CN115215496B - 一种具备生物澄清池功能的污水预处理方法及设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具备生物澄清池功能的污水预处理方法及设备，设备包括顶板、底板、人孔、内筒壁、中间筒壁、外筒壁、出水孔、循环回流泵、过水孔、导流板和内隔板；内筒壁、中间筒壁、外筒壁从内向外依次套设，外筒壁上方设有顶板，顶板上设有人孔；内筒壁上横向设置内隔板，内隔板将内筒壁容积分为上下分布的第二反应区、第一反应区，内隔板上设有循环回流泵及循环回流泵基座；内筒壁与中间筒壁之间为溢流一区B，中间筒壁与外筒壁之间为折流一区A；内筒壁和中间筒壁在临近底部均设有过水孔、导流板；外筒壁上设置出水孔。本发明利用设备的上部无效空间，实现沉淀生物絮体循环反应、固液分离，提高溶解性污染物去除效率并具有生物澄清池功能。

Description

一种具备生物澄清池功能的污水预处理方法及设备

技术领域

本发明属于污水处理设计领域，涉及污水处理的预处理设备及其预处理方法，具体涉及一种具备生物澄清池功能的污水预处理方法及设备。

背景技术

污水处理行业中，往往根据去除物质或者工艺功能的不同，选择不同的构筑物或者设备当做预处理的设备，常见的预处理单元及其功能包括：去除可能阻塞水泵、管道阀门等设施的粗大悬浮物的格栅；匀和来水的水质水量的调节池；去除相对密度2.65、粒径在0.2mm以上的沙粒的沉砂池。

其中，农村生活污水由于其流量波动的总变化系数大，其污水处理站通常需要设置调节池，并且其停留时间通常大于1小时，所以兼有沉砂池甚至初沉池的功能。平缓地势的村落污水处理站因为污水收集总管埋深较大，导致调节池上部超过50％高度为无效空间，使得调节池构筑物或设备的费效比低下，因此需要相关技术及设备创新发展来改善或解决这个问题。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种可以充分利用设备的上部无效空间，实现沉淀生物絮体的循环反应和固液分离，从而提高溶解性污染物去除效率并具备生物澄清池功能预方法和设备。

本发明的技术方案如下：

一种具备生物澄清池功能的污水预处理设备，包括顶板、底板、人孔、内筒壁、中间筒壁、外筒壁、出水孔、循环回流泵、过水孔、导流板和内隔板；其中，内筒壁、中间筒壁、外筒壁从内向外依次套设，三者共用底板，外筒壁高于内筒壁、中间筒壁，外筒壁上方设有顶板，顶板上设有人孔；内筒壁上横向设置内隔板，内隔板将内筒壁的容积分为上下分布的第二反应区和第一反应区，且内隔板上设有循环回流泵；内筒壁与中间筒壁之间的容积为溢流一区，中间筒壁与外筒壁之间的容积为折流一区；临近内筒壁的底部和中间筒壁的底部均间隔设有过水孔，且临近内筒壁和外筒壁的底部均设有导流板；外筒壁上设置出水孔。

进一步的，所述顶板和内隔板上设置相对应的进水孔、进气孔和出气孔。

进一步的，所述导流板设置在过水孔的底边处，且导流板环向设在内筒壁与中间筒壁之间、中间筒壁与外筒壁之间。

进一步的，所述内隔板下加设支撑腿，支撑腿呈梅花桩布置。

进一步的，所述内筒壁的外侧、中间筒壁外侧设置环向间隔对称布置有横撑。

进一步的，所述第二反应区设置曝气装置。

进一步的，所述内隔板中心上设置循环回流泵基座，循环回流泵基座是循环回流泵自重安装的基础，也是无需检修人员进入的基础(循环回流泵出问题的话，直接将循环回流泵提出至设备外维修，维修完后再将循环回流泵放在循环回流泵基座自重安装好即可)。

一种如上述任意一项所述的具备生物澄清池功能的污水预处理设备的污水预处理方法，包括如下步骤：

生活污水经过格栅井去除大粒径的悬浮物后，由污水提升泵将过滤后的污水提升至所述第一反应区；采用污水提升泵进水(由污水提升泵将过滤后的污水提升至所述第一反应区)，可充分提高设备的使用容积。

