CN215049052U - 一种生物一体化小型水处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种生物一体化小型水处理装置，所述水处理装置包括厌氧/缺氧反应单元、好氧反应单元和沉淀分离单元；其中，所述好氧反应单元为圆柱形结构，所述厌氧/缺氧反应单元为同心嵌套在所述好氧反应单元外周侧的环道结构，所述沉淀分离单元位于所述好氧反应单元的下方。该装置的厌氧/缺氧反应单元与好氧反应单元采用嵌套式，类同于双层玻璃保温杯机理，在冬季低寒时很好地阻隔了好氧反应单元的热扩散和热损耗，确保了池内的硝化微生物在冬季的运行水温处于相对较高，从而提高氨氮在冬季的去除效率。

Description

一种生物一体化小型水处理装置

技术领域

本实用新型涉及污水处理领域，尤其涉及一种生物一体化小型水处理装置。

背景技术

生物脱氮是指在微生物的联合作用下，污水中的有机氮及氨氮经过氨化作用、硝化反应、反硝化反应，最后转化为氮气的过程。其具有经济、有效、易操作、无二次污染等特点，被公认为具有发展前途的方法，但由于采用微生物进行氨化反应、硝化反应和反硝化反应等，温度构成其重要影响因素。例如，生物硝化反应的适宜温度范围为20～30℃，15℃以下硝化反应速率下降，5℃时基本停止。反硝化适宜的温度范围为20～40℃，15℃以下反硝化反应速率下降。

现有小型反应器，采用生物脱氮除磷，在温度适宜时可取得稳定的处理效果，但是在冬季低温难以取得良好的运行出水保障，且维护操作复杂。

实用新型内容

鉴于此，本实用新型实施例提供了一种生物一体化小型水处理装置，以消除或改善现有技术中存在的一个或更多个缺陷。

本实用新型的技术方案如下：

所述水处理装置包括厌氧/缺氧反应单元、好氧反应单元和沉淀分离单元；

其中，所述好氧反应单元为圆柱形结构，所述厌氧/缺氧反应单元为同心嵌套在所述好氧反应单元外周侧的环道结构，所述沉淀分离单元位于所述好氧反应单元的下方。

在一些实施例中，所述厌氧/缺氧反应单元的内壁与所述好氧反应单元的外壁贴合，所述厌氧/缺氧反应单元的环道内设有至少一个竖向分割墙，将其分割为多个空间，竖向分隔墙上设有过流结构；所述厌氧/缺氧反应单元内定向设有机械搅拌或穿孔微曝气搅拌设备。

在一些实施例中，所述好氧反应单元的内部设有多个竖向分割墙，以将其分割为偶数个的反应区域，各级反应区域之间通过过流结构串联分级布置，且过流结构布置为使得水流方向在各级反应区域间上下往复折流；所述好氧反应单元的底部设有曝气扩散系统，所述曝气系统通过气管与外界的气源连接。

在一些实施例中，所述厌氧/缺氧反应单元与所述好氧反应单元通过第一管道连接，第一管道从所述厌氧/缺氧反应单元的下部连接至所述好氧反应单元的第一级的反应区域的下部；好氧反应单元最后一级反应区域的底部通过第二管道连接沉淀分离单元的中上部。

在一些实施例中，所述沉淀分离单元为倒圆锥或倒圆台结构，所述沉淀分离单元的内部设有消能体，分离阻板；所述沉淀分离单元内部从上往下分为清水层、缓冲保护层、泥水界面及悬浮物层和压缩污泥层。

优选地，所述消能体为正放的三角锥结构，位于所述沉淀分离单元的入流管道的下方；所述分离阻板为斜板、斜管或者折板结构，位于所述沉淀分离单元的中上层；所述沉淀分离单元的清水层位于所述分离阻板之上，所述悬浮物层和压缩污泥层位于所述消能体之下。

在一些实施例中，所述水处理装置还包括多点进水管路，其包括第一进水分管和第二进水分管，所述第一进水分管和第二进水分管与所述厌氧/缺氧反应单元的上部连接，所述第一进水分管和第二进水分管上设有控制阀。

