CN101538085A - 旋流曝气沉淀污水处理池的结构和使用方法 - Google Patents

Abstract

旋流曝气沉淀污水处理池的结构和使用方法将气浮分离和生物处理的主要工艺过程有机地组合在一个容器中，容器四角或四周安装固定式扬水曝气装置，容器中部安装漂浮式扬水曝气装置；选择性地对底层污水曝气，同时使容器中的污水循环交替的曝气；扬水曝气装置由有空隙的组合曝气器安装在竖直的管框中构成；固定式和漂浮式扬水曝气装置可单独或组合使用；扬水曝气装置使容器中污水旋转混合，并由深层引流使污水循环交替的曝气；曝气处理一段时间后，打开中层隔膜下的膜孔，收拢中层隔膜间空隙，对中层隔膜以上的污水做需氧处理，对中层隔膜以下的污水做厌氧处理；排出处理后污水和大部分活性污泥，重新，开始新一个污水处理周期。

Description

旋流曝气沉淀污水处理池的结构和使用方法

(一)技术领域

本发明涉及一种污水和废水处理装置和使用方法，更确切地说，本发明是同时适用于好氧、缺氧和厌氧条件下生物学处理污水和废水的处理装置和使用方法。

(二)背景技术

最早的合建式污水处理完全混合***一般为圆形池，池的中间是完全混合的曝气生化区，外侧是导流区和沉淀区，下部有污泥回流缝，这是一种小型***，其曝气区污染物浓度与处理后沉淀去除水的浓度相当，因此该合建式污水处理完全混合***效率低，效果差，占地面积大，推广使用价值低。

现有的普通活性污泥法、生物接触氧化法、氧化沟等污水处理工艺和设备的组成较为复杂，管理要求高，投资大，运行费用高；近几年在小城镇污水处理厂建设中出现的如：复合式活性污泥生物膜工艺、淹没式生物膜工艺、组合氧化塘工艺、一体化氧化沟工艺等新工艺形式也缺少相应的处理设备，现有污水处理技术主要针对大型污水处理厂，不适合于小城镇和生活小区的小型污水处理厂建设，也不适合于现有污水处理厂的扩容改造。

含有可生物降解有机物的污水常用生物法处理，在传统的曝气生物学污水处理装置中，需氧池和沉淀池分开建造在地上，设定池水深4-6米，所以传统装置需要较大的面积，运行不经济，污水处理效率不高。漂浮生长工艺即活性污泥工艺含有一个漂浮生长法生物反应器(在好氧条件下又称为曝气池)和一个沉淀池(常称为二次沉淀池或二沉池)，污染物在曝气池中被活性污泥降解或吸附，处理后的混合液进入沉淀池进行固液分离，上清夜流出沉淀池，部分活性污泥回流到曝气池，部分活性污泥排放到污泥处理***进行进一步处理或处置。活性污泥是去除污染物的生力军，污水处理混合***的处理能力会随污水处理混合***内活性污泥浓度的提高而提高，但回流污泥流量的增加增加了沉淀池的水力负荷，也增加了进入沉淀池的总污泥量，使沉淀池出水的漂浮固体浓度升高，严重时会导致整个处理***不能正常工作。

污水中的氮磷等营养物质能够在生物反应器中去除，在好氧条件下，微生物可将有机氮和氨氮转化为硝酸盐或亚硝酸盐；在缺氧或厌氧条件下，微生物会将硝酸盐或亚硝酸盐还原成氮气；在低氧状态下，硝化和反硝化可在反应器里同时进行，并能够驯化出去除磷的细菌，达到除磷的目的。

(三)发明内容

针对常规漂浮生长法生物反应器的不足，本发明提供了一种能使活性污泥在反应器内进行回流的漂浮生长法生物反应器，可提高生物反应器内微生物浓度和污水处理能力，减少沉淀池污泥的回流量操作，从而简化操作，节省能源，后期旋流沉淀处理时微流操作，有利于活性污泥沉淀，提高污水处理池的出水水质。