当水位达到第一反应区的最高液位时，启动循环回流泵将第一反应区的污水提升至第二反应区，污水通过循环回流泵的提升，可充满第二反应区，从而最大限度利用设备的上部无效空间；

污水在充满第二反应区后，开始从内筒壁溢流进入溢流一区，顺着导流板引流通过内筒壁的过水孔进入到第一反应区；在污水达到第一反应区的最高水位后，循环回流泵启动，将第一反应区的污水提升至第二反应区；这个过程中溢流一区的生物絮体在自重、导流板引流和循环回流泵三者的作用下，在第一反应区聚集且呈混合态，最后经由循环回流泵提升至第二反应区，由此达到生物絮体循环流动和固液分离的效果；

当进水总量超过第一反应区和第二反应区的容积后，污水溢流进入溢流一区的同时通过中间筒壁的过水孔进入折流一区；

进入折流一区的污水垂直向上充满折流一区，最后达到外筒壁的出水孔液位，经过生物澄清后的污水通过出水孔流出，至此预处理完成，后续接生化设备进行处理。其中生物絮体沉淀在折流一区的底部，并沿着导流板向第一反应区流动，而澄清污水向上流至出水孔，此过程中，在循环回流泵的作用下，折流一区内的生物絮体在导流板的引流下向第一反应区内聚集，然后再由循环回流泵提升至第二反应区，由此达到生物絮体循环流动和固液分离的效果。

进一步的，所述第二反应区内装设曝气装置，利用曝气既使得第二反应区内的物质充分混合防止出现生物絮体沉淀；同时向水体充氧，提高溶解性污染物的去除效率。

进一步的，通过所述内隔板上的进气孔，利用风机余量或者风机往第一反应区内曝气，进一步提高第一反应区内物质的混合，防止生物絮体沉淀，循环回流泵无法将其提升至第二反应区。

本发明具有如下优点和积极效果：

(1)结构上，充分利用调节池的上部无效空间，提高调节池的容积使用率。

(2)功能上，在传统调节池的匀和水量水质功能上，兼具初沉池的沉淀功能，且可以实现沉淀生物絮体的循环反应和固液分离，从而提高溶解性污染物的去除效率并具备生物澄清的功能。

(3)制作上，依据该技术方案制作的设备，在厂房内制作完成，不受天气影响，制作精度高；设备严密性好，污水不会渗漏产生二次污染。

(4)工程安装运行上，可根据需求，采用地下的安装方式，可节约土地空间；也可根据需求，增设设备进行串联，扩大处理量；也可根据需求，对原有水处理工艺进行改造，增设该预处理设备可加强污染物的去除和减缓后续处理设施的负荷；制作好的设备在现场只需管道安装，即可使用。

(5)经济上，该生物澄清池在结构上充分利用该池的容积，提高费效比；在制作上，在厂房内制作，避免天气影响，专人制作，可有效的节约成本，提高质量；在安装上，制作好的设备在现场只需管道安装，即可使用，无需复杂操作，减少安装产生的费用，减少工期。

附图说明

图1为本发明设备的平面图；

图2为图1设备的C-C的剖面图；

图3为本发明设备的3D剖面图；

其中：1、人孔；2、顶板；3、出水孔；4、内筒壁；5、中间筒壁；6、外筒壁；7、水泵基座；8、过水方孔；9、导流板；10、底板；11、进水孔；12、进气孔；13、出气孔；14、内隔板；15、支撑腿；16、横撑；

A折流一区，B溢流一区，D第一反应区、E第二反应区。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白，下面结合说明书附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

本实施例的具备生物澄清池功能的污水预处理设备，具有传统调节池的匀和水量水质功能，兼具初沉池的沉淀功能，且可以实现沉淀生物絮体的循环反应和固液分离，从而提高溶解性污染物的去除效率并具备生物澄清的功能。如图1至图3所示，本实施例的具备生物澄清池功能的污水预处理设备，采用PP材质或PE等有机高分子聚合物板材加工。

