CN210974322U - 一种寒区生活污水处理设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种寒区生活污水处理设备，包括通过管道依次连接的格栅间(1)、沉砂池(2)、初沉池(3)、厌氧池(4)、缺氧池(5)、内循环流态生物反应器(6)、二沉池(7)和消毒池(8)，所述内循环流态生物反应器(6)上设置有第一回流装置(62)以与缺氧池(5)相连，在所述内循环流态生物反应器(6)内设置有可控制不同位置的曝气量的曝气机构(61)。本实用新型的污水处理设备具有抗温度扰动性强、低温总氮去除率高、氧扩散效率更高、节省曝气能耗、投资额度低、运行成本低等诸多优点。

Description

一种寒区生活污水处理设备

技术领域

本实用新型涉及一种污水处理设备，尤其是一种能够适应寒区低水温的一种寒区生活污水处理设备，属于污水处理领域。

背景技术

寒区在长达3-6个月冰冻期内水温低至10C以下，污水的水温昼夜波动较大，且水质呈现低碳氮比的特征。受到上述特殊的条件的影响，寒区城镇污水冬季常常出现微生物硝化完全受抑制而导致的脱氮效率低的问题，出水不能稳定达标排放。

传统的城镇污水处理厂技术，通常依赖于增加物质消耗或能量补给来提高低温、低碳氮比污水的脱氮效率。比如，延长污泥龄以解决低温时硝化细菌世代周期长和生长速率缓慢的问题；利用外加碳源(醋酸钠或乙醇)来补充反硝化脱氮所需的电子供体以提高脱氮效率；增加好氧段曝气强度为代价提高氨氮氧化效率。由此可见，传统生物脱氮工艺存在着运行成本高、运行控制粗放的技术问题。

因此，现有技术亟代研究并设计出一种能够适应北方冬季温度的一种污水处理设备。

由于上述原因，本发明人对现有的污水处理设备做了深入研究，以便设计出一种能够解决上述问题的新的污水处理设备。

实用新型内容

为了克服上述问题，本发明人进行了锐意研究，设计出一种寒区生活污水处理设备，该设备通过内循环流态生物反应器取代常规的好氧池，在低水温(3-15℃)下逐步驯化活性污泥提高其冷适应性，并在内循环流态生物反应器内形成中间缺氧区和外环好氧区，同一反应器内实现有机物去除和脱氮。

本实用新型所述的寒区生活污水处理设备包括通过管道依次连接的格栅间1、沉砂池2、初沉池3、厌氧池4、缺氧池5、内循环流态生物反应器6、二沉池7和消毒池8，所述内循环流态生物反应器6上设置有第一回流装置62以与缺氧池5相连。

具体的，所述格栅间1用于对污水的初步固液分离，可根据污水水源情况选用已有的格栅间设计。

所述沉砂池2为竖流式沉淀池，沉砂池进水管21位于沉砂池2的靠近底部位置，沉砂池出水管22位于沉砂池2靠近顶部位置，污水在沉砂池2内上升流速低于1mm/s，

优选地，在沉砂池2靠近底部位置还设置有沉砂池维护管23，

所述初沉池3底部为斜面设计，在斜面上方，设置有初沉池出水管道31，初沉池出水管道31经过水泵连接到厌氧池4，

在厌氧池4内设置有第一填料机构41作为兼性厌氧发酵菌的载体，

在一个优选的实施方式中，所述第一填料机构41为柱状，其上具有大量孔洞42，第一填料机构41具有多个，均匀分散在厌氧池4中，

在所述厌氧池4底部，设置有厌氧池出水管43以与缺氧池5相连，

在所述缺氧池5中设置有形状与第一填料机构41相同的第二填料机构52，在缺氧池5底部或侧壁还设置有空气管道，以控制缺氧池5内的溶解氧量，

在所述缺氧池5上，设置有缺氧池出水管51以与内循环流态生物反应器6相连，所述缺氧池出水管51出水口置于内循环流态生物反应器6中心位置，

在本实用新型中，所述内循环流态生物反应器6为圆形池，在内循环流态生物反应器6内设置有曝气机构61，

所述曝气机构61包括曝气层611和空气管道6121，所述曝气层611包括由内向外排列的多个曝气环612，曝气层611外侧曝气环外径为内循环流态生物反应器6内径的90％～95％，

