CN1301673A - 垂直分段一体化污水生化处理方法及装置 - Google Patents

Abstract

一种垂直分段一体化污水生化处理方法及装置,生化池体底部形成一个倒锥形污泥分选旋流集泥坑,集泥坑中心有排泥口,生化池体上部设置有至少一个叠片滑滤出水井,曝气平面使生化池分段为厌氧、好氧、缺氧区,并形成垂直内循环,集活性污泥法的各种方案的优点及二沉池、污泥回流于一身。本发明使污水处理过程大大缩短,并保证高质量出水,占地和造价较现有工艺大大减小,适用于城市污水处理。

Description

垂直分段一体化污水生化处理方法及装置

本发明涉及一种污水生化处理装置及方法。

现有的污水生化处理方法及装置多为在空间的水平分段，最主要的有传统活性污泥法及其变形；A-O法；A-A-O法；A-B法；各种氧化沟等外加二沉池出水；SBR法为时间分段，不同的时间反应池起到不同的作用；MSBR法为空间的分平分段和时间分段的混合，以改善时间分段的缺点，最后出水都离不开二沉池，即等待污泥沉降下去以后将上清液排出，往往因污泥沉降速度慢，而使二沉池的处理能力偏低，处理时间一般占整个水处理周期的二分之一。

本发明的目的是提供一种垂直分段一体化污水生化处理方法及装置，缩短污水处理时间，节约占地，减少能耗，降低造价，以保证高质量连续出水。

本发明的垂直分段一体化污水生化处理方法，其工艺流程如下：

(1)、污水由生化池体底部的污水进口进入水平进水环形管的布水管，从切向射水头射出，带动倒锥面池底污泥作水平旋流运动，并向集泥坑中心集中，比重大的老龄污泥较新生污泥集中的快，以实现对污泥的微观分选排放；

(2)、曝气平面使生化池分段为厌氧、好氧、缺氧区，并形成垂直内循环，污水从曝气头和曝气管网下面厌氧污泥区域A区升至上面三相流好氧上升区域B区进行好氧曝气，又经阻挡漂浮物的裙板和虚拟的二次沉淀池的二相流静沉出水区C区进入叠片滑滤出水井或叠片滑滤出水堰；

(3)、由于叠片滑滤出水井的工作，使污水中的污泥被阻挡在叠片滑滤出水井外面，并在形成二相流缺氧下沉循环区域D区向下坠入生化池底A区，剩余污泥由排泥口排出，清水进入叠片滑滤出水并，自井中心下部的出水口排出，完成污水垂直循环。

上述(2)中虚拟的二次沉淀池由沉降斜板或平面的斜板槽组成。

上述(2)中虚拟的二次沉淀池下部有隔板。

上述(2)中A区有搅拌式曝气装置或推进装置。

这种垂直分段一体化污水生化处理装置，包括生化池体、池体底部的污水进口、池体上部的出水口、池体中的曝气头和曝气管，其特征在于：

生化池体的上面敞开、底面由外沿向内倾斜，中心形成一个倒锥形污泥分选旋流集泥坑，集泥坑中心有排泥口，生化池体上部设置有至少一个叠片滑滤出水井，该井由直立于池底的支撑柱支撑，叠片滑滤出水井在底部有出水口，在叠片滑滤出水井上半部周围上有环形阻挡漂浮物的裙板，下半部有虚拟的二次沉淀池，曝气头和曝气管网设于池体内，其下面是厌氧段，上面是好氧、缺氧段，生化池底与污水进口相连有水平进水配水管和切向进水配水头。

上述生化池体的形状呈圆柱形、矩形或槽形。

上述生化池体池壁的材料是钢筋混凝土、玻璃钢、金属或塑料。

上述虚拟的二次沉淀池由沉降斜板或平面的斜板槽组成。

上述虚拟的二次沉淀池下部有平板形或圆筒形隔板。

上述生化池体底部有水下推进器。

本发明采用以曝气平面的垂直位置对反应器进行分段，以曝气平面的平面布置形成好氧、缺氧分区以及上升流、下沉流的垂直循环，去除BOD₅、SS、脱氧除磷等不同的要求。虚拟的二次沉淀池由斜板或者平面的斜板槽构成，置于本装置的上部，视规模不同可设多个，以进水的切向动能对污泥进行分选排放；采用非沉降浓缩出水排放清水；集高负荷吸附、高浓度污泥对水中污染物的网捕、滤过、分解、絮凝、厌氧、缺氧、好氧、分解絮凝等处理手段，经二沉出水、污泥回流、剩余污泥的分选、排放等诸多过程于一身；连续进水、连续出水：耗能小，控制容易，使活性污泥的活性高，污水处理过程大大缩短，并保证高质量出水，占地和造价较现有工艺大大降低，曝气平面使生化池分段为厌氧、好氧、缺氧区，并形成垂直内循环，集活性污泥法的各种方案的优点及二沉池、污泥回流于一身。适用于污水、尤其是城市污水处理的大、中、小工程。规模可以大至每天百万吨，小至每天几十吨。

