CN216129464U - 多级气升太阳能一体化污水处理系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种多级气升太阳能一体化污水处理系统，包括生化处理系统、太阳能动力系统，其特征在于，生化处理系统由曝气机构、生化组合区、各区通过过水管连通，曝气机构以实现回流混合和生化组合区搅拌，太阳能动力系统给系统供电以减少处理系统运行的能耗。所述生化组合区中包括有固液澄清区，并设置在生化组合区的上部，所述固液分离澄清区功效通过固液分离器实现，以防止所述固液分离澄清区设置设置与曝气机构冲突，以使系统精巧化，提高处理效率，降低投资成本，本申请的用途是节能、减少设备容量的水处理领域，处理效率高、简化操作、降低投资及运行成本以及减少占地。

Description

多级气升太阳能一体化污水处理系统

技术领域

本申请涉及污、废水处理设施，尤其涉及一种多级气升太阳能一体化污水处理系统。

背景技术

A²/O法是厌氧/缺氧/好氧(Anaerobic/Anoxic/Oxic)工艺的简称。该方法通过采取在常规的缺氧/好氧生物处理系统前增加一段厌氧生物处理过程，实现了在去除有机污染物的同时脱氮除磷的效果。厌氧生化段作用是生物选择器，聚磷菌在厌氧条件下释放磷获得能量为好氧吸磷创造条件；在好氧生化段，微生物在溶解氧充分的条件下氧化分解污、废水中的有机物并同时进行硝化和聚磷反应，通过排放剩余活性污泥实现除磷；在缺氧生化段，由好氧段回流一部分混合液与进入系统的原水进行混合，回流混合液中的硝化液被反硝化细菌利用并进行反硝化反应，通过释放氮气达到脱氮目地。因此，A²/O工艺在好氧生化段和缺氧生化段必须拥有一套混合液回流系统及污泥回流系统。一般情况下，增大回流比可以提高脱氮除磷的效果。由于A²/O 工艺所具有的上述特点和比较好的经济性，目前已成为一种比较成熟的生化水处理方法，在城市污水及工业废水处理中得到广泛应用。但该工艺的缺点是：回流泵、搅拌机、推流装置等动力设备同样增大动力消耗。此外，现有的固液分离澄清区是在A²/O反应器容器外独立设置，因此占地面积大、建设投资高。目前我国正大力发展农村小型一体化设备，但是农村污水处理设备运行费用落实困难、出水达标困难，出水水质要求高。

发明内容

本申请的主要目的在于针对上述问题提供了一种多级气升太阳能一体化污水处理系统，生化处理系统底板，生化处理系统外墙板组成的反应容器，所述生化处理系统底板上部四周设置有生化处理系统外墙板，所述的反应容器内部空间通过生化处理系统内隔板一和生化处理系统内隔板二从左至右依次封隔成组合生化区、除磷沉淀区、消毒区，所述组合生化区和除磷沉淀区设置有水气管线，所述除磷沉淀区和消毒区上部对应的设置有加药系统，所述的加药系统通过对应的管线与所述除磷沉淀区和消毒区联通，所述的除磷沉淀区上部设置有控制箱，所述控制箱通过管线联通所述组合生化区、除磷沉淀区的水气管线，所述的控制箱右侧连接设置有太阳能动力系统以实现处理系统的运行。

优选地，所述生化组合区中包括有固液澄清区，并设置在生化组合区的上部，所述固液分离澄清区功效通过固液分离器实现，以防止所述固液分离澄清区设置设置与曝气机构冲突，以使系统精巧化，提高处理效率，降低投资成本。

优选地，生化处理系统是由内部设有隔墙的反应器体构成，反应器体由垂直隔板将反应器分隔成生化组合区、除磷沉淀区、消毒区，各区通过过水管连通，生化组合区由导流隔板、进水布水管、曝气管、排泥管、固液澄清区组成。

优选地，除磷沉淀区设置在生化组合区的后端，除磷沉淀区由进水管、气提排泥设备、污泥收集区、收水槽组成，除磷沉淀区底部设置成倒梯形污泥收集区，上部设收水槽，收水槽设置于除磷沉淀区上部，收水液位较进水管液位低，进水管延着收水槽进入竖直向下，进水管上设除磷加药管，气提排泥设备上端连通曝气管并竖直进入污泥收集区。

优选地，生化系统还包括消毒区、加药系统，加药系统包括除磷加药装置、消毒加药装置组成，消毒区由消毒加药装置、排水管组成，消毒区进水管与除磷沉淀区收水槽相连，上部设消毒加药管，与消毒加药装置相连接，出水管设置在消毒区上部，液位比进水管低。

