CN117486361B - 废水净化器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了废水净化器，包括：反应塔和三相分离器。反应塔具有储水腔；储水腔用于储存废水，以给微生物提供适宜的反应环境；反应塔连接有净化后布水管。三相分离器包括分离腔、布水反射板、泥斗和水气分离结构；布水反射板和水气分离结构设于分离腔；净化后布水管的喷射口朝向布水反射板；泥斗位于布水反射板的下方；水气分离结构包括第一引流板、第二引流板和废水排出腔；第一引流板的底端位于第二引流板的正上方，并与第二引流板间隔地设置，以形成与废水排出腔连通的错位进水口；水气分离结构还包括出水结构，出水结构与废水排出腔连通，并用于将废水从废水排出腔引流至外界环境进行排放。

Description

废水净化器

技术领域

本申请涉及净化器技术领域，尤其涉及废水净化器。

背景技术

自1860年法国研发第一座“自动净化器”以来，厌氧工艺开始被处理工作者重视。20世纪以后，人们开始意识到厌氧工艺需要进行泥水分离。1969年Young和McCarty发明了第一座厌氧滤池。

随着水处理的研发不断改进，塔式结构的厌氧反应器（下称塔式厌氧反应器）开始进入主流水处理工艺。目前，市面上塔式厌氧反应器作为主流厌氧处理工艺的装置。根据内部结构的不同，可分为升流式厌氧污泥床反应器（UASB）、厌氧颗粒污泥膨胀床反应器（EGSB）、厌氧内循环反应器（IC）等种类。但由于厌氧反应过程会产生沼气，且反应环境为颗粒污泥表面（颗粒污泥由微生物降解废水中的有机物后抱团所形成，相比于无机污泥，业内称之为有机污泥）。各类反应器均不可避免地出现同一现象：即由于沼气的气浮作用而导致颗粒污泥流失的现象。为解决污泥流失问题，目前各类反应器均普遍采用“三相分离器”结构进行优化，即置于塔式厌氧反应器上端的多层挡板将挟带颗粒污泥及沼气的废水进行三相分离器（即进行废水、污泥和沼气的分离），分离后的废水流出至塔外，颗粒污泥重新沉降至反应器底部，沼气则通过收集管道进行外排。

然而，目前市面上的塔式厌氧反应器均设置三相分离器来避免污泥流失，但该结构存在如下技术缺陷：

1、在塔内的上部安装三相分离器的施工难度较大，施工隐患比较重。

2、三相分离器主要由不锈钢板和PP板组成，增大了塔式厌氧反应器的承载负荷。

3、若废水硬度较高，三相分离器长时间运转后会出现结垢现象，逐渐堵塞沼气收集管道，继续导致局部压力过大的问题，进而容易导致三相分离器损坏。

发明内容

本申请实施例提供废水净化器，以解决相关技术存在的问题，技术方案如下：

本申请实施例提供了废水净化器，包括：

反应塔，具有储水腔；所述储水腔用于储存废水，以给微生物提供适宜的反应环境；所述反应塔连接有净化后布水管；

三相分离器，包括分离腔、布水反射板、泥斗和水气分离结构；所述布水反射板和所述水气分离结构设于所述分离腔；所述净化后布水管的喷射口朝向所述布水反射板；所述泥斗位于所述布水反射板的下方；所述水气分离结构包括第一引流板、第二引流板和废水排出腔；所述第一引流板的底端位于所述第二引流板的正上方，并与所述第二引流板间隔地设置，以形成与所述废水排出腔连通的错位进水口，所述分离腔通过所述错位进水口与所述废水排出腔连通；所述水气分离结构还包括出水结构，所述出水结构与所述废水排出腔连通，并用于将废水从所述废水排出腔引流至外界环境进行排放。

进一步地，所述废水净化器还包括脉冲布水器，所述脉冲布水器连接于所述反应塔的顶部，所述脉冲布水器的出水管连接至所述储水腔；所述出水管连接有分流结构，所述分流结构由多根出水管并联而成。