本实施例的具备生物澄清池功能的污水预处理设备，包括结构性构件以及结构性构件创造的功能性分区，结构性构件包括：顶板2、内筒壁4、外筒壁6、横撑16、底板10、人孔1、出水孔3、中间筒壁5、水泵基座7、过水方孔8、导流板9、内隔板14、支撑腿15。

其中，内筒壁4、中间筒壁5、外筒壁6从内向外依次套设，三者共用一个底板10，外筒壁6的高度高于内筒壁4、中间筒壁5的高度，外筒壁6上方设有顶板2，形成一个有盖的筒状结构。

上述多个结构性构件形成的功能性分区包括：检查通道、第一反应区D、第二反应区E、溢流一区B和折流一区A。

顶板2加设人孔1，此为创造检查进出的通行口，即为检查通道。

内筒壁4上横向加设内隔板14，内隔板14将内筒壁4的容积分为第一反应区D和第二反应区E功能区，第一反应区D为初步混合区，第二反应区E为深度混合区，后续通过循环回流泵的动力，可充满第二反应区E的容积，充分使用生物澄清池的容积。第一反应区D为内筒壁4围成的且位于内隔板14下方的空间；第二反应区E为内筒壁4围成的且位于内隔板14上方的空间。

内隔板14上加设水泵基座7，该水泵基座7上可自重安装循环回流泵,且循环回流泵在重力的作用下，可将循环回流泵与水泵基座7的缝隙密闭，防止第二反应区E的污水从缝隙流入第一反应区D。

内筒壁4和外筒壁6之间设置中间筒壁5，该中间筒壁5的作用：首先是将内筒壁4的溢流区分为溢流一区B和折流一区A两个功能区；其次是折流，即改变水的流向，由内筒壁4溢流的水再通过中间筒壁5垂直向上流。

溢流一区B为内筒壁4与中间筒壁5之间的空间；折流一区E为中间筒壁5与外筒壁6之间的空间。

外筒壁6上增设出水孔3，此为经过中间筒壁5向上流的污水出口。

在内筒壁4和中间筒壁5距底部50mm上均间隔对称打120mm正方形过水方孔8，该过水方孔8用于将溢流一区B和折流一区A的水和沉淀的活性污泥流向第一反应区D。

内筒壁4和外筒壁6上增设导流板9，该导流板9的作用首先是引流，将溢流一区B和折流一区A的水和沉淀的活性污泥引向第一反应区D；其次是封闭死水区，避免污水静止和污泥沉淀。

优选的，环向导流板9设置在过水方孔8的底边处。

优选的，内隔板14下加设支撑腿15，支撑腿15呈梅花桩布置，首先可将第二反应区E传递的重力进行传导；其次可支撑内隔板14，防止塌陷；最后，可根据支撑腿15的高度确定第一反应区D和第二反应区E的容积。

优选的，在内筒壁4的外侧以及中间筒壁5外侧设置环向间隔对称布置横撑16，横撑16起到内筒壁4与中间筒壁5之间以及中间筒壁5与外筒壁6之间力传导、定距的作用。

本实施例的具备生物澄清池功能的污水预处理设备的制作过程如下：

首先，在构件制作上，内筒壁4和中间筒壁5距底部50mm间隔对称打120mm正方形过水方孔；在内隔板14上焊接梅花桩布置的支撑腿15以及水泵基座7；在外筒壁6上焊接出水孔3(孔径根据需求确定)；在顶板2上焊接人孔1(直径700mm)；在顶板2和内隔板14上打相对应的进水11、进气12和出气孔13(孔径根据需求确定)；

其次，在底板10上测量定位出内筒壁4的位置，然后利用起吊装置或提升装置将内筒壁4提升至底板10上，进行内部与外部双面焊接。

在内筒壁4的外侧上测量定位出环向间隔对称布置横撑16的位置，然后逐个焊接，全部横撑焊接完成后在过水方孔8的底边焊接环向导流板9，横撑16和导流板9都是单端焊接，横撑16起到力传导，定距的作用，而导流板9起到水导流，污泥滑落导向的作用。

