池、储泥池以及多个上述的污水处理装置；

第一处理池、第二处理池、第三处理池、沉淀池及储泥池依次管路连通；

多个污水处理装置中的第一污水处理装置的第一进料口与外部污水源连通，第一污水处理装置的第一出料管与第一处理池连通；

多个污水处理装置中的第二污水处理装置的第二进料口与第三处理池连通，第二污水处理装置的第二出料口与第一处理池连通，第二污水处理装置的第二出料管与储泥池连通；

多个污水处理装置中的第三污水处理装置的第三进料口与沉淀池的排泥口连通，第三污水处理装置的第三出料口与第一处理池连通，第三污水处理装置的第三出料管与储泥池连通。

在本发明的一种实施例中，第一处理池为厌氧池或缺氧池；第二处理池为缺氧池或好氧池；第三处理池为好氧池或缺氧池。

在本发明的一种实施例中，污水处理系统还包括回流管，回流管将排泥口与第一处理池连通。

在本发明的一种实施例中，第三出料口与回流管连通。

一种污水处理方法，采用上述的污水处理系统，污水处理方法包括：

将污水导入第一污水处理装置，第一污水处理装置将污水中的砂砾分离；第一污水处理装置中的砂砾经第一出料口导出，第一污水处理装置中的污水经第一出料管导入第一处理池；

第一处理池对污水进行处理，并将处理后的污水导入第二处理池；第二处理池对污水进行处理，并将处理后的污水导入第三处理池；

第三处理池对污水进行处理；将处理后的污水导入沉淀池，并将第三处理池中的污泥经第二进料口导入第二污水处理装置；

第二污水处理装置中的底流污泥经第二出料口导入第一处理池，第二污水处理装置中的溢流污泥经第二出料管导入储泥池；

沉淀池上部的污泥经溢流口导入储泥池；沉淀池底部的部分污泥经回流管回流至第一处理池，沉淀池底部的其余部分污泥经第三进料口导入第三污水处理装置；

第三污水处理装置中的底流污泥经第三出料口导入第一处理池，第三污水处理装置中的溢流污泥经第三出料管导入储泥池；

其中，第二污水处理装置及第三污水处理装置的底流污泥的密度大于溢流污泥的密度。

本发明的有益效果是：

该污水处理装置包括主体及出料管；主体的侧面设置有进料口，主体的底部设置有出料口，出料管与主体的顶部连通；其中，主体用于使得进料口输入的物料在主体内形成旋流，以将物料分离为轻质物料及重质物料，且轻质物料经出料管导出，重质物料经出料口导出。

该污水处理装置能够使得内部的物料形成旋流，进而能够对内部的物料进行分离，而且通过将该污水处理装置设置于污水处理系统的不同位置，便可以对污水处理系统中的污水及污泥进行强化处理，从而能够强化污泥沉降性，改善微生物形态，并提高污水处理系统的出水水质，还能够实现污水处理系统的不停水改造。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请提供的污水处理装置的结构示意图；

图2为本申请提供的污水处理系统的结构示意图。

图标：100-污水处理装置；110-主体；120-出料管；111-进料口；112-出料口；130-固定部；113-第一分部；114-第二分部；200-污水处理系统；210-第一处理池；220-第二处理池；230-第三处理池；240-沉淀池；250-储泥池；260-第一污水处理装置；270-第二污水处理装置；280-第三污水处理装置；290-回流管。

具体实施方式

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、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，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申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“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；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

请参照图1，本实施例提供一种污水处理装置100，包括主体110及出料管120；主体110的侧面设置有进料口111，主体110的底部设置有出料口112，出料管120与主体110的顶部连通；其中，主体110用于使得进料口111输入的物料在主体110内形成旋流，以将物料分离为轻质物料及重质物料，且轻质物料经出料管120导出，重质物料经出料口112导出。