在一个优选的实施方式中，所述曝气环612为直径不同的环形结构，所述多个曝气环612同轴心，在曝气环612上设置有曝气孔6111，以喷出空气，

优选地，所述曝气孔6111具有多个，均匀分散在曝气环612上，

在曝气环612内部具有管道与曝气孔6111连接，不同的曝气环612内部管道不连通，

所述空气管道6121的一端通过阀门与曝气机相连，另一端连接在曝气环612内部管道上，

进一步地，所述空气管道6121具有多个，各空气管道6121分别与不同的曝气环612联通，

更进一步地，所述曝气层611具有多个，多个曝气层611上下平行地设置在内循环流态生物反应器6中，

在所述曝气层611之间设置有曝气层连接管613，所述曝气层连接管613为中空管状结构，通过其连接相邻曝气层611上对应位置的曝气环612，

优选地，每个曝气环612上设置有多个曝气层连接管613,曝气层连接管613均匀分散在曝气环612上，使得曝气层连接管613能够支撑固定曝气环612。

在本实用新型中，所述曝气机构61上还覆盖有活性填料，为微生物提供载体。

在本实用新型中，在所述内循环流态生物反应器6上，还设置有第一回流管道62，所述第一回流管道62连接至缺氧池5，

在所述内循环流态生物反应器6边缘位置，设置有内循环流态生物反应器出水管64以与二沉池7相连，

在所述二沉池7上设置有第二回流管道71，在二沉池7上还设置有二沉池出水管道72以与消毒池8相连，

本实用新型所提供的一种寒区生活污水处理设备具有以下有益效果：

(1)根据本实用新型提供的一种寒区生活污水处理设备，抗温度扰动性强，低温总氮去除率高；

(2)根据本实用新型提供的一种寒区生活污水处理设备，氧扩散效率更高，节省曝气能耗；

(3)根据本实用新型提供的一种寒区生活污水处理设备，投资额度低，运行成本低；

附图说明

图1示出根据本实用新型一种优选实施方式的一种寒区生活污水处理设备整体结构示意图；

图2示出根据本实用新型一种优选实施方式的一种寒区生活污水处理设备中沉砂池结构示意图；

图3示出根据本实用新型一种优选实施方式的一种寒区生活污水处理设备中初沉池结构示意图；

图4示出根据本实用新型一种优选实施方式的一种寒区生活污水处理设备中第一填料机构结构示意图；

图5示出根据本实用新型一种优选实施方式的一种寒区生活污水处理设备中曝气机构结构示意图；

图6示出根据本实用新型一种优选实施方式的一种寒区生活污水处理设备中曝气机构结构示意图。

附图标号说明：

1-格栅间；

2-沉砂池；

21-沉砂池进水管；

22-沉砂池出水管；

23-沉砂池维护管；

3-初沉池；

31-初沉池出水管道；

4-厌氧池；

41-第一填料机构；

42-孔洞；

43-厌氧池出水管；

5-缺氧池；

51-缺氧池出水管；

52-第二填料机构；

6-内循环流态生物反应器；

61-曝气机构；

611-曝气层；

6111-曝气孔；

612-曝气环；

6121-空气管道；

613-曝气层连接管；

62-第一回流管道；

64-内循环流态生物反应器出水管；

7-二沉池；

71-第二回流管道；

72-二沉池出水管道；

8-消毒池。

具体实施方式

下面通过附图和实施例对本实用新型进一步详细说明。通过这些说明，本实用新型的特点和优点将变得更为清楚明确。

在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

根据本实用新型提供的一种寒区生活污水处理设备，通过管道依次连接的格栅间1、沉砂池2、初沉池3、厌氧池4、缺氧池5、内循环流态生物反应器6、二沉池7和消毒池8，所述内循环流态生物反应器6上设置有第一回流装置62以与缺氧池5相连。