优选地，生化组合区由生化组合区垂直隔板、生化组合区水平隔板、生化组合区倾斜隔板、生化组合区垂直隔板向左至右依次连接固定在反应器上形成导流隔板，将生化组合区从左至右依次分成好氧区、缺氧区、厌氧区，缺氧区上部设置由固液分离器构成的固液分离区，固液分离区的进水布水管设置在厌氧区，排泥管设置在厌氧区底部及好氧区末端，曝气机构设置在固液澄清区底部及好氧区底部；除磷沉淀区进水管与生化组合区固液分离器收水槽连通，上部设除磷加药管，与除磷加药装置相连接，气提排泥装置通过管道将污泥排至反应器外。

优选地，曝气机构包括曝气管和曝气器组成，太阳能动力系统由太阳能电池、太阳能板、风机、控制箱组成，太阳能动力设置于生化处理系统外部，要由太阳能光板及太阳能电池负责供电，风机负责供气，控制箱负责整个系统的控制。

优选地，生化处理系统底板，生化处理系统外墙板组成的反应容器，所述生化处理系统底板上部四周设置有生化处理系统外墙板，所述的反应容器内部空间通过生化处理系统外墙板一和生化处理系统内隔板二从左至右依次封隔成组合生化区、除磷沉淀区、消毒区，所述组合生化区和除磷沉淀区设置有水气管线，所述除磷沉淀区和消毒区上部对应的设置有加药系统，所述的加药系统通过对应的管线与所述除磷沉淀区和消毒区联通，所述的除磷沉淀区上部设置有控制箱，所述控制箱通过管线联通所述组合生化区、除磷沉淀区的水气管线，所述的控制箱右侧连接设置有太阳能动力系统以实现处理系统的运行。

优选地，组合生化区的上部设置有固液分离器，组合生化区内部通过竖直设置的生化组合区垂直隔板一连接生化组合区水平隔板一，连接生化组合区水平隔板连接生化组合区倾斜隔板，生化组合区倾斜隔板向上连接生化组合区垂直隔板二构成好氧区、缺氧区、厌氧区，所述好氧区、缺氧区、厌氧区上部竖直设置有通过隔板制备的锥形固液分离器，所述好氧区、缺氧区、厌氧区底部靠近垂直隔板一的位置设置有曝气管，所述好氧区、缺氧区、厌氧区底部靠近倾斜隔板的位置设置有排泥管二，组合生化区的左端底部设置有排泥管一，所述组合生化区的上端侧部设置有生化组合区进水管，所述组合生化区的右端底部设置曝气管二，所述曝气管连通所述控制箱的管线；

除磷沉淀区底板、两个除磷沉淀区污泥收集槽斜板共同设置成倒梯形污泥收集区，除磷沉淀区上端左侧设置有除磷沉淀区进水管，该进水管联通至固液分离器的上部，除磷沉淀区上端右侧设置除磷沉淀区收水槽；所述消毒区还包括生化处理系统外墙板二，所述消毒区上端左侧设置有联通除磷沉淀区收水槽的消毒区进水管，所述消毒区上端右侧设置消毒区出水管；所述控制箱设置有风机，所述太阳能动力系统由太阳能电池和太阳能板构成。

优选地，倾斜隔板与水平方向所夹锐角γ为45°-60°；生化组合区进水管、除磷沉淀区进水管、消毒区进水管、消毒区出水管液位依次降低，降低不小于5cm；除磷沉淀区倒梯形收泥槽斜板与水平方向所夹锐角γ为45°-60°；所述生化组合区水平、垂直过水流速v ≥0.5m/s；所生化组合区由两级好氧曝气组成，一级曝气设置于缺氧区末端，一级曝气设置于固液分离区底部。

本申请的有益效果是：(1)在反应器内部设置了固液分离澄清装置，实现了A²/O工艺与固液分离器的一体化，节省占地面积；(2)运用气升推流微动力，利用好氧区溶气水所产生水头的推动作用，将好氧区混合液输送至缺氧区及厌氧区，实现了不施加外部动力设备的前提下混合液的回流，节省设备成本和运行费用；(3)通过导流板的设置，使混合液回流形成循环流，实现了无外加动力设备的水力搅拌，节省设备投资及能源消耗；(4)通过增加太阳能动力系统，达到了无需外部能源可正常运行的效果，达到节能的目的；(5)通过设置加药系统，进一步增加磷、大肠杆菌等污染物的去除率，使出水水质更高。综上所述，与现有技术比，本申请节省了外电能源、占地面积、降低建设成本与运行成本，同时实现更高效的脱氮除磷效果，提高了出水水质，有效提升了A²/O工艺的经济性和适用性。