请参照图1及图2，该污水处理装置100的工作原理是：

该污水处理装置100包括主体110及出料管120；主体110的侧面设置有进料口111，主体110的底部设置有出料口112，出料管120与主体110的顶部连通；其中，主体110用于使得进料口111输入的物料在主体110内形成旋流，以将物料分离为轻质物料及重质物料，且轻质物料经出料管120导出，重质物料经出料口112导出。

该污水处理装置100能够使得内部的物料形成旋流，进而能够对内部的物料进行分离，而且通过将该污水处理装置100设置于污水处理系统200的不同位置，便可以对污水处理系统200中的污水及污泥进行强化处理，从而能够强化污泥沉降性，改善微生物形态，并提高污水处理系统200的出水水质，还能够实现污水处理系统200的不停水改造。

需要说明的是，在本实施例中，该污水处理装置100应用于污水处理系统200中，且随着该污水处理装置100在污水处理系统200的位置改变，进入该污水处理装置100中的物料也会发生变化，由此，该污水处理装置100在污水处理系统200中的不同位置能够实现不同的功能，而不仅是实现分离的作用；

比如，当进入该污水处理装置100中的物料为污水时，进入污水处理装置100的污水会在其内部形成旋流，从而使得污水中的砂砾沉降以进行分离；而在进入该污水处理装置100中的物料为污泥时，进入污水处理装置100的污泥同样会在其内部形成旋流，但其流速会低于污水的流速，同时，通过该污水处理装置100能够对污泥进行强化处理，使得污泥中的碳源被释放，且污泥胞外有机质释放，提高微生物活性，从而实现污泥资源化和污泥减量化。

进一步地，请参照图1及图2，在本实施例中，为使得物料在进入主体110后能够在主体110内形成旋流，故，进料口111的轴线方式与主体110的外周面相切。其外，在设置主体110时，主体110包括第一分部113及第二分部114，第一分部113与第二分部114连接，并共同形成容置物料的内腔；第一分部113柱型，第二分部114为锥形；出料口112与第二分部114连通，进料口111及出料管120均与第一分部113连通。

为便于主体110的安装和固定，故，主体110的外周面布置有多个固定部130；多个固定部130绕主体110的轴线布置。

在本实施例中，为便于主体110上部的物料经出料管120导出，并避免由进料口111导入的物料在未经污水处理装置100的处理而由出料管120导出，故，出料管120的部分位于主体110内，出料管120的其余部分位于主体110外；出料管120位于主体110内的一端位于进料口111所处的水平面的下方。

基于上述的污水处理装置100，请参照图1及图2，本实施例还提供一种污水处理系统200，其包括第一处理池210、第二处理池220、第三处理池230、沉淀池240、储泥池250以及多个上述的污水处理装置100；

第一处理池210、第二处理池220、第三处理池230、沉淀池240及储泥池250依次管路连通；

多个污水处理装置100中的第一污水处理装置260的第一进料口111与外部污水源连通，第一污水处理装置260的第一出料管120与第一处理池210连通；

多个污水处理装置100中的第二污水处理装置270的第二进料口111与第三处理池230连通，第二污水处理装置270的第二出料口112与第一处理池210连通，第二污水处理装置270的第二出料管120与储泥池250连通；

多个污水处理装置100中的第三污水处理装置280的第三进料口111与沉淀池240的排泥口连通，第三污水处理装置280的第三出料口112与第一处理池210连通，第三污水处理装置280的第三出料管120与储泥池250连通。

需要说明的是，首先，在本实施例中，以污水处理系统200中采用三个污水处理装置100为例进行说明，三个污水处理装置100分别为第一污水处理装置260、第二污水处理装置270及第三污水处理装置280；而在本发明的其他实施例中，污水处理系统200中的污水处理装置100可以根据实际的需求进行调整，即，可以是三个以下或三个以上的污水处理装置100。

