CN116239227B - 一种套塔式污水处理厂 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种套塔式污水处理厂，包括中间塔部件与套设于中间塔污水处理功能单元外部的塔套部件，套塔式污水处理厂各污水处理功能单元竖直布置，占地少；将污水处理、污泥浓缩和污泥消化融合为一体，处理效率高；多联潜水沉淀池泥水分离效果好，提高了套塔式污水处理系统内的污泥浓度，增大了处理系统的污水处理能力；非常适合中大型污水处理工程建设项目选用，尤其是大型污水处理厂的建设。

Description

一种套塔式污水处理厂

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，尤其是一种套塔式污水处理厂的结构与建造方法。

背景技术

污水生化处理是目前污水处理领域中最常见、最通用的办法，虽然其工艺也多种多样，但基本上都是由厌氧池、缺氧池、好氧池、沉淀池及其它特殊要求的设施构成。污水处理系统的各功能单元通常都是按照工艺流程的水流方向水平布置；各功能单元大多独立设置，需要占用大量的土地面积，铺设很长的管网。在用地日益紧张的当今既花费了大量的征地费用，还要艰难地协调因征地而带来的各种矛盾，尤其是在一些新建和一些需要扩建污水处理规模的地方，污水处理设施占地问题显得格外突出。

为了解决污水处理设施占地量大的问题，以膜生物反应器(MBR)为典型的处理设施近期在污水处理领域得到了不少的应用，该技术以超、微滤膜分离过程取代传统活性污泥处理过程中的泥水重力沉降分离过程，节省了许多泥水重力分离所需的占地面积，但其能耗大、设备价格高、对控制要求严格等缺点严重限制了它的推广。

随着污水处理设备技术的进步，目前污水处理池体深度越来越大，相应地减少了不少的占地面积，但是终究还是难以从根本上解决问题。既要保证各污水处理功能单元满足污水处理的效果，又要占地小、运行管理方便、投资省，是当前污水处理工程中亟须解决的难题。如何合理利用污水处理过程中各功能单元的特点，确保正常发挥其功能，合理布局，使污水处理功能单元的占地面积小、投资成本低，是目前污水处理领域中的当务之急。

发明内容

为了提供一种污水处理效果好、占地面积小、投资成本低的污水处理设施的建造方法及结构，本发明提供一种套塔式污水处理厂。

本发明的技术方案为：一种套塔式污水处理厂，包括：

中间塔部件，所述中间塔部件包括位于中央的中央进水道与套设于中央进水道外侧的中间塔污水处理功能单元，所述中间塔污水处理功能单元包括上端的顶部相互连通的二级缺氧池与二级好氧池、中间的与二级好氧池相连通的多联潜水沉淀池、下端的与多联潜水沉淀池相连通的一级缺氧池、最下端的与一级缺氧池相连通的厌氧池，外部污水分为三部分进入套塔式污水处理厂：第一部分通过所述中央进水道与厌氧池相连通、第二部分通过管道与一级缺氧池相连通，第三部分通过管道与二级缺氧池相连通，所述中间塔部件内的污水由上至下流动；

塔套部件，所述塔套部件套设于中间塔污水处理功能单元外部，所述塔套部件的下端与厌氧池相连通，所述塔套部件的上端通过连通组件与二级缺氧池相连通，所述塔套部件内的污水由下至上流动。

作为上述技术方案的进一步改进：

优选地，所述多联潜水沉淀池内设置有中心进水筒、污泥收集斗、清水收集器与排水管，多个所述中心进水筒上端与二级好氧池连通，所述中心进水筒下方设置有扩散口，多个所述污泥收集斗与多个中心进水筒一一相对应，所述污泥收集斗下方与一级缺氧池相连通，所述清水收集器位于多联潜水沉淀池上方，所述清水收集器与排水管相连通，所述排水管另一端连通外部。

优选地，所述扩散口最低点的高度高于污泥收集斗最高点高度，形成多联潜水惯性沉淀池。。

优选地，所述扩散口最低点的高度低于污泥收集斗最高点高度，形成多联潜水悬空悬浮澄清池。

优选地，所述二级好氧池与多联潜水沉淀池之间设置有配水层，所述二级好氧池与配水层通过多个过水孔相连通，所述配水层与多联潜水沉淀池通过多个配水口相连通，所述一级缺氧池与厌氧池之间设置有缓冲填料层。