附图说明

图1是本申请的主视图；

图2是本申请的局部示意图；

图中：1太阳能电池，2太阳能板，3控制箱，4风机，5除磷加药装置，6消毒加药装置，7生化组合区进水管，8排泥管一，9排泥管二，10 固液分离器，11曝气管一，12曝气管二，13除磷沉淀区进水管，14气提设备，15除磷沉淀区收水槽，16消毒区进水管，17消毒区出水管，18 生化处理系统外墙板一，19生化处理系统底板，20生化处理系统外墙板二，21生化处理系统内隔板一，22生化处理系统内隔板二，23除磷沉淀区污泥收集槽斜板，24生化组合区垂直隔板一，25生化组合区水平隔板一，26生化组合区倾斜隔板，27生化组合区垂直隔板二。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，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。

图1示出一种多级气升太阳能一体化污水处理系统，包括设有生化组合区、除磷沉淀区、消毒区的生化处理系统、设有太阳能电池、太阳能板、风机、控制箱的太阳能动力系统和设有除磷加药装置及消毒加药装置的加药系统。

所述的生化组合区是由生化处理系统外墙板18、生化处理系统底板19及生化处理系统外墙板二20组成，生化组合区由生化组合区垂直隔板一24、生化组合区水平隔板一25、生化组合区倾斜隔板26、生化组合区垂直隔板二27，分隔成厌氧区、缺氧区、好氧区，生化组合区上部设置固液分离器10，厌氧区前端设置生化组合区进水管 7，厌氧区底部及一级好氧区末端设置排泥管一8、排泥管二9，固液澄清区底部及好氧区底部设置曝气管一11、曝气管二12；除磷沉淀区由生化处理系统底板19、生化处理系统内隔板一21、生化处理系统内隔板二22组成，除磷沉淀区通过除磷沉淀区进水管13与组合生化区连通，上部设除磷加药管与除磷加药装置5相连接，污泥收集槽由生化处理系统底板19、除磷沉淀区污泥收集槽斜板23组成，气提设备14设置在污泥收集区底部通过管道将污泥排至反应器外，除磷沉淀区收水槽15设置于除磷沉淀区上部；消毒区由生化处理系统底板19、生化处理系统内隔板二22、生化处理系统外墙板二20组成，其上部两侧分别设置消毒区进水管16、消毒区出水管17，通过消毒区进水管16与除磷沉淀区连接，其上部设置加药管与消毒加药装置6 连接。太阳能动力系统由太阳能电池1、太阳能板2、控制箱3、风机4组成。加药系统由5除磷加药装置、6消毒加药装置组成。

以下对本申请的系统组成机构的情况和功效进行说明，一种多级气升太阳能一体化污水处理系统，包括生化处理系统、太阳能动力系统、加药系统，其特征是生化处理系统由生化组合区、除磷沉淀区、消毒区组成，太阳能动力系统由太阳能电池、太阳能板、风机、控制箱组成，加药系统由除磷加药装置及消毒加药装置组成。

生化处理系统内部设有固定在罐体体上的垂直隔板，分隔生化组合区、除磷沉淀区、消毒区，各区通过过水管连通。

整个系统是由太阳能动力系统及生化处理系统组成：太阳能动力设置于生化处理系统外部，主要由太阳能光板及太阳能电池负责供电，风机负责供气，控制箱负责整个系统的控制；生化处理系统是由内部设有固定在反应器体上的隔墙的反应器体构成，反应器体由垂直隔板将反应器分隔成生化组合区、除磷沉淀区、消毒区，各区通过过水管连通。生化组合区由导流隔板、进水布水管、曝气管、排泥管、固液澄清区组成；除磷沉淀区由进水管、气提排泥设备、污泥收集区、收水槽组成，进水管上设除磷加药管，其底部设置为倒梯形污泥收集区，并设气提排泥装置，上部设收水槽；消毒区由消毒加药装置、排水管组成。生化组合区由固定在反应器上的导流隔板分成厌氧区、缺氧区、好氧区、固液澄清区，其中进水布水管设置在厌氧区，排泥管设置在厌氧区底部及好氧区末端，曝气管设置在固液澄清区底部及好氧区底部；除磷沉淀区进水管与生化组合区固液分离器收水槽连通，上部设除磷加药管，与除磷加药装置相连接，气提排泥装置通过管道将污泥排至反应器外，收水槽设置于除磷沉淀区上部，收水液位较进水管液位低；消毒区进水管与除磷沉淀区收水槽相连，上部设消毒加药管，与消毒加药装置相连接，出水管设置在消毒区上部，液位比进水管低。

