CN1962482A - 地下生物污水处理方法及其所用的设备 - Google Patents

Abstract

地下生物污水处理技术，属于一种处理污水的技术。按照本发明提供的技术方案，在内管的中部内壁设置内曝气器，在内管的中部外壁设置外曝气器，内曝气器与外曝气器分别与空气管连接，空气管沿着内管的内壁或外壁向上延伸至内管的顶部，在内管的上端设置出水管。本发明可以减少环境污染，节约土地。

Description

地下生物污水处理方法及其所用的设备

技术领域

本发明属于一种处理污水的技术。

背景技术

传统的污水处理技术主要利用大面积的曝气池对污水进行处理，工作时，将污水排入敞开的曝气池内，经过一定时间的处理后，再进入后道工序。这种处理方式的缺陷是：污水放在大面积的曝气池内，会使大量VOC和刺激性气味散发到周围空气中，对环境造成不良影响；其次，这种大面积的曝气池需要占用很多土地，对自然资源造成较大的浪费，同时又增加了设备投资。

发明内容

本发明的目的在于提供一种地下生物污水处理方法及其所用的设备，以减少环境污染，节约土地。

按照本发明提供的技术方案，地下生物污水处理方法包括：

将外管埋设于地下，外管的管口位于地面上，在外管内有内管，内管的管口伸出外管的管口，在内管的中部与外管之间设置外曝气器，在内管内的中部设置内曝气器；外曝气器与内曝气器分别利用空气管与地面上的大气层相通，并将外界空气溶解于水中，完成曝气过程；

将污水引入位于外管与内管之间的空间内，并沿着空间向下流动，在流动至外曝气器时，由外曝气器对污水进行第一次曝气，使污水处于富氧状态，同时在污水中加入少量无机高分子混凝剂，使污水中的污染物絮凝沉淀，形成活性污泥，活性污泥经过曝气后，就会产生好氧菌，利用好氧菌吞噬污水中的有害物质；

经过第一次曝气后的污水继续向下流动，经过内管的底部开口进入内管内，然后向上流动，在流动至内曝气器时，由内曝气器对污水进行第二次曝气，进一步对污水进行充氧，以增加污水中好氧菌的数量，并利用好氧菌进一步吞噬污水中的有害物质；

经过第二次曝气后的污水继续向上流动，至内管的上端后，停止引入污水，保持2～5小时的停留时间，同时，外界空气不断通过空气管经外曝气器与内曝气器对污水进行曝气，使活性污泥中产生大量的好氧菌，由这些好氧菌将污水中的有害物质全部吞噬掉，使水达到排放标准，然后通过内管上端的出水管排出。

在内管的中部有一段紊流管，该紊流管中部的内壁逐渐向内收缩，外曝气器位于紊流管的底部，内曝气器位于紊流管的上端；水在经过外曝气器或内曝气器曝气前，先经过紊流管，由于水流断面逐渐缩小后再逐渐放大，使水流产生湍动后再进行曝气；外管埋入地下的深度根据地质条件，在65～120米。

地下生物污水处理方法所用的设备包括：

在内管的中部内壁设置内曝气器，在内管的中部外壁设置外曝气器，内曝气器与外曝气器分别与空气管连接，空气管沿着内管的内壁或外壁向上延伸至内管的顶部，在内管的上端设置出水管。

在内管的中部有一段紊流管，该紊流管的中部内径小于其两端的内径，内曝气器位于紊流管的内壁上部，外曝气器位于紊流管的外壁下部。内管位于外管内，在内管与外管之间有间隙，内管的底部敞开，外管的底部封闭，在内管与外管间形成一个允许流体经过外管上端的入口、内管与外管之间的间隙、内管底部的开口进入内管内的通道，在外管的外壁设置若干个环形的加强筋。

在内管的底部设置管口加强筋，在内管与外管的底部之间设置支撑板。在内曝气器中的环形管道上设置若干个开口向下的喷嘴，内曝气器与安装于内管内壁上的支架相互连接；在外曝气器中的环形管道上设置若干个开口向上的喷嘴。