具体的，所述格栅间1用于对污水的初步固液分离，可根据污水水源情况选用已有的格栅间设计。

所述沉砂池2为竖流式沉淀池，如图2所示，沉砂池进水管21位于沉砂池2的靠近底部位置，沉砂池出水管22位于沉砂池2靠近顶部位置，

进一步地，污水从沉砂池进水管21流入，在沉砂池2内逐渐向上流动，在本实用新型中，在沉砂池2内污水上升流速低于1mm/s，使得大质量污泥能够沉淀，

优选地，在沉砂池2靠近底部位置还设置有沉砂池维护管23，便于维护时抽空沉砂池2中存留的污水。

所述沉砂池出水管22与初沉池3相连接，使得污水能够进入初沉池3进行沉淀，

所述初沉池3底部为斜面设计，如图3所示，使得在初沉池3中沉淀的污泥能够在重力作用下向初沉池3低洼处流动，便于维护清理初沉池3中污泥，

在所述初沉池3斜面上方，设置有初沉池出水管道31，初沉池出水管道31经过水泵连接到厌氧池4。

所述厌氧池4用于分解污水中可生物降解有机物转化为挥发性脂肪酸(VFA)等小分子发酵产物，从而降低污水中有机物含量，

在厌氧池4内设置有第一填料机构41作为兼性厌氧发酵菌的载体，所述第一填料机构41由活性填料制成，

所述活性填料是一种新型生物活性载体，其根据污水性质不同，在高分子材料中融合多种有利于微生物快速附着生长的微量元素，经过特殊工艺改性、构造而成，具有比表面积大、亲水性好、生物活性高的优点。

在本实用新型中，所述活性填料无特殊要求，可以为已知的任意一种填料，只需能够为微生物依附提供载体即可，如活性波纹填料、流化床填料、立体弹性填料等。

在一个优选的实施方式中，如图4所示，所述第一填料机构41为柱状，其上具有大量孔洞42，第一填料机构41具有多个，均匀分散在厌氧池4中，以增加厌氧池4中污水与厌氧细菌群的接触面积，进而达到更好的分解污水中有机物的效果。

在所述厌氧池4上，设置有厌氧池出水管43以与缺氧池5相连，进一步地，所述厌氧池出水管43上还设置有水泵，以使污水从厌氧池4排入到缺氧池5中，

所述缺氧池5用于对污水进行脱氮脱碳，在其内设置有形状与第一填料机构41相同的第二填料机构52，第二填料机构52用于为反硝化细菌提供载体，优选的，在缺氧池5底部或侧壁还设置有空气管道，以控制缺氧池5内的溶解氧量，

在所述缺氧池5中，设置有缺氧池出水管51以与内循环流态生物反应器6相连，经过缺氧池5后，含有较低浓度碳氮和较高浓度磷的污水进入内循环流态生物反应器6，

进一步地，所述缺氧池出水管51出水口置于内循环流态生物反应器6中心位置，使得缺氧池5中的污水先排至内循环流态生物反应器6中心。

所述内循环流态生物反应器6用于对脱氮脱碳后污水进行去磷、氨化和硝化，在有氧条件下，内循环流态生物反应器6中的微生物能够对污水进行一系列分解，

在本实用新型中，所述内循环流态生物反应器6为圆形池，在内循环流态生物反应器6内设置有曝气机构61，

所述曝气机构61包含曝气层611和空气管道6121，

所述曝气层611包括由内向外排列的多个曝气环612，如图6所示，曝气层611最外侧曝气环612外径略小于内循环流态生物反应器6内径，优选为内循环流态生物反应器6内径的90％～95％，使得曝气层611喷出的空气范围能够涵盖内循环流态生物反应器6内对应高度的所有区域，

在一个优选的实施方式中，所述曝气环612为直径不同的环形结构，在同一曝气层中，所述多个曝气环612同轴心排布，如图5、图6所示，在曝气环612上设置有曝气孔6111，以喷出空气，