以下结合附图及实施例对本发明作详细描述：

图1是本发明垂直分段一体化污水生化处理装置第一个实施例的结构示意图。

本发明的垂直分段一体化污水生化处理方法，其工艺流程如下：

(1)、污水由生化池体底部的污水进口11进入水平进水环形管的布水管7，从切向射水头8射出，带动倒锥面池底污泥作水平旋流运动，并向集泥坑中心集中，比重大的老龄污泥较新生污泥集中的快，以实现对污泥的微观分选排放；

(2)、曝气平面使生化池分段为厌氧、好氧、缺氧区，并形成垂直内循环，污水从曝气头10和曝气管网6下面厌氧污泥区域A区14升至上面三相流好氧上升区域B区15进行好氧曝气，又经虚拟的二次沉淀池二相流静沉出水区C区16进入叠片滑滤出水井或叠片滑滤出水堰1；

(3)、由于叠片滑滤出水井1的工作，使污水中的污泥被阻挡在叠片滑滤出水井1外面，并在形成二相流缺氧下沉循环区域D区17向下坠入生化池底A区，剩余污泥由排泥口13排出，清水进入叠片滑滤出水井，自井中心下部的出水口12排出，完成污水垂直循环。

上述(2)中虚拟的二次沉淀池由沉降斜板3或平面的斜板槽组成。

上述(2)中虚拟的二次沉淀池下部有隔板9。

上述(2)中A区有搅拌式曝气装置或推进装置。

这种垂直分段一体化污水生化处理装置，包括生化池体、池体底部的污水进口、池体上部的出水口、池体中的曝气头和曝气管，其特征在于：

生化池体的上面敞开、底面由外沿向内倾斜，中心形成一个倒锥形污泥分选旋流集泥坑，集泥坑中心有排泥口13，生化池体上部设置有至少一个叠片滑滤出水井1，该井由直立于池底的支撑柱5支撑，叠片滑滤出水井1在底部有出水口，在叠片滑滤出水井上半部周围上有环形漂浮物阻挡裙板2，下半部有虚拟的二次沉淀池3，曝气头10和曝气管网6设于池体内，形成曝气平面，其下面是厌氧段，上面是好氧、缺氧段，生化池底与污水进口11相连有水平进水配水管7和切向进水配水头8。

生化池体的形状可以呈圆柱形、矩形或槽形。池壁4的材料可以是钢筋混凝土、玻璃钢、金属或塑料。虚拟的二次沉淀池由漏斗形的沉降斜板或平面斜板槽组成。生化池体底部可安装有水下推进器。

图2是图1的A-A剖面图。

图3是图1的B-B剖面图。

图4是图1的C-C剖面图。

图5是图1的D-D剖面图。

图6是图1的E-E剖面图。

如图1-6所示，在同一个生化容器中以曝气平面垂直位置的变化造成高浓度污泥的厌氧区A区及垂直内循环的好氧、缺氧区。以曝气平面在水平平面中的设置位置及分布形成三相上升流区、B区和二相下沉流区C区、D区。图1中A区和B区的高度可根据不同的处理对象和要求而设计决定。为了加强进水和高浓度污泥的混合，必要时，可在A区增加搅拌性曝气以及机械搅拌装置。待处理的污水由底部水平切向射水，使池底的倒锥面起旋流器的作用以对污泥进行微观地分选。剩余污泥排放由中心集泥坑的中心排放砂粒、死泥、老泥。以保持池中的活性污泥具有最大的活性。分选所需的水平旋转的动力来自于进水的动能，必要时可增加水下机械搅拌推进器。此搅拌推进器可和机械搅拌装置合为同一设备。污水从A区进入B区后，即开始好氧曝气，并在生化容器内作垂直内循环流动。其动力来自鼓风机对空气中占80％的氮气及一切未溶解气体的压缩能量。未布置曝气器的部分即形成沉降区，沉降区可设斜板、斜管。污水每循环一次则逐次经过厌氧、缺氧、好氧等区段以满足去除BOD₅、SS、脱氧、除磷等不同的要求。

B区、C区、D区的污泥排放有三种可能，即单独集泥单独排放；单独集泥和A区剩余污泥联合排放；不集泥任其落入A区联合排放。

生化池体的形状可以呈圆柱形、矩形或槽形，甚至不规则形状，因地而宜；池壁的材料可以是钢筋混凝土、玻璃钢、金属或塑料；池体可以大半置于地下，小半在地上；并不影响处理效果。