旋流曝气沉淀污水处理池的结构和使用方法：将气浮分离和生物处理的主要工艺过程有机地组合在一个容器中，容器四角或四周安装固定式扬水曝气装置14，选择性地对底层污水曝气，同时使容器中的污水微旋转定向流动，循环交替的曝气；容器中部按一定比例安装漂浮式扬水曝气装置13引流不超过中层的污水池分隔结构7的污水循环交替的曝气，提高曝气强度；固定式扬水曝气装置14是由有空隙的组合曝气器4固定安装在竖直的管框中；固定式和漂浮式扬水曝气装置可单独或组合使用；两种扬水曝气装置使污水在容器中定向旋转混合，并由深层引流使污水循环交替的曝气达到冲碎活性污泥团，提高活性污泥与污水接触表面积和不留曝气死角的目的；曝气处理一段时间后，将引流管框5壁上中层分隔结构7以下的引流导管中部开口6打开，将污水池分隔结构7向近中心位置收拢，只对污水池分隔结构7以上的污水做需氧处理，同时对污水池分隔结构7以下的污水做厌氧处理，减少污水和活性污泥的流动转移，促进活性污泥的沉淀；将上层处理好的污水排出，排出大部分沉淀的活性污泥并深度处理；重新进污水，开始新一个周期的污水处理过程；旋流曝气沉淀污水处理池还可以串联或并联连续使用。

本曝气池通过采用新型曝气器4的结构和组装方式，增加新的填料布置方式，改进曝气池的结构，从而改进水力流态，通过新型填料所形成生物膜的固定作用、新型曝气器4的冲击作用及高污泥回流比，提高活性污泥的浓度和表面积，改善曝气效率；同时曝气器4分单元布置和组合，方便检修、调换和维护，适合于小城镇和生活小区的小型污水处理厂建设，也适合于现有污水处理厂的扩容改造。

本发明提供了一种能使活性污泥在旋流曝气沉淀污水处理池内进行回流的漂浮生长法生物反应器，可提高生物反应器内的微生物浓度和污水处理性能，在处理到一定程度后，减少旋流曝气沉淀污水处理池污泥的回流量操作，能简化操作、节约能源、降低沉淀池的水力负荷和固体负荷，后期旋流沉淀处理时微流操作，有利于活性污泥沉淀，提高污水处理池的出水水质。

本发明的旋流曝气沉淀污水处理池含有分单元布置的曝气器和导流板材，将污水处理池分隔形成混合反应区9、静止区10和供混合液循环流动的循环通道12，该循环通道使静止区的底部与混合区连接，在混合区内通过曝气器曝气增氧和混合，并产生定向流动的动力。在污水处理池的混合区，污水中的污染物在好氧情况下降解；活性污泥在静止区10沉淀和浓缩；在旋流区，活性污泥的好氧微生物降解处理污染物；被处理污水在循环通道曝气器曝气增氧和混合，产生水力提升力，促使污水不停的旋转流动，避免曝气死角的产生。旋流区、混合区曝气区11、静止区和供混合液循环流动的循环通道的有机结合，使活性污泥在旋流曝气沉淀污水处理池内成为一个内循环的整体，滞留了活性污泥，提高了活性污泥的浓度。扬水曝气装置的导流板材、平行的或螺旋形的沟渠状膜填料3以及顺时针或逆时针方向设置的水流出口降低了混合污水的紊动程度，使紊动所消耗的能量转变为促使污水流动的能量，避免旋流曝气沉淀污水处理池内产生曝气死角。在静止区内沉淀和浓缩的活性污泥会被循环通道内连续循环的混合液带回混合区，在曝气器的作用下冲碎活性污泥，提高活性污泥的表面积，提高处理能力，处理到一定程度后，关闭部分或全部漂浮式扬水曝气装置，减少旋流处理的流动速度，扩大沉淀静止区，促进活性污泥沉淀分离。