再其次，在底板10上测量定位出中间筒壁5的位置，然后利用起吊装置或提升装置将中间筒壁5提升至底板10上，进行外部焊接，在中间筒壁5外侧上测量定位出环向间隔对称布置横撑16的位置，然后逐个焊接，全部横撑焊接完成后在过水方孔8的底边焊接环向导流板9，横撑16和导流板9都是单端焊接，横撑16起到力传导，定距的作用，而导流板9起到水导流，污泥滑落导向的作用。

然后，在底板10上测量定位出外筒壁6的位置，然后利用起吊装置或提升装置将外筒壁提升至底板10上，进行外部焊接。

最后，在顶板2上测量定位出外筒壁6的位置，然后利用起吊装置或提升装置将已安装好的前述设备翻转放在顶板2定位好外筒壁6的位置上，外部焊接。

本实施例的具备生物澄清池功能的污水预处理设备具体实施步骤如下：

(1)、生活污水经过格栅井去除大粒径的悬浮物后，由污水提升泵将过滤后的污水提升至生物澄清池内的第一反应区D(进水必须经过格栅后由污水提升泵提升进入澄清池，此为生物澄清池的前置设备，因此未在图1至图3的生物澄清池图内标注)；

(2)当达到生物澄清池内第一反应区D的最高液位时，启动水泵基座7上的循环回流泵，将第一反应区D的污水提升至第二反应区E，污水通过循环回流泵的提升，可充满第二反应区E，从而最大限度利用调节池上部无效空间；

(3)污水在充满第二反应区E后，开始从内筒壁4的上端溢流进入溢流一区B，顺着导流板9引流通过内筒壁4的过水方孔8进入到第一反应区D；

在污水达到第一反应区D的最高水位后，循环回流泵启动，将第一反应区D的污水提升至第二反应区E，这个过程中，溢流一区B的生物絮体在自重、导流板9引流和循环回流泵三者的作用下，在第一反应区D聚集且呈混合态，最后经由循环回流泵提升至第二反应区E，由此达到生物絮体循环流动和固液分离的效果。

(4)当进水总量超过第一反应区D和第二反应区E的容积后，污水溢流进入溢流一区的同时通过中间筒壁5的过水方孔8进入折流一区A；

(5)进入折流一区的污水垂直向上充满折流一区A，最后达到外筒壁6的出水孔3液位，经过生物澄清后的污水通过出水孔3流出。具体的，生物絮体沉淀在折流一区A的底部，而澄清污水向上流至出水孔，此过程中，在循环回流泵的作用下，折流一区A内的生物絮体在导流板9的引流下向第一反应区D内聚集，然后再由循环回流泵提升至第二反应区E，由此达到生物絮体循环流动和固液分离的效果。

优选的，可在第二反应区E内装设曝气装置，利用曝气的效果，一是使得第二反应区E内的物质充分混合，防止出现生物絮体沉淀；二是向水体充氧，提高溶解性污染物的去除效率。

优选的，可通过内隔板14上的进气孔，利用风机余量或者风机往第一反应区D内曝气，进一步提高第一反应区D内物质的混合，防止生物絮体沉淀，循环回流泵无法将其提升至第二反应区E。

优选的，采用污水提升泵进水(由污水提升泵将过滤后的污水提升至第一反应区D)，可充分提高设备的使用容积。

本实施例的具备生物澄清池功能的污水预处理设备，充分利用设备的容积，具有传统调节池的匀和水量水质功能，兼具初沉池的沉淀功能，以及具备生物澄清的功能，并且可实现沉淀生物絮体的循环反应和固液分离，从而提高溶解性污染物的去除效率；该设备具备功能多样、封闭性好不渗漏、安装快捷、不易受环境因素影响等特点，且兼具灵活性，可根据需求进行增设，也可根据设备情况进行更换。综上，本实施例的具备生物澄清池功能的污水预处理设备能够满足工程建设需求以及应用。

以上所述仅为本发明的优选例实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (9)