进一步地，所述反应塔连接有溢流出水管，所述溢流出水管具有溢流入口和溢流出口，所述溢流入口位于所述溢流出口的上方；所述溢流出口与所述净化后布水管连接。

进一步地，所述布水反射板呈椎体结构或锥台结构，所述布水反射板的横截面积沿重力方向逐渐增大。

进一步地，所述溢流出水管的所述溢流出口连接有泥斗冲刷管，所述泥斗冲刷管接通至所述泥斗的侧壁；所述泥斗冲刷管连接有第一阀门。

进一步地，所述泥斗的侧壁连接多根泥斗排泥管，多根泥斗排泥管沿重力方向间隔地设置；所述泥斗排泥管连接有第二阀门。

进一步地，所述反应塔的底部连接有水力排泥管，所述水力排泥管的另一端接通至所述泥斗的侧壁；所述水力排泥管连接有第三阀门。

进一步地，所述反应塔的底部开设有清洁口，所述清洁口连接有第四阀门94。

进一步地，所述三相分离器连接有多根沼气排气管，部分所述沼气排气管与所述分离腔连通，部分所述沼气排气管与所述废水排出腔连通。

进一步地，所述水气分离结构连接有斜管填料，所述斜管填料位于所述出水结构的下方；所述出水结构包括多条出水槽。

上述技术方案中的优点或有益效果至少包括：

1、通过将三相分离器设于储水腔外，从而解决了现有技术中的安装困难、高空施工危险等问题；而且无需对反应塔对三相分离器进行承托，从而降低了反应塔的强度要求；并且，当三相分离器结垢后，独立清洁，而无需工人抵达储水腔的顶部作业（即高空作业）。

2、另外，基于三相分离器的布水反射板朝向净化后布水管的喷射口，因而能够将净化后的废水中的颗粒污泥和无机污泥进行分离，以便于无机污泥沉降在泥斗的底部，而颗粒污泥则沉降在无机污泥的上方，以便于后期将无机污泥进行独立清除而保留颗粒污泥，而颗粒污泥也可以被泵回至储水腔，以提高储水腔的颗粒污泥的浓度。需要说明的是，颗粒污泥的成长周期较长，因而不宜随同无机污泥一并被彻底排掉。

3、进一步地，通过限定水气分离结构的第一引流板的底端位于第二引流板的正上方，并与第二引流板间隔地设置，以形成与废水排出腔连通的错位进水口；当沼气和废水同时上升时，基于沼气受浮力影响，其流速较快且方向垂直向上，因而难以沿错位进水口进入分离腔，从而与废水进行分离。如此，被排出的废水中，沼气、颗粒污泥和无机污泥的含量都极少，因而满足排放要求。

4、特别地，泥斗上的下层颗粒（无机污泥）之间的水在上层颗粒（有机污泥）的重力压制下被挤出，以减少无机污泥颗粒间的含水量。

5、更特别地，基于颗粒污泥会产生沼气，使得部分颗粒污泥悬浮在布水反射板与水气分离结构之间，当有机物跟随废水向上排向错位进水口时，有机物会被集成团状且相互支撑的颗粒污泥所截留，从而进一步对废水进行深度净化，以使得进入错位进水口的废水更加干净。

上述概述仅仅是为了说明书的目的，并不意图以任何方式进行限制。除上述描述的示意性的方面、实施方式和特征之外，通过参考附图和以下的详细描述，本申请进一步的方面、实施方式和特征将会是容易明白的。

附图说明

在附图中，除非另外规定，否则贯穿多个附图相同的附图标记表示相同或相似的部件或元素。这些附图不一定是按照比例绘制的。应该理解，这些附图仅描绘了根据本申请公开的一些实施方式，而不应将其视为是对本申请范围的限制。

图1为本发明的废水净化器的结构示意图，图中箭头方向为废水流动方向。

1、反应塔；11、储水腔；12、净化后布水管；13、清洁口；2、三相分离器；21、分离腔；22、布水反射板；23、泥斗；24、水气分离结构；241、第一引流板；242、第二引流板；243、废水排出腔；244、错位进水口；245、出水结构；246、斜管填料；3、脉冲布水器；31、出水管；32、分流结构；4、溢流出水管；41、溢流入口；42、溢流出口；5、泥斗冲刷管；6、泥斗排泥管；7、水力排泥管；8、沼气排气管；91、第一阀门；92、第二阀门；93、第三阀门；94、第四阀门。

具体实施方式

在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本申请的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。