图7是本发明垂直分段一体化污水生化处理方法及装置第二个实施例的平面布置图，在槽形生化池中设多个叠片滑滤出水井。

图8是本发明垂直分段一体化污水生化处理方法及装置第三个实施例的平面布置图，在矩形生化池中设多个基本单元，互相之间并无相互牵扯和水平流动。这时，单元之间的隔板甚至可以不要，只要锥形底；有若干个叠片滑滤出水井或叠片滑滤出水堰在一个槽中或一个水平出水堰，两侧进水、进气，两侧排水、排泥。

图9是本发明的装置中的叠片滑滤出水堰结构示意图；

图10是图9的俯视图。

叠片滑滤出水堰由奇数组21和偶数组22环形叠片组成，其中奇数组21的奇数片之间有垫块23，固定在叠片组导轨20中，偶数组22由动力驱动装置28带动驱动轴24推动偏心长臂推动滚轴25和偏心短臂推动滚轴26实现公转和自转而摆动，形成许多个滑动过滤面，清水从中心出水口29导出，这些叠片组27的材料、形状、运动轨迹、厚度尺寸等视工程设计而定，如专利申请号981224343.6的要求设置，可以调节压紧装置30调节出水量，以维持水位的稳定。在B区和D区的交汇部可设置垂直的圆筒形或平面隔板，以强迫水流大循环，亦可不设圆筒形隔板，以保留发生小循环和微循环，这视工艺需要确定。为了不同的处理目的，可以投放悬浮填料，不会流失；为了提高出水质量，在出水井附近可以投加混凝剂溶液。当叠片滑滤出水井水平放置时，也称为叠片滑滤出水堰。

Claims (10)

1、一种垂直分段一体化污水生化处理方法，其工艺流程如下：

(1)、污水由生化池体底部的污水进口进入水平进水环形管的布水管，从切向射水头射出，带动倒锥面池底污泥作水平旋流运动，并向集泥坑中心集中，比重大的老龄污泥较新生污泥集中的快，以实现对污泥的微观分选排放；

(2)、曝气平面使生化池分段为厌氧、好氧、缺氧区，并形成垂直内循环，污水从曝气头和曝气管网下面厌氧污泥区域A区升至上面三相流好氧上升区域B区进行好氧曝气，又经环形阻挡漂浮物的裙板和虚拟的二次沉淀池的二相流静沉出水区C区进入叠片滑滤出水井或叠片滑滤出水堰；

(3)、由于叠片滑滤出水井的工作，使污水中的污泥被阻挡在叠片滑滤出水井外面，并在形成二相流缺氧下沉循环区域D区向下坠入生化池底A区，剩余污泥将由排泥口排出，清水进入叠片滑滤出水井或叠片滑滤出水堰，自井中心下部的出水口排出，完成污水垂直循环。

2、根据权利要求1所述的垂直分段一体化污水生化处理方法，其特征在于：所述(2)中虚拟的二次沉淀池由沉降斜板或平面的斜板槽组成。

3、根据权利要求1所述的垂直分段一体化污水生化处理方法，其特征在于：所述(2)中虚拟的二次沉淀池下部有隔板。

4、根据权利要求1所述的垂直分段一体化污水生化处理方法，其特征在于：所述(2)中A区有搅拌式曝气装置或推进装置。

5、一种垂直分段一体化污水生化处理装置，包括生化池体、池体底部的污水进口、池体上部的出水口、池体中的曝气头和曝气管，其特征在于：

生化池体的上面敞开、底面由外沿向内倾斜，中心形成一个倒锥形污泥分选旋流集泥坑，集泥坑中心有排泥口，生化池体上部设置有至少一个叠片滑滤出水井或叠片滑滤出水堰，该井由直立于池底的支撑柱支撑，叠片滑滤出水井在底部有出水口，在叠片滑滤出水井上半部周围上有环形阻挡漂浮物的裙板，下半部有虚拟的二次沉淀池，曝气头和曝气管网设于池体内，其下面是厌氧段，上面是好氧、缺氧段，生化池底与污水进口相连有水平进水配水管和切向进水配水头。

6、根据权利要求5所述的垂直分段一体化污水生化处理装置，其特征在于：所述生化池体的形状呈圆柱形、矩形或槽形。

7、根据权利要求5所述的垂直分段一体化污水生化处理装置，其特征在于：所述生化池体池壁的材料是钢筋混凝土、玻璃钢、金属或塑料。

8、根据权利要求5所述的垂直分段一体化污水生化处理装置，其特征在于：所述的虚拟二次沉淀池由沉降斜板或平面的斜板槽组成。

9、根据权利要求5所述的垂直分段一体化污水生化处理装置，其特征在于：所述虚拟的二次沉淀池下部有平板形或圆筒形隔板。

10、根据权利要求5所述的垂直分段一体化污水生化处理装置，其特征在于：所述生化池体底部有水下推进器。

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