优选地，所述配水层上端设置有回流通道，所述回流通道经过溢流堰与连通组件相连通，所述回流通道内的污水由下至上流通。

优选地，所述塔套部件包括由下至上依次包括污泥浓缩和消化区、微氧区与一级好氧区，所述污泥浓缩和消化区与厌氧池相连通，所述一级好氧区通过连通组件与二级缺氧池相连通，所述微氧区与厌氧池相连通，所述污泥浓缩和消化区的外侧设置有排泥管，所述污泥浓缩和消化区的顶部内侧设有导气管。

优选地，所述连通组件包括设置于塔套部件上端的集水槽、与集水槽相连通的集水井、两端分别与集水井与二级缺氧池相连通的穿墙泵。

优选地，所述一级缺氧池的上端设置有布水管网，所述一级缺氧池的顶端设置有排气管。

优选地，所述厌氧池内设置有配水搅拌机。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1.本发明的套塔式污水处理厂各污水处理功能单元竖直布置，占地少；将污水处理、污泥浓缩和污泥消化融合为一体，处理效率高；多联潜水沉淀池泥水分离效果好，提高了套塔式污水处理系统内的污泥浓度，增大了处理系统的污水处理能力；非常适合中大型污水处理工程建设项目选用，尤其是大型污水处理厂的建设。

2.本发明的套塔式污水处理厂为套塔式结构，多种污水处理功能单元在同一水平位置上下分布，节省了占地面积三分之二，不到传统污水处理设施占地面积的三分之一。

3.本发明的套塔式污水处理厂为塔式结构，最大效率地利用了污水处理设施的空间，节省传统污水处理设施总容积的10％以上。

4.本发明的套塔式污水处理厂，由于进入竖流沉淀污水中的污泥浓度远低于中心进水筒污水中的污泥浓度，提高污水处理系统中生物相浓度，增大了污水处理装置中的生物量，提高了污水处理系统的处理能力，降低了投资成本。

5.本发明的套塔式污水处理厂集污水处理、污泥浓缩、污泥消化多功能于一体，处理设施利用率高，节省了基建投资成本。

6.本发明的套塔式污水处理厂使整个污水处理单元竖直布局，结构紧凑，减少了相关管道设备的用量，节省了设备投资成本。

7.本发明的套塔式污水处理厂，一级好氧区和二级好氧池布置在最上方，使鼓风机压力最小，降低运行费用。

8.本发明的套塔式污水处理厂结构简单，污水、污泥自动回流到一级缺氧池，再到厌氧池，污泥收集池底部不积泥，不会出现堵塞、於泥、翻泥现象，不需要清洗，控制简单，减少了维护管理成本。

附图说明

图1是本发明的塔式污水处理厂(惯性沉淀)立面示意图；

图2是本发明的塔式污水处理厂(惯性沉淀)上层平面示意图；

图3是本发明的塔式污水处理厂(悬浮澄清)立面示意图；

图4是本发明的塔式污水处理厂(悬浮澄清)上层平面示意图；

图5是本发明的塔式污水处理厂的配水孔层平面示意图；

图6是本发明的塔式污水处理厂的中心进水筒平面示意图；

图7是本发明的塔式污水处理厂的污泥收集斗平面示意图；

图8是本发明的塔式污水处理厂底层平面示意图；

图9是本发明的塔式污水处理厂布水管网平面示意图。

附图标记：1、中央进水道；2、二级缺氧池；3、二级好氧池；4、过水孔；5、配水层；6、配水口；7、多联潜水沉淀池；8、一级缺氧池；9、缓冲填料层；10、厌氧池；11、中心进水筒；12、污泥收集斗；13、清水收集器；14、排水管；15、扩散口；16、布水管网；17、排气管；18、配水搅拌机；19、污泥浓缩和消化区；20、微氧区；21、一级好氧区；22、排泥管；23、导气管；24、集水槽；25、集水井；26、穿墙泵；27、回流通道；28、溢流堰。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的描述中，需要理解的是，术语中“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了方便描述本发明和简化描述，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发明的限制，本发明中各实施例的技术方案可进行组合，实施例中的技术特征亦可进行组合形成新的技术方案。