本发明的容器产生不同的区域，在常规好氧区域内强化有机物的降解和有机氮的硝化反应；在低溶氧区域内去除有机物，同时进行硝化和反硝化反应，去除污水中的氮营养物；在缺氧的区域内进行反硝化，去除硝酸盐和亚硝酸盐。本发明还可以在厌氧条件下进行高浓度有机废水的预处理。在实际使用时，几个旋流曝气沉淀污水处理池可以并联也可以串联起来连续使用，产生更好的水处理效果。

旋流曝气沉淀污水处理池的结构和使用方法将气浮分离和生物处理的主要工艺过程有机地组合在一个容器中，代替常规活性污泥法生物处理中的初沉池、曝气池、二沉池和污泥回流装置；容器深度4-30米可正常运转使用。

旋流曝气沉淀污水处理池的结构和使用方法容器四角或四周安装固定式扬水曝气装置，曝气器安装水深范围为0.5-5.0米，选择性地对底层污水曝气，同时使容器中的污水循环流动，交替曝气，同时将曝气器紊动耗能引导到促使污水定向流动上来，约束污水水流流向，促进污泥混合和生物氧化反应的作用。

旋流曝气沉淀污水处理池的结构和使用方法容器中部按一定比例安装漂浮式扬水曝气装置安装水深范围0.5-5.0米，引流深度不超过中层分隔结构的污水循环交替的曝气，提高曝气处理强度。

旋流曝气沉淀污水处理池的结构和使用方法扬水曝气器组合装置的结构包括网格状结构、平行结构，打孔的曝气管切面包括矩形、菱形、三角形和圆形四种形态，曝气管以0.01-0.3米的间隙平行排列在一个水平面上，组合为有一定独立性的曝气器组合装置单元，将有空隙的组合曝气器固定安装在竖直的管框中。

旋流曝气沉淀污水处理池的结构和使用方法固定式和漂浮式扬水曝气装置可单独使用也可组合使用。

旋流曝气沉淀污水处理池的结构和使用方法两种扬水曝气装置使容器中污水旋转混合，并由深层引流使污水循环交替的曝气达到冲碎活性污泥团，提高活性污泥与污水接触表面积和不留曝气死角的目的。

旋流曝气沉淀污水处理池的结构和使用方法曝气处理一段时间后，将引流管壁上中层隔膜下的膜孔打开，将中层隔膜向近中心位置收拢，只对中层隔膜以上的污水做需氧处理，同时对中层隔膜以下的污水做厌氧处理，减少污水和活性污泥的流动转移，促进活性污泥的沉淀。

旋流曝气沉淀污水处理池的结构和使用方法将上层处理好的污水排出，排出大部分沉淀的活性污泥并深度处理；重新进污水，开始新一个周期的污水处理过程。

旋流曝气沉淀污水处理池的结构和使用方法旋流曝气沉淀污水处理池还可以串联连续性或并联间歇性进行污水处理。

本发明大幅度节省曝气时间和曝气池面积，增加池深，降低能耗，减少污水流通运转环节，一池两用，节地节能。可方便地对传统连续流漂浮生长法生物反应器如曝气池进行改造，用很少的投资即可扩大现有污水厂的污水处理容量。本方法和设施可用于污水处理厂的节能改造和渔业工厂化养殖的节能改造。

(四)附图说明

图1旋流曝气沉淀污水处理池的竖切面示意图

1漂浮支撑结构；2导流管框；3导流沟渠分隔物；4曝气器组合装置；5引流管框；6引流管框中部开口；7中层分隔结构；8污水池底部引流管口；9污水池混合反应区；10污水池沉淀区；11污水池混合曝气区；12污水池引流区