上述的生化组合区由固定在反应器体上的垂直隔板及倾斜隔板分为好厌氧区、缺氧区、好氧区、固液分离区，倾斜隔板与水平方向所夹锐角γ为45°-60°，上述生化组合区进水管、除磷沉淀区进水管、消毒区进水管、消毒区出水管液位依次降低，降低不小于5cm，上述除磷沉淀区倒梯形收泥槽斜板与水平方向所夹锐角γ为45° -60°，上述生化组合区水平、垂直过水流速v≥0.5m/s，上述所生化组合区由两级好氧曝气组成，一级曝气设置于缺氧区末端，一级曝气设置于固液分离区底部，上述太阳能动力系统可以提供系统12小时的用电量，上述加药系统可以提供大于7天的加药量，上述多级气升太阳能一体化污水处理系统，由太阳能动力系统供电及控制，生化处理系统去除污染物，加药系统提供药剂，以上三个系统共同形成一套完成的处理系统。

综上所述，概括本申请的特点：

(1)运用气升推流微动力，充分利用了水下微孔曝气器曝气所产生的含气水整体比重小于水的比重而体积膨胀和液下气泡挟水加速度垂直上升的物理效果，在反应器内设置了曝气气升区，该区域在供氧的同时，所产生的水头即水势力能推动水体整体流动，也即势能转换为动能，选择氧传质效率较高的微孔曝气器，只提供硝化和去除碳源污染物所需气量的前提下，不增加其它任何动力和设备，使反应器在保证活性污泥不下沉沉淀的流速下整体流动。它的能耗水平只在系统生化需氧量范围内，而它的设备仅为微孔曝气器组单一设备，在省掉高污泥回流设备的前提下，即可实现整个反应器生化系统的供氧以及回流过程，节省设备成本和运行费用。

(2)通过导流板的设置，结合混合液回流使污水在反应器内形成循环流，实现了无外加动力设备的水力搅拌，实现了整个反应器系统的微动力运行，节省设备投资及能源消耗。

(3)生化组合区由生化组合区垂直隔板一24、生化组合区水平隔板一25、生化组合区倾斜隔板26、生化组合区垂直隔板二27，将系统分为厌氧区、缺氧区、好氧区，各区之间完全混合实现更高效的脱氮除磷效果，运行过程中灵活多变，可操作性增强。

(4)在生化组合区内设置了固液分离器10，实现了A²/O工艺与固液分离器的一体化，节省占地面积；在固液分离器10设置曝气管一 11，解决了固液分离区污泥沉泥问题，进一步增加污泥利用，提高去除效果。

(5)系统增加太阳能动力系统，达到了无需外部能源可正常运行的效果，达到节能的目的；

(6)系统设置加药系统，进一步增加磷、大肠杆菌等污染物的去除率，使出水水质更高。

本申请的工作原理和工作工程如下：

如图1-2所示，一种多级气升太阳能一体化污水处理系统，包括设有生化组合区、除磷沉淀区、消毒区的生化处理系统、设有太阳能电池、太阳能板、风机、控制箱的太阳能动力系统和设有除磷加药装置及消毒加药装置的加药系统。太阳能动力系统提供控制、电源与气源，污水首先通过7生化组合区进水管进入厌氧区，然后通过曝气管一11、曝气管二12的共同作用下提供辅助推流动力，形成循环的流态，完成一个完整的A²/O生物反应过程，在该区内好氧区进行好氧生化反应，去除CODcr、BOD₅为标志的有机污染物并完成聚磷菌的释磷过程，同时进行硝化反应将污水中氨氮转化为硝态氮。好氧反应后在气升推动力作用下部分混合液回流至厌氧区进行聚磷反应，然后在气升推动力作用下急需进入缺氧区进入反硝化反应，将硝态氮转化为氮气排出系统完成生物脱氮过程，污水最终在固液分离器10内进行固液分离，固液分离后的污水通过除磷沉淀区进水管13进入除磷沉淀区同时通过除磷沉淀加药装置加药，进一步去除污水中的磷，含磷污泥集中收集到污泥收集槽，通过气提设备14排出系统，澄清后的污水通过收集槽收集进入消毒区，消毒区内的污水通过消毒加药装置6加药，去除污水中的大肠杆菌，然后通过消毒区出水管17排出系统。