本发明提供如下技术方案：

如附图1～附图9所示，套塔式污水处理厂为套塔式结构，具体包括两个部分：一、中间塔部件；二、塔套部件，中间塔部件位于套塔式污水处理厂的中间，塔套部件位于套塔式污水处理厂的外部，将中间塔部件围住。

中间塔部件：中间塔部件中心是从塔顶到塔底的中央进水道1，既是进水通道，又是设备通道，上端与外界连通，下端与厌氧池10相连通；位于中央进水道1外侧的并且竖直布置的中间塔污水处理功能单元，呈多层塔式结构，中间塔污水处理功能单元的由上至下依次为：顶部相连通的二级缺氧池2与二级好氧池3、二级好氧池3通过多个过水孔4与配水层5相连通、配水层5通过多个配水口6与多联潜水沉淀池7相连通、多联潜水沉淀池7下端与一级缺氧池8相连通、一级缺氧池8与厌氧池10相连通，在一级缺氧池8与厌氧池10之间设置有缓冲填料层9，在厌氧池10中设置有配水搅拌机18，中央进水道1与各污水处理功能单元的污水均从上向下流动，在一级缺氧池8的上端设置有布水管网16，一级缺氧池8的顶端设置有排气管17，外部污水分为三部分进入套塔式污水处理厂：第一部分通过所述中央进水道1与厌氧池10相连通、第二部分通过管道与一级缺氧池8中的布水管网16相连通，第三部分通过管道与二级缺氧池2相连通，；

塔套部件：塔套部件从上至下依次可划分为一级好氧区21、微氧区20、污泥浓缩和消化区19，塔套上部一级好氧区21含有集水槽24与集水井25，通过多台穿墙泵26与二级缺氧池2相连通，微氧区20与一级好氧区21相连通，厌氧池10与微氧区20相连通，底部污泥浓缩和消化区19与厌氧池10相连通，污水自下而上流动，在污泥浓缩与消化区底部外侧设有排泥管22，顶部内侧设有导气管23。

在微氧区20、一级好氧区21和二级好氧池3内设有曝气装置；

对于多联潜水沉淀池7内设置有中心进水筒11、污泥收集斗12、清水收集器13与排水管14，多个中心进水筒11上端与二级好氧池3连通，中心进水筒11下方设置有扩散口15，多个污泥收集斗12与多个中心进水筒11一一相对应，污泥收集斗12下方与一级缺氧池8相连通，清水收集器13位于多联潜水沉淀池7上方，清水收集器13与排水管14相连通，排水管14另一端连通外部，对于污泥收集斗12与扩散口15之间的位置关系存在着以下两种情况：

一、如附图1与附图2所示，扩散口15最低点的高度高于污泥收集斗12最高点高度，形成多联潜水惯性沉淀池；

二、如附图3与附图4所示，扩散口15最低点的高度低于污泥收集斗12最高点高度，形成多联潜水悬空悬浮澄清池，在此情况下，在配水层5上端设置有回流通道27，回流通道27经过溢流堰28与连通组件相连通，回流通道27内的污水由下至上流通。

本发明的实施过程及原理：

为了充分利用碳源，提高污水的脱氮效率，降低运行成本，本工艺采用三个不同的点进水，第一部分污水通过中央进水道1进入厌氧池10，第二部分污水通过布水管网16进入一级缺氧池8，第三部分污水进入二级缺氧池2。

1.中央进水道1中的一部分污水从一级缺氧池8上部进入，在布水管网16的作用下分布均匀，进入一级缺氧池8的污水与来自多联潜水沉淀池回流的污水充分混合，发生反硝化脱氮反应，去除污水中的硝态氮，由于回流污水中含有大量微生物，微生物吸收污水中的有机物在缺氧的环境下进行反硝化脱氮反应，将污水中的硝态氮转化为氮气，使污水中的硝态氮得到去；一级缺氧池8下部的缓冲填料一是增大微生物的接触面积，有利于反硝化脱氮反应，二是缓解了厌氧池10搅拌对一级缺氧池8的扰动，防止影响多联潜水沉淀池的沉淀效果；

2.一级缺氧池8的污水进入厌氧池10，同时另一部分来自中央进水道的污水进入厌氧池10，在配水搅拌机18的作用下，污水在厌氧池10内搅拌均匀；在厌氧环境下，污水发生水解酸化反应，微生物大分子有机物转变成小分子有机物，有机氮转变为氨氮，聚磷菌吸收污水中的小分子有机物合成体内的营养物质，向污水中释放磷酸盐；