参见图1，本实施例的废水净化器包括：反应塔1、三相分离器2和脉冲布水器3。

反应塔1具有储水腔11（即反应腔），储水腔11用于储存废水，以给微生物提供适宜的反应环境。反应塔1连接有净化后布水管12，净化后布水管12用于将净化后的废水排入三相分离器2，以通过三相分离器2将废水、污泥和沼气的分离。具体而言，储水腔11内的微生物将废水中的有机物进行降解后，微生物滋生成团而形成颗粒污泥（俗称有机污泥），基于微生物会产生沼气，因而颗粒污泥跟随沼气漂浮在储水腔11中；当沼气排出后，颗粒污泥又会向下沉降。基于有机物中混杂有无机污泥，因而无机污泥会沉降至储水腔11的底部。

三相分离器2包括分离腔21、布水反射板22、泥斗23和水气分离结构24。布水反射板22和水气分离结构24设于分离腔21。净化后布水管12的喷射口朝向布水反射板22，使得混杂有无机污泥的废水喷向布水反射板22时，产生溅射，从而将颗粒污泥和有机污泥进行分离。泥斗23位于布水反射板22的下方，以收集沉降后的有机污泥和无机污泥，基于无机污泥的密度大（即颗粒小）而颗粒污泥的密度小（即颗粒大），一般而言，沉降后，有机污泥位于泥斗23的底部，而颗粒污泥位于泥斗23的表层。水气分离结构24包括第一引流板241、第二引流板242和废水排出腔243；进一步地，第一引流板241的底端位于第二引流板242的正上方，并与第二引流板242间隔地设置，以形成与废水排出腔243连通的错位进水口244；当沼气和废水同时上升时，基于沼气受浮力影响，其流速较快且方向垂直向上，因而难以沿错位进水口244进入分离腔21，从而与废水进行分离。水气分离结构24还包括出水结构245，出水结构245与废水排出腔243连通，并用于将废水从废水排出腔243引流至外界环境进行排放。

工作时，在脉冲布水器3（当然也可以通过电磁阀进行替代）的作用下，定量的废水被注入至储水腔11，然后颗粒污泥对新进的废水进行降解。基于注入了新的废水，漫出的废水溢流至或被抽水泵抽吸至三相分离器2，然后由三相分离器2完成废水、污泥和沼气的分离工作即可。具体地，当废水喷射到布水反射板22后产生溅射现象，从而将已经净化后的废水中挟带的颗粒污泥和有机污泥进行分散，基于无机污泥密度大，且不受沼气的气浮原理影响（简单而言，气浮原理为颗粒污泥产生沼气后会上升，沼气排出后又在自重作用下沉降），因而能够快速沉降至泥斗23的底部；而颗粒污泥密度小，且基于气浮原理沉降于有机污泥的上方。然后，废水挟带着沼气向上排向错位进水口244，受第二引流板242的遮挡影响，沼气绕过错位进水口244竖直向上排出，而废水则顺着错位进水口244进入废水排出腔243，最终经由出水结构245排出至外界环境中。

显然，通过将三相分离器2设于储水腔11外，从而解决了现有技术中的安装困难、高空施工危险等问题；而且无需反应塔1对三相分离器2进行承托，从而降低了反应塔1的强度要求；并且，当三相分离器2结垢后，独立清洁，而无需工人抵达储水腔11的顶部作业（即高空作业）。另外，基于三相分离器2的布水反射板22朝向净化后布水管12的喷射口，因而能够将净化后的废水中的颗粒污泥和无机污泥进行分离，以便于无机污泥沉降在泥斗23的底部，而颗粒污泥则沉降在无机污泥的上方，以便于后期将无机污泥进行独立清除而保留颗粒污泥，而颗粒污泥也可以被泵回至储水腔11，以提高储水腔11的颗粒污泥的浓度。需要说明的是，颗粒污泥的成长周期较长，因而不宜随同无机污泥一并被彻底排掉。进一步地，通过限定水气分离结构24的第一引流板241的底端位于第二引流板242的正上方，并与第二引流板242间隔地设置，以形成与废水排出腔243连通的错位进水口244；当沼气和废水同时上升时，基于沼气受浮力影响，其流速较快且方向垂直向上，因而难以沿错位进水口244进入分离腔21，从而与废水进行分离。如此，被排出的废水中，沼气、颗粒污泥和无机污泥的含量都极少，因而满足排放要求。特别地，泥斗23上的下层颗粒（无机污泥）之间的水在上层颗粒（有机污泥）的重力压制下被挤出，以减少无机污泥颗粒间的含水量。更特别地，基于颗粒污泥会产生沼气，使得部分颗粒污泥悬浮在布水反射板22与水气分离结构24之间，当有机物跟随废水向上排向错位进水口244时，有机物会被集成团状且相互支撑的颗粒污泥所截留，从而进一步对废水进行深度净化，以使得进入错位进水口244的废水更加干净。