本申请的进步性体现在，在现有A²/O反应器基础上进行改进，提供出一种多级气升太阳能一体化污水处理系统，通过在反应器内部设置充分利用其结构和流态的固液分离装置，实现A²/O系统与固液分离装置的一体化；充分利用好氧区曝气气升动力实现无须外加动力设备回流混合液、无须设置搅拌设备完成厌氧区及缺氧区搅拌；通过增加除磷沉淀区加药除磷装置，实现更高效的脱氮除磷效果；通过增加消毒区，实现了出水水质大肠杆菌达标。从而达到A²/O工艺的节能、减少设备容量、简化操作、降低投资及运行成本以及减少占地的目的；通过增加太阳能供电及控制系统，解决了小型污水处理设备运行费用高，供电困难的问题。目前我国正大力发展农村小型一体化设备，解决了现有农村污水处理设备运行费用落实困难、出水达标困难，出水水质要求高的问题。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明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发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种多级气升太阳能一体化污水处理系统，其特征在于：生化处理系统底板，生化处理系统外墙板组成的反应容器，所述生化处理系统底板上部四周设置有生化处理系统外墙板，所述的反应容器内部空间通过生化处理系统内隔板一和生化处理系统内隔板二从左至右依次封隔成组合生化区、除磷沉淀区、消毒区，所述组合生化区和除磷沉淀区设置有水气管线，所述除磷沉淀区和消毒区上部对应的设置有加药系统，所述的加药系统通过对应的管线与所述除磷沉淀区和消毒区联通，所述的除磷沉淀区上部设置有控制箱，所述控制箱通过管线联通所述组合生化区、除磷沉淀区的水气管线，所述的控制箱右侧连接设置有太阳能动力系统以实现处理系统的运行。

2.如权利要求1所述的一种多级气升太阳能一体化污水处理系统，其特征在于：组合生化区的上部设置有固液分离器，组合生化区内部通过竖直设置的生化组合区垂直隔板一连接生化组合区水平隔板一，连接生化组合区水平隔板连接生化组合区倾斜隔板，生化组合区倾斜隔板向上连接生化组合区垂直隔板二构成好氧区、缺氧区、厌氧区，所述好氧区、缺氧区、厌氧区上部竖直设置有通过隔板制备的锥形固液分离器，所述好氧区、缺氧区、厌氧区底部靠近垂直隔板一的位置设置有曝气管，所述好氧区、缺氧区、厌氧区底部靠近倾斜隔板的位置设置有排泥管二，组合生化区的左端底部设置有排泥管一，所述组合生化区的上端侧部设置有生化组合区进水管，所述组合生化区的右端底部设置曝气管二，所述曝气管连通所述控制箱的管线。

3.如权利要求2所述的一种多级气升太阳能一体化污水处理系统，其特征在于：除磷沉淀区底板、两个除磷沉淀区污泥收集槽斜板共同设置成倒梯形污泥收集区，除磷沉淀区上端左侧设置有除磷沉淀区进水管，该进水管联通至固液分离器的上部，除磷沉淀区上端右侧设置除磷沉淀区收水槽。

4.如权利要求3所述的一种多级气升太阳能一体化污水处理系统，其特征在于：所述消毒区还包括生化处理系统外墙板二，所述消毒区上端左侧设置有联通除磷沉淀区收水槽的消毒区进水管，所述消毒区上端右侧设置消毒区出水管，所述控制箱设置有风机，所述太阳能动力系统由太阳能电池和太阳能板构成。

5.如权利要求3所述的一种多级气升太阳能一体化污水处理系统，其特征在于：所述的多级气升太阳能一体化污水处理系统，倾斜隔板与水平方向所夹锐角γ为45°-60°。

6.如权利要求5所述的一种多级气升太阳能一体化污水处理系统，其特征在于：生化组合区进水管、除磷沉淀区进水管、消毒区进水管、消毒区出水管液位依次降低，降低不小于5cm。

7.如权利要求6所述的一种多级气升太阳能一体化污水处理系统，其特征在于：除磷沉淀区倒梯形收泥槽斜板与水平方向所夹锐角γ为45°-60°。

8.如权利要求7所述的一种多级气升太阳能一体化污水处理系统，其特征在于：所述生化组合区水平、垂直过水流速v≥0.5m/s。

9.如权利要求1-8中的任何一种所述的一种多级气升太阳能一体化污水处理系统，其特征在于：除磷沉淀区还设置有气提排泥设备，气提排泥设备上端连通曝气管并竖直进入污泥收集区。

10.如权利要求1-8中的任何一种所述的一种多级气升太阳能一体化污水处理系统，其特征在于：所述加药系统包括除磷加药装置和消毒加药装置。

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