在一些实施例中，所述沉淀分离单元的上部设有出水管，所述出水管的位置对应所述清水层；所述水处理装置还包括污泥回流管和剩余污泥管，所述污泥回流管从所述沉淀分离单元的底部连接至所述厌氧/缺氧反应单元的中上部，所述污泥回流管和剩余污泥管上设有泵和控制阀。

在一些实施例中，所述水处理装置还包括硝化液回流管路，所述硝化液回流管路从所述好氧反应单元的最后一级的反应区域连接至所述厌氧/缺氧反应单元的中上部；所述硝化液回流管路包括从主管上接出的第一分管和第二分管，所述第一分管和第二分管分别连接至所述厌氧/缺氧反应单元的不同位置，所述第一分管和第二分管上设有控制阀。

在一些实施例中，所述厌氧/缺氧反应单元与所述好氧反应单元的上端面齐平，所述厌氧/缺氧反应单元的高度小于所述好氧反应单元的高度。

根据本实用新型实施例的生物一体化小型水处理装置，可获得的有益效果至少包括：

本实用新型实施例的水处理装置的厌氧/缺氧反应单元与好氧反应单元采用嵌套式，类同于双层玻璃保温杯机理，在冬季低寒时很好地阻隔了好氧反应单元的热扩散和热损耗，确保了池内的硝化微生物在冬季的运行水温处于相对较高，从而提高氨氮在冬季的去除效率。

本实用新型的附加优点、目的，以及特征将在下面的描述中将部分地加以阐述，且将对于本领域普通技术人员在研究下文后部分地变得明显，或者可以根据本实用新型的实践而获知。本实用新型的目的和其它优点可以通过在书面说明及其权利要求书以及附图中具体指出的结构实现到并获得。

本领域技术人员将会理解的是，能够用本实用新型实现的目的和优点不限于以上具体所述，并且根据以下详细说明将更清楚地理解本实用新型能够实现的上述和其他目的。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型的限定。附图中的部件不是成比例绘制的，而只是为了示出本实用新型的原理。为了便于示出和描述本实用新型的一些部分，附图中对应部分可能被放大，即，相对于依据本实用新型实际制造的示例性装置中的其它部件可能变得更大。在附图中：

图1为本实用新型一实施例中的生物一体化小型水处理装置的结构示意图。

图2为本实用新型一实施例中的小型水处理装置的平面示意图。

图3为本实用新型一实施例中的小型水处理装置的各功能单元的分解结构示意图。

图4为本实用新型的厌氧/缺氧反应单元的两种实施例的结构示意图。

图5为本实用新型的好氧反应单元的两种实施例的结构示意图。

图6为本实用新型一实施例中的好氧反应单元的各反应区域的分解结构示意图。

附图标记：

1、厌氧/缺氧反应单元；2、好氧反应单元；3、沉淀分离单元；31、消能体；32、分离阻板；

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式和附图，对本实用新型做进一步详细说明。在此，本实用新型的示意性实施方式及其说明用于解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。

在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本实用新型，在附图中仅仅示出了与根据本实用新型的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本实用新型关系不大的其他细节。

应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、要素、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、要素、步骤或组件的存在或附加。

在此，还需要说明的是，如果没有特殊说明，术语“连接”在本文不仅可以指直接连接，也可以表示存在中间物的间接连接。

在下文中，将参考附图描述本实用新型的实施例。在附图中，相同的附图标记代表相同或类似的部件，或者相同或类似的步骤。

本实用新型提供了一种生物一体化小型水处理装置，以确保池内的硝化微生物在冬季的运行水温处于相对较高，提高氨氮在冬季的去除效率。

如图1所示，水处理装置包括厌氧/缺氧反应单元1、好氧反应单元2和沉淀分离单元3等。其中，好氧反应单元2为圆柱形结构，厌氧/缺氧反应单元1为同心嵌套在好氧反应单元2外周侧的环道结构，沉淀分离单元3位于好氧反应单元2的下方。