图2旋流曝气沉淀污水处理池的俯视示意图

13漂浮式扬水曝气器；14固定式扬水曝气器

图3曝气器组合装置单元示意图

15曝气器；16导气管；17进气口；18空隙

图4漂浮式曝气器示意图

1漂浮支撑结构；2导流管框；3导流沟渠分隔物；4曝气器组合装置；5引流管框；19下坠器

图5导流管框和沟渠横切示意图

(五)具体实施方式

针对常规漂浮生长法生物反应器的不足，本发明提供了一种能使活性污泥在反应器内进行回流的漂浮生长法生物反应器，可提高生物反应器内微生物浓度和污水处理能力，减少沉淀池污泥的回流量操作，从而简化操作，节省能源，后期旋流沉淀处理时微流操作，有利于活性污泥沉淀，提高污水处理池的出水水质。

旋流曝气沉淀污水处理池的结构和使用方法：将气浮分离和生物处理的主要工艺过程有机地组合在一个容器中，容器四角或四周安装固定式扬水曝气装置14，选择性地对底层污水曝气，同时使容器中的污水微旋转定向流动，循环交替的曝气；容器中部按一定比例安装漂浮式扬水曝气装置13引流不超过中层的污水池分隔结构7的污水循环交替的曝气，提高曝气强度；固定式扬水曝气装置14是由有空隙的组合曝气器4固定安装在竖直的管框中；固定式和漂浮式扬水曝气装置可单独或组合使用；两种扬水曝气装置使污水在容器中定向旋转混合，并由深层引流使污水循环交替的曝气达到冲碎活性污泥团，提高活性污泥与污水接触表面积和不留曝气死角的目的；曝气处理一段时间后，将引流管框5壁上中层分隔结构7以下的引流导管中部开口6打开，将污水池分隔结构7向近中心位置收拢，只对污水池分隔结构7以上的污水做需氧处理，同时对污水池分隔结构7以下的污水做厌氧处理，减少污水和活性污泥的流动转移，促进活性污泥的沉淀；将上层处理好的污水排出，排出大部分沉淀的活性污泥并深度处理；重新进污水，开始新一个周期的污水处理过程；旋流曝气沉淀污水处理池还可以串联或并联连续使用。

本曝气池通过采用新型曝气器4的结构和组装方式，增加新的填料布置方式，改进曝气池的结构，从而改进水力流态，通过新型填料所形成生物膜的固定作用、新型曝气器4的冲击作用及高污泥回流比，提高活性污泥的浓度和表面积，改善曝气效率；同时曝气器4分单元布置和组合，方便检修、调换和维护，适合于小城镇和生活小区的小型污水处理厂建设，也适合于现有污水处理厂的扩容改造。

本发明提供了一种能使活性污泥在旋流曝气沉淀污水处理池内进行回流的漂浮生长法生物反应器，可提高生物反应器内的微生物浓度和污水处理性能，在处理到一定程度后，减少旋流曝气沉淀污水处理池污泥的回流量操作，能简化操作、节约能源、降低沉淀池的水力负荷和固体负荷，后期旋流沉淀处理时微流操作，有利于活性污泥沉淀，提高污水处理池的出水水质。

本发明的旋流曝气沉淀污水处理池含有分单元布置的曝气器和导流板材，将污水处理池分隔形成混合反应区9、静止区10和供混合液循环流动的循环通道12，该循环通道使静止区的底部与混合区连接，在混合区内通过曝气器曝气增氧和混合，并产生定向流动的动力。在污水处理池的混合区，污水中的污染物在好氧情况下降解；活性污泥在静止区10沉淀和浓缩；在旋流区，活性污泥的好氧微生物降解处理污染物；被处理污水在循环通道曝气器曝气增氧和混合，产生水力提升力，促使污水不停的旋转流动，避免曝气死角的产生。旋流区、混合区曝气区11、静止区和供混合液循环流动的循环通道的有机结合，使活性污泥在旋流曝气沉淀污水处理池内成为一个内循环的整体，滞留了活性污泥，提高了活性污泥的浓度。扬水曝气装置的导流板材、平行的或螺旋形的沟渠状膜填料3以及顺时针或逆时针方向设置的水流出口降低了混合污水的紊动程度，使紊动所消耗的能量转变为促使污水流动的能量，避免旋流曝气沉淀污水处理池内产生曝气死角。在静止区内沉淀和浓缩的活性污泥会被循环通道内连续循环的混合液带回混合区，在曝气器的作用下冲碎活性污泥，提高活性污泥的表面积，提高处理能力，处理到一定程度后，关闭部分或全部漂浮式扬水曝气装置，减少旋流处理的流动速度，扩大沉淀静止区，促进活性污泥沉淀分离。