优选地，所述曝气孔6111具有多个，均匀分散在曝气环612上，使得曝气环612能够均匀喷出气体，

在各曝气环612内部具有管道与曝气孔6111连接，不同的曝气环612内部管道不连通，

所述空气管道6121的一端通过阀门与曝气机相连，另一端连接在曝气环612内部管道上，

进一步地，所述空气管道6121具有多个，各空气管道6121分别与不同的曝气环612联通，使得不同曝气环612喷出的空气量可控，进而使得曝气层611上不同位置的曝气量可控。

更进一步地，所述曝气层611具有多个，上下平行地放置在内循环流态生物反应器6中，如图5所示，以增加氧扩散效率，使得内循环流态生物反应器6中不同高度的氧含量曝气量可控，进而使得内循环流态生物反应器6不同位置的曝气量均可控。

在所述曝气层611之间设置有曝气层连接管613，所述曝气层连接管613为中空管状结构，通过其连接相邻曝气层611上的对应位置的曝气环612，

优选地，每个曝气环612上设置有多个曝气层连接管613,曝气层连接管613均匀分散在曝气环612上，使得曝气层连接管613能够支撑固定曝气环612。

在本实用新型中，所述曝气机构61上还覆盖有活性填料，为微生物提供载体。

在本实用新型中，通过对曝气机构61的控制，实现生化池污泥浓度的控制，从而解决污水处理***低温运行时出水效果差的问题，

在水温高于15℃时，空气管道6121连接的阀门正常开启，内循环流态生物反应器6起到氧化池的作用，

在水温降低到15℃以下时，微生物活性明显下降使有机物分解和硝化反应速率降低，此时通过闭合或关小部分与空气管道6121连接的阀门，使得靠近曝气层611中心位置的曝气环612停止曝气或减少曝气量，进而使得内循环流态生物反应器6中心区域形成缺氧区，从而形成脱氮环境，又由于曝气层611中心区域停止曝气，内循环流态生物反应器6中心区域处于静止沉淀状态，会将本应在二沉池沉降的污泥，沉淀在内循环流态生物反应器6中，增加了内循环流态生物反应器6中的活性污泥浓度，提高了反应器中生物量，从而提高了低水温条件下微生物的处理能力，达到有效去污的效果，

进一步地，控制中心区域曝气环612的阀门可以间断性开启，以在内循环流态生物反应器6中形成内循环，使得去污效果更好。

由不同直径的曝气环612组成曝气机构61的设计，实现了在内循环流态生物反应器6内逐步驯化活性污泥提高其冷适应性，并形成中间缺氧区和外环好氧区，同一反应器内实现有机物去除和脱氮的效果。

与完全好氧池相比，本申请中内循环流态生物反应器6抗温度扰动性强，氧扩散效率更高，节省曝气能耗25％。实现低温总氮去除率高于80％，优于污水排放一级A标准。

在本实用新型中，在所述内循环流态生物反应器6上，还设置有第一回流管道62，所述第一回流管道62连接至缺氧池5，使得内循环流态生物反应器6内的污水能够按一定比例回流至缺氧池5内，从而使得缺氧池5内的反硝化细菌利用从内循环流态生物反应器6中经回流而带来的大量硝酸盐和污水中的有机物进行反硝化反应，达到同时去碳和脱氮的目的，优选地，所述第一回流管道62边缘位置。

在所述内循环流态生物反应器6边缘位置，设置有内循环流态生物反应器出水管64以与二沉池7相连，

所述二沉池7用于收集经过内循环流态生物反应器6处理后污水中的污泥，在二沉池7上设置有第二回流管道71，使得二沉池7收集到的部分污泥回流至厌氧池4继续参与释磷，并使得***活性污泥浓度得以保持。

在二沉池7上设置有二沉池出水管道72以与消毒池8相连，污水经过二沉池7进入到消毒池8，经过消毒后完成处理。

以上结合了优选的实施方式对本实用新型进行了说明，不过这些实施方式仅是范例性的，仅起到说明性的作用。在此基础上，可以对本实用新型进行多种替换和改进，这些均落入本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种寒区生活污水处理设备，其特征在于，