在本实施例中，优选地，脉冲布水器3连接于反应塔1的顶部，脉冲布水器3的出水管31连接至储水腔11，以使脉冲布水器3的废水能够通过重力进入储水腔11内。为了便于均衡出水，出水管31连接有分流结构32，分流结构32由多根出水管31并联而成。

在本实施例中，优选地，反应塔1连接有溢流出水管4，溢流出水管4具有溢流入口41和溢流出口42，溢流入口41位于溢流出口42的上方；溢流出口42与净化后布水管12连接。这样设置，脉冲布水器3的水借助重力的作用进入储水腔11内，并倒逼储水腔11内的水（即顶部的已经被净化后的废水）溢流到三相分离器2的分离腔21。

在本实施例中，优选地，布水反射板22呈椎体结构或锥台结构，布水反射板22的横截面积沿重力方向逐渐增大。这样设置，布水反射板22将净化后布水管12喷出的水均匀地导向布水反射板22的周围，以将颗粒污泥和无机污泥充分地分散。更优地，布水反射板22呈圆锥体结构或圆锥台结构，从而将净化后布水管12喷出的水更加均匀地导向布水反射板22的周围。也即是说，作为可供替换的设置方式，布水反射板22可以呈普通椎体或普通锥台结构等等。

需要说明的是，对于高硬度和高悬浮废水，由于废水中含有大量钙离子和镁离子，且废水中的胶体等物质容易与无机物结合，此类废水在塔式厌氧反应器内反应后，钙离子和镁离子会在塔式厌氧反应器（或者是在泥斗23）内结垢，一方面，降低了颗粒污泥的浓度，从而影响了颗粒污泥的活性；另一方面，造成堵塞管道的现象，不易排出；清洁难度高且耗资较大。因此，为解决该隐患，在本实施例中，优选地，溢流出水管4的溢流出口42连接有泥斗冲刷管5，泥斗冲刷管5接通至泥斗23的侧壁；泥斗冲刷管5连接有第一阀门91。这样设置，需要冲洗泥斗23时，开启第一阀门91即可，在脉冲布水器3下一次脉冲抵达时，溢流出水管4将废水从泥斗冲刷管5冲出，从而将泥垢冲散即可，结垢后的污泥被冲散后会再次沉降至泥斗23。

在本实施例中，为了便于将无机污泥排出，优选地，泥斗23的侧壁连接多根泥斗排泥管6，多根泥斗排泥管6沿重力方向间隔地设置；泥斗排泥管6连接有第二阀门92。这样设置，根据无机污泥和有机污泥所处高度不同，选择性开启一个或多个第二阀门92，从而准确地将无机污泥排出。即是说，开启第二阀门92便可以将无机污泥排出。

基于溢流出水管4的流量较小，每次流量为脉冲布水器3的一次脉冲排水量，使得其冲刷能力比较有限。因此，在本实施例中，优选地，反应塔1的底部连接有水力排泥管7，水力排泥管的另一端接通7至泥斗23的侧壁；水力排泥管7连接有第三阀门93。这样设置，当泥斗23的结垢较为硬实，难以冲刷时，可以通过水力排泥管7进行强有力的冲刷，从而实现清洁污垢的目的。

在本实施例中，优选地，反应塔1的底部开设有清洁口13，清洁口13连接有第四阀门94。这样设置，当需要对反应塔1进行大修时，开启清洁口13不仅可以将较好地清理无机污泥，而且可以将反应塔1内的废水快速排干。

在本实施例中，为了避免内部气压过高，即为了便于将沼气排出并进行回收利用，优选地，三相分离器2连接有多根沼气排气管8，部分沼气排气管8与分离腔21连通，部分沼气排气管8与废水排出腔243连通。