本发明的容器产生不同的区域，在常规好氧区域内强化有机物的降解和有机氮的硝化反应；在低溶氧区域内去除有机物，同时进行硝化和反硝化反应，去除污水中的氮营养物；在缺氧的区域内进行反硝化，去除硝酸盐和亚硝酸盐。本发明还可以在厌氧条件下进行高浓度有机废水的预处理。在实际使用时，几个旋流曝气沉淀污水处理池可以并联也可以串联起来连续使用，产生更好的水处理效果。

旋流曝气沉淀污水处理池的结构和使用方法将气浮分离和生物处理的主要工艺过程有机地组合在一个容器中，代替常规活性污泥法生物处理中的初沉池、曝气池、二沉池和污泥回流装置；容器深度4-30米可正常运转使用。

旋流曝气沉淀污水处理池的结构和使用方法容器四角或四周安装固定式扬水曝气装置，曝气器安装水深范围为0.5-5.0米，选择性地对底层污水曝气，同时使容器中的污水循环流动，交替曝气，同时将曝气器紊动耗能引导到促使污水定向流动上来，约束污水水流流向，促进污泥混合和生物氧化反应的作用。

旋流曝气沉淀污水处理池的结构和使用方法容器中部按一定比例安装漂浮式扬水曝气装置安装水深范围0.5-5.0米，引流深度不超过中层分隔结构的污水循环交替的曝气，提高曝气处理强度。

旋流曝气沉淀污水处理池的结构和使用方法扬水曝气器组合装置的结构包括网格状结构、平行结构，打孔的曝气管切面包括矩形、菱形、三角形和圆形四种形态，曝气管以0.01-0.3米的间隙平行排列在一个水平面上，组合为有一定独立性的曝气器组合装置单元，将有空隙的组合曝气器固定安装在竖直的管框中。

旋流曝气沉淀污水处理池的结构和使用方法固定式和漂浮式扬水曝气装置可单独使用也可组合使用。

旋流曝气沉淀污水处理池的结构和使用方法两种扬水曝气装置使容器中污水旋转混合，并由深层引流使污水循环交替的曝气达到冲碎活性污泥团，提高活性污泥与污水接触表面积和不留曝气死角的目的。

旋流曝气沉淀污水处理池的结构和使用方法曝气处理一段时间后，将引流管壁上中层隔膜下的膜孔打开，将中层隔膜向近中心位置收拢，只对中层隔膜以上的污水做需氧处理，同时对中层隔膜以下的污水做厌氧处理，减少污水和活性污泥的流动转移，促进活性污泥的沉淀。

旋流曝气沉淀污水处理池的结构和使用方法将上层处理好的污水排出，排出大部分沉淀的活性污泥并深度处理；重新进污水，开始新一个周期的污水处理过程。

旋流曝气沉淀污水处理池的结构和使用方法旋流曝气沉淀污水处理池还可以串联连续性或并联间歇性进行污水处理。

本发明大幅度节省曝气时间和曝气池面积，增加池深，降低能耗，减少污水流通运转环节，一池两用，节地节能。可方便地对传统连续流漂浮生长法生物反应器如曝气池进行改造，用很少的投资即可扩大现有污水厂的污水处理容量。本方法和设施可用于污水处理厂的节能改造和渔业工厂化养殖的节能改造。