内管的上端封闭，在该封闭端设置放气管，该放气管的开口端弯曲向下。在内管的上部与外管的上端之间设置限位板，在外管的上端外面设置扩口管。在内管的外壁或内壁设置若干个U形管卡，空气管利用U形管卡安装于内管上。

本发明的优点是：占地面积小，处理效果好，由于整个装置的大部分都在比较深的地下，可以利用地热保证设备在处理过程中基本处于一个恒定的温度范围内，在冬季不会太冷，夏季不会太热，有利于进行水处理。此外，本技术几乎不会使VOC和刺激性气味外逸，因此减少了对环境的影响和增加了安全性，该工艺的地下性和富氧生化性质能提供一个愉快的、安全的工作环境。在不影响原有污水处理设施正常运行的前提下全面完成投资省、处理效果好、运行费用低、占地少、运行稳定、操作管理方便的水处理工程。

附图说明

图1为本发明的结构图。图2为外管结构图。

具体实施方式

如图所示：在内管5的中部内壁设置内曝气器8，在内管5的中部外壁设置外曝气器7，内曝气器8与外曝气器7分别与空气管17连接，空气管17沿着内管5的内壁或外壁向上延伸至内管5的顶部，在内管5的上端设置出水管12。其中：外曝气器7用于对进入的水进行曝气，内曝气器8用于对活性污泥生化曝气；内管5用于代替接触氧化池的池内装置，起到生化效果；出水管12用于排出处理过的水。空气管17的作用是为内曝气器8与外曝气器7提供空气。

在内管5的中部有一段紊流管14，该紊流管14的中部内径小于其两端的内径，内曝气器8位于紊流管14的内壁上部，外曝气器7位于紊流管14的外壁下部。紊流管14用于控制进水与出水速度，确保停留时间；同时，可以使流体在流动构成产生搅动，以提高曝气效果。

内管5位于外管4内，在内管5与外管4之间有间隙，内管5的底部敞开，外管4的底部封闭，在内管5与外管4间形成一个允许流体经过外管4上端的入口、内管5与外管4之间的间隙、内管5底部的开口进入内管5内的通道，在外管4的外壁设置若干个环形的加强筋6。加强筋6用于防止外管4变形，保护连接无误，增加溶器管强度。外溶器管4可以代替地面生化水池，节省土地。

在内管5的底部设置管口加强筋3，管口加强筋3用于加强内溶器管的管口，防止变形；在内管5与外管4的底部之间设置支撑板2，以支撑内管5，并固定内外管间的接距中心点。

在内曝气器8中的环形管道上设置若干个开口向下的喷嘴，内曝气器8与安装于内管5内壁上的支架9相互连接；在外曝气器7中的环形管道上设置若干个开口向上的喷嘴，以便于水中喷射气体。

内管5的上端封闭，在该封闭端设置放气管13，该放气管13的开口端弯曲向下。放气管13的作用在于当管内空气在曝气过程中膨胀时，为避免胀坏内管或外管而将管内空气适当排放掉一点，以自动调节管内的压力；

在内管5的上部与外管4的上端之间设置限位板11，在外管4的上端外面设置扩口管10，护口管10主要作用是防止上层土质不良塌方，限位板11用于固定外管4的中心点。

在内管5的外壁或内壁设置若干个U形管卡16，空气管17利用U形管卡16安装于内管5上。图中的15为止水翼环，用于保证溶器管平整度。

工作时，将外管4埋设于地下，外管4的管口位于地面上，在外管4内有内管5，内管5的管口伸出外管4的管口，在内管5的中部与外管4之间设置外曝气器7，在内管5内的中部设置内曝气器8；外曝气器7与内曝气器8分别利用空气管17与地面上的大气层相通，并将外界空气溶解于水中，完成曝气过程；

将污水引入位于外管4与内管5之间的空间内，并沿着空间向下流动，在流动至外曝气器7时，由外曝气器7对污水进行第一次曝气，使污水处于富氧状态，同时在污水中加入少量无机高分子混凝剂，使污水中的污染物絮凝沉淀，形成活性污泥，活性污泥经过曝气后，就会产生好氧菌，利用好氧菌吞噬污水中的有害物质；其中的无机高分子混凝剂可以外购，如：减饰氯化铝，聚合氯化铝，聚合氯化铁等，好氧菌有钟虫、曲线虫等；无机高分子混凝剂与好氧菌等都是成熟的现有技术；