其次，在本实施例中，三个污水处理装置100分别为第一污水处理装置260、第二污水处理装置270及第三污水处理装置280，而且第一污水处理装置260、第二污水处理装置270及第三污水处理装置280的第一分部113及第二分部114的高度比例，以及与主体110的直径的比例根据不同用途进行相应的设计。比如，第一污水处理装置260作为预处理强化装置，第一分部113的高度与第二分部114的高度比例可以为1:1-2:1，而主体110的直径与第一分部113的高度的比例可以为1:1-1:2；而第二污水处理装置270及第三污水处理装置280作为污泥内碳源强化装置和重质污泥强化装置，其第一分部113的高度与第二分部114的高度比例可以为大于3:1，而主体110的直径与第一分部113的高度的比例可以小于1:2。

需要说明的是，第二污水处理装置270作为污泥内碳源强化装置时，其工作原理是：活性污泥生物絮团是由细菌、有机纤维、无机颗粒和细胞外聚合物(EPS)组成的复杂生物聚合物，絮体的化学组成是复杂的(取决于废水的组成或处理)并且具有约一半以上的有机物。其中，EPS是污泥絮体中有机组分的重要组分，EPS由高分子物质组成,如蛋白质、多糖、核酸和脂类；通过对活性污泥的预处理释放细胞内的有机质，返回至生化系统被微生物利用，从而有效利用污泥中内碳源，提高微生物活性，进一步优化产水水质，实现污泥减量化；

第三污水处理装置280作为重质污泥强化装置时，其工作原理是：重质污泥筛选的原理，污泥混合液以一定压力沿切线方向给入第三污水处理装置280，形成强有力的旋涡流；液流从入料口开始沿第三污水处理装置280的内壁形成一个下降的外螺旋流；在第三污水处理装置280轴心附近形成一股上升的内螺旋流；由于内螺旋流具有负压而吸入空气在旋流器轴心形成空气柱；密度较轻的污泥絮体随内螺旋流向上从溢流口排出，密度较大的污泥絮体被筛选出来回至生化池。

在将污水导入该污水处理系统200时，利用污水厂原有水头(1-2m)即可满足第一污水处理装置260的进水压力需求，第一污水处理装置260作为预处理强化装置处理污水，其内部可以设置导流板和导流渠，污水经过导流板，沿切向进入主体110，并形成螺旋下降的水流，在到达底部后，以便于砂砾沉降并存储在砂斗内，而水流在中心导流件的作用下形成向上的旋流，内侧向上的旋流流速小于外侧向下的旋流流速，从而在交界面形成了“剪切区”，可去除粒径更小的砂粒。其中，进入第一污水处理装置260的进水流速需Q≤0.5L/S。

第三处理池230中底部的污泥经提升泵进入第二污水处理装置270，为改善系统污泥的沉降性，第二污水处理装置270作为重质污泥强化装置，取(5％-20％)Q_进的第三处理池230的污泥在第二污水处理装置270的作用下，密度较大的污泥被筛选出来回流至第一处理池210，密度较小的污泥通过上部的溢流管外排至储泥池250。其中，上部溢流污泥占总强化污泥的比例为20％-40％，进入重质污泥强化单元的进水压力为0.02-0.1Mpa。

而沉淀池240中底部的部分污泥经提升泵进入第三污水处理装置280，第三污水处理装置280作为内碳源强化装置，在对污泥进行分选后，底流污泥回流至第一处理池210，溢流污泥外排至储泥池250。通过第三污水处理装置280，可污泥胞外有机质释放，提高微生物活性，进一步实现污泥资源化和污泥减量化。其中，经过第三污水处理装置280的污泥量为(10％-100％)Q_进，上部溢流污泥占总强化污泥的比例为5％-20％，进水压力为0.05-0.1Mpa；

在本实施例中，在设置第一处理池210、第二处理池220及第三处理池230时，第一处理池210为厌氧池或缺氧池；第二处理池220为缺氧池或好氧池；第三处理池230为好氧池或缺氧池。