Claims (10)

1.旋流曝气沉淀污水处理池的结构和使用方法：将气浮分离和生物处理的主要工艺过程有机地组合在一个容器中，容器四角或四周安装固定式扬水曝气装置，选择性地对底层污水曝气，同时使容器中的污水循环交替的曝气；容器中部按一定比例安装漂浮式扬水曝气装置引流深度不超过中层隔膜的污水循环交替的曝气；扬水曝气装置是由有空隙的组合曝气器固定安装在竖直的管框中；固定式和漂浮式扬水曝气装置可单独或组合使用；两种扬水曝气装置使容器中污水旋转混合，并由深层引流使污水循环交替的曝气达到冲碎活性污泥团，提高活性污泥与污水接触表面积和不留曝气死角的目的；曝气处理一段时间后，将引流管壁上中层隔膜下的膜孔打开，将中层隔膜向近中心位置收拢，只对中层隔膜以上的污水做需氧处理，同时对中层隔膜以下的污水做厌氧处理，减少污水和活性污泥的流动转移，促进活性污泥的沉淀；将上层处理好的污水排出，排出大部分沉淀的活性污泥并深度处理；重新进污水，开始新一个周期的污水处理过程；旋流曝气沉淀污水处理池还可以串联或并联连续使用。本发明大幅度节省曝气时间和曝气池面积，增加池深，降低能耗，减少污水流通运转环节，一池两用，节地节能。可方便地对传统连续流漂浮生长法生物反应器如曝气池进行改造，用很少的投资即可扩大现有污水厂的污水处理容量。本方法和设施可用于污水处理厂的节能改造和渔业工厂化养殖的节能改造。

2.根据权力要求1所述：旋流曝气沉淀污水处理池的结构和使用方法将气浮分离和生物处理的主要工艺过程有机地组合在一个容器中，代替常规活性污泥法生物处理中的初沉池、曝气池、二沉池和污泥回流装置；容器深度4-30米可正常运转使用。

3.根据权力要求1所述：旋流曝气沉淀污水处理池的结构和使用方法容器四角或四周安装固定式扬水曝气装置，选择性地对底层污水曝气，同时使容器中的污水循环交替的曝气，同时起到改变污水水流流向，促进污泥混合和生物氧化反应的作用。

4.根据权力要求1所述：旋流曝气沉淀污水处理池的结构和使用方法容器中部按一定比例安装漂浮式扬水曝气装置引流深度不超过中层隔膜的污水循环交替的曝气。

5.根据权力要求1所述：旋流曝气沉淀污水处理池的结构和使用方法扬水曝气装置是由有空隙的组合曝气器固定安装在竖直的管框中。

6.根据权力要求1所述：旋流曝气沉淀污水处理池的结构和使用方法固定式和漂浮式扬水曝气装置可单独使用也可组合使用。

7.根据权力要求1所述：旋流曝气沉淀污水处理池的结构和使用方法两种扬水曝气装置使容器中污水旋转混合，并由深层引流使污水循环交替的曝气达到冲碎活性污泥团，提高活性污泥与污水接触表面积和不留曝气死角的目的。

8.根据权力要求1所述：旋流曝气沉淀污水处理池的结构和使用方法曝气处理一段时间后，将引流管壁上中层隔膜下的膜孔打开，将中层隔膜向近中心位置收拢，只对中层隔膜以上的污水做需氧处理，同时对中层隔膜以下的污水做厌氧处理，减少污水和活性污泥的流动转移，促进活性污泥的沉淀。

9.根据权力要求1所述：旋流曝气沉淀污水处理池的结构和使用方法将上层处理好的污水排出，排出大部分沉淀的活性污泥并深度处理；重新进污水，开始新一个周期的污水处理过程。

10.根据权力要求1所述：旋流曝气沉淀污水处理池的结构和使用方法旋流曝气沉淀污水处理池还可以串联连续性或并联间歇性进行污水处理。

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