1.一种具备生物澄清池功能的污水预处理设备，其特征在于，所述设备包括顶板、底板、人孔、内筒壁、中间筒壁、外筒壁、出水孔、循环回流泵、循环回流泵基座、过水孔、导流板和内隔板；其中，内筒壁、中间筒壁、外筒壁从内向外依次套设，三者共用底板，外筒壁高于内筒壁、中间筒壁，外筒壁上方设有顶板，顶板上设有人孔；内筒壁上横向设置内隔板，内隔板将内筒壁的容积分为上下分布的第二反应区和第一反应区，且内隔板上设有循环回流泵基座和循环回流泵；内筒壁与中间筒壁之间的容积为溢流一区，中间筒壁与外筒壁之间的容积为折流一区；临近内筒壁的底部和中间筒壁的底部均间隔设有过水孔，且临近内筒壁和外筒壁的底部均设有导流板；外筒壁上设置出水孔；

所述导流板设置在过水孔的底边处，且导流板环向设在内筒壁与中间筒壁之间、中间筒壁与外筒壁之间。

2.如权利要求1所述的一种具备生物澄清池功能的污水预处理设备，其特征在于，所述顶板和内隔板上设置相对应的进水孔、进气孔和出气孔。

3.如权利要求1或2所述的一种具备生物澄清池功能的污水预处理设备，其特征在于，所述内隔板下加设支撑腿，支撑腿呈梅花桩布置。

4.如权利要求1或2所述的一种具备生物澄清池功能的污水预处理设备，其特征在于，所述内筒壁的外侧、中间筒壁外侧设置环向间隔对称布置有横撑。

5.如权利要求1或2所述的一种具备生物澄清池功能的污水预处理设备，其特征在于，所述第二反应区设置曝气装置。

6.如权利要求1或2所述的一种具备生物澄清池功能的污水预处理设备，其特征在于，所述内隔板中心上设置循环回流泵基座，循环回流泵基座是循环回流泵自重安装的基础，也是无需检修人员进入的基础。

7.一种如权利要求1～6任意一项所述的具备生物澄清池功能的污水预处理设备的污水预处理方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

（1）生活污水经过格栅井去除大粒径的悬浮物后，由污水提升泵将过滤后的污水提升至所述第一反应区；

（2）当水位达到第一反应区的最高液位时，启动循环回流泵将第一反应区的污水提升至第二反应区，污水通过循环回流泵的提升，可充满第二反应区，从而最大限度利用设备的上部无效空间；

（3）污水在充满第二反应区后，开始从内筒壁溢流进入溢流一区，顺着导流板引流通过内筒壁的过水孔进入到第一反应区；

在污水达到第一反应区的最高水位后，循环回流泵启动，将第一反应区的污水提升至第二反应区；这个过程中溢流一区的生物絮体在自重、导流板引流和循环回流泵三者的作用下，在第一反应区聚集且呈混合态，最后经由循环回流泵提升至第二反应区，由此达到生物絮体循环流动和固液分离的效果；

（4）当进水总量超过第一反应区和第二反应区的容积后，污水溢流进入溢流一区的同时通过中间筒壁的过水孔进入折流一区；

（5）进入折流一区的污水垂直向上充满折流一区，最后达到外筒壁的出水孔液位，经过生物澄清后的污水通过出水孔流出，至此预处理完成，后续接生化设备进行处理。

8.如权利要求7所述的污水预处理方法，其特征在于，所述步骤（5）：生物絮体沉淀在折流一区的底部，并沿着导流板向第一反应区流动，而澄清污水向上流至出水孔，此过程中，在循环回流泵的作用下，折流一区内的生物絮体在导流板的引流下向第一反应区内聚集，然后再由循环回流泵提升至第二反应区，由此达到生物絮体循环流动和固液分离的效果。

9.如权利要求7或8所述的污水预处理方法，其特征在于，所述第二反应区内装设曝气装置，利用曝气既使得第二反应区内的物质充分混合防止出现生物絮体沉淀；同时向水体充氧；

并且通过所述内隔板上的进气孔，利用风机余量或者风机往所述第一反应区内曝气，避免其内的生物絮体沉淀，导致后续循环回流泵无法抽吸剥离水中的生物絮体。