3.厌氧池10的污水进入微氧区20，在低溶解氧浓度环境中，由于微氧区20污水中溶解氧浓度很低，污水中微生物在发生硝化反应的同时，也在进行反硝化反应，污水中的氨氮发生同步硝化与反硝化反应，部分氨氮得到去除，同时也消耗一部分有机物；

4.微氧区20的污水进入一级好氧区21，在好氧菌的作用下，污水中的有机物和氨氮得到全面氧化，有机物氧化成二氧化碳和水，氨氮氧化成硝态氮。

5.一级好氧区21的污水通过上端的集水槽24流入集水井25内，集水井25内的污水再经穿墙泵26提升到二级缺氧池2，第三部分污水通过管道输入到二级缺氧池2，污水充分混合，在缺氧环境中，反硝化菌利用污水中的有机物将污水中的硝态氮还原成氮气，使污水中的氮得到进一步去除。

5.二级缺氧池2的污水进入二级好氧池3，由于二级好氧池3污水中溶解氧浓度较高，在好氧菌的作用下，污水中的有机物得到深度氧化，聚磷菌大量吸收污水中的磷酸盐；同时微生物自身也在进行内源消化反应，消耗掉体内的部分有机物，提高了污泥的沉淀性能；

6.二级好氧池3的污水进入配水层5，配水层5中的配水口6让污水均匀进入多联潜水沉淀池7的每一个沉淀单元的中心进水筒11，确保每一个沉淀单元均匀进水，稳定沉淀；

7.进入多联潜水沉淀池7中心进水筒11的污水，一部分经扩散口15直接通过污泥收集斗12的污水回流口回流到一级缺氧池8进行缺氧反硝化脱氮反应，另一部分经扩散口15侧向流出；

当扩散口15最低点的高度高于污泥收集斗12最高点高度的情况下，未进入缺氧池污水中的污泥因惯性而与水分离，发生惯性沉淀，降低了污水的污泥浓度；经过惯性沉淀后的污水从扩散口15侧向流出进入竖流沉淀区，污水从原来竖直向下流动转变为竖直向上流动，在离心力的作用下，污泥与水分离而发生离心沉淀，再次降低污水中的污泥浓度；经过离心沉淀后的污水进入竖流沉淀区进行竖流沉淀，污水中的污泥颗粒在此过程中受到惯性力、离心力、重力的多重作用，提高了沉淀效率，沉淀后的清水进入清水收集器13通过排水管14对外排放；

当扩散口15最低点的高度低于污泥收集斗12最高点高度的情况下，扩散口15位于污泥收集斗12内，扩散口15与污泥收集斗12上壁之间构成紊流凝聚区，紊流凝聚区上方为悬浮污泥区，最上方为清水区，因此由扩散口15侧向流出的污水，通过澄清进水口进入紊流凝聚区后再进入悬浮污泥区，紊流凝聚区内污水与下沉的污泥碰撞，发生凝聚反应，使污水中的污泥颗粒增大，有利于泥水分离；悬浮污泥区的污泥相对静止，污水处于层流状态，污泥主要是通过桥架与吸附等作用被截留，污水经过澄清后进入清水区，澄清后的清水进入清水收集器13通过排水管14对外排放，。

8.沉淀分离或者悬浮澄清分离的污泥在重力的作用进入污泥收集斗12，污泥沿斜壁下滑通过污水回流口进入一级缺氧池8，再继续下沉进入厌氧池10，在配水搅拌机18的作用下，一部分污泥与污水一起进入微氧区20，在污水处理系统中循环，进行生化处理反应；另一部分污泥被推流到污泥浓缩和消化区19，进行污泥浓缩和污泥厌氧消化；污泥浓缩和消化区19底部外侧设有排泥管22，可将浓缩或者厌氧消化的污泥对外排泥、

9.污泥浓缩和消化区19顶部内侧设有导气管23，污泥浓缩和消化区19内污泥消化反应产生的废气由顶部内侧的导气管23排入一级缺氧池8中，与一级缺氧池8中污水发生反硝化反应产生的废气以及厌氧池10厌氧反应产生的废气上升到一级缺氧池8顶部，经收集最终由排气管17排出。