本实用新型实施例的厌氧/缺氧反应单元与好氧反应单元采用嵌套式，类同于双层玻璃保温杯机理，在冬季低寒时很好地阻隔了好氧反应单元的热扩散和热损耗，确保了池内的硝化微生物在冬季的运行水温处于相对较高，从而提高氨氮在冬季的去除效率，实现了厌氧、缺氧、好氧、沉淀分离集成反应于一体，取得良好的脱氮除磷消碳效果。

在一些实施例中，厌氧/缺氧反应单元1的内壁与好氧反应单元2的外壁贴合，厌氧/缺氧反应单元1的环道内设有至少一个竖向分割墙，将其分割为多个空间，竖向分隔墙上设有过流结构。

在上述实施例中，厌氧/缺氧反应单元1采用同心环道式，环道的宽度0.25～1.5m范围，内环与好氧反应单元2重叠且直径相同，在一些实施例中，厌氧/缺氧反应单元1与好氧反应单元2的上端面齐平，厌氧/缺氧反应单元1的高度小于好氧反应单元2的高度。例如，厌氧/缺氧反应单元1的高度较好氧反应单元2小0.5～1m。如图4所示，环道内可设或不设竖向分隔墙11a。此外，在环道内可定向设有机械搅拌或穿孔微曝气搅拌设备(图中未示意)。单元水力停留时间3～6h，其中含：厌氧区的0.5～1.0h；厌氧区也可不设，即全部为缺氧区，可根据实际情况和工艺设定。

在一些实施例中，好氧反应单元2的内部设有多个竖向分割墙，以将其分割为偶数个的反应区域，各级反应区域之间通过过流结构串联分级布置，且过流结构布置为使得水流方向在各级反应区域间上下往复折流；好氧反应单元2的底部设有曝气扩散系统，曝气系统通过气管与外界的气源连接。

在上述实施例中，好氧反应单元2为圆柱体池型，如图5和图6所示，内部通过竖向分隔墙进行偶数数量的均等体积分隔(如4个分隔区，8个分隔区)，以分为四级反应区域为例，第一级反应区域的上下底面分别为21b、21a，第二级反应区域的上下底面分别为22a、22b，第三级反应区域的上下底面分别为23b、23a，第四级反应区域的上下底面分别为24a、24b。各级空间区域的反应液过流走向为：反应液自21a的内下底部流入，自21b内上部流出；再进入22a的内上部，自22b内下底部流出；再进入23a的内下底部，自23b内上部再进入24a的内上部，最后自24b内下底部流出。

在上述实施例中，各级反应区域之间的过流结构可为过流孔或过流管，例如各空间区域设有相应连通管c1，c2，c3，即：21b/22a的内上部由c1进行连通，22b/23a的内下底部由c2进行连通，23b/24a的内上部由c3进行连通。在单元2的内底部布设由曝气扩散系统及气管路，气源由鼓风供气系统45组件提供，也可采用射流曝气方式)。好氧反应单元2的水力停留时间6～15h。

在一些实施例中，厌氧/缺氧反应单元1与好氧反应单元2通过第一管道c4连接，第一管道层从厌氧/缺氧反应单元1的下部连接至好氧反应单元2的第一级的反应区域的下部，例如第一级反应区域的下底面21a的偏上位置。

在一些实施例中，好氧反应单元2最后一级反应区域的底部通过第二管道连接沉淀分离单元3的中上部。

在一些实施例中，沉淀分离单元3为倒圆锥或倒圆台结构，沉淀分离单元3的内部设有消能体31，分离阻板32；沉淀分离单元3内部从上往下分为清水层、缓冲保护层、泥水界面及悬浮物层和压缩污泥层。进一步地，消能体31为正放的三角锥结构，位于沉淀分离单元3的入流管道的下方；分离阻板32为斜板、斜管或者折板结构，位于沉淀分离单元3的中上层；沉淀分离单元3的清水层位于分离阻板32之上，悬浮物层和压缩污泥层位于消能体31之下。