而且，为使得沉淀池240中的污泥能够回流至第一处理池210中，故，污水处理系统200还包括回流管290，回流管290将排泥口与第一处理池210连通。另外，在设置有回流管290时，第三出料口112可以与回流管290连通，以便于将第三污水处理装置280中的污泥导入第一处理池210。

请参照图1及图2，该污水处理系统200的工作流程如下：

污水在进入第一污水处理装置260后，其内部的沙砾被分离导出，而污水则依次进入第一处理池210、第二处理池220及第三处理池230进行处理；

而第三处理池230在处理的过程中，其内部会产生污泥，通过第二污水处理装置270能够收集第三处理池230中的污泥，并对其进行处理，而且第二污水处理装置270中的污泥在经过处理后，其底流污泥会导入第一处理池210中，其溢流污泥会导入储泥池250中；

而沉淀池240在处理的过程中，沉淀出的污泥会分别进入储泥池250、第一处理池210及第三污水处理装置280中；具体的，沉淀池240上部的污泥会由沉淀池240的溢流口导入储泥池250中；而沉淀池240底部的污泥会分别导入第一处理池210及第三污水处理装置280；其中，导入第三污水处理装置280中的污泥，在经过第三污水处理装置280的处理后，其溢流物料会导入储泥池250中，而其底流污泥会导入第一处理池210中；

通过这样的处理方式，在处理污水的过程中，通过第二污水处理装置270及第三污水处理装置280能够实现重质污泥和轻质污泥的分选，且密度较大的污泥被筛分回流至第一处理池210，密度较小的污泥进入储泥池250；而且通过第三污水处理装置280能够使得污泥中的碳源被释放出来，并随污泥回流至第一处理池210。

由此，该污水处理系统200具备以下优点：

可以实现较好的沉沙效果、内碳源利用以及重质污泥的分选效果；

可在排除无机颗粒干扰的前提下，有效提升污泥沉降性10-40％；

可有效提升出水水质。

污泥絮体粒径的增大可营造缺氧-好氧的微环境，实现同步硝化反硝化；重质强化筛选可回收大量的聚磷菌，有效提高系统的生物除磷能力；

第二污水处理装置270及第三污水处理装置280可进一步挖掘污泥中的内碳源，提升出水水质、节约碳源投加成本；

污水处理系统200可在现有的系统的基础上实现原位扩容，不停水改造。

基于上述的污水处理系统200，请参照图1及图2，本实施例还提供一种污水处理方法，采用上述的污水处理系统200，污水处理方法包括：

将污水导入第一污水处理装置260，第一污水处理装置260将污水中的砂砾分离；第一污水处理装置260中的砂砾经第一出料口112导出，第一污水处理装置260中的污水经第一出料管120导入第一处理池210；

第一处理池210对污水进行处理，并将处理后的污水导入第二处理池220；第二处理池220对污水进行处理，并将处理后的污水导入第三处理池230；

第三处理池230对污水进行处理；将处理后的污水导入沉淀池240，并将第三处理池230中的污泥经第二进料口111导入第二污水处理装置270；

第二污水处理装置270中的底流污泥经第二出料口112导入第一处理池210，第二污水处理装置270中的溢流污泥经第二出料管120导入储泥池250；

沉淀池240上部的污泥经溢流口导入储泥池250；沉淀池240底部的部分污泥经回流管290回流至第一处理池210，沉淀池240底部的其余部分污泥经第三进料口111导入第三污水处理装置280；

第三污水处理装置280中的底流污泥经第三出料口112导入第一处理池210，第三污水处理装置280中的溢流污泥经第三出料管120导入储泥池250；

其中，第二污水处理装置270及第三污水处理装置280的底流污泥的密度大于溢流污泥的密度。

以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种污水处理装置，其特征在于：

所述污水处理装置包括主体及出料管；

所述主体的侧面设置有进料口，所述主体的底部设置有出料口，所述出料管与所述主体的顶部连通；

其中，所述主体用于使得所述进料口输入的物料在所述主体内形成旋流，以将所述物料分离为轻质物料及重质物料，且所述轻质物料经所述出料管导出，所述重质物料经所述出料口导出。