包括通过管道依次连接的格栅间(1)、沉砂池(2)、初沉池(3)、厌氧池(4)、缺氧池(5)、内循环流态生物反应器(6)、二沉池(7)和消毒池(8)，所述内循环流态生物反应器(6)上设置有第一回流装置(62)以与缺氧池(5)相连，

所述内循环流态生物反应器(6)为圆形池，

在所述内循环流态生物反应器(6)内设置有曝气机构(61)，所述曝气机构(61)包括曝气层(611)和空气管道(6121)，

所述曝气层(611)包括由内向外排列的多个曝气环(612)，在曝气环(612)上设置有多个曝气孔(6111)，在各曝气环(612)内部具有管道与曝气孔(6111)连接，不同的曝气环(612)内部管道不连通，

所述空气管道(6121)的一端通过阀门与曝气机相连，另一端连接在曝气环(612)内部管道上，

所述空气管道(6121)具有多个，各空气管道(6121)分别与不同的曝气环(612)联通，使得曝气层(611)上不同位置的曝气量可控。

2.根据权利要求1所述的一种寒区生活污水处理设备，其特征在于，

所述曝气层(611)具有多个，多个曝气层(611)上下平行地设置在内循环流态生物反应器(6)中，使得内循环流态生物反应器(6)中不同高度的曝气量可控。

3.根据权利要求2所述的一种寒区生活污水处理设备，其特征在于，

所述曝气层(611)中最外曝气环的外径为内循环流态生物反应器(6)内径的90％～95％，

在曝气层(611)之间设置有曝气层连接管(613)，所述曝气层连接管(613)为中空管状结构，通过其连接相邻曝气层(611)上对应位置的曝气环(612)。

4.根据权利要求3所述的一种寒区生活污水处理设备，其特征在于，

所述曝气环(612)为环形结构，在同一曝气层中，不同直径的曝气环(612)同轴心排布。

5.根据权利要求4所述的一种寒区生活污水处理设备，其特征在于，

每个曝气环(612)上设置有多个曝气层连接管(613)，曝气层连接管(613)均匀分散在曝气环(612)上，使得曝气环(612)更加稳固。

6.根据权利要求1所述的一种寒区生活污水处理设备，其特征在于，

在所述曝气机构(61)表面包覆有活性填料，作为微生物的载体，

在所述缺氧池(5)中，设置有缺氧池出水管(51)，与内循环流态生物反应器(6)相连，所述缺氧池出水管(51)出水口置于内循环流态生物反应器(6)中心位置。

7.根据权利要求1所述的一种寒区生活污水处理设备，其特征在于，

在所述沉砂池(2)上设置有沉砂池进水管(21)、沉砂池出水管(22)和沉砂池维护管(23)，

所述沉砂池进水管(21)位于沉砂池(2)靠近底部的位置，沉砂池出水管(22)位于沉砂池(2)靠近顶部的位置，

在沉砂池(2)靠近底部位置还设置有沉砂池维护管(23)，

所述初沉池(3)底部为斜面，在斜面上方，设置有初沉池出水管道(31)，初沉池出水管道(31)经过水泵连接到厌氧池(4)，

在二沉池(7)上设置有第二回流管道(71)，将二沉池(7)收集到的部分污泥回流至厌氧池(4)。

8.根据权利要求1所述的一种寒区生活污水处理设备，其特征在于，

在厌氧池(4)内设置有第一填料机构(41)，通过其为兼性厌氧发酵菌提供载体。

9.根据权利要求8所述的一种寒区生活污水处理设备，其特征在于，

所述第一填料机构(41)为柱状，其上具有大量孔洞(42)，第一填料机构(41)具有多个，均匀分散在厌氧池(4)中。

10.根据权利要求9所述的一种寒区生活污水处理设备，其特征在于，

在所述缺氧池(5)中设置有与第一填料机构(41)相同的第二填料机构(52)，在缺氧池(5)底部或侧壁设置有空气管道，控制缺氧池(5)内的溶解氧量。

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