在上述实施例中，沉淀分离单元3的水力表面负荷0.6～1.2m/h，沉淀水力停留时间0.5～1.5h。

在一些实施例中，沉淀分离单元3的上部设有出水管42，出水管42上设有控制阀，出水管42的位置对应清水层。水处理装置还包括污泥回流管43a和剩余污泥管43b，污泥回流管43a从沉淀分离单元3的底部连接至厌氧/缺氧反应单元1的中上部，污泥回流管43a和剩余污泥管43b上设有泵和控制阀。

在一些实施例中，水处理装置还包括硝化液回流管路44，硝化液回流管路44从好氧反应单元2的最后一级的反应区域连接至厌氧/缺氧反应单元1的中上部；硝化液回流管路44包括从主管上接出的第一分管v1和第二分管v2，第一分管v1和第二分管v2分别连接至厌氧/缺氧反应单元1的不同位置，第一分管v1和第二分管v2上设有控制阀。

在一些实施例中，水处理装置还包括多点进水管路41，其包括第一进水分管v3和第二进水分管v4，第一进水分管v3和第二进水分管v4与厌氧/缺氧反应单元1的上部连接，第一进水分管v3和第二进水分管v4上设有控制阀。

厌氧/缺氧反应单元1、好氧反应单元2、沉淀分离单元3的过流管线与过流介质说明：原水通过多点进水管路41进入厌氧/缺氧反应单元1的首端中上部，可通过第一进水分管v3和第二进水分管v4，实现在厌氧/缺氧反应单元1内的多点分布进水。厌氧/缺氧反应单元1的末端内底部(与进水端相对对角方位)通过外侧的第一管道c4进入好氧反应单元2的21a的内下底部。好氧反应单元2的总出流自24b内下底部流出，通过管道c5进入沉淀分离单元3的中上部(位于分离阻板32的下方位)出流。沉淀分离单元3的上层清液通过出水管42出流(设有出流阀)。沉淀分离单元3的底部污泥，一部分通过污泥回流管43a(含泵、阀、计量等)，进入单元1的首端中上部；一部分通过剩余污泥管43b(含泵、阀等)进入后续脱泥设施。自好氧反应单元2的24b的内下底部通过硝化液回流管44(含泵)，进入厌氧/缺氧反应单元1的首端中上部，可通过第一分管v1和第二分管v2实现在厌氧/缺氧反应单元1内的多点分布硝化液回流。

若需同步脱氮除磷需求时，则第二分管v2上的控制阀开启、第一分管v1上的控制阀关闭，按AAO模式运行；若仅需强化脱氮效果时，则第一分管v1上的控制阀开启、第二分管v2上的控制阀关闭或微开启，按AO模式运行。需要说明的时，硝化液回流管44内也可采用气提方式进行硝化液回流。

本实用新型实施例的生物一体化小型水处理装置运行操作与维护简单，设备加工成本低，通过分点进水、分点硝化液回流，实现了多模式运行调控，另外该装置通过自控配置，实现多点进水、多点内回流、外回流、排泥等一系列操作的自控调节。该装置可于地上或地埋放置。

如图3所示，厌氧/缺氧反应单元1顶部可为敞口、活动拼装盖板形式；好氧反应单元2、沉淀分离单元3均设有检维修(或观察)孔d1、d2。

根据本实用新型实施例的生物一体化小型水处理装置，可获得的有益效果至少包括：

1)本实用新型实施例的水处理装置的厌氧/缺氧反应单元与好氧反应单元采用嵌套式，类同于双层玻璃保温杯机理，在冬季低寒时很好地阻隔了好氧反应单元的热扩散和热损耗，确保了池内的硝化微生物在冬季的运行水温处于相对较高，从而提高氨氮在冬季的去除效率。

2)本实用新型实施例的水处理装置的可通过自控配置，实现多点进水、多点内回流、外回流、排泥等一系列操作的自控调节。

本实用新型中，针对一个实施方式描述和/或例示的特征，可以在一个或更多个其它实施方式中以相同方式或以类似方式使用，和/或与其他实施方式的特征相结合或代替其他实施方式的特征。