经过第一次曝气后的污水继续向下流动，经过内管5的底部开口进入内管5内，然后向上流动，在流动至内曝气器8时，由内曝气器8对污水进行第二次曝气，进一步对污水进行充氧，以增加污水中好氧菌的数量，并利用好氧菌进一步吞噬污水中的有害物质；

经过第二次曝气后的污水继续向上流动，至内管5的上端后，停止引入污水，保持2～5小时的停留时间，同时，外界空气不断通过空气管17经外曝气器7与内曝气器8对污水进行曝气，使活性污泥中产生大量的好氧菌，由这些好氧菌将污水中的有害物质全部吞噬掉，使水达到排放标准，然后通过内管5上端的出水管12排出。

在内管5的中部有一段紊流管14，该紊流管14中部的内壁逐渐向内收缩，外曝气器7位于紊流管14的底部，内曝气器8位于紊流管14的上端；水在经过外曝气器7或内曝气器8曝气前，先经过紊流管14，由于水流断面逐渐缩小后再逐渐放大，使水流产生湍动后再进行曝气；外管4埋入地下的深度根据地质条件，在65～120米。

本发明是一种高效活性污泥污水处理技术，该技术相比传统的污水净化系统具有以下优势。

1、高度的环境亲和性，具有视觉隐蔽性，绝大部分设施隐藏在地下，相对与传统大面积曝气池污水处理设施，有显著的优势；非常低的VOC和刺激性气味，减少对环境的影响和增加安全性，该工艺的地下性和富氧生化性质能提供一个愉快的、安全的工作环境。

2、最小的占地面积，工程占地仅为同等能力的传统活性污泥水处理厂总占地面积的30～40％，这意味着合理利用土地，为国家节约土地资源有着及其重大的现实意义，对厂矿企业的潜在存量面积能用来新建其它项目，也可以使原本因为面积过小而无法扩产的工厂能够翻新。

3、运行费用低，整条工艺要比传统的处理运行费用节省50～80％，深井曝气具有最优的水力和生物特性，溶解氧浓度高，氧化能力强，氧利用率高达80-95％，处理污水所需功率消耗比普通曝气法降低70％以上。这是因为以循环为目的所供给的空气同时又被有效的利用于有机物的去除，特别是易为生物降解的高浓度有机污水，可利用过剩的氧，特别是较大口径的深井因摩擦阻力小，对降低运行费用更有利。深井装置结构简单，维修工作量小，污泥量少，也是运行费用低的因素。减少污泥量，为社会创造出一定的环境效益。

4、造价低、投资省，尤其对于中大型项目，投资节省30～40％主要由以下几方面决定：曝气池体积小，为普通曝气法的1/20-1/60；由于深井曝气氧化能力强，多数情况下可省去预沉池；占地少，节省了征地费；动力部分及需用高价测量仪表少；污泥处理费用低，污泥产量仅是普通曝气法的1/2-1/3，因此污泥消化池体积小，脱水设备少，处置费用低。

5、受气温变化的影响小，由于深井垂直于地下，使处理水不暴露在冬季或夏季极端寒冷和酷热的温度中，一年四季均可保持良好的运行和处理效果；有效处理高浓度污水，深井中高浓度溶解氧(可达40～60mg/l)使之能直接处理各种高浓有机污水，包括负荷变动和易起泡沫的污水；氧转移能力强，能够快速、高效处理高浓度污水，即使在高的BOD负载情况下，BOD去除率也不会明显降低。

Claims (10)

1、地下生物污水处理方法，其特征是：

将外管(4)埋设于地下，外管(4)的管口位于地面上，在外管(4)内有内管(5)，内管(5)的管口伸出外管(4)的管口，在内管(5)的中部与外管(4)之间设置外曝气器(7)，在内管(5)内的中部设置内曝气器(8)；外曝气器(7)与内曝气器(8)分别利用空气管(17)与地面上的大气层相通，并将外界空气溶解于水中，完成曝气过程；