在本实施例中，优选地，水气分离结构24连接有斜管填料246，斜管填料246位于出水结构245的下方；其中，斜管填料246为现有产品，其用途在于对泥水（颗粒污泥和废水）进行分离。

其中，在本实施例中，为保证出水结构245具备充足的流量，出水结构245包括多条出水槽，当然，也可以是多根管道等等。

本实施例的阀门可以是电磁阀、球阀等等。

另外，需要补充说明的是，当需要人工清理三相分离器2时，可以将第一阀门91和第三阀门93关闭，开启第二阀门92，单独排空三相分离器2，而不需要排空储水腔11，使得储水腔11内的颗粒污泥浓度保持正常，而无需长时间才能恢复。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包括于本申请的至少一个实施例或示例中。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

以上，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到其各种变化或替换，这些都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.废水净化器，其特征在于，包括：

反应塔（1），具有储水腔（11）；所述储水腔（11）用于储存废水，以给微生物提供适宜的反应环境；所述反应塔（1）连接有净化后布水管（12）；

三相分离器（2），包括分离腔（21）、布水反射板（22）、泥斗（23）和水气分离结构（24）；所述布水反射板（22）和所述水气分离结构（24）设于所述分离腔（21）；所述净化后布水管（12）的喷射口朝向所述布水反射板（22）；所述泥斗（23）位于所述布水反射板（22）的下方；所述水气分离结构（24）包括第一引流板（241）、第二引流板（242）和废水排出腔（243）；所述第一引流板（241）的底端位于所述第二引流板（242）的正上方，并与所述第二引流板（242）间隔地设置，以形成错位进水口（244），所述分离腔（21）通过所述错位进水口（244）与所述废水排出腔（243）连通；所述水气分离结构（24）还包括出水结构（245），所述出水结构（245）与所述废水排出腔（243）连通，并用于将废水从所述废水排出腔（243）引流至外界环境进行排放；

所述泥斗（23）的侧壁连接多根泥斗排泥管（6），多根泥斗排泥管（6）沿重力方向间隔地设置；所述泥斗排泥管（6）连接有第二阀门（92）。

2.根据权利要求1所述的废水净化器，其特征在于，所述废水净化器还包括脉冲布水器（3），所述脉冲布水器（3）连接于所述反应塔（1）的顶部，所述脉冲布水器（3）的出水管（31）连接至所述储水腔（11）；所述出水管（31）连接有分流结构（32），所述分流结构（32）由多根出水管（31）并联而成。

3.根据权利要求1所述的废水净化器，其特征在于，所述反应塔（1）连接有溢流出水管（4），所述溢流出水管（4）具有溢流入口（41）和溢流出口（42），所述溢流入口（41）位于所述溢流出口（42）的上方；所述溢流出口（42）与所述净化后布水管（12）连接。

4.根据权利要求1所述的废水净化器，其特征在于，所述布水反射板（22）呈椎体结构或锥台结构，所述布水反射板（22）的横截面积沿重力方向逐渐增大。

5.根据权利要求3所述的废水净化器，其特征在于，所述溢流出水管（4）的所述溢流出口（42）连接有泥斗冲刷管（5），所述泥斗冲刷管（5）接通至所述泥斗（23）的侧壁；所述泥斗冲刷管（5）连接有第一阀门（91）。

6.根据权利要求5所述的废水净化器，其特征在于，所述反应塔（1）的底部连接有水力排泥管（7），所述水力排泥管（7）的另一端接通至所述泥斗（23）的侧壁；所述水力排泥管（7）连接有第三阀门（93）。

7. 根据权利要求1所述的废水净化器，其特征在于，所述反应塔（1）的底部开设有清洁口（13），所述清洁口（13）连接有第四阀门 （94）。

8.根据权利要求1所述的废水净化器，其特征在于，所述三相分离器（2）连接有多根沼气排气管（8），部分所述沼气排气管（8）与所述分离腔（21）连通，部分所述沼气排气管（8）与所述废水排出腔（243）连通。

9.根据权利要求1所述的废水净化器，其特征在于，所述水气分离结构（24）连接有斜管填料（246），所述斜管填料（246）位于所述出水结构（245）的下方；所述出水结构（245）包括多条出水槽。