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

Claims (10)

1.一种生物一体化小型水处理装置，其特征在于，所述水处理装置包括厌氧/缺氧反应单元、好氧反应单元和沉淀分离单元；

其中，所述好氧反应单元为圆柱形结构，所述厌氧/缺氧反应单元为同心嵌套在所述好氧反应单元外周侧的环道结构，所述沉淀分离单元位于所述好氧反应单元的下方。

2.根据权利要求1所述的生物一体化小型水处理装置，其特征在于，所述厌氧/缺氧反应单元的内壁与所述好氧反应单元的外壁贴合，所述厌氧/缺氧反应单元的环道内设有至少一个竖向分割墙，将其分割为多个空间，竖向分隔墙上设有过流结构；

所述厌氧/缺氧反应单元内定向设有机械搅拌或穿孔微曝气搅拌设备。

3.根据权利要求1所述的生物一体化小型水处理装置，其特征在于，所述好氧反应单元的内部设有多个竖向分割墙，以将其分割为偶数个的反应区域，各级反应区域之间通过过流结构串联分级布置，且过流结构布置为使得水流方向在各级反应区域间上下往复折流；

所述好氧反应单元的底部设有曝气扩散系统，所述曝气系统通过气管与外界的气源连接。

4.根据权利要求1所述生物一体化小型水处理装置，其特征在于，所述厌氧/缺氧反应单元包括多点进水管路，其包括第一进水分管和第二进水分管，所述第一进水分管和第二进水分管与所述厌氧/缺氧反应单元的上部连接，所述第一进水分管和第二进水分管上设有控制阀。

5.根据权利要求3所述的生物一体化小型水处理装置，其特征在于，所述厌氧/缺氧反应单元与所述好氧反应单元通过第一管道连接，第一管道从所述厌氧/缺氧反应单元的下部连接至所述好氧反应单元的第一级的反应区域的下部；

好氧反应单元最后一级反应区域的底部通过第二管道连接沉淀分离单元的中上部。

6.根据权利要求1所述生物一体化小型水处理装置，其特征在于，所述沉淀分离单元为倒圆锥或倒圆台结构，所述沉淀分离单元的内部设有消能体，分离阻板；

所述沉淀分离单元内部从上往下分为清水层、缓冲保护层、泥水界面及悬浮物层和压缩污泥层。

7.根据权利要求6所述生物一体化小型水处理装置，其特征在于，所述消能体为正放的三角锥结构，位于所述沉淀分离单元的入流管道的下方；

所述分离阻板为斜板、斜管或者折板结构，位于所述沉淀分离单元的中上层；

所述沉淀分离单元的清水层位于所述分离阻板之上，所述悬浮物层和压缩污泥层位于所述消能体之下。

8.根据权利要求6所述生物一体化小型水处理装置，其特征在于，所述沉淀分离单元的上部设有出水管，所述出水管的位置对应所述清水层；

所述水处理装置还包括污泥回流管和剩余污泥管，所述污泥回流管从所述沉淀分离单元的底部连接至所述厌氧/缺氧反应单元的中上部，所述污泥回流管和剩余污泥管上设有泵和控制阀。

9.根据权利要求3所述的生物一体化小型水处理装置，其特征在于，所述水处理装置还包括硝化液回流管路，所述硝化液回流管路从所述好氧反应单元的最后一级的反应区域连接至所述厌氧/缺氧反应单元的中上部；

所述硝化液回流管路包括从主管上接出的第一分管和第二分管，所述第一分管和第二分管分别连接至所述厌氧/缺氧反应单元的不同位置，所述第一分管和第二分管上设有控制阀。

10.根据权利要求1所述的生物一体化小型水处理装置，其特征在于，所述厌氧/缺氧反应单元与所述好氧反应单元的上端面齐平，所述厌氧/缺氧反应单元的高度小于所述好氧反应单元的高度。

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