将污水引入位于外管(4)与内管(5)之间的空间内，并沿着空间向下流动，在流动至外曝气器(7)时，由外曝气器(7)对污水进行第一次曝气，使污水处于富氧状态，同时在污水中加入少量无机高分子混凝剂，使污水中的污染物絮凝沉淀，形成活性污泥，活性污泥经过曝气后，就会产生好氧菌，利用好氧菌吞噬污水中的有害物质；

经过第一次曝气后的污水继续向下流动，经过内管(5)的底部开口进入内管(5)内，然后向上流动，在流动至内曝气器(8)时，由内曝气器(8)对污水进行第二次曝气，进一步对污水进行充氧，以增加污水中好氧菌的数量，并利用好氧菌进一步吞噬污水中的有害物质；

经过第二次曝气后的污水继续向上流动，至内管(5)的上端后，停止引入污水，保持2～5小时的停留时间，同时，外界空气不断通过空气管(17)经外曝气器(7)与内曝气器(8)对污水进行曝气，使活性污泥中产生大量的好氧菌，由这些好氧菌将污水中的有害物质全部吞噬掉，使水达到排放标准，然后通过内管(5)上端的出水管(12)排出。

2、如权利要求1所述的地下生物污水处理方法，其特征是：在内管(5)的中部有一段紊流管(14)，该紊流管(14)中部的内壁逐渐向内收缩，外曝气器(7)位于紊流管(14)的底部，内曝气器(8)位于紊流管(14)的上端；水在经过外曝气器(7)或内曝气器(8)曝气前，先经过紊流管(14)，由于水流断面逐渐缩小后再逐渐放大，使水流产生湍动后再进行曝气；外管(4)埋入地下的深度根据地质条件，在65～120米。

3、如权利要求1所述的地下生物污水处理方法所用的设备，其特征是：在内管(5)的中部内壁设置内曝气器(8)，在内管(5)的中部外壁设置外曝气器(7)，内曝气器(8)与外曝气器(7)分别与空气管(17)连接，空气管(17)沿着内管(5)的内壁或外壁向上延伸至内管(5)的项部，在内管(5)的上端设置出水管(12)。

4、如权利要求1所述的地下生物污水处理方法所用的设备，其特征是：在内管(5)的中部有一段紊流管(14)，该紊流管(14)的中部内径小于其两端的内径，内曝气器(8)位于紊流管(14)的内壁上部，外曝气器(7)位于紊流管(14)的外壁下部。

5、如权利要求1所述的地下生物污水处理方法所用的设备，其特征是：内管(5)位于外管(4)内，在内管(5)与外管(4)之间有间隙，内管(5)的底部敞开，外管(4)的底部封闭，在内管(5)与外管(4)间形成一个允许流体经过外管(4)上端的入口、内管(5)与外管(4)之间的间隙、内管(5)底部的开口进入内管(5)内的通道，在外管(4)的外壁设置若干个环形的加强筋(6)。

6、如权利要求5所述的地下生物污水处理方法所用的设备，其特征是：在内管(5)的底部设置管口加强筋(3)，在内管(5)与外管(4)的底部之间设置支撑板(2)。

7、如权利要求1所述的地下生物污水处理方法所用的设备，其特征是：在内曝气器(8)中的环形管道上设置若干个开口向下的喷嘴，内曝气器(8)与安装于内管(5)内壁上的支架(9)相互连接；在外曝气器(7)中的环形管道上设置若干个开口向上的喷嘴。

8、如权利要求1所述的地下生物污水处理方法所用的设备，其特征是：内管(5)的上端封闭，在该封闭端设置放气管(13)，该放气管(13)的开口端弯曲向下。

9、如权利要求5或6所述的地下生物污水处理方法所用的设备，其特征是：在内管(5)的上部与外管(4)的上端之间设置限位板(11)，在外管(4)的上端外面设置扩口管(10)。

10、如权利要求1所述的地下生物污水处理方法所用的设备，其特征是：在内管(5)的外壁或内壁设置若干个U形管卡(16)，空气管(17)利用U形管卡(16)安装于内管(5)上。

Images