2.根据权利要求1所述的污水处理装置，其特征在于：

所述进料口的轴线方式与所述主体的外周面相切。

3.根据权利要求1所述的污水处理装置，其特征在于：

所述主体的外周面布置有多个固定部；多个所述固定部绕所述主体的轴线布置。

4.根据权利要求1所述的污水处理装置，其特征在于：

所述出料管的部分位于所述主体内，所述出料管的其余部分位于所述主体外；所述出料管位于所述主体内的一端位于所述进料口所处的水平面的下方。

5.根据权利要求1所述的污水处理装置，其特征在于：

所述主体包括第一分部及第二分部，所述第一分部与所述第二分部连接，并共同形成容置物料的内腔；

所述第一分部柱型，所述第二分部为锥形；

所述出料口与所述第二分部连通，所述进料口及所述出料管均与所述第一分部连通。

6.一种污水处理系统，其特征在于：

所述污水处理系统包括第一处理池、第二处理池、第三处理池、沉淀池、储泥池以及多个如权利要求1-5中任意一项所述的污水处理装置；

所述第一处理池、所述第二处理池、所述第三处理池、所述沉淀池及所述储泥池依次管路连通；

多个所述污水处理装置中的第一污水处理装置的第一进料口与外部污水源连通，所述第一污水处理装置的第一出料管与所述第一处理池连通；

多个所述污水处理装置中的第二污水处理装置的第二进料口与所述第三处理池连通，所述第二污水处理装置的第二出料口与所述第一处理池连通，所述第二污水处理装置的第二出料管与所述储泥池连通；

多个所述污水处理装置中的第三污水处理装置的第三进料口与所述沉淀池的排泥口连通，所述第三污水处理装置的第三出料口与所述第一处理池连通，所述第三污水处理装置的第三出料管与所述储泥池连通。

7.根据权利要求6所述的污水处理系统，其特征在于：

所述第一处理池为厌氧池或缺氧池；所述第二处理池为缺氧池或好氧池；所述第三处理池为好氧池或缺氧池。

8.根据权利要求6所述的污水处理系统，其特征在于：

所述污水处理系统还包括回流管，所述回流管将所述排泥口与所述第一处理池连通。

9.根据权利要求8所述的污水处理系统，其特征在于：

所述第三出料口与所述回流管连通。

10.一种污水处理方法，采用如权利要求6-9中任意一项所述的污水处理系统，其特征在于，所述污水处理方法包括：

将污水导入所述第一污水处理装置，所述第一污水处理装置将污水中的砂砾分离；所述第一污水处理装置中的砂砾经第一出料口导出，所述第一污水处理装置中的污水经第一出料管导入所述第一处理池；

所述第一处理池对污水进行处理，并将处理后的污水导入所述第二处理池；所述第二处理池对污水进行处理，并将处理后的污水导入所述第三处理池；

所述第三处理池对污水进行处理；将处理后的污水导入所述沉淀池，并将所述第三处理池中的污泥经所述第二进料口导入所述第二污水处理装置；

所述第二污水处理装置中的底流污泥经第二出料口导入所述第一处理池，所述第二污水处理装置中的溢流污泥经第二出料管导入所述储泥池；

所述沉淀池上部的污泥经溢流口导入所述储泥池；所述沉淀池底部的部分污泥经回流管回流至所述第一处理池，所述沉淀池底部的其余部分污泥经所述第三进料口导入所述第三污水处理装置；

所述第三污水处理装置中的底流污泥经所述第三出料口导入所述第一处理池，所述第三污水处理装置中的溢流污泥经所述第三出料管导入所述储泥池；

其中，所述第二污水处理装置及所述第三污水处理装置的底流污泥的密度大于溢流污泥的密度。

Images