如附图3所示，其中当扩散口15最低点的高度低于污泥收集斗12最高点高度的情况下情况下，配水层5上部的污水通过回流道的溢流口进入集水井25与集水槽24的污水混合，通过穿墙泵26提升进入二级缺氧池2，形成内循环。

同时也可以在附图1中的相应位置设置相同的配水结构，形成内循环。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种套塔式污水处理厂，其特征在于，包括：

中间塔部件，所述中间塔部件包括位于中央的中央进水道(1)与套设于中央进水道(1)外侧的中间塔污水处理功能单元，所述中间塔污水处理功能单元包括上端的顶部相互连通的二级缺氧池(2)与二级好氧池(3)、中间的与二级好氧池(3)相连通的多联潜水沉淀池(7)、下端的与多联潜水沉淀池(7)相连通的一级缺氧池(8)、最下端的与一级缺氧池(8)相连通的厌氧池(10)，所述厌氧池(10)与中央进水道(1)底部相连通；

所述多联潜水沉淀池(7)内设置有中心进水筒(11)、污泥收集斗(12)、清水收集器(13)与排水管(14)，多个所述中心进水筒(11)上端与二级好氧池(3)连通，所述中心进水筒(11)下方设置有扩散口(15)，多个所述污泥收集斗(12)与多个中心进水筒(11)一一相对应，所述污泥收集斗(12)下方与一级缺氧池(8)相连通，所述清水收集器(13)位于多联潜水沉淀池(7)上方，所述清水收集器(13)与排水管(14)相连通，所述排水管(14)另一端连通外部；

所述二级好氧池(3)与多联潜水沉淀池(7)之间设置有配水层(5)，所述二级好氧池(3)与配水层(5)通过多个过水孔(4)相连通，所述配水层(5)与多联潜水沉淀池(7)通过多个配水口(6)相连通，所述一级缺氧池(8)与厌氧池(10)之间设置有缓冲填料层(9)；

外部污水分为三部分进入套塔式污水处理厂：第一部分进入所述中央进水道(1)、第二部分进入布水管网(16)、第三部分进入二级缺氧池(2)，所述中间塔部件内的污水由上至下流动；

塔套部件，所述塔套部件套设于中间塔污水处理功能单元外部，所述塔套部件的下端与厌氧池(10)相连通，所述塔套部件的上端通过连通组件与二级缺氧池(2)相连通；

所述塔套部件包括由下至上依次包括污泥浓缩和消化区(19)、微氧区(20)与一级好氧区(21)，所述污泥浓缩和消化区(19)与厌氧池(10)相连通，所述一级好氧区(21)通过连通组件与二级缺氧池(2)相连通，所述微氧区(20)与厌氧池(10)相连通，所述污泥浓缩和消化区(19)的外侧设置有排泥管(22)，所述污泥浓缩和消化区(19)的顶部内侧设有导气管(23)，所述塔套部件内的污水由下至上流动。

2.根据权利要求1所述的套塔式污水处理厂，其特征在于，所述扩散口(15)最低点的高度高于污泥收集斗(12)最高点高度，形成多联潜水惯性沉淀池。

3.根据权利要求1所述的套塔式污水处理厂，其特征在于，所述扩散口(15)最低点的高度低于污泥收集斗(12)最高点高度，形成多联潜水悬空悬浮澄清池。

4.根据权利要求1所述的套塔式污水处理厂，其特征在于，所述配水层(5)上端设置有回流通道(27)，所述回流通道(27)经过溢流堰(28)与连通组件相连通，所述回流通道(27)内的污水由下至上流通。

5.根据权利要求1所述的套塔式污水处理厂，其特征在于，所述连通组件包括设置于塔套部件上端的集水槽(24)、与集水槽(24)相连通的集水井(25)、两端分别与集水井(25)与二级缺氧池(2)相连通的穿墙泵(26)。

6.根据权利要求1所述的套塔式污水处理厂，其特征在于，所述一级缺氧池(8)的上端设置有布水管网(16)，所述布水管网(16)与第二部分污水的管道相连通，所述一级缺氧池(8)的顶端设置有排气管(17)。

7.根据权利要求1所述的套塔式污水处理厂，其特征在于，所述厌氧池(10)内设置有配水搅拌机(18)。